大陆裂谷是板块构造旋回（威尔逊旋回）的重要阶段，它的形成和演化过程记录了大陆板块的早期破坏信息。限定大陆裂谷形成和演化事件的时间，可以为认识其构造演化过程中的动力学机制提供依据。

新生代以来，东亚大陆主要受到了两种动力学机制的控制：（1）西边，印度板块-欧亚板块的碰撞作用；（2）东边，太平洋板块向欧亚大陆的俯冲作用。山西裂谷系位于鄂尔多斯高原东缘，是欧亚大陆东部一个显著的活动裂谷系，也是世界上少有的典型大陆内部裂谷系（图1）。基于目前在山西裂谷系中部和北部的盆地中发现的晚新近纪沉积物，很多学者认为山西裂谷系形成于上新世，与印度板块-欧亚板块碰撞导致的青藏高原东北缘的扩张相关。然而，这种观点与以下观测事实不符：（1）山西裂谷系南部的渭河盆地和运城盆地中存在始新世中期的沉积物；（2）山西裂谷系周缘发育了多期夷平面，指示其经历过多次构造事件；（3）在山西裂谷系已开展的低温热年代学研究揭示其在新生代经历过多次快速剥蚀事件；（4）新的研究指出青藏高原东北缘在新生代也经历了多期构造运动。因此，山西裂谷系的形成和演化与青藏高原东北缘的关系可能比之前的认识更为复杂，山西裂谷系的形成和演化过程及其相应的动力学机制需要进一步研究。

针对上述问题，中国地震局地质研究所的苏鹏博士、何宏林研究员、谭锡斌研究员、石峰副研究员、美国休斯顿大学的刘一多博士后，以及美国俄勒冈州立大学（现在北卡罗来纳大学）的Eric Kirby教授，在山西裂谷系中部的霍山和南部的中条山开展了低温热年代学研究，在重建板块构造历史的基础上，综合华北地区现有的资料，主要获得了以下认识：

（1）山西裂谷系中部的霍山仅记录了一次发生在40-35 Ma的快速剥蚀事件，后期的构造作用未造成大量剥蚀。

（2）山西裂谷系南部的中条山记录了两次快速剥蚀事件，第一次发生在50-40 Ma，随后的~30 Myr未发生明显剥蚀，第二次发生在~8-0 Ma。

（3）始新世（50-35 Ma）的快速剥蚀事件指示山西裂谷系的形成，其形成具有由南向北扩展的特征。山西裂谷系的形成时间与东亚大陆在始新世广泛发育的伸展事件一致，伸展范围从现今的青藏高原东北缘，经过华北，直至欧亚大陆东缘。我们认为平行于俯冲带的Izanagi-Pacific洋中脊在~50 Ma的俯冲消亡，导致东亚大陆的应变速率突然降低，进而在东亚大陆发生了~2500 km的广泛伸展。

（4）晚中新世至今（~8-0 Ma）的快速剥露是山西裂谷系一次新的构造活动事件。该次事件在霍山和中条山表现出不同的剥蚀，这种差异的剥蚀在百万年时间尺度上支持了山西裂谷系具有右旋走滑特征。该事件与青藏高原向东的差异挤出导致华北一系列次级断块（如鄂尔多斯块体、阜平块体、华北平原东部块体、鲁东-黄海块体等）发生逆时针旋转模式一致。我们认为华北现今的构造应力状态可能在晚中新世就已经形成。

（5）山西裂谷系的形成和再次活动的位置以及构造平静，与华北地壳和岩石圈中发育的先存构造密切相关。

图1 山西裂谷系及邻区构造地貌图，红方框分别指示采集热年代学样品的霍山和中条山

图2 华北在始新世的伸展事件及动力学模型

图3 华北在晚中新世以来的次级断块逆时针旋转事件及其动力学模型

该研究成果发表在地学期刊Tectonics上：Peng Su, Honglin He, Xibin Tan, Yiduo Liu, Feng Shi, and Eric Kirby (2021). Initiation and evolution of the Shanxi Rift System in North China: Evidence from low-temperature thermochronology in a plate reconstruction framework. Tectonics, 40, e2020TC006298. https://doi.org/10.1029/2020TC006298

致谢：庞建章、Francis J. Sousa、Kerry Gallagher和肖瑶在热年代学数据分析过程中给予了帮助；邹俊杰协助开展了野外样品采集；文章撰写过程中与Jonny Wu、Jinny Sisson和Derek Thorkelson进行了有益讨论。该研究受到了中央级公益性科研院所基本科研业务专项（IGCEA1416）和国家自然科学基金（41702221，41872213）的资助。苏鹏在俄勒冈州立大学访学期间，受到了国家留学基金管理委员会的资助（证书编号：201704190013）。