造山带高原对区域地形，水文，乃至全球气候的演化具有重要影响，然而促成其隆升至高海拔的深部动力学机制，形成低起伏地形的浅表过程，以及二者之间的耦合关系，仍存在较多争议。青藏高原是全球面积最大、海拔最高且仍在持续生长的造山带高原，其隆升对应的深部过程和浅表响应的耦合机制，仍有待进一步探索。

 针对这一问题，中国科学院广州地球化学研究所博士后薛尔堃在王强研究员的指导下，联合爱尔兰都柏林圣三一大学David Chew教授，对青藏高原南部冈底斯岩浆弧中的新生代山间盆地开展研究，分别选取林周盆地古新世-始新世（约60-48 Ma）和乌郁盆地渐新世-更新世（约31-0 Ma）沉积地层，开展沉积学和碎屑重矿物物源分析研究（图1）。研究发现，尽管两个盆地沉积剖面的时代明显不同，但剖面自底到顶（由老到新）具有相似的地层和物源演化趋势。通过对比碎屑重矿物U-Pb年龄组成及其变化趋势，推测在上述两段不同时期，冈底斯地区的盆地都经历了水系由开放转为封闭，再变为开放的过程，指示地形经历了两次快速抬升-沉降的演化趋势（图2）。结合地层沉积年代和碎屑磷灰石、锆石U-Pb年龄组成，并结合冈底斯地区已有的古高程数据，限定冈底斯分别在始新世（约54-51 Ma）和中新世（约15-8 Ma）发生了快速隆升，而两次快速抬升阶段冈底斯古高程均增加了约1 km，并在后续沉降阶段降低。

 利用碎屑锆石和全岩地球化学多指标计算地壳厚度，发现两次快速抬升阶段地壳厚度均有所降低，揭示浅表和深部同时发生变化。因此，不同时期相似的浅表水系、地形和高程变化，极有可能对应了类似的深部动力学机制（图3）：始新世新特提斯洋板片的俯冲-断离和中新世印度大陆岩石圈的俯冲/底冲（underthrusting）-断离，是导致冈底斯地区两次快速抬升的深部过程。岩石圈断离导致的均衡补偿回弹使地表发生抬升，海拔升高；而后续的底冲作用向下拖拽地壳，使地表发生沉降，结合剥蚀和盆地充填产生低起伏地形（图4）。本研究揭示了青藏高原隆升过程中不同时期相似的浅表水系和地形演化过程，及其与深部多阶段岩石圈俯冲/底冲-断离过程之间的耦合关系。此外，青藏高原现今高海拔低起伏地形可能是由多阶段隆升-沉降过程共同作用产生，而非单一隆升过程形成。

     相关成果发表于国际地学知名期刊 Geology ，研究受深地国家科技重大专项项目（2024ZD1001103）、国家自然科学基金创新群体项目（42021002）及中国博士后科学基金面上资助（2024M763276）资助。

 论文信息：Erkun Xue（薛尔堃）, Qiang Wang*（王强）, David Chew, Weiwei Xue（薛伟伟）, Wangchao Li（李旺超）, Tongyu Huang（黄彤宇）, 2026. The surface response to two episodes of lithosphere underthrusting and detachment during Tibetan Plateau growth. Geology. https://doi.org/10.1130/G54475.1

图1 研究区地质图

图2 林周和乌郁盆地地层柱状图和碎屑锆石、磷灰石U-Pb年龄图谱

图3 冈底斯岩浆弧古高程和地壳厚度演化

图4 两阶段岩石圈俯冲/底冲-断离-底冲及浅表响应示意图