塔西南坳陷位于特提斯构造域中段北侧，经历完整的古特提斯洋与新特提斯洋俯冲闭合全过程，是研究两大洋盆以及特提斯构造域演化的重要窗口之一。受复杂构造背景影响，传统研究手段已无法满足该地区研究需求，本次研究使用沉积正演模拟等定量分析手段，在地球系统层面进行大时空尺度研究。
我们首次采用盆地-地貌动力学（Badlands）模拟方法，在三维空间中模拟塔西南坳陷白垩纪7900万年的构造-沉积演化。该方法能够在能量守恒与物质平衡原则基础上重建研究区的造山带隆升-剥蚀与盆内沉积物运移-沉积的耦合关系，定量表征盆-山大时空尺度下的地表抬升与沉降过程。
模拟结果显示，早白垩世至晚白垩世早期，坳陷内发育一条主河道，沿西昆仑造山带走向由东南向西北方向延伸（图1）；晚白垩世中-末期，受坳陷古地形影响，主河道断裂为两条新河道，分别向西北及东南方向延伸。沉积中心主要位于乌泊尔构造带东南部与棋北构造带西北部，最大沉积厚度超3500米（图2）。
图1. 塔西南坳陷水动力系统演化模型
（A）早白垩世时期；（B）晚白垩世早期；（C）晚白垩世中期；（D）晚白垩世晚期；（E）晚白垩世末期
图2. 塔西南坳陷剥蚀-沉积演化模型
（A）早白垩世时期；（B）晚白垩世早期；（C）晚白垩世中期；（D）晚白垩世晚期；（E）晚白垩世末期
物源供给方面，除南侧的西昆仑造山带外，北侧的麦盖提斜坡同样为坳陷提供沉积物。通过对模拟结果定量计算得出，充填至坳陷的沉积物中，西昆仑造山带物源供给量占比最大，约占坳陷内沉积物总量75.53 %（图3），麦盖提斜坡物源供给占比次之，约24.23 %。坳陷内古隆起沉积物贡献仅占0.24 %，可忽略不计，由早白垩世初期开始呈缓慢下降趋势，于库克拜组中期被沉积地层完全掩埋后停止供给。
图3. 西昆仑造山带剥蚀（A）与沉积（B）速率、麦盖提斜坡剥蚀（C）与沉积（D）速率、坳陷剥蚀（E）与沉积（F）速率以及不同造山带物源供给占比（G）
三叠纪时期，印支运动导致塔里木盆地南部边缘与甜水海地块碰撞，古特提斯洋闭合，强烈逆冲推覆作用致使坳陷内部形成一系列北陡南缓的推覆构造体，部分地区白垩纪地层直接覆盖于古生代地层之上，形成不整合接触。早白垩世时期，受甜水海地块拼贴作用影响，西昆仑造山带处于长期稳定隆升-剥蚀状态，沉积物通过山间河流搬运至坳陷内部，形成短轴辫状河三角洲沉积。该时期坳陷处于炎热干旱环境，沉积地层具有代表氧化环境的红色、红褐色特征。晚白垩世早期，受拉萨地块与甜水海地块南缘发生碰撞拼贴影响，造山带剥蚀速率迅速上升，受全球海平面上升影响，环境逐渐过渡为温暖湿润气候；晚白垩世中晚期, 拉萨地块拼贴基本完成，造山带隆升速率明显放缓；沉积物汇入量减少导致坳陷内沉积物以细粒沉积为主，沉积环境由辫状河三角洲环境转变为潮坪环境。
图4. 塔西南坳陷白垩纪沉积环境演化模式
（A）早白垩世时期；（B）晚白垩世早期；（C）晚白垩世中期；（D）晚白垩世晚期；（E）晚白垩世末期
研究成果近期发表在地学领域国际重要期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology。论文第一作者为中国石油大学（华东）地球科学与技术学院博士研究生常嘉，论文通讯作者为地球科学与技术学院刘可禹教授，其他合作作者包括刘建良、张立强等，中国石油大学（华东）深层油气全国重点实验室为第一署名单位，该研究得到多项国家自然科学基金面上项目、企事业项目等资助。
论文信息：Chang J., Liu K.Y., Yuan, W.F., Liu, J.L., Zhang, L.Q., Chen, C., 2024, Tectono-sedimentary evolution of the southwestern Tarim Basin in the cretaceous in response to basin-range coupling: New insights from basin and landscape dynamics modeling. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 637: 112017 (https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2024.112017).