學者網(wǎng)訊（編輯/劉伶 通訊員/孔令竹）青藏高原被稱為“世界屋脊”，但它究竟是如何形成現(xiàn)今高度和地形的？中國科學院廣州地球化學研究所王強研究員團隊聯(lián)合國際合作者的一項最新研究給出了答案：高原并非一直向上生長，而是經(jīng)歷了兩次“抬升—沉降”的起伏旋回。這一發(fā)現(xiàn)有別于對青藏高原隆升的傳統(tǒng)認知。相關成果于北京時間3月4日凌晨在線發(fā)表于國際地學期刊《地質(zhì)學》（Geology）上。

跨越千萬年的“日記本”：兩處盆地記錄相似的歷史

要還原高原的成長史，科學家需要找到記錄地形的“歷史檔案”。研究團隊選取了青藏高原南部岡底斯山的兩處山間盆地——林周盆地和烏郁盆地，它們內(nèi)部的沉積地層就像兩個不同時代的“日記本”，保存了數(shù)千萬年間的地形變化信息。

通過分析盆地沉積物中的碎屑鋯石和磷灰石U-Pb（鈾-鉛）同位素年代學和物源特征，團隊發(fā)現(xiàn)：盡管兩個盆地的形成時代相隔數(shù)千萬年，但它們的水系演化軌跡驚人相似——都經(jīng)歷了從“開放”到“封閉”再到“開放”的轉(zhuǎn)變。

高原“身高”兩次起落

這種水系變化背后隱藏著地形的秘密。在地形快速隆升前，盆地較為開放，可以接受外部較為復雜的水系的輸入；當?shù)匦慰焖偬纬筛呱狡琳蠒r，外部水源被阻斷，盆地變成封閉系統(tǒng)；當?shù)匦纬两禃r，水系重新打開。研究據(jù)此推斷，岡底斯山在約5400萬—5100萬年前和1500萬—800萬年前分別經(jīng)歷了快速抬升，每次抬升幅度約1公里。而在每次抬升之后，又發(fā)生了地形的沉降。

深部“推手”浮出水面

是什么力量驅(qū)動著高原“上下起伏”？研究發(fā)現(xiàn)，這兩次抬升事件都伴隨著地殼減薄，暗示它們可能由相似的深部過程促成。

研究提出，第一次抬升是由俯沖的新特提斯洋板塊斷離引發(fā)的，第二次則是印度大陸巖石圈底沖（即水平俯沖）后的拆沉作用：當沉重的俯沖/底沖板塊斷離或拆離，地表如同卸下重擔般“回彈”抬升。而每次斷離或拆離后的大陸巖石圈持續(xù)底沖作用，又像一只向下拖拽的手，導致地表沉降（圖1）。

青藏高原兩階段巖石圈俯沖/底沖-斷離-底沖及淺表響應示意圖

“青藏高原的生長不是簡單的‘長高’，而是多階段‘抬升—沉降’交替的結果。”論文第一作者、中國科學院廣州地球化學研究所博士后薛爾堃表示，“而相似的淺表地形演化是由相似的深部動力學機制驅(qū)動的。”

該研究為理解造山帶高原的生長模式提供了新視角，也將深部巖石圈活動與地表地形演化直接聯(lián)系起來，對認識造山帶高原的地貌演化機制具有重要科學意義。

該研究受深地國家科技重大專項項目（2024ZD1001103）、國家自然科學基金創(chuàng)新群體項目（42021002）及中國博士后科學基金面上資助（2024M763276）資助。

論文信息：Erkun Xue（薛爾堃）, Qiang Wang*（王強）, David Chew, Weiwei Xue（薛偉偉）, Wangchao Li（李旺超）, Tongyu Huang（黃彤宇）, 2026. The surface response to two episodes of lithosphere underthrusting and detachment during Tibetan Plateau growth. Geology.

論文鏈接：https://doi.org/10.1130/G54475.1

研究團隊成員在岡底斯地區(qū)開展野外考察