【研究亮点】王光文、卢占武等—GSAB：背景噪声成像揭示特提斯喜马拉雅片麻岩穹窿速度结构与形成机制

　　新生代以来，印度板块与欧亚板块的持续碰撞挤压，在特提斯喜马拉雅构造带内形成了片麻岩穹窿、藏南拆离系、南北向裂谷等一系列伸展拆离构造。其中，北喜马拉雅片麻岩穹窿主要形成于造山带折返阶段，记录了陆-陆碰撞过程中的挤压和伸展作用、地壳深熔作用以及浅表构造响应等重要信息，是研究陆陆碰撞造山带深部地壳变形和岩浆活动等大陆动力学过程以及多金属成矿作用的重要窗口（图1）。研究表明，北喜马拉雅片麻岩穹窿由于受到了多期次岩浆活动以及不同构造作用的影响，其形成机制无法用单一模式去解释。不同穹窿之间由于受到区域构造作用不同，必然存在成因模式差异。但是目前针对穹窿构造的地球物理探测研究多为大尺度成像，对穹窿上地壳精细结构的刻画不够，无法充分认识穹窿构造上地壳结构的差异及其发生的深部机制。

　　针对上述关键科学问题，中国地质科学院地质研究所岩石圈中心卢占武研究员团队基于特提斯喜马拉雅带内短周期密集台阵数据，利用背景噪声成像方法获得了北喜马拉雅片麻岩穹窿的上地壳精细速度结构，并结合其他地球物理资料，讨论了穹窿的形成机制，取得了以下重要认识：

图1 特提斯喜马拉雅带构造地质与穹窿分布简图.

（A）为特提斯喜马拉雅带及邻区构造简图，（B）为北喜马拉雅带片麻岩穹窿构造地质简图

（1）获得了特提斯喜马拉雅片麻岩穹窿上地壳S波速度结构

　　背景噪声成像方法获得了雅拉香波、错那洞、马拉山穹窿下方的S波速度结构。结果显示，错那洞和马拉山穹窿下方均存在低速通道（图2）。其中，错那洞穹窿的低速通道主要位于穹窿的北西方向，与西部的错那裂谷相连通，深度约8.0km时低速通道明显变大。马拉山穹窿的低速通道主要位于其南西方向，与西部的聂拉木-措勤断裂相连，延伸同样超过了8.0km。而雅拉香波穹窿在7.2km-8.1km的深度范围内并未出现低速特征，主要表现为连续性较好的高速体。以上结果表明特提斯喜马拉雅带穹窿构造的上地壳速度结构存在明显差异，不同穹窿在一定深度范围内表现出不同的速度特征。

图2特提斯喜马拉雅带东、西部S波速度深度切片.

（A）（B）分别为马拉山及其邻区7.2km，8.1km深度范围S波速结果，（C）（D）分别为雅拉香波及错那洞穹窿7.2km，8.1km深度范围S波速结果

（2）构建了特提斯喜马拉雅带片麻岩穹窿差异成因模式

　　基于背景噪声成像发现错那洞及马拉山穹窿下方均存在低速通道，而雅拉香波穹窿则表现为高速特征（图2），这种速度结构差异与穹窿的形成机制关系密切。错那洞穹窿及马拉山穹窿下方的低速通道均可延伸至裂谷下方，因此推断裂谷的东西向伸展作用与穹窿的形成存在一定的关系，裂谷的存在不仅提供了必要的构造空间与减压环境，还促使深部部分熔融物质沿断裂带主动侵位，为穹窿的形成带来了重要的物质来源。而雅拉香波穹窿下方并未发现低速通道，但结合深地震反射数据中上地壳存在的一条北倾强反射界面，认为雅拉香波穹窿的形成主要受到了藏南拆离系和更深层MHT的共同作用影响。

图3 特提斯喜马拉雅带片麻岩穹窿差异成因机制的模式图

（3）揭示了与穹窿相关的稀有金属成矿深部背景

　　不同穹窿构造其上地壳速度特征对稀有金属的富集可能产生不一样的影响。在稀有金属富集的错那洞、马拉山穹窿下方均存在明显的低速通道，并且在4-5km范围内存在“环形”低速带，具有特殊的空间速度特征，这对于热液成矿而言，可以提供充分的空间条件发生矿化作用。而雅拉香波穹窿未发现相似结构，表明不同穹窿的形成机制或形成过程，可能影响着稀有金属的富集。

　　本研究利用地球物理方法对北喜马拉雅片麻岩穹窿开展成像研究，揭示了特提斯喜马拉雅带东、西部不同穹窿构造的上地壳速度特征，从穹窿的深部机制到浅部反应，从物质状态到稀有金属成矿等多个角度解释了特提斯喜马拉雅带内不同穹窿构造成因机制，以及对成矿作用的影响，对于认识青藏高原南部穹窿构造如何调节深、浅部物质的运移及深部成矿背景具有重要意义。

　　本研究得到了国家自然科学基金项目（U2344219, 4240040291, 42174124），国家科技重大专项项目（2024ZD1000100）的联合资助。研究成果发表在国际著名地学期刊《The Geological Society of America Bulletin》上。

论文信息：Guangwen Wang, Zhanwu Lu, Wenhui Li, Shuai Xue, Yao Liang, Wei Cai, Si Chen, Guowei Wu; Upper crustal velocity imaging and deep structural mechanisms of the Tethyan Himalayan gneiss domes. GSA Bulletin 2026.

论文链接：doi:https://doi.org/10.1130/B38843.1