青藏高原中部是研究印度板块与欧亚板块深部岩石圈相互作用的关键区域。尽管该区备受关注,但其高海拔特征使得探测深部地壳响应极具挑战。地质所岩石圈中心卢占武研究员、李文辉副研究员与中山大学郭晓玉教授等人在高锐院士指导下,利用一条横贯高原中部的220公里深地震反射剖面,揭示了中下地壳独特的下凸几何结构。莫霍面呈现的整体漏斗状构型指示了局部地壳缩短作用,结合印度岩石圈持续挤压的动力学背景,提出以下岩石圈逐步拆沉模型:
(1)初始漏斗状结构形成:始新世之前,青藏高原中部已形成漏斗状地壳结构,岩石圈重力失稳触发“岩石圈滴落”(lithospheric dripping);
(2)拆沉作用演化:在印度板块持续挤压与岩石圈滴落后上地幔热流增强的共同驱动下,拆沉作用逐渐发育并促使地壳分离,从而逐步繁盛岩石圈拆沉(lithospheric delamination);
(3)地表响应特征:高原中部集中的高热流梯度、地表火山活动北向迁移及区域性隆升,均印证了拆沉作用的过程动力学。
图1深地震反射剖面位置示意图
图2青藏高原中部岩石圈从增厚到拆沉的动力学过程
该研究首次通过深部地震成像揭示了青藏高原中地壳-岩石圈尺度变形与能量传递的耦合机制,为理解高原隆升与板块汇聚的深部过程提供了关键约束。
研究由青藏高原第二次科学考察项目(2019QZKK0701-02),国家自然科学基金项目(42325402, 42274135, 91962109, and 42174124)和中国地质调查项目(DD20221647)联合资助。近期发表在国际权威期刊Geology上:Zhanwu Lu, Rui Gao, Xiaoyu Guo *, Wenhui Li *,Xiao Xu,Zhuoxuan Shi,Yongzhi Cheng,Guowei Wu,Yuguo Cai. The funnel-shaped architecture in central Tibet and its insights into the progression of lithospheric removal. Geology.2025.
原文链接:https://doi .org /10 .1130 /G52955 .1