“切開”地殼，揭秘拉薩地體新生地殼建造過程

近日高銳院士團隊中國地質科學院地質所研究員盧占武、中山大學教授郭曉玉等首次揭示了南拉薩地體全地殼尺度新生地殼幾何結構，分析了其增生過程與機理，為研究新生代全球大陸地殼凈生長過程提供了范例。相關成果發表于《自然—通訊》。

拉薩地體位于印度-歐亞板塊主碰撞帶前緣，其巨厚的地殼幾乎兩倍于全球平均陸殼厚度。然而，其增厚機制并無全球共識的理論予以解釋，成為一個懸而未解的青藏高原科學奧秘，讓世界學者探索了近百年。沿南拉薩發現成礦時代最新的巨量有色金屬礦產聚集，使這個科學奧秘更加披上神秘的面紗。

為了揭開這個科學奧秘，高銳團隊橫穿主碰撞帶中部，沿東經88.5°完成了一條180公里長的深地震反射剖面，“切開”了拉薩地體中南部地殼，通過深部構造地球物理學綜合研究分析，揭示了以岡底斯巖基為代表的南拉薩地體發育全地殼尺度新生地殼。新生地殼物質源于俯沖板片的構造回撤以及軟流圈物質上涌填充。

該項研究的深反射地震剖面厘定出向北俯沖的印度下地殼和上覆的拉薩地體。同時，拉薩地體顯示出地殼結構橫向不均一性，其中南拉薩地體表現為中下地殼透明反射結構，而中拉薩中下地殼則表現為北傾的反射結構。透明反射表示無波阻抗界面，而北傾的反射結構表明中拉薩地體結晶基底經歷的構造疊置變形過程。

研究顯示，南拉薩和中拉薩地體物性成分差異較大。通過簡單的模型驗證，揭示南拉薩地體和中拉薩地體之間橫向的殼內反射結構的差異性主要歸因于二者之間物質屬性的不同，其中南拉薩地體主要存在全地殼尺度新生地殼物質，而中拉薩地體則主要為古老結晶基底。

研究還發現南拉薩新生地殼形成及大陸地殼凈增生過程：7000萬年之前的新特提斯洋正在經歷晚期俯沖向北推進的構造歷程。同時已俯沖的大洋板片相繼發生變質作用而使大洋垂向負浮力增加，為大洋俯沖板片回撤、海溝發生向海遷移提供了條件。

該研究揭示了岡底斯巖漿弧為非傳統板塊理論闡述的增生于俯沖板塊前緣的大陸巖漿弧，而是凈增生于中拉薩地體古老結晶基底南側，由幕式巖漿巖結晶分異而形成的全地殼尺度新生地殼巖漿弧。并且，岡底斯巖漿弧形成的地球動力學過程為了解岡底斯巨型金屬成礦帶成礦機制提供了理論依據。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-022-30887-3