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我国科学家揭示青藏高原互异性隆升历程和机制

时间:2022-08-08 08:07 点击:83 次

  中国科学院青藏高原预计所丁林院士领衔的大陆碰撞与高原隆升科研团队近日在海外专科学术期刊《当然综述:地球与环境》以“青藏高原隆升时辰和机制”为题,发表综述著述,系统叙述了青藏高原的互异性隆升历程和深部能源学机制。

  大陆碰撞-俯冲等深部圈层作用驱动的青藏高原隆升是腾达代各人最热切的地质事件之一。高原隆升显耀影响了地表圈层—大气圈、水圈/冰冻圈、生物圈和人类圈的耦协调用历程,潜入影响了亚洲表象能源学、生物种种性、碳轮回、当代水资源分散和大江大河的演化是21世纪地球系统科学预计的前沿阵脚。

  联系词,在大陆碰撞历程中,青藏高原大陆岩石圈变形和地表高程时空变化的机制仍不了了。近些年,跟着青藏高原定量古高度数据的加快产生,学者们徐徐坚忍到高原具有互异性隆升的特征,部分地区的隆升时辰比当年的推断或早或晚,已有的能源学模式均不可齐备体现高原隆升历程。

  丁林院士指出,青藏高原的齐备演化模式必须琢磨亚洲在印度-欧亚大陆碰撞之前的构造事件中秉承下来的古地貌和岩石圈的不均一性,这对坚忍高原互异性隆升至关热切。

  地体所以断层为界的地壳碎屑或地壳碎屑的复合体,具有独到的地质历史。通过详备分析青藏高原白垩纪海陆疗养、构造变形、岩浆和低温热年代学笔据,预计团队提倡,拉萨-羌塘地体的碰撞以及随后的拉萨岩石圈向北俯冲导致了分水岭山脉的初步滋长;南部新特提斯洋的接续俯冲,在约9500万年前将冈底斯地区隆升至海平面之上,变成与现今的安第斯山同样的发展历程,称之为安第斯型冈底斯山,并在藏南地区变成显耀的降水效应。此时的青藏高原仅有两条短促的山脉,即分水岭山脉和冈底斯山脉,但地表稀奇的幅度仍有待量化。

  印度-欧亚板块碰撞时辰和表靠近于狂放印度北缘范围和腾达代陆内镌汰变形量至关热切,而它们又是拘谨高原地表隆升幅度和深部能源学机制的关节。

  当今,对于新特提斯洋闭合历史的假说包括:大印度洋盆模子、洋内俯冲模子和单阶段俯冲碰撞模子。这些假说对大印度(已俯冲消亡到青藏高原下的印度部分)的限制以及印度-欧亚大陆开动碰撞时辰做出了迥然相异的展望。联系词,以上模子都是基于丁林院士团队等发现的关节笔据—即印度-欧亚大陆碰撞变成的前陆盆地,该盆地在6500万年至5900万年前动手采选来自冈底斯岛弧区的物源,标明此时印度-欧亚大陆照旧动手碰撞,大大早于此前海外公认的印度与欧亚大陆在5000万年前才开动碰撞的时辰。

  同期,团队近20年在西藏、巴基斯坦和印度责任还获取了关节坚忍:

  1.当今发育在藏南的冈底斯岩浆弧、弧前盆地、蛇绿岩和海沟变成于拉萨地体南缘的洋-陆俯冲系统,而非变成于远隔大陆的洋内俯冲系统;

  2.巴基斯坦北部的笔据标明约5200万年前亚洲物资不错到达印度次大陆,不扶助印度-欧亚大陆碰撞前存在洋盆。因此,该文指出,单阶段俯冲碰撞模子是诠释印度-欧亚大陆碰撞最浮浅,亦然得到地质笔据扶助的模子。令人缺憾的是,古地磁数据泄漏,要是印度-亚洲大陆在约6000万年前发生碰撞,印度和亚洲大陆岩石圈必须在富足的大陆环境中领受约4000公里地壳镌汰。联系词当今地质笔据标明亚洲(<1000公里)和喜马拉雅(<1000公里)地壳镌汰量不到2000公里。为了协调地壳镌汰和古地磁集聚量之间的不匹配,海外学者提倡了大印度洋盆模子和洋内俯冲模子,然而上述模子当今都缺少地质笔据的扶助。另外,要是印度大陆在向北漂移历程中发生过约~90度的逆时针旋转,也可浮浅领受2000公里纬向镌汰量。

  处置高原隆升历史的需求极地面促进了古高度计的发展,等闲使用的古高度定量重建期间包括氢/氧同位素、动植死亡石、团簇同位素等。这些古高度定量重建期间为大陆变形和高原滋长提供了关节信息,不错愈加领悟地坚忍高原互异隆升历程和能源学机制。

  集会已有定量古高度效用和深部能源学笔据,预计团队进一步复原了青藏高原自约6000万年前到现今不同地体地表隆升历史和岩石圈演化历程,提倡青藏高原不同造山带具有互异的隆升历史。5500-4500万年前,由于新特提斯洋俯冲板片的断离,冈底斯造山带隆升到4500米高海拔;4500-4000万年前,新特提斯板块断离之后,更具浮力的印度岩石圈向北水平楔入,激活羌塘地体南北部缝合带发生陆内俯冲,使得分水岭山脉隆升到5000米的高海拔;此时位于冈底斯造山带和分水岭造山带之间的中央谷地、高原最南部的喜马拉雅造山带以及高原北部还处于小于2000米的低海拔,高原合座变成“两山夹一盆”的地貌特征。4000-3000万年前,拉萨岩石圈在中央谷地下方拆沉,上地壳镌汰、岩浆底垫和软流圈上涌等多种深部地球能源学历程耦协调用,使得中央谷地抬升4500米的当今高度,青藏高原由造山带认真鼎新为和谐高原。2500-1500万年前,由于印度大陆的接续俯冲,喜马拉雅山脉下方俯冲的印度大陆岩石圈及藏北可可西里-昆仑山下方俯冲的欧亚大陆岩石圈先后发生拆沉,喜马拉雅山与昆仑山先后隆升到当代高度,当代意思意思上的高原变成。然而北部地区的隆升历史尚存在较大的不细目性,需要更多定量古高度数据来考证。

  地球物理探伤揭示了现今印度和欧亚大陆岩石圈发生了从水平楔入到陡峻俯冲、板块的扯破、断离以及拆沉等各式地球能源学活动(图5),标明在总共腾达代印度-亚洲大陆碰撞历程中,不断发生访佛历程,最终导致了青藏高原构造变形、岩浆作用和地表隆升的时空互异性。

  针对青藏高原隆升的时辰和机制问题,该著述指出,今后需要重心发展的预计标的包括:

  1.处置印度-欧亚大陆集聚量和地壳镌汰之间的不一致性;

  2.需要大批高分袂率的古高度数据精准狂放高原隆升历史;

  3.集会数值模拟和地质数据,准确重建高原地球系统演化历史;

  4.集会地球物理成像期间和地球能源学模拟,叙述大陆岩石圈的轮回历程和分散范围,阐发大陆碰撞奈何影响周边板块畛域的构造以及各人限制的地幔对流。(记者 褚尔嘉)

图示:青藏高原自白垩纪以来不同地体岩石圈演化历程、地表隆升历史和环境演变暗示图

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