新聞動態(tài)令佳琪、李鵬飛、袁超等-Geology：蒙古山彎構造驅動巖石圈拆沉與杭愛山脈隆升
?杭愛山位于蒙古國中部，最高海拔超過4000米，對蒙古國現(xiàn)今南北分帶的干濕氣候格局起著關鍵控制作用。然而，其隆升機制長期困擾著學術界。不同于喜馬拉雅山等呈線狀展布的山脈，杭愛山以獨特的穹隆狀地貌著稱，且其內部變形微弱。近年來的低溫熱年代學與古高程研究表明，杭愛山主要隆升于早白堊世。但彼時該地區(qū)已處于陸內演化階段，其穹隆狀隆升機制至今仍是未解之謎。
?研究團隊長期致力于全球山彎構造研究，前期工作已發(fā)現(xiàn)，杭愛山位于蒙古山彎構造彎曲程度最大的轉折端內側，并基于古地殼厚度重建，提出了二疊紀至早中生代俯沖帶彎曲驅動地殼加厚的新認識，這一結果與地球物理資料限定的高達60公里的地殼厚度相吻合(Ling et al., 2024, CEE)。然而，與厚地殼形成鮮明對比的是，杭愛山地區(qū)現(xiàn)今巖石圈厚度僅約70公里，相對較薄。這種“厚地殼、薄巖石圈”的結構特征，促使研究團隊提出巖石圈曾發(fā)生拆沉并驅動淺表地形抬升的科學猜想，而驗證這一猜想的關鍵在于從巖漿視角限定深部動力學過程。
?經(jīng)過多年野外工作，并結合系統(tǒng)的年代學分析，研究團隊首次在杭愛山腹地識別出早白堊世火山巖（125–114 Ma）。該套火山巖屬于粗玄巖-玄武質粗安巖-粗安巖系列，為同一巖漿系統(tǒng)演化的產(chǎn)物。其中的粗玄巖富集大離子親石元素，虧損高場強元素，且具有略負的εNd(t)值，指示其起源于巖石圈地幔而非軟流圈地幔。尤為重要的是，粗玄巖具有較高的(Gd/Yb)PM比值，表明巖漿源區(qū)存在石榴子石殘留相，意味著巖漿形成深度可能超過80公里，已達到石榴子石相穩(wěn)定域。而地球物理探測顯示，杭愛山下方巖石圈厚度僅約70公里，這一矛盾指示該地區(qū)曾發(fā)生過顯著的巖石圈拆沉作用。
?研究團隊進一步梳理了杭愛山地區(qū)的巖漿活動記錄。前人在該區(qū)識別出兩期主要巖漿活動：二疊紀至三疊紀（約298-220 Ma）和新生代（約32-0 Ma），而早白堊世巖漿活動此前未有報道。其中，新生代火山巖通常被認為與軟流圈上涌有關。研究團隊基于Sm/Yb比值和主量元素壓力計，發(fā)現(xiàn)新生代火山巖的熔融深度在杭愛山核部最淺，向周圍逐漸加深。這一熔融深度的空間格局表明，在新生代火山活動之前，杭愛山之下可能已存在一個上凸的巖石圈-軟流圈邊界，即薄巖石圈在新生代巖漿活動之前已經(jīng)形成，從而排除了拆沉發(fā)生在新生代的可能性。結合本研究報道的早白堊世火山巖所指示的深源特征（>80 km）與現(xiàn)今薄巖石圈之間的矛盾，可以確定巖石圈拆沉主要發(fā)生在早白堊世。此外，區(qū)域低溫熱年代學數(shù)據(jù)記錄了這一時期的快速剝露事件，與拆沉導致的地表隆升時間高度吻合，進一步支持早白堊世巖石圈拆沉驅動了杭愛山脈的隆升。
?那么，為什么杭愛山地區(qū)的巖石圈會在早白堊世發(fā)生拆沉？二疊紀至三疊紀期間，隨著蒙古鄂霍茨克俯沖帶的逐漸彎曲，山彎構造轉折端內側地殼受到強烈擠壓，以協(xié)調山彎構造的彎曲變形，從而導致巖石圈顯著加厚（圖1A）。三疊紀末期，蒙古鄂霍茨克洋西段閉合后，杭愛山地區(qū)進入陸內演化階段，巖漿活動趨于停滯（圖1B）。直至早白堊世晚期，先前加厚的巖石圈因重力失穩(wěn)而發(fā)生拆沉，引發(fā)巖石圈地幔部分熔融，形成早白堊世火山巖。與此同時，加厚巖石圈的移除導致地殼均衡隆升，最終塑造了杭愛山的穹窿狀地貌（圖1C）。
?該研究構建了“造山帶彎曲-巖石圈加厚-巖石圈拆沉-巖漿活動-地表隆升”的系統(tǒng)邏輯框架，不僅合理解釋了杭愛山的隆升機制，也提出了“造山帶彎曲后進入陸內演化階段加厚巖石圈再次拆沉”這一陸內造山動力學演化模式，為理解全球弧形造山帶向造山后或陸內階段轉換過程中的地球動力學行為提供了參考范例，也為造山帶四維演化深淺耦合關系研究提供了新的啟示。AGU旗下的Eos雜志以“Mongolian Mountains Rose When the Crust Bounced Back”為題對該論文進行了報道。
?論文信息：Jiaqi Ling (令佳琪),?Pengfei Li* (李鵬飛*),?Chao Yuan (袁超),?Ming Chen (陳明),?Wubing Yang (楊武斌),?Yingde Jiang (蔣映德),?Cunwei Lin (林存?zhèn)?,?Chao Zhang (張超),?Zhen Li (李震),?Tserendash Narantsetseg, 2026, Early Cretaceous uplift of the Hangay Mountains (central Mongolia): A consequence of lithospheric foundering following oroclinal bending.?Geology,?doi:?https://doi.org/10.1130/G54383.1
?論文鏈接：https://doi.org/10.1130/G54383.1
?Eos雜志報道鏈接：https://eos.org/articles/mongolian-mountains-rose-when-the-crust-bounced-back
圖1?山彎構造驅動巖石圈演化模式圖。(A)中三疊世：隨著俯沖帶彎曲，山彎構造轉折端內側發(fā)生擠壓，導致杭愛山下方巖石圈加厚。(B)晚侏羅世：蒙古鄂霍茨克洋閉合，山彎構造兩翼拼貼，杭愛山地區(qū)進入巖漿平靜期。(C)早白堊世晚期：加厚巖石圈去根，引發(fā)巖石圈地幔部分熔融，并驅動杭愛山隆升。
