青藏高原的隆升是世界上最重要的新生代地质事件之一。不仅影响了欧亚大陆的构造格局，还对新生代以来的全球气候变化有着深远的影响。然而，很久以来，人们对于印度-亚洲大陆碰撞期间，青藏高原大陆岩石圈如何变形、地表抬升的时空变化机制仍不清楚。
近年来，随着定量古高程数据的加速生成，学者们逐渐认识到高原具有差异抬升的特征，某些地区的抬升时间早于或晚于先前的假设。而现有的动力学模型都不能充分反映高原的抬升过程。
“一个完整的青藏高原演化模型必须考虑到在印度-亚洲碰撞之前的构造事件中亚洲的古地貌和岩石圈异质性，这对于理解青藏高原的差异抬升至关重要。”中国科学院青藏高原研究所丁林教授领导的研究团队最近发表文章，系统解释了白垩纪以来青藏高原的差异抬升过程及其相关的深部动力学机制。他说，目前，广泛使用的古高度定量重建技术有氢 / 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。
通过对青藏高原白垩纪证据的详细分析，研究小组提出，拉萨-羌塘地体的碰撞以及随后拉萨岩石圈的向北俯冲导致了分水岭山脉的初始生长；新特提斯洋板块的持续俯冲在约 9500 万年前将冈底斯山脉抬升到海平面以上，形成冈底斯山，但地表抬升的幅度仍有待量化。
印度-亚洲板块碰撞的时间和模式是限制高原表面隆起和深部动力学幅度的关键。目前，关于新特提斯洋闭合历史和印度-亚洲初始碰撞的假设包括大印度盆地模型、洋内俯冲模型和单阶段俯冲碰撞模型。这些假说对碰撞的结果和时间做出了截然不同的预测。
然而，所有这些模型都基于丁林教授团队首次发现的一个关键证据，即印度-欧亚大陆碰撞形成的前陆盆地，该盆地在 6500 万至 5900 万年前开始接受冈底斯弧区的物源，这表明印度-欧亚板块碰撞此时已经开始。因此，团队认为，单阶段俯冲-碰撞模型是解释印度-亚洲碰撞的最简单且有地质证据支持的模型。
结合现有的定量古纬度结果和深层动力学证据，研究团队进一步恢复了大约 6000 万年前到今天青藏高原的地表隆起历史和岩石圈演化，表明青藏高原的不同造山带具有不同的隆起历史。
大约 4500-4000 万年前，在新特提斯洋板块破裂后，浮力更大的印度岩石圈水平向北楔入，激活了羌塘体北部和南部的缝合带，进行内部俯冲，导致分水岭山脉上升到 5000 米的高海拔。此时，冈底斯山脉和分水岭之间的西藏中部山谷、西藏南部和北部的喜马拉雅山仍然处于低海拔。西藏的古地形呈现为“两山夹低谷”的地貌状态。
大约 4000-3000 万年前，拉萨岩石圈在中央谷地下方陷落，地壳缩短、软流圈上涌等多种深部地球动力学过程的作用，使中央谷地抬升到目前 4500 米的高度。这时，青藏高原由造山带正式转变为高原。
大约 2500 万至 1500 万年前，由于印度大陆的持续俯冲，俯冲在喜马拉雅山下的印度大陆岩石圈和俯冲在西藏北部昆仑山下的亚洲大陆岩石圈相继俯冲，喜马拉雅山和昆仑山相继抬升到现代的高度，形成了现代意义上的高原。
然而，研究认为，青藏高原北部地区的隆起历史仍存在不确定性。包括整体要解决青藏高原隆起的时间和机制，还需要进一步的研究，需要后续通过更多的定量古海拔数据进行验证。比如，要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；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等。
参考文献：
1.Ding, L., Kapp, P., Cai, F. et al. Timing and mechanisms of Tibetan Plateau uplift. Nat Rev Earth Environ (2022). https://doi.org/10.1038/s43017-022-00318-4
2.Li, Y. (2022). Exploring the timing and mechanism of Tibetan Plateau uplift. https://phys.org/news/2022-08-exploring-mechanism-tibetan-plateau-uplift.html
本文来自微信公众号：知社学术圈 （ID：zhishexueshuquan），作者：知社
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