西南天山属多期复合造山带。晚古生代晚期，伊犁地块与塔里木板块碰撞造山形成西南天山褶皱冲断带，在中生代发生了6 期间歇性的逆冲构造活动。古近纪末期以来，在印度板块与欧亚板块碰撞作用的影响下，塔里木北部地区向天山造山带下发生陆内俯冲，尤其是中新世早期的快速隆升事件说明西南天山再次复活崛起。上新世至今，西南天山造山带剧烈隆升，到达相当高度，形成冰川地貌。该地区现今不仅海拔高，并且切割深。

这种地貌于何时经历怎样的地质地貌演化过程形成?

本文通过观测乌什北山一带第四纪沉积和侵蚀地貌，并解析第四纪褶皱冲断构造，来探讨西南天山现今高山峡谷地貌的形成时代和机制，从而为西南天山第四纪构造隆升过程和地貌演化及其联系提供重要信息。

地质背景

高山峡谷地貌，顾名思义具有“高海拔，深切割”的地貌特征，主要分布在我国西部的青藏高原周缘以及西天山等与大型盆地相邻的高大山脉。乌什北山高山峡谷位于西南天山，山峰海拔3000 ～ 4500 m，相邻山谷海拔只有2100 m，高差1000 m 以上，呈现高海拔、深切割的地貌特征。乌什北山地区位于西南天山中段，南邻塔里木盆地，发育一系列北东向延伸的褶皱、逆冲断层。

地貌分析

地貌演化过程包括侵蚀过程和沉积过程两个相互关联的方面。沉积地貌过程一方面受侵蚀地貌过程的影响和制约，另一方面它又与侵蚀地貌过程同时受大地构造及其规律的控制。当地形高于侵蚀－ 堆积基准面，河流下切，形成侵蚀地貌; 反之，则形成沉积地貌。

在乌什县西北约20 公里的滚滚铁列克河的出山口处，在河谷分布有全新统构成的河床和*疆新**群构成的阶地，两侧山顶分布有产状近水平的西域组，角度不整合于中泥盆统或下石炭统之上下面分别叙述研究区第四纪的沉积地貌和侵蚀地貌。

沉积地貌

通过对这三套地层顶部和底部海拔高度的观测，得到以下结果: ( 1) 河床海拔2130 m，阶地顶面海拔2180 m。因此，残存的*疆新**群顶部海拔2180 m，底部海拔低于2130 m，沉积厚度大于50 m。( 2) 西域组在河谷东、西两侧的山顶均有分布，而在西侧的山腰发育向SE 向的逆冲断层 ，两处的西域组分别位于该断层的上盘和下盘。由于断层上盘隆升幅度更大，因此，西侧( 上盘) 比东侧( 下盘) 的西域组底界高度更高。东侧的西域组底界海拔2550 m，顶部海拔2910 m， 残存的地层厚度360 m; 西侧的西域组底界海拔3490 m，顶部海拔3720 m，残存的地层厚度230 m。考虑到位于山顶的西域组的强烈剥蚀，且剥蚀强度与地形的高度和陡峭程度成正比( 西侧比东侧的西域组残存厚度小，剥蚀作用更强) ，西域组的残存厚度应远小于其原始沉积厚度。在研究区南部的实测剖面中，西域组厚度大于1508 m ( 未见顶) 。因此，该处的西域组原始沉积厚度至少应接近于1508 m。

侵蚀地貌

西域组、*疆新**群、全新统之间呈冲刷侵蚀接触关系，表明在西域组与*疆新**群沉积时期之间的中更新世以及全新世这两个时期河流下切，为侵蚀地貌。当山体隆升，使地形高出侵蚀—堆积基准面，沉积作用停止，侵蚀作用开始，河流下切，直至地形低于侵蚀—堆积基准面，下次沉积作用开始。因此，上次沉积物顶面与下次沉积物底面的高差代表了这次侵蚀地貌过程中河流下切的深度。由此，根据对以上三套地层的顶、底海拔高度的测算结果，可计算出滚滚铁列克河在中更新世和全新世两个侵蚀地貌过程中的下切深度，即代表了乌什北山的隆升幅度。

讨论

西域组巨厚砾岩的出现说明西南天山在上新世晚期( 3. 4 Ma) 开始快速隆升。该时期的巨厚砾岩在我国西北其它地区有大量报道，如:东昆仑、西昆仑山前叶城、天山北麓独山子、祁连山北缘老君庙等青藏高原周缘山脉邻近盆地一侧。

对于其成因，主要有构造隆升和全球冰期造成的气候变化两种观点。对滚滚铁列克河的地貌分析表明，乌什北山构造隆升在西域组沉积之后的中更新世时期更为强烈，由沉积地貌转为侵蚀地貌，发生了强烈的河流侵蚀下切。F3断层东南侧山体隆升了1878 m，是由以南天山山前断裂为代表的褶皱冲断构造所致; F3逆冲断层在早更新世的活化导致其西北侧山体( 上盘) 隆升幅度在东南侧山体( 下盘) 的基础上增加了940 m，达2818 m。

晚更新世砾石层的沉积表明，乌什北山隆升速度相对减小，由侵蚀地貌转为沉积地貌。

全新世，隆升速度再次加快，河流侵蚀下切形成阶地和陡坎，再次成为侵蚀地貌，只是地貌下切深度( ＞ 50 m) 远远小于中更新世自山顶至现代河床之下的下切深度，也远小于现今高山峡谷地貌1000 m 以上的高差。因此，乌什北山的高山峡谷地貌主体形成于中更新世，而受全新世构造地貌演化的影响较小。其形成原因是中更新世发育的褶皱冲断构造以及早期的逆冲断层复活，并不断向盆地方向扩展，导致山体快速大幅隆升，地形大大高于侵蚀-堆积基准面，在强烈的河流侵蚀下切作用下形成高山峡谷地貌。

中更新世的大幅度构造隆升不仅表现在西南天山，而且影响到了整个青藏高原，被命名为“昆仑—黄河运动”。它具有发生突然，抬升幅度大的特点，导致青藏高原进入冰冻圈，影响大气环流型式，形成了东亚季风的现代格局和我国西部现代山盆相间的地貌格局。