青藏高原是研究陸陸碰撞及資源環(huán)境效應(yīng)的天然實驗室。近日，中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院教授田云濤課題組研究揭示了青藏高原東南部的遞進式變形過程與動力機制。相關(guān)研究發(fā)表于《地球科學(xué)論評》（Earth-Science Reviews）。論文第一作者為中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院張貴洪，通訊作者為田云濤。

新生代以來，印度與歐亞板塊的碰撞驅(qū)動了青藏高原向東南方向的擴展和擠出，活化了青藏高原東南緣的先存構(gòu)造帶（哀牢山-紅河斷裂帶等）。青藏高原東南緣的構(gòu)造變形和地表隆升，不僅影響亞洲季風(fēng)氣候的演變，而且可能與南海的形成與演化存在一定的成因聯(lián)系。因此，青藏高原東南緣構(gòu)造變形、地殼加厚與地表隆升的過程與動力機制，一直是國際學(xué)術(shù)研究的前沿和熱點。

相關(guān)的學(xué)術(shù)觀點主要包括以下兩種：晚始新世以來側(cè)向擠出與地殼縮短；晚中新世以來中-下地殼管道流。然而，前者難以解釋東南緣區(qū)域地殼加厚（50-65 km）與微弱地殼縮短（<20%）之間的矛盾；后者難以解釋中-下地殼低速體不連續(xù)的空間分布，且中-下地殼大規(guī)模（上千公里）流動所需要的地殼粘度（1016-1018 Pa·s）比諸多觀測結(jié)果低約2個數(shù)量級。

近年來，博士生張貴洪在田云濤教授的指導(dǎo)下，對比了青藏高原主要斷裂帶（哀牢山-紅河、鮮水河與玉龍-雅礱斷裂帶）與川滇塊體內(nèi)部的構(gòu)造變形歷史與變形量，研究發(fā)現(xiàn)：位于川滇塊體內(nèi)部的元謀背斜，在早-中新生代經(jīng)歷了一期近E-W向地殼縮短變形，其縮短率僅為約9%，元謀背斜軸部的三個年齡-高程剖面的磷灰石(U-Th)/He與裂變徑跡數(shù)據(jù)及熱歷史反演模擬，揭示該期變形發(fā)生在約40-28 Ma期間；始新世-早中新世期間，大型斷裂帶（紅河-哀牢山、鮮水河斷裂帶等）經(jīng)歷了大規(guī)模地殼加厚、高溫變質(zhì)和剝蝕作用（>15-10 km），遠遠高于構(gòu)造帶之間的區(qū)域（元謀地區(qū)等），說明該時期構(gòu)造縮短量具有明顯的空間不均一性；此外，晚中新世的構(gòu)造變形和剝蝕作用在區(qū)域上更加普遍，在斷裂帶及之間的地區(qū)均有發(fā)育，且量級近似。

為了解釋上述構(gòu)造與巖石剝露的時空差異，研究人員提出一種遞進式的構(gòu)造變形模式：晚始新世-早中新世，強烈的轉(zhuǎn)換擠壓變形、地殼縮短加厚和地表抬升主要發(fā)生在大型邊界斷裂帶（哀牢山-紅河、鮮水河與玉龍-雅礱斷裂帶），而遠離這些斷裂帶的區(qū)域僅發(fā)育了極為有限的地殼縮短作用；大型斷裂帶下部的加厚地殼經(jīng)過約20-30個百萬年的熱弱化之后，中下地殼物質(zhì)發(fā)生充分的部分熔融；晚中新世，這些原位發(fā)育的中-下地殼部分熔融物質(zhì)在地形梯度的驅(qū)動下，自率先隆升的大型斷裂帶向兩側(cè)流動，進而導(dǎo)致區(qū)域性的地殼加厚和地表均衡抬升。