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宏伟的天山山脉延绵耸立于中亚腹地，是中亚地区最重要的造山带之一。天山造山带的基本轮廓形成于古生代期间多块体之间的多期碰撞与增生作用。新生代期间，在印度板块向欧亚大陆俯冲、推挤的巨大动力作用下，受远程碰撞效应的影响，天山地区的大陆地壳遭受到又一次强烈挤压、缩短、变形，导致山体的强烈抬升，形成了一条规模宏大的板内再生造山带。这种独具特色的陆内盆-山耦合带吸引了国际地质学界的关注，其独特的构造样式、盆山关系和动力学机制属世界罕见。天山的陆内变形、隆升过程和成因机制存在广阔的创新研究空间，也是了解天山新生代再造山过程的重要钥匙。
本文选择天山造山带中段乌鲁木齐—库尔勒公路剖面、东段哈尔里克地区天山庙—八大石剖面、吐鲁番盆地—火焰山河流阶地和塔里木北缘古湖盆为研究对象，对天山地区新生代山体隆升、地壳抬升以及所引起的气候环境效应进行了研究。乌鲁木齐—库尔勒公路剖面样品的磷灰石裂变径迹研究表明，天山造山带的中、新生代造山活动并非是整体统一抬升的过程。自早白垩世(121Ma)以来经历了多期多阶段的冷却剥露过程。表现为中新世之前(78～36Ma)山体北侧先隆升、南侧后隆升的演化规律，山体隆升从北向南逐渐推进。到中新世晚期(9～5 Ma)，才表现为整体抬升过程。通过磷灰石—锆石矿物对计算以及热模拟的结果，获得了各隆升阶段的视隆升速率：晚白垩世晚期到古新世(78.0～58.0 Ma)的视隆升速率为0.126 mm·a-1；始新世(52.0～36.0 Ma)的视隆升速率为0.161mm·a-1；中新世9.0～5.0 Ma期间为山体隆升的峰期，其隆升速率为0.306 mm·a-1，自晚白垩世晚期以来，视隆升速率有逐渐增加的趋势。哈尔里克山火山岩样品的裂变径迹分析得出晚白垩世(84～65 Ma)、古新世末到始新世(58～43 Ma)以及中新世(11～4 Ma)等三阶段的隆升历史，这一结果和乌—库公路剖面所得的结果一致。
本文对火焰山胜金口河流阶地沉积物进行了光释光测年和δ13C环境指标研究，结果表明，近8万年来，地壳快速抬升曾经导致火焰山地区多次由湿到干的古气候小波动，但并未造成大的古气候和古环境变迁。根据对河流阶地沉积物的光释光测年得到自中更新世末到上更新世末(73.9～12.4 ka)阶地抬升速率为1.463mm/a。对塔里木盆地湖相沉积物做光释光测年及环境的研究结果表明，早在50.0ka(晚更新世中期)，塔里木盆地就已经存在一个巨大的古湖泊，这个湖泊的生命一直延续到4～5世纪。公元4～5世纪的一次暖干突变事件，致使湖泊萎缩，环境沙漠化加剧，人类被迫外迁，导致文明的衰亡。