大约50个百万年以来，印度板块与欧亚板块开始完全的陆陆碰撞，印度板块俯冲于青藏高原之下，并持续向北运动，在持续汇聚挤压作用下，青藏高原形成了巨厚的地壳和平均5千米的高原。因青藏高原地域宽广，其主要构造特征表现为南北向的显著差异，为探明深部地壳和岩石圈结构特征，前人在青藏高原开展了大量的以南北走向测线观测为主的流动地震观测，而针对高原深部结构东西向差异的研究少有地球物理观测计划，这也导致对青藏高原下伏的印度大陆岩石圈几何形态缺乏足够的东西向约束。近年来高原深部结构的东西向差异逐渐被研究人员重视，中国科学院地质与地球物理研究所特提斯研究中心构造物理学科组在青藏高原中部拉萨地体北部有针对性地布设了一条东西向的600km长共计58个台站的宽频带流动地震剖面（TIBET-31N）以探测高原深部结构的东西向差异。

为了探明青藏高原中部下伏印度大陆岩石圈的几何形态，特提斯研究中心梁晓峰副研究员与合作者等人，综合青藏高原中南部现已有宽频带流动地震台站记录的大量地震波形数据，并结合TIBET-31N剖面，构建了包括9个野外观测项目共计445个宽频带地震台站的地震数据（图1），针对青藏高原上地幔结构进行有限频走时层析成像研究，获取了青藏高原中南部的三维上地幔速度结构图像。结果显示（图2）：印度大陆岩石圈所表现的地震波高速异常在班公湖-怒江缝合带以南以40°的高角度向北延伸，且此角度自西向东变陡，该图像可能反映了印度大陆岩石圈在俯冲过程中发生的拆沉-断离过程（图3）；同时，在89°E附近存在一个南北走向的显著低速异常，延伸深度超过300km穿过了俯冲的印度岩石圈，将藏南上地幔顶部的低速和藏北上地幔大范围的低速异常相互连通。这些结果表明（图4）：印度大陆岩石圈以陡角度在青藏高原中南部上地幔俯冲到接近班公湖-怒江缝合带，同时，印度大陆岩石圈在亚东-谷露裂谷西侧发生撕裂，引起软流圈物质上涌，并联通了高原南部和藏北的大范围低速区域。

图1：在层析成像过程中使用的地震台站分布图

图2：层析成像反演获得的P波和S波速度扰动沿南北向（a）和东西向（b）在不同位置的垂直切片

图3：两种可能用于解释观测到的北倾高角度高速异常形态的演化模式图：(a)俯冲-拆沉模式；(b)对流失稳模式

图4：青藏高原现今上地幔动力学结构模型

新的印度大陆岩石圈高角度俯冲及俯冲过程中发生东西向撕裂的动力学模型为认识印度板块同青藏高原的碰撞接触关系、青藏高原的隆升以及构造演化过程提供了更多的线索，对研究陆陆碰撞造山带的演化过程提供了重要信息。

该研究近期发表在国际地学权威期刊Earth and Planetary Science Letters(Liang et al. 3D imaging of subducting and fragmenting Indian continental lithosphere beneath southern and central Tibet using body-wave finite-frequency tomography. Earth and Planetary Science Letters, 2016, 443: 162-175)。

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