青藏高原南缘的特提斯-喜马拉雅地块内分布着一条东-西向的片麻岩穹隆带-北喜马拉雅片麻岩穹隆带，主要包括雅拉香波、康马、麻布迦、马拉山、然巴、错那洞等片麻岩穹隆区域。地质和地球化学数据表明，北喜马拉雅片麻岩穹隆内的变质作用过程、部分熔融和淡色花岗岩的形成均与壳内地壳流有着紧密的关系。此次研究以位于特提斯-喜马拉雅地块中部定结地区的麻布迦片麻岩穹隆为例，利用覆盖定结地区的三维电性结构模型，从地球物理的角度，探讨壳内物质运移、片麻岩穹隆和南-北向断层（裂谷带）之间的关系（图1），相关结果由中国地质大学（北京）金胜教授团队内盛跃博士发表于《Tectonophysics》，同时感谢侯增谦院士在文章撰写中给与的宝贵意见。
此次研究共使用了61个大地电磁测深（MT）数据，MT测站呈类阵列式分布覆盖于定结地区。使用ModEM反演方法（Egbert and Kelbert, 2012; Kelbert et al., 2014）对MT数据全阻抗张量和倾子数据进行三维反演，网格剖分大小为60（南北向）×87（东西向）×69（沿深度方向，包括7个空气层），网格大小为4 km×4 km，第一层厚度为100m，沿深度方向核心区域每层以1.1倍步长增加，核心区域外以1.5倍步长增加。三维反演是用全阻抗张量数据和倾子数据，数据频段范围是0.01s到3000 s之间，每个级数内包括6个频点，共有34个频点，对于正对角线阻抗张量（Zxx和Zyy）、反对角线阻抗张量（Zxy和Zyx）和倾子数据（Tx和Ty）的误差基数分别设置为设置为10%(|Zxy ∗Zyx|)2、5%(|Zxy ∗Zyx|)2和0.05。三维反演单测点nR.M.S.结果、视电阻率和相位实测数据与响应数据对比结果、以及模型验证结果均表明MT数据对电阻率模型有着较好的约束。
图1 研究区地质简图
(a) 大地电磁测深点位分布图；(b) 青藏高原及邻区区域地质图；(c) 研究区Moho面深度图。图中He同位素(紫色圆点)分布源自(Hou et al., 2004; Klemperer et al., 2022)，地震分布源自(Klemperer et al., 2022)，Moho面深度源自(Li et al., 2013)。地质构造标识详见正文。
(b)、(c)和(d)剖面位置见(a)；(c)和(d)模型结果源自Sheng et al. (2021)；Moho面深度源自Liang et al. (2008)和Li et al. (2013)，地震位置（黑色五角星）源自Liang et al. (2008)。
电阻率模型显示（图2-图4），研究区中-下地壳（≥30km）以高电阻率为特征，在上地壳范围内（~10-25km）离散分布着4个高导区域C1、C2、C3和C4。高导区域总纵向电导分布结果表明高导区域的纵向电导至少大于35000S（体电导率≥2.3S/m）。电导率-熔/流体分数关系表明至少需要15%的含水熔体才能解释高导区域的高电导值（图5），这与Chen et al. (2018)的研究结果有较好的对应关系。实验表明，当熔体百分比大于5%时，岩石的有效黏度会降低一个数量级，而熔体中水的富集同时会大幅度降低熔体的黏度，所以高导区域的流变性特征可以满足研究区局部物质运移的条件。结合研究区的地质地球化学特征，认为高导区域C1-C4主要由富水熔体所致。
图5 (a)上地壳总纵向电导分布图和(b)电导率-熔体分数关系曲线
此次研究主要取得成果如下：
（1）申扎-定结裂谷位于雅鲁藏布缝合带南侧（特提斯-喜马拉雅地块）部分的形成是受控于物质的南向运移。拉萨地块地壳物质沿着主喜马拉雅断裂（MHT）南向运移至特提斯-喜马拉雅地块并导致其上地壳的部分熔融，从而使得申扎-定结裂谷下方及其邻区岩石有效黏度的降低，导致了在东-西向伸展背景下裂谷的形成（图6）。
（2）结合研究区变质作用和深熔作用的时代（~45Ma-15Ma），本次研究认为在中新世之前，高导区域C3和C4与高导区域C1，表现为较好连通性，即在特提斯-喜马拉雅地块上地壳内物质的连续运移过程。随着麻布迦片麻岩穹隆的形成，以及在随后的在~12–9 Ma时期发生于定结地区的冷却作用，形成了麻布迦片麻岩穹隆下的高阻区域，导致了高导区域C3和C4与高导区域C1不连通性（图6）。
(a)、(b)和(c)源自此次研究的结果；(d)源自Wei et al. (2001)；(e)源自Xue et al. (2022)
（3）由于俯冲的印度岩石圈板块的隔热作用，定结区域热泉的热源主要为上地壳内放射性同位素生热和壳内物质南向运移的热传导，这与定结地区的He同位素表现为壳源的结果有较好的对应关系（图2和图6）。
（4）结合Wei et al., (2001)在然巴地区的电阻率模型和薛帅等(2022)在沃卡地区的电阻率模型，认为物质南向运移可能是特提斯-喜马拉雅地块内南-北向裂谷（即青藏高原南部裂谷的南侧部分）形成的一个重要原因（图3和图6）。
（5）结合青藏高原南部南-北向裂谷向北延伸地理位置的差异性，研究认为在申扎-定结裂谷和亚东-谷露裂谷及其邻区，印度岩石圈地幔的前缘大幅度远离雅鲁藏布缝合带（IYS），但在日多-错那裂谷及其邻区，印度岩石圈地幔的前缘距离雅鲁藏布缝合带（IYS）较近，这也是导致横穿沃卡地区（雅拉香波穹隆）的高导区域较横穿定结地区（麻布迦穹隆）和然巴地区（然巴穹隆）高导区域连续的原因，即幔源物质对沃卡地区高导区域有着较大的贡献，但是幔源物质对定结地区和然巴地区的直接贡献很少，这和He同位素分布的结果一致（图7）。
图7 喜马拉雅造山带东段构造动力学过程模型
Sheng, Y., Jin, S*., Matthew J. Comeau., Hou, Z. Q*., Zhang, L. T., Wei, W. B., Ye, G. F. 2023. Relationship between the migration of crustal material, normal faulting, and gneiss domes in the vicinity of the Dinggye region, central part of the Tethys- Himalaya terrane: insights from the 3-D electrical structure. Tectonophysics, 869(2): 230100.
https://doi.org/10.1016/j.tecto.2023.230100
