青藏高原东北缘是高原东北向生长的最前缘,新生代以来该区构造变形强烈,被认为是研究高原隆升、演化及其动力学过程的理想地区。而六盘山和西秦岭两大造山带交汇处的武山盆地地处高原东北缘的东北边界,构造变形活跃且新近纪地层沉积连续,是探讨高原东北向生长的关键点位。前人在该区开展了大量磁性地层学、古生物学和沉积序列等相关研究工作,在盆地地层年代、盆地沉积演化和古气候变化等方面取得了重大进展。但相对而言,该区构造变形研究依然十分薄弱:新生代以来该区如何发展演化;盆地记录了哪些构造变形期次;其构造变形记录是否与高原东北缘其它部位一致;它何时并如何响应高原主体的构造变形作用等相关研究的欠缺,阻碍和限制了对青藏高原隆升时代和机制等重大科学问题的深层次理解和突破。针对该区上述研究的薄弱环节,本次在地层沉积完好连续、富含哺乳动物化石的武山剖面开展沉积-构造研究,以碎屑磷灰石裂变径迹热年代学为主要研究手段,辅之以磁性地层学、沉积学、古水流分析,并结合前人研究成果,试图揭示新生代以来武山盆地沉积物记录的区域构造变形历史,捕获西秦岭重大构造事件序列,为深层次理解青藏高原的隆升过程提供最东北边缘系统的低温热年代学证据。取得主要认识如下:(1)通过多种指标验证,包括裂变径迹组分年龄与对应地层沉积年代对比、古地温梯度与地层沉积厚度对可能的最大埋藏温度的估算、径迹长度分布形态特征等,确定武山剖面的碎屑磷灰石样品并未遭受沉积后的强烈退火作用,其裂变径迹年龄可代表沉积物源区的地质信号。(2)对碎屑磷灰石的颗粒形态分析发现,大部分样品颗粒具磨圆特征,颗粒表面有擦痕、碰撞坑等明显侵蚀搬运痕迹,暗示沉积物颗粒主要来源于源区的剥露作用;而代表火山喷发或岩体侵入信号的自形磷灰石颗粒稀少且离散分布,在裂变径迹年龄组分构成中含量微弱,基本可忽略不计。(3)通过对盆地周缘可能物源区已发表的基岩磷灰石裂变径迹年龄分析,绘制了西秦岭地区基岩裂变径迹年龄等值线图,通过与武山盆地未退火碎屑样品的裂变径迹年龄组分对比,判定盆地物源主要来自于西秦岭,并在不同的沉积演化阶段对应不同的构造活跃的物源区。(4)根据碎屑磷灰石裂变径迹热年代学研究解译出来的构造活动信号,结合前人在西秦岭地区、高原东北缘乃至整个青藏高原地区的相关研究工作,认为西秦岭地区在新生代构造活跃,经历了五期构造活动事件,分别发生在61.3–48.2Ma,36.0–33.2Ma,28.8–27.4Ma,24.5–22.2Ma,13.3–12.6Ma。