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喜马拉雅造山带的形成演化受南秦岭拆离系（STDS）控制，本研究通过135公里深地震反射结合地质调查，揭示STDS多阶段结构发展特征：识别出覆盖地壳尺度的叠瓦体构造，记录了递进式推覆、伸展及部分熔融过程。证实STDS作为叠瓦体屋顶推覆构造，经两阶段中新世剥露（STDS-1和STDS-2）推动中 crust部分熔融，熔体通过热柱上涌形成雅尔哈尚波穹隆，穹隆核心堆积白岗岩。
董新宇|李文辉|卢占武|黄行福|高瑞
中国地质科学院地质研究所深部地球与矿产资源探测国家重点实验室，北京 100037
摘要
喜马拉雅山脉的形成和演化受到主要地壳结构的控制，尤其是南藏分离系统（STDS）。尽管关于STDS深层结构架构的争论一直存在，但由于地下观测数据有限，北喜马拉雅片麻岩穹丘（NHGD）的形成机制仍不清楚。在2017-2018年间，我们在东特提斯喜马拉雅地区（东经92度）进行了135公里深的地震反射勘探，并结合地质野外调查，以表征STDS的地下结构并明确其与NHGD的构造关系。主要发现包括STDS的多阶段结构发展、地壳尺度的双联体结构，以及记录了连续推覆、拉伸和部分熔融过程的地震反射特征。我们的结果表明，STDS作为研究区域双联体结构的顶部推覆体，并经历了两个中新世时期的剥露阶段（STDS-1和STDS-2），这对应于特提斯喜马拉雅地区的两阶段构造抬升。STDS-1和STDS-2都促进了中地壳变质岩的部分熔融。熔融物质通过上涌作用上升，形成了雅尔哈桑波穹丘，并导致穹丘核心处白岗岩的积累。
引言
作为大规模大陆碰撞和地壳增厚的经典例子，喜马拉雅造山带为全球新生代造山过程提供了重要见解，其中南藏分离系统（STDS）和相关的北喜马拉雅片麻岩穹丘（NHGD）在其形成和演化中起着关键作用（Carosi等人，1998年；Searle等人，1999年；Law等人，2004年；Waters等人，2018年；Nania等人，2022年；Pye等人，2025年）。最初由Burg和Chen（1984年）描述的分离大喜马拉雅与特提斯喜马拉雅的北倾低角度韧性剪切带，后来被Burchfiel等人（1992年）称为南藏分离系统。尽管进行了广泛的地质和地球物理研究（例如Brown和Nazarchuk，1993年；England和Molnar，1993年；Yin，2006年；Yin等人，2010年；Webb，2013年；Kellett等人，2018年；Deshmukh等人，2025年），但其深层几何形态、运动学演化及其在喜马拉雅造山带中的构造作用仍存在争议（Kellett等人，2018年；Long等人，2019年；Priestley等人，2019年；Jiang等人，2024年）。
这些提出的模型包括：（1）重力崩塌模型。在该模型中，印度-亚洲碰撞过程中的地壳增厚增加了特提斯喜马拉雅地区的重力势能。随后的重力不稳定性通过降低地壳强度和压缩峰值后的主应力重定向促进了上地壳的拉伸。STDS被解释为一个大尺度的低角度拉伸剪切带，沿大喜马拉雅顶部发育（Burg和Chen，1984年；Burchfiel和Royden，1985年；Zhang等人，2012年）。该模型预测上地壳的广泛拉伸；（2）通道流模型。该模型依赖于喜马拉雅造山带增厚中地壳内的部分熔融和塑性流动。熔融后弱化的低粘度中地壳向造山前缘横向流动，侵蚀卸载进一步促进了剥露。在此框架下，STDS作为通道的上边界，促进了大喜马拉雅的剥露，将较弱的低粘度footwall与更强、更高粘度的特提斯喜马拉雅hangwall分隔开（Nelson等人，1996年；Hauck等人，1998年；Beaumont等人，2004年；Kellett和Grujic，2012年；Kellett等人，2018年）；（3）岩石圈尺度楔形挤出模型。在该模型中，大陆碰撞抬升过程中俯冲的印度地壳的浮力驱动挤出作用形成了高品位的喜马拉雅结晶岩。STDS作为挤出楔形体的上边界的一部分发育，适应了剥露的印度板块地壳与上覆亚洲板块之间的差异运动（Chemenda等人，2000年）。该模型预测了大规模的地壳抬升和连贯的上向挤出；（4）双联体或被动顶推模型。在这种情景下，STDS代表大喜马拉雅内部一系列向南倾斜的叠置推覆体（中地壳双联体）上方的被动顶推体。STDS向北与更大的反向推覆体（GCT）相连，形成连续的压缩系统（Yin，2006年；He等人，2016年；Webb，2013年）。这些模型表明，STDS的深层结构对于重建喜马拉雅造山系统的构造模型非常重要。
此外，STDS与NHGD的形成密切相关，因为其拉伸活动促进了中地壳岩石的剥露和穹丘的发育（Lee等人，2000年；Beaumont等人，2004年；Yin，2006年；Meng等人，2023年；Jiang等人，2024年；Wu等人，2025年）。NHGD的核心通常由花岗岩组成（Jessup等人，2019年；Kohn等人，2024年）。这些花岗岩主要是浅色长英质侵入岩（白岗岩），含有高铝和高的硅铝含量，以及次要的两云母花岗岩（Zeng等人，2011年；Wu等人，2015年），这些通常被解释为新生代造山过程中的地壳混合岩作用（Gao等人，2016a；Harrison和Wielicki，2016年）。
然而，这些花岗岩是通过原位重熔变质岩形成的（Harrison等人，1999年；Searle等人，2010年），还是通过异地岩浆混合岩迁移和结晶形成的（Wu等人，2015年；Yang等人，2019年；Teng和Wu，2024年），目前仍有争议。解决这些不同的岩石成因解释需要关于深层地壳结构的约束，因为不同的熔融机制意味着北喜马拉雅下方不同的结构和热状态。因此，进一步研究STDS和NHGD之间的形成和演化关系对于理解喜马拉雅的形成和增长至关重要。目前，关于喜马拉雅地壳结构的大部分信息来自被动源地震观测，这些观测通常提供相对较低的分辨率图像。相比之下，控制源地震成像可以提供更详细和更精确的地壳结构（Priestley等人，2019年；Gao等人，2021年；Lu等人，2022年）。
在这项研究中，我们在2017-2018年间对东喜马拉雅地区进行了深地震反射勘探和地质野外调查（图1，图2）。地震反射剖面的总长度约为135公里，大致沿南北方向穿过特提斯喜马拉雅、雅尔哈桑波穹丘和雅鲁藏布缝合带。利用这些数据，我们表征了东特提斯喜马拉雅的详细地壳结构， delineated了STDS的深层结构特征，并分析了NHGD（即雅尔哈桑波穹丘）的形成过程及其与STDS的关系。最后，我们提出了东特提斯喜马拉雅的两阶段抬升模型。
部分内容
地质背景
新特提斯洋的俯冲以及印度板块和亚洲板块沿雅鲁藏布缝合带（YZS）的最终碰撞导致了西藏高原上的主要碰撞带的形成。该碰撞带包括印度板块的北部边缘、喜马拉雅造山带、YZS和亚洲板块的南部边缘（Yin，2006年；Shi等人，2015年；Searle，2018年；Priestley等人，2019年；Kapp和DeCelles，2019年；Jiao等人，2024年）。冈德塞-YZS-特提斯
地质调查
地质野外调查沿着深地震反射勘探线从南向北进行，从STDS开始，依次穿过东特提斯喜马拉雅的主要构造单元（图2，图3，图4，图5）。在剖面的南部段，STDS的hangwall中暴露出三叠纪-白垩纪的碎屑岩、石灰岩和泥岩（图3，图4，图5）。这些地层覆盖在前寒武纪变质岩之上STDS的演化机制
在重力崩塌或楔形挤出模型中，STDS预期表现为一个横向连续的低角度正常反射体，其特征是浅层到深层的层位偏移以及与深层推覆结构的有限相互作用（表1；Burchfiel和Royden，1985年）。相比之下，通道流模型预测中地壳内存在一个相对宽广的、近水平的反射带，反映了STDS下方的分布式塑性流动，几乎没有离散推覆的证据
结论
本研究表明，STDS不是一个单一的离散拉伸断层，而是一个在地壳尺度的中地壳双联体上方发育的多阶段分离系统。识别出两个时间上不同的结构：STDS-1表现为一个轻微北倾的反射体，它截断了堆叠的反射体，并在双联体生长过程中起到了被动顶推体的作用；而STDS-2代表一个较年轻的、低角度的拉伸分离体，它覆盖在STDS-1之上，特别是在
CRediT作者贡献声明
董新宇：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，方法论，调查，正式分析，概念化。李文辉：撰写 – 审稿与编辑，监督，项目管理，方法论，调查，资金获取，数据管理，概念化。卢占武：监督，项目管理，调查，资金获取。黄行福：撰写 – 审稿与编辑，监督。高瑞：撰写 – 审稿与编辑，监督，项目
未引用的参考文献
Klemperer等人，2022年
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
我们深切哀悼安·尹教授的逝世，并对他的宝贵指导表示衷心的感谢。我们还要感谢同事们在地质野外调查和收集地震数据方面提供的帮助。这项研究得到了深部地球探测与矿产资源勘探-国家科技重大项目（2024ZD1000100）、国家自然科学基金（42174124）的支持
