综述：造山带的稳定与重新活化：从低温热年代学的角度对泛非造山带和中亚造山带的比较研究

王彦楠|张金|张北航|赵恒|杨亚琪|王振毅|刘玉刚

河北省工程大学资源勘探研究重点实验室，中国邯郸056038

摘要

造山带的稳定/克拉通化过程以及大陆内部的变形是板块构造理论中备受争议的话题。本文通过对比分析两个具有全球代表性的增生造山带——新元古代的泛非造山带和显生代的中央亚洲造山带（CAOB）的低温热年代学数据，探讨了影响造山带稳定的因素。具体而言，重新分析了来自CAOB南部多个构造单元的已发表的低温热年代学数据，以揭示其时空剥露模式。泛非造山带在形成后表现出稳定的演化特征，且由板块边缘过程引起的大陆内部变形较小。相比之下，CAOB自形成以来经历了长期的多阶段大陆内部变形。早期的快速剥露事件主要发生在晚石炭世-早二叠世和三叠纪，主要集中在CAOB的西部。该地区大多数构造单元在白垩纪期间经历了剥露过程。而新生代的快速剥露仅在中国西部天山有记录。这些剥露事件被认为受到板块边缘动力学和深部地幔过程的控制。这两个造山带之间的一个关键区别在于它们的构造环境：泛非造山带形成于缺乏长期向造山带本身俯冲的板块边缘环境中，而CAOB则独特地拥有从中生代以来持续存在的俯冲带，这些俯冲带从周围的板块边缘延伸至造山带内部。这些长期存在的俯冲系统为CAOB下方的次大陆岩石圈地幔提供了持续的水、沉积物和其他“活性”成分的补给。此外，俯冲板块的脱离和回撤也驱动了地幔物质的动态活动。多阶段的压缩事件可能进一步导致地壳增厚，引发岩石圈剥离——所有这些因素共同影响了造山带的长期稳定性。

引言

大陆演化是地球科学中的一个基本课题（Molnar和Tapponnier，1975；Xiao等人，2015；Şengör等人，2022；Pearson等人，2021；Raimondo等人，2014）。在这一背景下，造山带的稳定是一个关键过程（例如，Pearson等人，2021），并且已成为最活跃的研究前沿之一（Xu等人，2025b；Roots等人，2025；Liu等人，2025），为理解大陆内部变形提供了新的见解。尽管取得了这些进展，但控制造山带稳定的因素仍不甚明了。

通过研究最近形成的大陆地块及其下的碰撞基体，可以有效地探讨造山带的稳定机制，这些是此类研究的理想对象（Pearson等人，2021）。增生造山带作为当前和过去大陆增长的关键场所（Cawood等人，2009），与克拉通的演化密切相关。新元古代的泛非造山带和显生代的中央亚洲造山带（CAOB）都是全球典型的增生造山带（例如，Stern和Johnson，2010；Xiao等人，2015；图1），但它们自形成以来的演化轨迹却截然不同。泛非造山带自约5.5亿年前以来一直是一个稳定的大陆块——以阿拉伯-努比亚盾为例（Johnson和Woldehaimanot，2003）。相比之下，CAOB经历了多阶段的重新激活，产生了广泛的大陆内部变形（例如，Hendrix等人，1992；Jolivet等人，2010；Zhang等人，2021a；Liu等人，2017；Wang等人，2024a）。这种差异提出了一个关键问题：CAOB最终能否演化成一个稳定的大陆？最近，一些研究者根据岩石圈增厚和成分特征的证据提出CAOB正在经历克拉通化过程——这一发现对其向稳定大陆状态的演化轨迹提供了重要限制（McKenzie和Priestley，2008；Pearson等人，2021；Liu等人，2025）。然而，这个造山带自形成以来经历了多次复杂而强烈的板内变形——这些研究可能未能完全解释这一点。一个尚未解决的问题是，这种变形是否是稳定过程的一个组成部分（Schoene等人，2008；Pearson等人，2021），或者相反，它是否表明CAOB尚未完成这一过程；解决这个问题需要进一步了解这些变形事件的时间和构造背景。因此，这种多阶段的板内变形使CAOB成为研究造山带稳定和重新激活的理想场所（例如，J. Zhang等人，2021a；Zhang等人，2022a）。低温热年代学技术（包括锆石/磷灰石裂变径迹测年和(U-Th)/He测年）利用其较低的闭合温度（约250–55°C）来敏感地检测浅层地壳的热事件或变形事件（例如，Reiners和Brandon，2006）。本研究主要依赖于重新分析已发表的区域低温热年代学数据，以：（1）阐明CAOB南部区域构造热事件的时间和构造背景；（2）评估CAOB是否经历了稳定或重新激活；（3）将其历史与泛非造山带进行比较，并确定造山带稳定性的主要控制因素。鉴于已有大量关于CAOB变形的研究（例如，Zhang和Cunningham，2012；J. Zhang等人，2013；Zhang等人，2021a；Zhang等人，2021b；Zhang等人，2022a；Zhao等人，2022；Zhao等人，2025；Liu等人，2024；Lamb等人，1999；Webb等人，2010；Cunningham，2005；Cunningham，2013），我们在这里重点关注区域热年代学数据的新见解，而不是重复已有的发现。

章节摘录

东泛非造山带中的努比亚-阿拉伯盾

努比亚-阿拉伯盾位于东泛非造山带的北部，长度约为3000公里（南北方向），宽度超过1000公里（东西方向）（图1；Kröner等人，2007）。盾的东部现在保存在阿拉伯板块中；西部则是非洲板块的一部分（图1）。其岩石类型主要由中元古代至新元古代的岛弧火山岩和花岗岩组成，其间夹杂着蛇绿岩套（表明……）

低温热年代学

本研究广泛采用了低温热年代学技术，包括裂变径迹（FT）和(U-Th)/He测年。裂变径迹分析依赖于矿物（磷灰石或锆石）中辐射损伤的温敏退火。在超过特定矿物温度临界值时，裂变径迹会迅速退火；而在低于该临界温度的情况下，它们几乎保持原始长度。然而，在部分退火区（PAZ），径迹会逐渐退化——这是……的功能

中国西部天山

中国西部天山位于CAOB的南部边缘，经历了多次古生代的增生事件，包括岛弧碰撞和大陆岩石圈块的聚合（Şengör等人，1993；Şengör等人，2022；Xiao等人，2013；Xiao等人，2015）。这些过程形成了三条主要缝合线，将造山带划分为三个构造域：北天山、伊犁-中央天山和南天山（图3；Windley等人，2007；Charvet等人，2007……）

CAOB南部的构造环境

利用区域低温热年代学数据，已经明确识别出CAOB南部自晚古生代以来的多个快速剥露阶段。先前的低温热年代学研究也报告了这种多阶段的剥露现象（例如，Wang等人，2018；Jolivet等人，2010；Tian等人，2016；Liu等人，2023；J. Zhang等人，2021a；Zhang等人，2021b；Wang等人，2024a）。然而，现有研究面临两个关键限制。首先，虽然一些研究……

结论

我们对地球上两个典型的增生造山带——新元古代的泛非造山带和显生代的CAOB进行了低温热年代学比较。结果表明，俯冲系统的持续时间决定了造山带稳定性的根本差异。泛非造山带是一个成功的稳定化的经典例子，其边缘在形成后缺乏持续的、以造山带为中心的俯冲作用。相反，CAOB未能实现完全的……

CRediT作者贡献声明

王彦楠：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，软件使用，方法论。张金：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，监督，项目管理，概念化。张北航：撰写——审稿与编辑，可视化，软件使用，调查。赵恒：撰写——审稿与编辑，可视化，方法论，调查。杨亚琪：撰写——审稿与编辑，资源获取，方法论，调查。王振毅：可视化，软件使用，

未引用的参考文献

Faure等人，1989

Xu等人，2025a

Zhang等人，2022f

利益冲突声明

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致谢

我们感谢两位匿名审稿人的建设性评论，这些评论显著改进了手稿的质量。本研究得到了国家自然科学基金（编号：U2344215）、深地探测与矿产资源勘查-国家科技重大专项（编号：2025ZD1007701）和中国地质科学院基础研究基金（编号：JKYZD202309）的财政支持。