特提斯演化的关键动力学过程与驱动力

Key geodynamic processes and driving forces of Tethyan evolution

特提斯系统经历了漫长的演化历史,包含了多期次的威尔逊旋回,是研究板块构造与地球动力学的理想对象.特提斯演化的典型特征是一系列大陆块体从南方的冈瓦纳大陆裂解,而后向北漂移,最终与北方的劳亚大陆碰撞拼合.该过程中,多期次特提斯洋盆(原特提斯洋、古特提斯洋、新特提斯洋)的张开和关闭是核心要素.本文以大洋板块的生命周期为主线,将特提斯系统演化分解为大陆裂解、俯冲起始、洋脊俯冲、大陆碰撞等四个关键动力学过程,并系统分析了每个关键过程的控制因素和驱动力.(1)特提斯系统窄条形大陆地体的裂解可能受控于板块俯冲,尤其是俯冲板片的远端牵引作用;而块状印度大陆的裂解及印度洋的张开可能是地幔柱与远端俯冲板块共同作用的结果.(2)特提斯系统周期性的大陆地体碰撞拼合产生多期次的俯冲跃迁,是地体碰撞产生的反推力、洋脊推力及板下地幔流牵引力共同作用的结果,并且岩石圈的弱化是关键因素.(3)洋脊俯冲往往伴随着板片断离,该构造体制的转换可能需要地幔流牵引力的辅助,从而实现板块俯冲的延续性;而洋脊俯冲对上盘和下盘都会产生一定的动力学效应,其特征地质记录可用于反演洋脊俯冲历史.(4)青藏高原的巨大重力势能意味着持续至今的印藏碰撞需要洋中脊推力之外的驱动力,大尺度地幔流牵引力可能具有重要贡献;未来可能的北印度洋俯冲起始将释放汇聚应力而导致青藏高原垮塌.基于上述四个关键动力学过程及其驱动力的整合,我们提出了特提斯演化的“多引擎驱动”模型,即多期次特提斯大洋板块的北向俯冲提供了地体北漂的主要驱动力,但在地体碰撞拼合或洋脊俯冲等关键动力学节点上,俯冲板片断离导致板片拉力短缺,而洋脊推力和大尺度地幔流牵引力等可诱发新的板块俯冲起始,从而驱动特提斯系统的持续、单向裂解-聚合过程.