藏南和中安第斯高原的加厚地壳都含高导低速的部分熔融带。关于部分熔融起源及其对高原隆升的影响仍然存在争议，特别是当高原隆升发生在大陆碰撞之前。东安纳托利亚高原经历了类似的、较年轻的隆升，但其结构大部分未知。
近日，中国地质科学院博士后周志鹏及其导师Hans Thybo教授、Irina Artemieva教授与中国地质大学（武汉）Timothy Kusky教授、唐启家副教授合作提出了一个东安纳托利亚高原80 公里深的地球物理模型，该模型由地震接收函数联合重力数据解释、地震层析成像、大地电磁、地热和地球化学模型综合约束。结果表明，底侵基性下地壳层厚 20 公里，中-酸性中地壳层厚 10 公里，两者都含有部分熔融体。该结构可归因于新特提斯洋壳俯冲板片回撤和断离相关的岩浆底侵，进而由重力均衡影响高原隆升。同时，综合对比表明在东安纳托利亚高原、安第斯山脉和青藏高原，镁铁质岩浆底侵引发花岗质地壳熔融都将对高原隆升产生重要作用。
图一. 研究区及剖面位置。黑线-接收函数剖面；三角形-地震台站；白线-碰撞构造；灰色阴影区域-新近纪至第四纪火山岩。
图二. 剖面接收函数速度反演结果。黑线和彩色等值线利用马尔可夫–连锁蒙特卡洛方法反演结果；白线利用领域算法反演结果。二者都显示强烈的壳内低速层和下地壳高速层。
图三. 接收函数剖面综合构造解释。（a）接收函数剖面。（b）正演最佳速度模型及分层密度，电性结构。（c）岩石圈结构的综合解释。
图四. 不同高原的深部结构对比。（a）土耳其安纳托利亚高原。（b）中安第斯高原。（c）青藏高原。在所有三个高原中，高密度、高速镁铁质下地壳的厚度为 ~20 公里; 带有长英质部分熔融的中地壳层的厚度决定了高原海拔。
图五. 中地壳层厚与隆起持续时间、高原海拔三者互相关。
本项研究受到中国国家自然科学基金特提斯地球动力系统重大研究计划重点项目：92055210 (HT & IA)，91755213（TK）；中国地质科学院基本科研业务费：JKY202306（HT & IA）；中国地质大学（武汉）地矿国重基金：GPMR2019010（IA）；土耳其科学技术研究委员会基金：1199B472000709 （HT） 联合资助。
论文详情：Zhou, Z., Thybo, H.*, Artemieva, I.M.*, Timothy Kusky, Chi-Chia Tang. Crustal melting and continent uplift by mafic underplating at convergent boundaries. Nat Commun 15, 9039 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53435-7
本文来源：中国地质科学院公众号
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