沉积盆地和造山带是大陆的两个基本构造单元,它们构成了在空间发展和形成机制上密切联系的构造系统.沉积盆地作为造山带构造演化最直接、最具体的地质载体,为研究造山带发展和演化提供了信息和线索.新生代以来,印度板块与欧亚板块的碰撞及其后持续向北的推挤和楔入作用,使得天山这一古老造山带重新复活,并在山体南北两侧的盆地堆积了巨厚的新生代沉积物,它们不仅记录了天山构造演化历史,而且还为深入理解天山隆升的环境效应、亚洲内陆干旱化以及副特提斯海演化等重大科学问题提供了丰富的材料.然而,有关这些盆地新生代地层年代问题一直存在较大争议,束缚了对新生代天山构造隆升时间、期次、幅度及其气候环境效应等的认识.为此,本文选择天山南麓库车坳陷中东部新生代地层开展详细的磁性地层年代学研究,并厘定了该区早期有争议的磁性地层.在此基础上,利用古地磁构造旋转、平衡剖面恢复、构造发育史等定量和定性化研究手段,结合生长地层、沉积通量和沉积速率等指标,开展了库车坳陷构造演化及其与南天山耦合关系的精细分析,进而重建了南天山新生代构造演化历史并对其构造变形的动力学机制做了初步探讨.研究中取得的主要结论与进展如下:1.通过对天山南麓库车坳陷依奇克里克剖面以及二八台剖面新生代磁性地层学研究,结合孢粉组合以及前人的古生物资料,确定了库车坳陷库姆格列木群、苏维依组、吉迪克组、康村组、库车组和西域组(未见顶)的磁性地层年代分别为～42.2-38、38-36、36-13、13-6.5、6.5-2.6Ma 和<2.6 Ma.2.古地磁构造旋转研究结果表明,42.2-2.6 Ma期间库车坳陷共发生了～8.2°的顺时针旋转.其中,～42.2-38、38-36 Ma和36-13 Ma三个阶段的顺时针旋转规模较小,分别为～0.8°、～1°和～2.2°,且有逐渐增加的趋势;13-6.5 Ma期间可能受塔拉斯-费尔干纳右旋走滑断裂的影响,旋转方式转为逆时针,旋转量为～4.9°;6.5-2.6Ma强大的印欧板块碰撞远程应力使库车坳陷的旋转方式又恢复为顺时针,且旋转量高达～9.1°.3.天山南麓三条地震地质剖面的平衡恢复结果显示,该区域地壳缩短变形具有东西分异、南北分带的总体时空演化特征.三条剖面的地壳缩短变形在纵向上(由西向东)具有逐渐减弱的趋势;横向上(由北向南)表现出相同的分带性特征,即新生代以来构造变形始于～36 Ma,随着时间的推移构造变形由北部山体逐步向南部盆地方向扩展,形成前展式冲断和相关褶皱构造,且构造变形呈阶段性增加,在～2.6 Ma以来达到顶峰.4.根据库车坳陷新生代各组段的残留地层等厚图,得出各组段残留地层的沉积总量,并计算出库姆格列木群-苏维依组、吉迪克组、康村组以及库车组的沉积通量分别为:30.05、73.85、328.19和1179.89 t·Ma-1/m2.结合前人同时期气候、物源等研究结果,认为库车坳陷新生代不同组段沉积通量的阶梯式增加是对南天山阶段性隆升的响应.5.根据本文以及前人在库车坳陷建立的高精度磁性地层时间序列和相应的地层厚度,计算了相关剖面的沉积速率,发现研究区沉积速率在～42-13 Ma较为稳定,表现为～5cm/kyr的低值特征;自～13Ma开始,沉积速率开始持续增加,并在～6.5 Ma达到顶峰;～6.5-2.6 Ma期间研究区沉积速率表现为明显的下降趋势.同时,研究区沉积速率具有空间上的差异性,即库车坳陷第二排克-依构造带地区的沉积速率明显低于同时期第三排秋里塔格构造带地区的沉积速率.本文认为研究区沉积速率的这种变化特点,是南天山约～13 Ma开始明显的阶段性构造隆升和库车坳陷褶皱冲断带向盆内阶段性扩展共同作用的结果,导致早期接受沉积的地区逐步冲断褶皱隆起,沉积空间逐渐变小,进而沉积速率持续减小.6.本文平衡剖面恢复结果揭示的新生代库车坳陷地壳缩短历史、构造发育史以及沉积通量、沉积速率所记录的沉积演化史,是对南天山自新生代以来经历的构造活动区域拉张沉陷期(65-～36 Ma)、构造挤压缩短隆升启动期(～36-13 Ma)、加强期(～13-6.5 Ma)和顶峰期(～6.5 Ma-至今)四个构造演化阶段的共同响应.7.根据平衡剖面恢复结果揭示的天山南麓地壳缩短变形的东西差异特征,结合厘定的塔里木盆地新生代不同时段构造旋转结果,本文认为,在新生代印欧板块碰撞的远程应力作用下,帕米尔构造结逐步向北迁移并与天山发生推挤楔入以及塔里木块体的旋转作用,是造成天山新生代构造变形与地壳缩短的主要原因.