The Tianshan range, located in the southern Central Asian Orogenic Belt (CAOB), represents an excellent natural laboratory for investigating intracontinental deformation. The present topography of the Tianshan is closely related to the Indian-Eurasian collision. However, the mechanisms for the topographic development of this range remain debated partly due to the poorly constrained timing of the Cenozoic tectonic events. This study presents the compiled low temperature thermochronological results from 54 studies which include 985 apatite fission track ages, 10 zircon fission track ages, 253 apatite (U-Th-Sm)/He ages, and 49 zircon (U-Th)/He ages to elucidate spatial and temporal exhumation patterns of the Tianshan during the Cenozoic. Based on interpolation of the cooling ages, regional age-elevation relationships, compilation of the thermal modeling results, and spatio-temporal changes in exhumation rates, four exhumation episodes since ca. 60 Ma can be identified, (1) a period of slow exhumation during ca. 60–25 Ma (<0.1 mm/yr) was identified that spanned the entire Tianshan ranges, which suggests limited reactivation and vertical movement in a tectonically stable environment. (2) Moderate (<0.2 mm/yr) with localized rapid exhumation (ca. 0.2–0.3 mm/yr) occurred at ca. 25–15 Ma in the vicinity of major faults in the Tianshan. We interpret this differential exhumation as the indentation of the Pamir and Tarim basin caused by the Indian-Eurasian collision. (3) Widespread thrusting and rapid exhumation (>0.3 mm/yr) occurred throughout the Tianshan ranges in the Late Miocene (ca. 10 Ma), which we interpret as a result of the ongoing of the Indian-Eurasian collision; (4) Rapid exhumation continued from ca. 5 Ma to the present day with localized accelerated exhumation in the southwestern Tianshan, which has been attributed to indentation of the Pamir. Our regional analysis of low temperature thermochronological datasets can provide clear imaging of the exhumation for the entire Tianshan, which effectively constrains the mechanisms of mountain building processes. Our findings highlight the significant role of tectonics in setting up regional exhumation patterns during the Cenozoic. Moreover, the onset of widespread rapid exhumation in the Tianshan ranges was constrained to the Late Miocene (∼10 Ma), and the period of rapid exhumation at the Late Oligocene-Early Miocene (∼25–20 Ma) is highly localized at major faults.

位于中亚造山带 (CAOB) 南部的天山山脉是研究陆内变形的绝佳天然实验室。天山现在的地貌与印度-欧亚大陆碰撞密切相关。然而，这一范围的地形发展机制仍然存在争议，部分原因是新生代构造事件的时间限制不佳。本研究汇总了 54 项研究的低温热年代学结果，其中包括 985 项磷灰石裂变径迹年龄、10 项锆石裂变径迹年龄、253 项磷灰石 (U-Th-Sm)/He 年龄和 49 项锆石 (U-Th)/He 年龄以阐明新生代天山的时空折返模式。基于冷却年龄、区域年龄-海拔关系的插值，热模型结果的汇编，以及折返率的时空变化，自 ca 以来的四次折返事件。60 Ma 可以确定，（1）大约在一段缓慢的折返期。60-25 Ma（<0.1 毫米/年）被确定为跨越整个天山山脉，这表明在构造稳定的环境中有限的再活动和垂直运动。(2) 中度（<0.2 毫米/年）局部快速折返（约 0.2-0.3 毫米/年）发生在约 天山主要断裂带附近 25~15 Ma. 我们将这种差异折返解释为印度-欧亚板块碰撞造成帕米尔和塔里木盆地的凹陷。(3) 晚中新世（约 10 Ma）整个天山山脉发生大范围逆冲和快速折返（>0.3 mm/yr），我们将其解释为印度-欧亚大陆碰撞持续的结果；(4) 快速挖掘从 ca 开始继续。5 Ma至今，西南天山局部加速折返，与帕米尔高原的压陷有关。我们对低温热年代学数据集的区域分析可以为整个天山提供清晰的折返成像，从而有效地约束造山过程的机制。我们的发现强调了构造在新生代期间建立区域折返模式中的重要作用。此外，天山山脉广泛快速折返的开始仅限于晚中新世（~10 Ma），晚渐新世 - 早中新世（~25-20 Ma）的快速折返时期高度局限于主要断层. (4) 快速挖掘从 ca 开始继续。5 Ma至今，西南天山局部加速折返，与帕米尔高原的压陷有关。我们对低温热年代学数据集的区域分析可以为整个天山提供清晰的折返成像，从而有效地约束造山过程的机制。我们的发现强调了构造在新生代期间建立区域折返模式中的重要作用。此外，天山山脉广泛快速折返的开始仅限于晚中新世（~10 Ma），晚渐新世 - 早中新世（~25-20 Ma）的快速折返时期高度局限于主要断层. (4) 快速挖掘从 ca 开始继续。5 Ma至今，西南天山局部加速折返，与帕米尔高原的压陷有关。我们对低温热年代学数据集的区域分析可以为整个天山提供清晰的折返成像，从而有效地约束造山过程的机制。我们的发现强调了构造在新生代期间建立区域折返模式中的重要作用。此外，天山山脉广泛快速折返的开始仅限于晚中新世（~10 Ma），晚渐新世 - 早中新世（~25-20 Ma）的快速折返时期高度局限于主要断层. 5 Ma至今，西南天山局部加速折返，与帕米尔高原的压陷有关。我们对低温热年代学数据集的区域分析可以为整个天山提供清晰的折返成像，从而有效地约束造山过程的机制。我们的发现强调了构造在新生代期间建立区域折返模式中的重要作用。此外，天山山脉广泛快速折返的开始仅限于晚中新世（~10 Ma），晚渐新世 - 早中新世（~25-20 Ma）的快速折返时期高度局限于主要断层. 5 Ma至今，西南天山局部加速折返，与帕米尔高原的压陷有关。我们对低温热年代学数据集的区域分析可以为整个天山提供清晰的折返成像，从而有效地约束造山过程的机制。我们的发现强调了构造在新生代期间建立区域折返模式中的重要作用。此外，天山山脉广泛快速折返的开始仅限于晚中新世（~10 Ma），晚渐新世 - 早中新世（~25-20 Ma）的快速折返时期高度局限于主要断层. 我们对低温热年代学数据集的区域分析可以为整个天山提供清晰的折返成像，从而有效地约束造山过程的机制。我们的发现强调了构造在新生代期间建立区域折返模式中的重要作用。此外，天山山脉广泛快速折返的开始仅限于晚中新世（~10 Ma），晚渐新世 - 早中新世（~25-20 Ma）的快速折返时期高度局限于主要断层. 我们对低温热年代学数据集的区域分析可以为整个天山提供清晰的折返成像，从而有效地约束造山过程的机制。我们的发现强调了构造在新生代期间建立区域折返模式中的重要作用。此外，天山山脉广泛快速折返的开始仅限于晚中新世（~10 Ma），晚渐新世 - 早中新世（~25-20 Ma）的快速折返时期高度局限于主要断层. 我们的发现强调了构造在新生代期间建立区域折返模式中的重要作用。此外，天山山脉广泛快速折返的开始仅限于晚中新世（~10 Ma），晚渐新世 - 早中新世（~25-20 Ma）的快速折返时期高度局限于主要断层. 我们的发现强调了构造在新生代期间建立区域折返模式中的重要作用。此外，天山山脉广泛快速折返的开始仅限于晚中新世（~10 Ma），晚渐新世 - 早中新世（~25-20 Ma）的快速折返时期高度局限于主要断层.