最新研究揭示青藏高原北缘抬升新机制：下地壳增厚是关键驱动因素

最新研究揭示青藏高原北缘抬升新机制：下地壳增厚是关键驱动因素

青藏高原的形成与演化机制一直是地球科学领域的研究热点，但受限于观测数据的匮乏和地质过程的复杂性，相关研究存在诸多争议。在青藏高原东缘龙门山（海拔3-5千米）和北缘东昆仑（海拔4-5千米）地区，由于地质和地球物理观测相对丰富，成为研究青藏高原生长机制的重要区域。

过去30多年的GPS观测显示，东昆仑地区（东经93.0°−95.5°）的地壳缩短率约为1毫米/年，而抬升速率则达到1-2毫米/年。然而，按照传统的“逆冲断裂活动和上地壳缩短驱动山脉隆升”理论，这种地壳缩短率无法解释观测到的抬升速率。

针对这一矛盾，中国地震局地质研究所刘绍卓博士联合中国地质大学（北京）徐锡伟教授等，开展跨学科研究，系统研究了地表过程、断裂活动和深部地球动力学过程对东昆仑地区现今抬升的贡献，并获得以下重要认识：

1. 震后变形、水文加载、剥蚀、冰川活动等过程无法解释GPS观测所揭示的垂直抬升特征。
2. 扣除上述因素的贡献后，东昆仑相对于柴达木盆地以1±0.5毫米/年速率持续抬升。
3. 传统的逆冲断裂活动理论无法解释观测到的抬升速率，除非假设存在深部延伸的高滑动速率逆冲断裂，这与现有观测不符。
4. 地幔过程可能在渐新世晚期至中新世早期对东昆仑抬升有一定作用，但无法解释现今的抬升特征。
5. 研究提出，印度板块北北东向推挤及地形差异产生的水平压力，导致青藏高原下地壳物质向北运移。在柴达木盆地下地壳的阻挡下，东昆仑山下地壳局部增厚，进而驱动其邻近区域的现今抬升。这种动力学模式还暗示东昆仑山前可能存在低速率盲逆冲断裂。

GPS观测揭示的青藏高原北部现今形变场
(a) 应变率场和主要活动断裂分布。(b)和(c): 东昆仑剖面的水平缩短和垂直抬升速率。

这项研究揭示了下地壳增厚过程在青藏高原周缘山体现今抬升中的关键作用，对传统的“上地壳缩短驱动山体抬升”观点形成挑战，为理解青藏高原生长动力学机制提供了新的依据。同时，研究结果还表明，在青藏高原地区，尤其是自然条件恶劣、观测数据匮乏的区域，坚持长期连续的GPS观测具有重要意义，这将有助于进一步揭示该地区复杂的动力学过程。

该研究成果发表在Earth and Planetary Science Letters期刊上，并且第一作者刘绍卓博士被特邀在2024年美国地球物理学会秋季会议（AGU Fall Meeting 2024）上做口头报告。