青藏高原深部动力学过程与地表响应机制研究取得重要进展

　　

近日，中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室研究员王志及其合作者，在青藏高原深部动力学过程与高原隆升和岩浆活动的响应机制研究中取得了重要突破，相关研究成果发表在《Earth and Planetary Science Letters》（EPSL）/《地球与行星科学通讯》上。实验室研究员王志为论文并列第一作者和共同通讯作者，博士伏毅和院士林间为共同作者。

青藏高原是亚洲乃至全球地貌和气候动力学的关键区域。印度大陆与亚洲大陆的碰撞是新生代最重大的全球地质事件之一，这一事件深刻地塑造了青藏高原和喜马拉雅山脉等显著地貌特征。理解这一碰撞的动力学对于理解区域和全球气候变化至关重要。尽管已有研究表明全球古气候变化与青藏高原火山活动之间可能存在联系，但深部地质过程及其对地表环境演变（如地貌变化和气候波动）的影响仍存在不确定性。

王志团队利用地震数据和全球体波成像新技术，获得了印度-青藏高原构造域的地幔速度结构，并结合青藏高原各地火山年龄、化学组成和古海拔记录的数据集，识别出了高原演化过程中的空间-时间分布模式和深部地质过程。研究揭示了多阶段板块俯冲过程与火山活动（56-44、44-28、28-18、18-0百万年）和板块抬升的离散、间歇性事件之间的相关性，并提出了一种多阶段板块俯冲和双侧断裂的深部动力学模型。该模型认为，双向俯冲和岩石圈的重力沉降导致了青藏高原内广泛的火山活动和间歇性隆升，同时对青藏高原的气候模式产生了重大影响。

该项研究为将岩石圈和地幔过程与青藏高原表面现象联系起来建立了一个系统的框架，有助于解释岩石圈俯冲、断裂和拆沉等俯冲过程对地表火山活动、高原抬升和全球气候变化之间的相互作用关系。

研究团队还包括西南石油大学教授王剑、付修根和沈利军等，澳大利亚昆士兰大学博士王选策，澳大利亚科廷大学教授S.A. Wilde。该研究得到国家自然科学基金项目和第二次青藏科学考察基金项目等联合资助。

论文信息：Jian Wang^?,Zhi Wang^#?,Xiugen Fu^#,Xuan-Ce Wang^#,Simon A. Wilde,Yi Fu,Jian Lin,Hengye Wei,Lijun Shen,Gang Rao,Ahmed Mansour. Control of subduction and slab break-off on volcanism and uplift of the Tibetan Plateau. Earth and Planetary Science Letters 647,119057,2024.

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X24004898

图1?印度-青藏地幔速度结构（a-f）和青藏高原多阶段板块俯冲和双侧断裂深部动力学模型(g)

图2?周期性岩浆活动和古气候变化的岩石地球化学证据. (a)地表岩浆活动周期;（b）青藏高原和全球气候变化;（c）地球化学同位素特征随年龄变化；(d)高原古高度随年龄变化