科研动态｜我院博士研究生王宇扬与导师王洋教授等人在国际著名综合期刊National Science Review发表成果：新生代地壳变形的三维数值模拟

近日，我院博士研究生王宇扬与导师王洋教授等人在国际著名综合期刊《National Science Review》（中科院一区TOP，影响因子16.3）上发表了关于青藏高原东南缘新生代构造演化及动力学的最新研究成果，文章题目为“Decoding the SE Tibetan Plateau Growth: A 3D Numerical Simulation of Cenozoic Crustal Deformation”。

青藏高原东南缘位于持续向北楔入的印度板块和稳定的华南地块之间，地壳运动与构造变形强烈，发育了复杂的断裂系统，是调节该区现今陆内变形的重要载体。受控于印度-欧亚陆-陆碰撞和印度洋俯冲体系所形成的复杂动力系统，有关青藏高原东南缘陆内变形的动力学模型存在极大争议。

为探究该区地壳变形的过程及动力学机制，我们构建了三维黏弹塑性模型，采用垂向分层（将地壳分为上、下两层）、横向分块（如拉萨地块、羌塘地块、华南块体等）的模型设置，并赋予不同的流变性质，模拟地壳在横向和纵向上的非均匀性。模型考虑东南边界为自由边界（参考经典构造逃逸模型），为块体挤出提供了空间。以刚性印度板块的持续北向推挤为驱动力，探究高原东南缘构造演化过程。

我们的模型重建了该区新生代以来地壳缩短、块体侧向挤出及构造反转三阶段构造变形演化过程：

阶段一：早期地壳缩短（50-30Ma）：在碰撞初期，变形主要表现为整个区域的近北东向挤压，地壳增厚，形成褶皱逆冲带等缩短构造。模型结果与古近纪区域性的挤压变形和古应力场记录吻合。

阶段二：大规模块体挤出（30-20Ma）：随着印度板块持续向北推挤，应变逐渐集中在先存的软弱带（如缝合带）和不同地体的边界上，哀牢山-红河剪切带、高黎贡-实皆构造带和崇山-临沧-因他暖构造带在早渐新世准同时性启动走滑剪切，构成滇西及中南半岛一级构造格架，控制这区域主要块体的旋转与挤出。

    阶段三：构造反转与现今构造格局建立（中-晚中新世至今）：大约在10 Ma前后，模型显示区域变形样式发生了显著转变，先前的块体挤出趋于停止，新的断裂系统开始形成。鲜水河-小江断裂带（左旋）形成，哀牢山-红河断裂带发生运动学反转（由左旋变为右旋），高原东南缘整体表现为围绕东喜马拉雅构造结的顺时针旋转。

    模拟结果表明，早期应变集中主要受岩石圈非均质性控制，从而变形为块体侧向挤出；中新世中晚期，垂向分层地壳的流变结构促进变形解耦，势能作用下的下地壳塑性流动可能驱动上地壳的弥散变形。因此，“块体挤出”与“下地壳流”这两种动力机制并非互斥，受地壳流变与边界条件变化，可能在不同演化阶段先后主导区域构造变形。

 现阶段，该研究的模型简化了地幔动力学过程（如俯冲板片回撤、撕裂及地幔流动），未来将耦合壳幔动力学过程，探讨深部地幔流动对地壳变形的影响。

该论文以我院博士研究生王宇扬为第一作者，王洋教授为通讯作者，国际著名综合期刊《National Science Review》：

Yuyang Wang, Yang Wang, Jianfeng Yang, Lijun Liu, Jinjiang Zhang, Peizhen Zhang, Decoding the SE Tibetan Plateau Growth: A 3D Numerical Simulation of Cenozoic Crustal Deformation, National Science Review, 2026;, nwag118, https://doi.org/10.1093/nsr/nwag118