青藏高原是研究地球陆-陆碰撞和造山运动时期岩石圈动力学过程的天然实验场。青藏高原构造演化与隆升机制一直是国际地学界持续关注的热点科学问题。一直以来，青藏高原东缘的隆升机制都存在着较大争论，国内外学者们基于该地区地球物理学证据提出了众多隆升模型。目前，壳幔垂直连续变形模型、块体挤出模型和中下地壳流模型三种最为流行。但是，此三种模型都存在一定的不足，其在实践中的合理性仍需要进一步探讨。

地球所陈石研究员团队利用关联贝叶斯参数估计的导纳-相关性谱分析联合反演方法，估算青藏高原东缘岩石圈有效弹性厚度（Te）和初始载荷比（F）。改进了理论布格导纳法，基于获得的Te和F结果计算研究区域挠曲均衡重力异常（FIA）。发现青藏高原东缘存在较低的Te值（~20 km）、较高的F值（~0.8）和明显的重力均衡负异常（~-60 mGal），如图1a、1b和图2a所示。

结果表明青藏高原东缘岩石圈力学强度较低，板下载荷较大，并且存在明显的物质盈余。上述特征参数与中下地壳流模型对应的理论参数相一致，而与壳幔垂直连续变形和块体挤出模型的理论参数存在一定的冲突。故该研究从重力均衡特性的角度上认为，与其它两种模型相比，中下地壳流模型在解释青藏高原东缘隆升机制时更具有合理性。同时，该研究也给出了中下地壳流可能存在的位置和流动方向，如图1a、1b和图2所示。

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图 1 青藏高原东缘及邻区（a）岩石圈有效弹性厚度（Te）（b）初始载荷比（F）（c）Te结果标准差（d）F结果标准差。深蓝色箭头表示中下地壳流可能存在的位置和流动方向

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图 2 青藏高原东缘及邻区 （a）挠曲均衡重力异常（b）由图2a推算的山根深度（c）艾力均衡重力异常（d）由图2c推算的山根深度

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本研究改进了用于计算挠曲均衡重力异常的理论布格导纳法，使其能够在Te和F分布不均匀的情况下使用；发展了基于重力均衡特性研究岩石圈结构及属性的方法，首次联合分析Te、F和FIA，讨论青藏高原东缘岩石圈属性；评估了三种主流的青藏高原东缘隆升机制解释模型，为探索高原隆升机制提供了有效约束和更多地球物理学证据。本研究改进和发展的新方法可以成为我国西部地区岩石圈结构研究的新工具，为研究区域提供更多的重力学信息和地球物理学资料，成果于2023年发表在学术期刊《Terra Nova》，受国家重点研发计划（批准号：2017YFC1500503）和国家自然科学基金（批准号：42104090, U1939205, 42274117和 42174127）共同资助。

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【作者简介】

侍文，重力与地壳形变研究室助理研究员，主要从事重力学和地球动力学方面的研究工作。Email: shiwen@cea-igp.ac.cn

陈石（通讯作者），重力与地壳形变研究室研究员，主要从事重磁位场方法与地球动力学研究工作。Email: chenshi@cea-igp.ac.cn