新聞動態(tài)薛爾堃、王強等-Geology：青藏高原隆升過程中巖石圈板片俯沖/底沖-斷離的階段性淺表響應(yīng)
?造山帶高原對區(qū)域地形，水文，乃至全球氣候的演化具有重要影響，然而促成其隆升至高海拔的深部動力學(xué)機制，形成低起伏地形的淺表過程，以及二者之間的耦合關(guān)系，仍存在較多爭議。青藏高原是全球面積最大、海拔最高且仍在持續(xù)生長的造山帶高原，其隆升對應(yīng)的深部過程和淺表響應(yīng)的耦合機制，仍有待進一步探索。
?針對這一問題，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士后薛爾堃在王強研究員的指導(dǎo)下，聯(lián)合愛爾蘭都柏林圣三一大學(xué)David Chew教授，對青藏高原南部岡底斯巖漿弧中的新生代山間盆地開展研究，分別選取林周盆地古新世-始新世（約60-48 Ma）和烏郁盆地漸新世-更新世（約31-0 Ma）沉積地層，開展沉積學(xué)和碎屑重礦物物源分析研究（圖1）。研究發(fā)現(xiàn)，盡管兩個盆地沉積剖面的時代明顯不同，但剖面自底到頂（由老到新）具有相似的地層和物源演化趨勢。通過對比碎屑重礦物U-Pb年齡組成及其變化趨勢，推測在上述兩段不同時期，岡底斯地區(qū)的盆地都經(jīng)歷了水系由開放轉(zhuǎn)為封閉，再變?yōu)殚_放的過程，指示地形經(jīng)歷了兩次快速抬升-沉降的演化趨勢（圖2）。結(jié)合地層沉積年代和碎屑磷灰石、鋯石U-Pb年齡組成，并結(jié)合岡底斯地區(qū)已有的古高程數(shù)據(jù)，限定岡底斯分別在始新世（約54-51 Ma）和中新世（約15-8 Ma）發(fā)生了快速隆升，而兩次快速抬升階段岡底斯古高程均增加了約1 km，并在后續(xù)沉降階段降低。
?利用碎屑鋯石和全巖地球化學(xué)多指標計算地殼厚度，發(fā)現(xiàn)兩次快速抬升階段地殼厚度均有所降低，揭示淺表和深部同時發(fā)生變化。因此，不同時期相似的淺表水系、地形和高程變化，極有可能對應(yīng)了類似的深部動力學(xué)機制（圖3）：始新世新特提斯洋板片的俯沖-斷離和中新世印度大陸巖石圈的俯沖/底沖（underthrusting）-斷離，是導(dǎo)致岡底斯地區(qū)兩次快速抬升的深部過程。巖石圈斷離導(dǎo)致的均衡補償回彈使地表發(fā)生抬升，海拔升高；而后續(xù)的底沖作用向下拖拽地殼，使地表發(fā)生沉降，結(jié)合剝蝕和盆地充填產(chǎn)生低起伏地形（圖4）。本研究揭示了青藏高原隆升過程中不同時期相似的淺表水系和地形演化過程，及其與深部多階段巖石圈俯沖/底沖-斷離過程之間的耦合關(guān)系。此外，青藏高原現(xiàn)今高海拔低起伏地形可能是由多階段隆升-沉降過程共同作用產(chǎn)生，而非單一隆升過程形成。
?????相關(guān)成果發(fā)表于國際地學(xué)知名期刊?Geology?，研究受深地國家科技重大專項項目（2024ZD1001103）、國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項目（42021002）及中國博士后科學(xué)基金面上資助（2024M763276）資助。
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?論文信息：Erkun Xue（薛爾堃）, Qiang Wang*（王強）, David Chew, Weiwei Xue（薛偉偉）, Wangchao Li（李旺超）,?Tongyu Huang（黃彤宇）,?2026.?The surface response to two episodes of lithosphere underthrusting and detachment during Tibetan Plateau growth. Geology.?https://doi.org/10.1130/G54475.1
圖1 研究區(qū)地質(zhì)圖
圖2 林周和烏郁盆地地層柱狀圖和碎屑鋯石、磷灰石U-Pb年齡圖譜
圖3 岡底斯巖漿弧古高程和地殼厚度演化
圖4 兩階段巖石圈俯沖/底沖-斷離-底沖及淺表響應(yīng)示意圖
