科研动态 | 我院博士后刘晓惠与合作导师高锐院士在GR上发表文章揭露青藏高原中部地壳增厚与新生代隆升机制

       青藏高原的形成与生长一直以来都是国际地学的研究热点。高原中部新生代的构造演化对于认识高原的生长起着重要作用。前人在青藏高原上开展的大量古高度研究结果显示，古近纪期间，青藏高原中部发育了一条东西向的低海拔盆地带（图1），被称为古近纪中央谷地。然而，该盆地带的演化历史与高原隆升过程之间的关系尚不清楚。中山大学地球科学与工程学院博士后刘晓惠在我院高锐院士和中科院青藏所丁林院士的共同指导下，对青藏高原中部的伦坡拉盆地新生代地层开展了盆地物源分析，进而探讨青藏高原中部地壳增厚、地表隆升历史及深部动力学机制。

图1 青藏高原大地构造简图

       伦坡拉盆地碎屑锆石U-Pb年代学表明，其新生代地层物源包括，拉萨地块古–中生代沉积岩、拉萨地块北部白垩纪火成岩和羌塘地块古–中生代沉积岩（图2）。盆地砂岩的碎屑颗粒组成分析表明其源区为再旋回造山带，中始新世期间碎屑组分中的火山岩成分有所增加，石英颗粒含量呈脉冲式的变化趋势（图3），指示白垩纪多巴组和班戈岩体的碎屑物质输入，为改则-色林错逆冲断裂上盘的被动剥露作用所致。

图2 伦坡拉盆地新生代地层碎屑锆石U-Pb年龄谱图与MDS分析

图3 砂岩样品碎屑颗粒统计Dickinson三角图解

       锆石微量元素的铕异常（Eu/Eu*）记录了地壳厚度演化信息。前人研究表明，伦坡拉盆地自始新世以来就属于高原中部内流水系。因此，盆地内新生代碎屑锆石Eu/Eu*可反映高原中部的地壳厚度变化。伦坡拉盆地锆石Eu/Eu*的增加指示了始新世至渐新世期间，青藏高原中部地壳增厚了约20km，根据地壳艾利均衡基本原理，其地表相应隆升了约2.5km，这与前人在该盆地做的古高度研究结果相一致（图4）。

图4 伦坡拉盆地新生代锆石Eu/Eu*重建地壳厚度与地表高度

       研究进一步讨论了该期间地表隆升的深部动力学机制。伦坡拉盆地南北分别以改则-色林错逆冲断裂（GST）和狮泉河-改则-安多逆冲断裂（SGAT）为界（图1）。前人对这两条断裂的低温热年代学研究显示，二者均于40Ma后停止逆冲活动，加之伦坡拉盆地地震剖面显示新生代地层变形不明显。因此，本研究认为地壳缩短作用并非伦坡拉盆地始新世中期地壳增厚和地表抬升的主要原因。前人地球化学研究显示，由于始新世高原中部地壳处于干热环境，无法形成下地壳流。因此，本研究认为青藏高原中部地壳增厚及地表隆升可能是岩石圈地幔对流拆沉与岩浆底侵作用共同导致的结果（图5）。

图5 青藏高原中部伦坡拉盆地地壳增厚与地表抬升模式图

       上述研究成果发表于《Gondwana Research》。论文信息：Liu, X., Gao, R., Guo, X., Ding, L., 2022. Detrital zircon U-Pb geochronology of the Lunpola basin strata constrains the Cenozoic tectonic evolution of central Tibet. Gondwana Research. DOI: org/10.1016/j.gr.2022.10.019. 成文期间获得了尹安教授（UCLA）、岳雅慧老师和谢静老师（中科院青藏所）、Clay Campbell博士（UA）和吴涵博士（本院）的帮助，在此特别感谢。

初审：黄荣

审核：张照

审核发布：何晓钟