前陆逆冲带的扩展是理解造山带生长的关键。自然实例和模拟建立了前陆逆冲带共轴复合扩展的运动学模型，以多滑脱层条件下的厚皮和薄片逆冲样式主导变形，具有有序或无序逆冲阶段且一致的逆冲运动学，这在典型的喜马拉雅、亚平宁和印支造山带中得到广泛识别。但在时空递进的多板块会聚边缘，如阿巴拉契亚、科迪勒拉和阿尔卑斯造山带，普遍发育的非共轴变形无法用现有构造模式进行解释。扩展方向的变化可能与俯冲运动学和动力学的改变、垂向轴的旋转、滑脱层的侧向终止以及前陆障碍的阻挡有关。然而，目前对前陆逆冲带非共轴扩展和生长仍知之甚少，因此，有必要进一步研究并建立新的运动学模型。

图1 （a）龙门山冲断带及主要断裂和缝合带构造位置；

（b）青藏高原东缘龙门山冲断带及其相邻的松潘-甘孜地体、四川盆地、碧口地体和西南秦岭造山带区域地质图

青藏高原东缘北东走向的龙门山冲断带（LSTB）记录了幕式走滑兼逆冲运动等陆内变形，致使其地壳强烈增厚和隆升（图1）。龙门山60-70 km的地壳厚度和>4000 m的平均海拔高度被广泛解释为中地壳韧性通道流的向东挤出和膨胀或晚白垩世以来印藏碰撞导致的脆性上地壳缩短的结果。平衡剖面表明，LSTB记录了晚三叠世前的被动大陆边缘沉积；晚三叠世的缩短，缩短率由北段的~31%降至中段的~15%；新生代的缩短，缩短率从北段的~7%增加到南段的~26%。

详细的运动学解析和年代学分析揭示了一个古老的晚三叠世-早侏罗世的龙门山，其涉及西南秦岭造山带向南的叠瓦逆冲扩展。尽管碧口地体南部晚三叠世晚期指向SE的逆冲作用被解释为扬子板块向碧口地体NNW向俯冲的结果，低估却普遍发育的NE倾的构造面理与NE倾伏的矿物拉伸线理与指向S或指向SE的逆冲作用并不一致，这没有得到合理的约束，暗示了多期逆冲事件。此外，新生代变形的显著叠加往往掩盖了早期的构造行迹，使得在野外准确识别早期变形更具挑战性。因此，准确量化中新生代与逆冲相关的变形，尤其是顺层缩短（LPS）和应变分配，是揭示龙门山冲断带变形历史的关键。

磁组构，特别是低场磁化率各向异性（AMS），为定性研究有限应变变化和梯度以及解析变形历史提供了灵敏、快速而可靠的工具，尤其是在缺乏细观应变标志体的弱变形岩石中。近期研究表明，磁组构能够记录褶皱-冲断带中与顺层缩短（LPS）和褶皱作用有关的典型变形行为，特别是当由于后期变形叠加而难以使用其他应变标志体进行量化时。AMS揭示褶皱-冲断带运动学和应变变化的潜力已在全球造山带研究中得到广泛运用，如比利牛斯山脉、扎格罗斯山脉和北美科迪勒拉山脉。

针对上述科学问题，中国地质大学（北京）地球科学与资源学院博士研究生周志成在“岩石圈构造”求真群体颜丹平教授、邱亮副教授的指导下，通过对龙门山冲断带腹陆带、前陆逆冲带和前陆盆地进行详细的野外构造解析和系统的磁组构测量，分析了龙门山冲断带扩展过程的运动学、变形序列和有限应变历史，并取得以下创新认识：

1. 龙门山冲断带记录了D₁，D₂，D₃，D₄四期变形（图2），包括龙门山北段>219~164 Ma指向SSE的逆冲（D₁）, 龙门山中北段>201~164 Ma指向SW的逆冲（D₂），整个龙门山125~5 Ma指向SE的逆冲，以及5~0 Ma指向东的逆冲。

图2 磁组构方向与变形事件、细观组构及古构造应力场间的关系

2. 顺磁性层状硅酸盐矿物是龙门山冲断带的主要载磁性矿物，少数抗磁性相和铁磁性相也对磁组构有贡献。主要发育LPS组构、交面线理组构和褶皱组构，磁线理方向以NE-SW向为主，ENE-WSW、NW-SE和近N-S向为辅。D₁、D₃和D₄ 变形的LPS应变演化表现为初始变形组构向铅笔状组构再到劈理组构的递进变化，分别对应中等扁圆形、扁长形和扁圆形的应变椭球体（图3）。此外，交叉线理组构还揭示了向腹陆方向由LPS组构向劈理控制组构的递进演变，以及新识别的D₂期变形与D₁期变形的非共轴叠加。D₄期变形的LPS则以前陆盆地的初始变形组构为特征。

图3 各变形阶段磁组构和应变演化模型

3. 龙门山冲断带是由前陆逆冲带的多期非共轴扩展形成的。第一阶段表现为中生代早期D₂叠加D₁的西南秦岭造山带向南的非共轴扩展。第二阶段表现为晚中生代-新生代D₄叠加D₃的青藏高原向东的非共轴扩展（图4）。

图4  龙门山冲断带中新生代构造演化模型

上述研究成果发表在构造地质学国际权威刊物《Tectonics》上：Zhou, Z. C., Yan, D. P*., Qiu, L., Kong, R. Y., Song, H. J., Xiao, D. Z., Lin, X. H., Du, C., & Kong, F. (2023). Multi-Phase Non-Coaxial Orogenic Growth: Propagation of the Longmen Shan Thrust Belt on the Eastern Margin of the Tibetan Plateau. Tectonics, 42. doi:10.1029/2023TC007814.