青藏高原为何高低不同？中国科学家揭示差异性隆升过程和机制
10000-6500万年前，高原山脉雏形。 大陆碰撞与高原隆升团队 供图
中新网西藏拉孜8月2日电 (记者 孙自法)有“世界屋脊”和“地球第三极”之称的青藏高原为什么高低不同？它是如何形成的？中国科学院青藏高原研究所(中科院青藏高原所)丁林院士领衔的大陆碰撞与高原隆升团队受国际专业学术期刊《自然综述：地球与环境》主编邀请，近日以“青藏高原隆升时间和机制”为题发表综述论文，系统揭示青藏高原的差异性隆升过程和深部动力学机制。
研究团队指出，大陆碰撞-俯冲等深部圈层作用驱动的青藏高原隆升是新生代全球最重要的地质事件之一。高原隆升显著影响了地表圈层—大气圈、水圈/冰冻圈、生物圈和人类圈的耦合作用过程，深刻影响了亚洲气候动力学、生物多样性、碳循环、现代水资源分布和大江大河的演化，是21世纪地球系统科学研究的前沿阵地。
6500-4500万年前，“两山夹一盆”地貌。 大陆碰撞与高原隆升团队 供图
然而，在大陆碰撞过程中，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清楚。近些年，随着青藏高原定量古高度数据的加速产生，学界逐渐认识到高原具有差异性隆升的特征，部分地区的隆升时间比以前的推测或早或晚，已有的动力学模式均不能完整体现高原隆升过程。
白垩纪构造事件和青藏高原山脉雏形
丁林院士强调，青藏高原的完整演化模式必须考虑亚洲在印度-欧亚大陆碰撞之前的构造事件中继承下来的古地貌和岩石圈的不均一性，这对认识高原差异性隆升至关重要。
4500-4000万年前，“两山夹一盆”地貌。 大陆碰撞与高原隆升团队 供图
地体是以断层为界的地壳碎片或地壳碎片的复合体，具有独特的地质历史。通过详细分析青藏高原白垩纪海陆转换、构造变形、岩浆和低温热年代学证据，研究团队提出，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生长；南部新特提斯洋的持续俯冲，在约9500万年前将冈底斯地区隆升至海平面之上，形成与现今的安第斯山相似的发展过程，称之为安第斯型冈底斯山，并在藏南地区形成显著的降水效应。此时的青藏高原仅有两条狭窄的山脉，即分水岭山脉和冈底斯山脉，但地表隆起的幅度仍有待量化。
印度-欧亚大陆初始碰撞时间和模式
4000-3000万年前，统一高原形成。 大陆碰撞与高原隆升团队 供图
研究团队说，印度-欧亚板块碰撞时间和方式对于限定印度北缘范围和新生代陆内缩短变形量至关重要，而它们又是约束高原地表隆升幅度和深部动力学机制的关键。
目前，关于新特提斯洋闭合历史的假说包括大印度洋盆模型、洋内俯冲模型和单阶段俯冲碰撞模型，这些模型都是基于丁林院士团队等发现的关键证据——即印度-欧亚大陆碰撞形成的前陆盆地，该盆地在6500万年至5900万年前开始接受来自冈底斯岛弧区的物源，表明此时印度-欧亚大陆已经开始碰撞，大大早于此前国际公认的印度与欧亚大陆在5000万年前才初始碰撞的时间。
3000-2500万年前，高原向外生长。 大陆碰撞与高原隆升团队 供图
同时，丁林院士团队近20年在西藏、巴基斯坦和印度工作还获得关键认识：一是目前发育在藏南的冈底斯岩浆弧、弧前盆地、蛇绿岩和海沟形成于拉萨地体南缘的洋-陆俯冲系统，而非形成于远离大陆的洋内俯冲系统；二是巴基斯坦北部的证据表明约5200万年前亚洲物质可以到达印度次大陆，不支持印度-欧亚大陆碰撞前存在洋盆。
因此，最新发表的论文指出，单阶段俯冲碰撞模型是解释印度-欧亚大陆碰撞最简单，也是得到地质证据支持的模型。但遗憾的是，古地磁数据显示，如果印度-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完全的大陆环境中吸收约4000公里地壳缩短。然而目前地质证据表明亚洲(小于1000公里)和喜马拉雅(小于1000公里)地壳缩短量不到2000公里。
2500-1500万年前，现代高原形成。 大陆碰撞与高原隆升团队 供图
为协调地壳缩短和古地磁汇聚量之间的不匹配，国际学者提出大印度洋盆模型和洋内俯冲模型，但目前都缺乏地质证据的支持。另外，如果印度大陆在向北漂移过程中发生过约90度的逆时针旋转，也可简单吸收2000公里纬向缩短量。
