日前，以青藏高原研究所赵俊猛研究员为第一署名作者的研究论文《The boundary between the Indian and Asian plates below Tibet》在国际一流学术刊物—美国科学院院刊（PNAS）上发表。该论文由中国科学院青藏高原研究所、德国波茨坦地学中心、印度国立地球物理研究所和中国科学院地质与地球物理研究所的科学家联合完成，研究结果给出了印度板块和亚洲板块在青藏高原之下的碰撞边界。

青藏高原的壳幔结构与隆升机制构成当今青藏高原研究的最前沿的课题。然而，由于高原特殊的自然环境使获得数据（特别是高原的中、西部的数据）具有极大的困难，因此，高原之下的壳幔结构还不清楚。印度板块向亚洲板块之下俯冲的角度与深度、高原壳幔结构的差异等对于高原隆升机制研究、高原及周边地震机制研究、高原内部油气和矿产资源的远景预测以及减轻自然灾害等有着重要的意义。

对青藏高原之下正在碰撞的印度板块和亚洲板块的命运（消亡）的认识可以通过观测深部地震界面，如壳-幔边界（Moho）、岩石圈-软流圈边界（LAB）或410和660 km界面获得。近年来，在中国科学院支持项目、中国科学院方向性项目和国家自然科学基金的联合资助下，该研究在青藏高原的中部和西部先后完成了“羚羊-I”和“羚羊-II”两条剖面的地震观测，到目前已经获得了1200GB的高质量地震数据。利用P波和S波接收函数技术获得了青藏高原中、西部的详细的壳幔结构。印度板块和亚洲板块的LAB在几条测线上均被清晰地观测到。研究发现：1）印度-亚洲板块的碰撞模型在东西方向上发生变化。青藏高原之下印度岩石圈论和亚洲岩石圈之间的边界大致沿塔里木盆地西缘到喜马拉雅东构造结一线。从喜马拉雅东构造结到塔里木盆地的西缘印度岩石圈正在向青藏高原之下俯冲。2）在高原的北部和东部形成了一个特殊的岩石圈区域，它夹持于印度板块与亚洲板块之间，具有高温、低速、高Sn波衰减和较强的地震各向异性。3）青藏高原西部海拔较高，地形起伏强烈，可能由于此处具有较坚硬的岩石圈地幔的支持，而高原东部由于存在破碎区域，岩石圈较弱，地形相对平坦、较低。4）青藏高原的地壳缩短在高原南部通过印度地壳向亚洲地壳之下俯冲实现调节；在高原北部为均匀的地壳增厚所吸收。

羚羊计划-I和羚羊计划-II地震台站(黑色三角)位置

 

图中黑线表示主要的缝合线和断层.×号用不同颜色表示在不同深度间断面P波转换成S波的转换点(穿透点)在地表的投影.黄色的圆圈表示在LAB界面S波转换成P波的转换点(穿透点).

青藏高原地震剖面位置及结果

西线和中线是最近完成的青藏高原所羚羊计划-I和羚羊计划-II测线,东线是由两期法国观测项目、INDEPTH 剖面和PASSCAL项目（1991-1992）编辑而成。天山-卡拉库姆剖面是另外的一条剖面。MBT: 主边界逆冲断裂MCT: 主中央逆冲断裂；YZS: 雅鲁藏布江缝合线；BNS: 班公-怒江缝合线；JRS:金沙江缝合线； ATF: 阿尔金断裂；QBF: 柴达木盆地断裂；带有箭头的蓝色与绿色的线分别标志着所观测到的印度和亚洲板块的岩石圈和软流圈的边界（LAB），黄色和红色的方框表示所观测到的上地幔间断面，其中红色部分表示来自410KM的转换震相到时非常晚；在青藏高原北缘和西缘的黑色的短线（见西线和东线）表示此处莫霍面的深度发生明显变化。红色的虚线表示Sn波的强烈衰减区域。

四条剖面的接收函数及其所揭示的印度和亚洲岩石圈碰撞模式

 

左侧为四条剖面的接收函数，右侧为对应的印度和亚洲岩石圈碰撞模式，蓝色表示印度地幔岩石圈、绿色表示亚洲地幔岩石圈、红色表示二者的碰撞区。天山-卡拉库姆剖面(TK Line)的碰撞模式是根据Kumar et al. (2005) 的接收函数结果绘制的。

 

原文链接：https://www.pnas.org/content/early/2010/06/03/1001921107.abstract