薛伟伟、胡修棉、王强等-NG:印度大陆板块俯冲控制青藏高原中西部地貌差异
高原的地貌演化对于地下和地表等多种尺度的过程都很敏感。然而,相较于探究气候和浅部构造等表面过程对地形地貌的控制,识别深部动力学对地貌演化的影响往往很难,这严重限制了对地球表面地形地貌产生机制的认识。青藏高原作为世界上海拔最高、面积最大的高原,被认为是深部与地表过程共同作用的产物。伴随着印度与亚洲大陆的碰撞,地球物理证据揭示印度大陆板片已俯冲至青藏高原之下,但其对青藏高原地形、地貌究竟有何影响,仍不清楚。
针对这一难题,中国科学院广州地球化学研究所薛伟伟博士后、王强研究员等联合南京大学胡修棉教授团队,以及英国兰卡斯特大学、苏格兰环境研究中心、格拉斯哥大学等单位的相关科学家开展联合攻关,查明了印度大陆俯冲对青藏高原地貌演化的影响。相关研究成果已发表于国际知名地球科学期刊 Nature Geoscience 。
研究团队深入平均海拔近4800米的高原腹地,在西部日土、中部改则地区采集花岗岩、砂岩等代表性样品,综合运用磷灰石和锆石(U-Th)/He、磷灰石U-Pb、磷灰石裂变径迹等多种热年代学方法,通过集成全新测定数据和青藏高原全域已发表的热年代学年龄和模拟数据,获得精准的剥露历史记录。
研究发现,在4500万年至2000万年间,高原西部每百万年的剥露速率最高可达240米,而中部不足60米,两者存在显著的差异。结合钾质岩浆岩与深部地球物理数据进一步分析表明,印度大陆俯冲角度与板片俯冲距离,是控制高原东西向差异剥露的关键因素。
该研究成果不仅有效解释了现今青藏高原中、西部在水系发育、地形起伏及地壳厚度之间的显著差异,也架起了连接深部岩石圈动力学与地表地貌演化的桥梁。它为“深部大陆碰撞与俯冲过程如何驱动并塑造地表高海拔宏大高原”提供了重要的理论支撑,在探索地球多圈层相互作用的科学征途上迈出了极其重要的一步。
中国科学院广州地球化学研究所深部过程与战略矿产资源全国重点实验室为论文第一完成单位,薛伟伟博士后为第一作者,王强研究员为主要合作者。南京大学地球科学与工程学院胡修棉教授为通讯作者。中方合作者还包括中国科学院广州地球化学研究所唐功建研究员和龚林博士、南京大学马安林助理教授、中国地质大学(北京)杨壹达博士生;外方合作者包括英国兰卡斯特大学Yani Najman教授、苏格兰环境研究中心Finlay Stuart 教授、格拉斯哥大学Cristina Persano教授和Mark Wildman博士。该研究得到国家自然科学基金国际合作与交流项目(41761130076)、英国皇家学会牛顿高级学者基金(NA160334)、基金委杰出青年基金(41525007)和创新群体项目(42021002)、深地国家科技重大专项项目(2024ZD1001103)、基金委青年基金C类(42402113)及中国博士后科学基金(2023M733507;2024T170930)项目联合资助。
文章信息:Weiwei Xue, Yani Najman, Xiumian Hu, Cristina Persano, Finlay M. Stuart, Mark Wildman, Anlin Ma, Yida Yang, Gong-Jian Tang, Lin Gong & Qiang Wang. 2026. West versus Central Tibet exhumation difference influenced by Indian slab underthrusting. Nature Geoscience. https://doi.org/10.1038/s41561-026-02043-9

图1 西藏高原深浅部构造与热年代学特征。(a, b) 西藏高原西部与中部多期热历史模拟结果集成;(c, d)西藏高原构造格架、水系、深部结构及低温热年代学数据时空展布特征。

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