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科技日?qǐng)?bào)記者 頡滿斌
近日，蘭州大學(xué)潘保田教授研究團(tuán)隊(duì)通過數(shù)值模擬估算了天山北麓年輕山地形成和保存的臨界抬升速率，該研究以《年輕山地如何能在前陸盆地形成和保存？》為題，在《Science Bulletin》（《科學(xué)通報(bào)》）上在線發(fā)表。
活動(dòng)造山帶的生長過程是深入理解區(qū)域地貌演化與環(huán)境演變的重要基礎(chǔ)。造山帶的前陸盆地發(fā)育豐富且連續(xù)的沉積記錄，地貌序列保存完整，是探索構(gòu)造變形與山體生長關(guān)系的天然實(shí)驗(yàn)室。以往研究中地質(zhì)記錄（如：低溫?zé)崮甏鷮W(xué)和沉積學(xué)）揭示的多為數(shù)千萬年的構(gòu)造演化歷史，而地貌證據(jù)記錄的則為相對(duì)年輕的山地地形演化過程。
中國天山北麓存在著“老構(gòu)造”與“年輕地貌”的“非協(xié)同演化”問題。已有研究表明，天山北麓逆斷裂-褶皺構(gòu)造的生長變形多開始于新近紀(jì)，但山前的背斜山地在晚第四紀(jì)才開始顯現(xiàn)。較為合理的解釋是：地質(zhì)構(gòu)造在生長初期需要面對(duì)山前先成河的掃蕩與侵蝕，因此只有當(dāng)構(gòu)造抬升速率超過了先成河的侵蝕能力以后，地形才能得以保存并繼續(xù)生長。
天山北麓典型的背斜山地與河流相互作用（圖片來源：呂紅華攝，2013年7月27日）
圖1：天山北麓典型的背斜山地與河流相互作用三維地形渲染圖 (數(shù)據(jù)來源：ArcGIS Online)
天山北麓最北側(cè)的兩排逆斷裂-背斜構(gòu)造目前處于持續(xù)的生長過程中，其中Belt II的背斜地形就處于典型的幼年期（如圖1，瑪納斯背斜），這說明其抬升速率克服了河流侵蝕能力，已經(jīng)超過了幼年期地形存活的臨界抬升速率。針對(duì)這些背斜強(qiáng)烈隆升開始的年代和速率進(jìn)行約束，對(duì)理解前陸盆地構(gòu)造變形與山體生長的“非協(xié)同演化”機(jī)制具有重要的參考價(jià)值。然而囿于地貌證據(jù)的時(shí)空離散性以及年代學(xué)手段的局限性，傳統(tǒng)方法很難直接獲取形成背斜地形并被保存所需要的臨界抬升速率。
（受訪者供圖）
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