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
青藏高原不同造山带具有差异隆升历史
丁林院士团队认为,解决高原隆升历史的需求极大促进了古高度计的发展,广泛使用的古高度定量重建技术包括氢/氧同位素、动植物化石、团簇同位素等。这些古高度定量重建技术为大陆变形和高原生长提供了关键信息,可以更加清晰地认识高原差异隆升过程和动力学机制。
结合已有定量古高度结果和深部动力学证据,研究团队进一步恢复了青藏高原自约6000万年前到现今不同地体地表隆升历史和岩石圈演化过程,提出青藏高原不同造山带具有差异的隆升历史:
5500万-4500万年前,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。
4500万-4000万年前,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,高原整体形成“两山夹一盆”的地貌特征。
4000万-3000万年前,拉萨岩石圈在中央谷地下方拆沉,上地壳缩短、岩浆底垫和软流圈上涌等多种深部地球动力学过程耦合作用,使得中央谷地抬升4500米的目前高度,青藏高原由造山带正式转变为统一高原。
2500万-1500万年前,由于印度大陆的持续俯冲,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现代高度,现代意义上的高原形成。
丁林院士团队指出,不过,青藏高原北部地区的隆升历史尚存在较大的不确定性,需要更多定量古高度数据来验证。
青藏高原隆升未来需重点发展四大研究方向
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印度-欧亚大陆初始碰撞模型。 大陆碰撞与高原隆升团队 供图
丁林院士团队表示,地球物理探测揭示出现今印度和欧亚大陆岩石圈已发生从水平楔入到陡峭俯冲、板块的撕裂、断离以及拆沉等各种地球动力学行为,这表明在整个新生代印度-亚洲大陆碰撞过程中,不断发生类似过程,最终导致青藏高原构造变形、岩浆作用和地表隆升的时空差异性。
针对青藏高原隆升时间和机制问题后续研究,丁林院士团队认为,今后需要重点发展四个方面研究方向:
一是解决印度-欧亚大陆汇聚量和地壳缩短之间的不一致性;二是需要大量高分辨率的古高度数据精确限定高原隆升历史;三是结合数值模拟和地质数据,准确重建高原地球系统演化历史;四是结合地球物理成像技术和地球动力学模拟,阐明大陆岩石圈的循环过程和分布范围,解析大陆碰撞如何影响邻近板块边界的构造以及全球规模的地幔对流。(完)
(中国新闻网)