因为大陆地壳密度较低而产生的正浮力，大陆爬升在很长的时间被认为是不成能的；但跟着柯石英、斯石英等高压矿物的发现，大陆爬升被认识到是可能的，并在随后的研究中被普遍证明。传统概念认为，大陆爬升的次要驱动力是先期爬升下去且密度较大的大洋板片拖拽感化。然而，大陆爬升的详细机造仍然不明白，能否存在其他机造招致大陆岩石圈爬升？出格是克拉通型大陆岩石圈能否发作爬升？
位于我国新疆的塔里木盆地是克拉通型大陆，其天文位置奇特，处在重生代以来印度-欧亚板块碰碰构架中的关键位置，其北面是天山造山带，南面是重生代印度-欧亚板块碰碰隆升的青藏高原(图1)。重生代以来，印度板块和欧亚板块发作碰碰，GPS不雅测数据给出的地壳运动速度从雅鲁藏布缝合带37mm/yr向北降低到塔里木盆地～16-20mm/yr，逾越天山进一步降低到<5mm/yr（图1A）。据估量，塔里木和天山改过生代以来地壳缩短量为200±50km，如斯庞大的地壳缩短量无法用天山隆升解释，那些物量去了哪里？能否意味着克拉通大陆岩石圈的爬升过程？现有塔里木及周边地域下方的地震学图像分辩率不敷，障碍切磋和答复上述科学问题。
图1 （A）塔里木盆地及其周边地域的地形图，白色线条是次要构造线，蓝色箭头是GPS速度，红色虚线（LIP）暗示塔里木大火成岩省二叠纪玄武岩的散布；（B）层析成像所用的地震台站散布，红色三角是地震台站，细黑线暗示地震面波射线途径
中国科学院地量与地球物理研究所地球与行星物理重点尝试室孙伟家研究员、唐清雅博士、岩石圈演化国度重点尝试室敖松坚研究员、赵亮研究员、肖文交研究员及其国际合做者，以克拉通型塔里木大陆岩石圈为研究对象，开展上述科学问题的研究。他们基于新疆固定台站（图1B）记录的持续布景地震噪声，接纳新开展的频域波形拟合层析速度成像办法，获得了塔里木岩石圈明晰的面波速度构造（图2）。
图2给出了一条横跨关键构造单位的代表性剖面下方的地震波速度构造，该剖面从青藏高原北缘跨过塔里木和西南天山延伸到伊塞克尔湖。面波速度构造显示塔里木盆地下方地壳底部和岩石圈地幔呈现明显的S波高速异常，地壳底部（40-45km深度范畴）的速度高达4.2-4.3km/s（图2B中的HV1），与角闪石的波速一致，指示了下地壳基性侵入和加强的岩石圈。
图2 从塔里木盆地南缘到伊塞克尔湖的地震层析成像剖面。（A）剖面地形图；（B）0-100 km深度范畴内的面波相对速度构造（本研究）；（C）0-100 km深度范畴内的面波相对速度构造（本研究）。参考速度是响应深度三维速度的均匀值；（D）100-600 km深度范畴内的远震P波速度构造（Koulakov，2011）；（E，F）50 km和80 km处的面波速度（SV）深度切片，参考速度（Vref）标识表记标帜在左上方
明晰的地震学图像显示，高速异常HV1（图 2B）自塔里木向北延伸至西南天山并以约45°角度插入西南天山下方，即塔里木克拉通岩石圈爬升至天山下方；本研究面波成像成果（HV1，爬升角度45°，大陆岩石圈至100km深度）与远震层析成像P波速度高速异常（HV2，爬升角度70°，大洋岩石圈至600km深度）彼此印证。上方为爬升的塔里木克拉通岩石圈，下方为爬升的西南天山大洋板片。
然而，塔里木岩石圈的爬升动力并非西南天山大洋板片的拖拽力。西南天山洋在～224-217Ma闭合后，天山地域履历了长达150 Ma的地量活动静寂期；曲到重生代印度-欧亚大陆板块会聚碰碰，再次激活塔里木-天山地域的地量活动并招致天山的快速隆升，那与遍及认为的天山隆升是印度-欧亚大陆碰碰的长途效应一致。GPS不雅测表白，雅鲁藏布缝合带的地壳缩短速度为37mm/yr，向北到塔里木盆地降低为～16-20mm/yr（图 1A），逾越天山后GPS速度敏捷下降至<5mm/yr，其被塔里木岩石圈的大陆爬升吸收。综合西南天山GPS速度明显降低和庞大的地壳缩短量等，地震学图像明晰且有力提醒了塔里木克拉通大陆岩石圈重生代以来爬升至西南天山下方，其驱动力是印度和欧亚板块会聚产生的强大构造应力，其不只招致青藏高原的隆升，还迫使塔里木克拉通发作了爬升感化（图3）。
图3 塔里木大陆爬升动力学过程示企图
此外，地震学构造图像显示西南天山大洋板片向西北爬升至天山下方，排除了西南天山洋板片南向爬升或双向爬升的可能，处理了西南天山洋爬升极性那一持久以来的国际学术争议。本研究供给了克拉通型大陆岩石圈在板块会聚前提下发作爬升的地球物理证据，丰硕了大陆爬升动力过程认识。
研究功效颁发于国际学术期刊Geology（孙伟家*, 敖松坚*, 唐清雅, Marco G. Malusa*, 赵亮, 肖文交. Forced Cenozoic continental subduction of Tarim craton-like lithosphere below the Tianshan revealed by ambient noise tomography[J]. Geology, 2022, 50: 1393–1397. DOI: 10.1130/G50510.1）。研究受国度天然科学基金委(41888101, 42022026, 41822204, 41774060)帮助。
美编：陈菲菲
校对：万鹏（地量地球所）
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