青藏高原深部動力學(xué)過程與地表響應(yīng)機(jī)制研究取得重要進(jìn)展
近日，中國科學(xué)院邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員王志及其合作者，在青藏高原深部動力學(xué)過程與高原隆升和巖漿活動的響應(yīng)機(jī)制研究中取得了重要突破，相關(guān)研究成果發(fā)表在《Earth and Planetary Science Letters》（EPSL）/《地球與行星科學(xué)通訊》上。實(shí)驗(yàn)室研究員王志為論文并列第一作者和共同通訊作者，博士伏毅和院士林間為共同作者。
青藏高原是亞洲乃至全球地貌和氣候動力學(xué)的關(guān)鍵區(qū)域。印度大陸與亞洲大陸的碰撞是新生代最重大的全球地質(zhì)事件之一，這一事件深刻地塑造了青藏高原和喜馬拉雅山脈等顯著地貌特征。理解這一碰撞的動力學(xué)對于理解區(qū)域和全球氣候變化至關(guān)重要。盡管已有研究表明全球古氣候變化與青藏高原火山活動之間可能存在聯(lián)系，但深部地質(zhì)過程及其對地表環(huán)境演變（如地貌變化和氣候波動）的影響仍存在不確定性。
王志團(tuán)隊(duì)利用地震數(shù)據(jù)和全球體波成像新技術(shù)，獲得了印度-青藏高原構(gòu)造域的地幔速度結(jié)構(gòu)，并結(jié)合青藏高原各地火山年齡、化學(xué)組成和古海拔記錄的數(shù)據(jù)集，識別出了高原演化過程中的空間-時(shí)間分布模式和深部地質(zhì)過程。研究揭示了多階段板塊俯沖過程與火山活動（56-44、44-28、28-18、18-0百萬年）和板塊抬升的離散、間歇性事件之間的相關(guān)性，并提出了一種多階段板塊俯沖和雙側(cè)斷裂的深部動力學(xué)模型。該模型認(rèn)為，雙向俯沖和巖石圈的重力沉降導(dǎo)致了青藏高原內(nèi)廣泛的火山活動和間歇性隆升，同時(shí)對青藏高原的氣候模式產(chǎn)生了重大影響。
該項(xiàng)研究為將巖石圈和地幔過程與青藏高原表面現(xiàn)象聯(lián)系起來建立了一個系統(tǒng)的框架，有助于解釋巖石圈俯沖、斷裂和拆沉等俯沖過程對地表火山活動、高原抬升和全球氣候變化之間的相互作用關(guān)系。
研究團(tuán)隊(duì)還包括西南石油大學(xué)教授王劍、付修根和沈利軍等，澳大利亞昆士蘭大學(xué)博士王選策，澳大利亞科廷大學(xué)教授S.A. Wilde。該研究得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和第二次青藏科學(xué)考察基金項(xiàng)目等聯(lián)合資助。
論文信息：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.
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X24004898
圖1?印度-青藏地幔速度結(jié)構(gòu)（a-f）和青藏高原多階段板塊俯沖和雙側(cè)斷裂深部動力學(xué)模型(g)
圖2?周期性巖漿活動和古氣候變化的巖石地球化學(xué)證據(jù). (a)地表巖漿活動周期;（b）青藏高原和全球氣候變化;（c）地球化學(xué)同位素特征隨年齡變化；(d)高原古高度隨年齡變化
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