地貌是构造与气候之间复杂相互作用的产物，因此地貌演化对于理解青藏高原的生长过程及其机制至关重要。青藏高原内部地形平坦，发育内流水系，该地貌特征被认为始新世早期就已经形成；而高原南部和东部则被外流水系和构造活动强烈改造，自中新世以来形成了陡峭的地貌。高原西部以高海拔低起伏的地形为主，但部分地区发育有深切河谷；以内流水系为主，但外流水系在南部边界发育（图1）。因此，高原西部地貌兼具高原内部和东部与南部的特征。上述复杂的地貌特征到底是何时以何种方式发育演化而来？其形成过程到底经历了多少期剥露事件？这些剥露事件的控制因素是什么？内、外流水系在改造高原西部地貌中的作用是什么？

针对上述科学问题，我校地球科学与资源学院“大陆汇聚与青藏高原隆升”求真研究群体博士研究生徐诗颖，在戴紧根和王成善教授的指导下，选择高原西部的狮泉河地区为主要研究区域，在不同地质和地貌背景下采集了深成侵入岩样品，开展了锆石U–Pb定年和角闪石电子探针、磷灰石(U–Th)/He (AHe)和裂变径迹 (AFT)定年等分析，并且基于低温热年代学数据开展了热历史模拟与剥露速率的计算。上述结果，结合区域地质地貌特征，重建了青藏高原西部晚白垩世以来的剥露历史，取得了以下主要认识：

1、低温热年代学年龄和热历史模拟结果表明研究区存在三期快速冷却事件：第一期发生在70–40 Ma，来自不同地质和地貌背景下的样品都记录了该期冷却事件；第二期在发生在30–23 Ma，主要记录在逆冲断层上盘的样品中；第三期发生在15–12 Ma，主要表现在河谷样品中（图2）。

2、第一期快速冷却事件是区域性的，其冷却事件记录了区域剥露过程。根据一维模型计算的剥露速率为0.1–0.12 km/Ma（图2）。结合区域地质背景，提出研究区晚白垩世–早始新世快速剥露与新特提斯洋俯冲过程中形成的区域逆冲断层有关。该期快速剥露之后，远离构造与水系的样品经历了极为缓慢的剥露（图2），平均剥露速率为0.08–0.09 km/Ma，与高原中部地区广泛记录的始新世之后的缓慢剥露类似。结合定量古高程研究的结果，上述始新世之后缓慢剥露可能反映高海拔低起伏的原西藏高原在始新世时期就已经建立（图3）。

3、第二和第三期快速冷却期间，样品附近并没有发育同时代的岩浆活动，因而被理解为由地表剥露造成。第二期快速剥露表现在杂多逆冲断层上盘的样品上（图2），产生了~3.5 km的剥露量，主要受局部逆冲断层活动影响（图3）。第三期快速剥露记录在顶孜藏布河谷的样品中，产生了1.7–2 km的剥露量。结合前人在日土河谷热年代学高程剖面揭示的~19–17 Ma和~11–9 Ma的快速剥露，提出河流加速下切是该期次快速剥露的主要控制因素，而河流加速下切是喀喇昆仑断裂右旋走滑活动影响下水系重组的结果（图3）。

上述成果揭示了高原西部地区高海拔低地形的地貌形成时限与高原中部相近，后期遭受局部构造活动与河流下切作用的改造，从而塑造了高原西部特有的地貌特征，对于认识不同因素如何控制地貌演化过程具有重要的参考意义。该成果得到了国家自然基金委项目（41872105，42121002）、第二次青藏高原科学考察项目（编号：2019QZKK0204），中央高校基本科研业务费项目（292019062）和111计划（B18048）的支持。博士生徐诗颖为第一作者，戴紧根教授为通讯作者。

图1 青藏高原DEM、水系及相关低温热年代学数据分布图以及研究区地貌简图和高程剖面图。

图2 研究区磷灰石裂变径迹长度分布、热历史模拟结果和平均剥露速率。

图3 青藏高原西部地区晚白垩世以来地貌演化模式图。

上述研究成果发表在地质学国际权威刊物《Tectonics》上：Xu, S. Y., Dai, J. G*., Li, H. A., Liu, B. R., Han, X., & Wang, C. S. (2022). Insights Into Episodic Exhumation of the Western Tibetan Plateau Since the Late Cretaceous From Low‐Temperature Thermochronology. Tectonics, 41(12). https://doi.org/10.1029/2022TC007546 [IF2021=5.261]

全文链接：https://doi.org/10.1029/2022TC007546