近日，中國科學(xué)院邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員王志及其合作者，在青藏高原深部動(dòng)力學(xué)過程與高原隆升和巖漿活動(dòng)的響應(yīng)機(jī)制研究中取得了重要突破，相關(guān)研究成果發(fā)表在《Earth and Planetary Science Letters》（EPSL）/《地球與行星科學(xué)通訊》上。實(shí)驗(yàn)室研究員王志為論文并列第一作者和共同通訊作者，博士伏毅和院士林間為共同作者。

青藏高原是亞洲乃至全球地貌和氣候動(dòng)力學(xué)的關(guān)鍵區(qū)域。印度大陸與亞洲大陸的碰撞是新生代最重大的全球地質(zhì)事件之一，這一事件深刻地塑造了青藏高原和喜馬拉雅山脈等顯著地貌特征。理解這一碰撞的動(dòng)力學(xué)對于理解區(qū)域和全球氣候變化至關(guān)重要。盡管已有研究表明全球古氣候變化與青藏高原火山活動(dòng)之間可能存在聯(lián)系，但深部地質(zhì)過程及其對地表環(huán)境演變（如地貌變化和氣候波動(dòng)）的影響仍存在不確定性。

王志團(tuán)隊(duì)利用地震數(shù)據(jù)和全球體波成像新技術(shù)，獲得了印度-青藏高原構(gòu)造域的地幔速度結(jié)構(gòu)，并結(jié)合青藏高原各地火山年齡、化學(xué)組成和古海拔記錄的數(shù)據(jù)集，識別出了高原演化過程中的空間-時(shí)間分布模式和深部地質(zhì)過程。研究揭示了多階段板塊俯沖過程與火山活動(dòng)（56-44、44-28、28-18、18-0百萬年）和板塊抬升的離散、間歇性事件之間的相關(guān)性，并提出了一種多階段板塊俯沖和雙側(cè)斷裂的深部動(dòng)力學(xué)模型。該模型認(rèn)為，雙向俯沖和巖石圈的重力沉降導(dǎo)致了青藏高原內(nèi)廣泛的火山活動(dòng)和間歇性隆升，同時(shí)對青藏高原的氣候模式產(chǎn)生了重大影響。

該項(xiàng)研究為將巖石圈和地幔過程與青藏高原表面現(xiàn)象聯(lián)系起來建立了一個(gè)系統(tǒng)的框架，有助于解釋巖石圈俯沖、斷裂和拆沉等俯沖過程對地表火山活動(dòng)、高原抬升和全球氣候變化之間的相互作用關(guān)系。

研究團(tuán)隊(duì)還包括西南石油大學(xué)教授王劍、付修根和沈利軍等，澳大利亞昆士蘭大學(xué)博士王選策，澳大利亞科廷大學(xué)教授S.A. Wilde。該研究得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和第二次青藏科學(xué)考察基金項(xiàng)目等聯(lián)合資助。

論文信息：Jian Wang^?,Zhi Wang^#?,Xiugen Fu^#,Xuan-Ce Wang^#,Simon A. Wilde,Yi Fu,Jian Lin,Hengye Wei,Lijun Shen,Gang Rao,Ahmed Mansour. Control of subduction and slab break-off on volcanism and uplift of the Tibetan Plateau. Earth and Planetary Science Letters 647,119057,2024.

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X24004898

圖1?印度-青藏地幔速度結(jié)構(gòu)（a-f）和青藏高原多階段板塊俯沖和雙側(cè)斷裂深部動(dòng)力學(xué)模型(g)

圖2?周期性巖漿活動(dòng)和古氣候變化的巖石地球化學(xué)證據(jù). (a)地表巖漿活動(dòng)周期;（b）青藏高原和全球氣候變化;（c）地球化學(xué)同位素特征隨年齡變化；(d)高原古高度隨年齡變化