综述：在平板俯冲过程中发生的强烈造山作用使得上板块与基底拉伸作用相互分离

《Tectonophysics》：Hot orogeny during flat-slab subduction decouples upper plate from basal tractions

浅层俯冲导致的热弱 hinterland 与基底解耦机制及其对造山带后部变形控制作用。三个案例显示：造山带后部存在高温弱 crust，导致与基底剪切应力解耦；重力势能分析表明 hinterland 静止变形可能与 crust 厚化无关；热弱 crust 允许基底剪切力局部驱动板内造山作用

　　在地球科学领域，大陆板块的汇聚过程常常伴随着复杂的构造变形，这些变形不仅发生在板块边界附近，还可能延伸至板块内部，形成所谓的“大陆内部造山带”。本文探讨了三种与浅层板片俯冲或下插相关的造山带，即北美的白垩纪-古新世拉马德造山带、东亚中生代东南中国平板带造山带以及喜马拉雅-青藏高原新生代造山带。这些造山带的共同特征包括：在板块边界与内部造山带之间存在大面积未发生明显同步变形的地区，这些地区通常具有较高的热状态，同时在造山过程中形成了重要的矿产资源。研究发现，这些未变形的地区可能并非由冷而强的板块组成，而是由于热而弱的下地壳与上地壳之间的脱耦，使得上地壳在俯冲板片的底部剪切牵引作用下没有发生变形。本文还通过分析重力势能（GPE）来探讨这些造山带中未变形地区的成因，并提出了一个新的模型，即热而弱的造山带下地壳允许上地壳与底部剪切牵引脱耦，从而解释了这些造山带中未变形区域的形成。

在讨论大陆构造变形的驱动力时，存在两种主要观点：一种认为变形主要由地幔流动驱动，另一种则认为变形主要由板块边界相互作用引起。关于这些变形如何在板块内部广泛分布的问题，也有不同的解释。例如，一些研究认为浅层海洋俯冲或大陆碰撞期间的大陆下插过程是导致内部变形的重要因素。在这些情况下，变形可能主要由俯冲板片界面处的水平正应力或上地壳底部的剪切牵引力驱动。然而，研究还发现，在这些造山带中，板块边界与内部造山带之间的区域往往并未发生显著的变形，这表明这些区域可能与变形过程存在某种脱耦关系。

在分析这些造山带时，研究特别关注了“造山带后方区域”（hinterland）的地质和构造特征。这些区域通常位于火山弧的后方，并且在俯冲板片的垂直上方。通过研究这些区域的热状态、变形模式以及与矿产形成的关系，可以更深入地理解板块边界相互作用如何影响大陆内部的构造演化。例如，在北美的拉马德造山带中，造山带后方区域在白垩纪-古新世期间表现出显著的热状态，这一时期也伴随着广泛的岩浆活动和变质作用。此外，该区域的上地壳在俯冲过程中并未发生明显的变形，而是表现出某种形式的脱耦现象。这种脱耦可能与下地壳的弱化有关，因为弱化的下地壳能够减少上地壳与底部牵引力之间的耦合，从而允许上地壳在构造活动过程中保持相对稳定。

在东南中国中生代造山带的研究中，发现该区域在板块边界与内部造山带之间存在明显的未变形区域。这一区域的热状态与俯冲板片的浅层状态密切相关，表明其热条件可能在造山过程中发生了显著变化。此外，该区域的岩浆活动和构造变形显示出一定的时空分布规律，这些规律可能与俯冲板片的扁平化或下插过程有关。例如，在三叠纪-侏罗纪期间，东南中国的造山带经历了岩浆活动的迁移，这种迁移可能反映了俯冲板片对上地壳的影响。研究还发现，该区域的构造变形主要集中在靠近板块边界的区域，而远离边界的地方则相对稳定，这进一步支持了脱耦模型的观点。

在喜马拉雅-青藏高原新生代造山带的研究中，造山带后方区域表现出类似的未变形特征。该区域在印度与欧亚大陆碰撞期间并未发生明显的缩短变形，而是保持了相对的构造稳定。这一现象在青藏高原的中南部尤为明显，其中一些地区甚至经历了构造扩展，这与传统的板块碰撞模型存在差异。此外，该区域的热状态也显示出显著的特征，如高热流、浅层居里深度以及广泛的热液活动，这些特征表明其热条件可能在碰撞过程中发生了变化。研究还发现，该区域的矿产形成与热液活动密切相关，这进一步强调了热状态和流体流动在造山过程中扮演的重要角色。

通过比较这三个造山带的特征，研究提出了一个普遍适用的模型，即在浅层板片俯冲或下插过程中，热而弱的造山带后方区域能够与底部剪切牵引脱耦，从而避免发生显著的变形。这一模型不仅适用于拉马德造山带，也适用于东南中国和喜马拉雅-青藏高原的造山过程。研究还通过重力势能的分析，排除了高温地壳是唯一导致未变形区域的可能，进一步支持了脱耦机制的作用。此外，研究指出，造山带后方区域的构造稳定性可能与下地壳的弱化程度密切相关，弱化的下地壳能够减少上地壳与底部牵引力之间的耦合，从而允许上地壳在构造活动过程中保持相对稳定。

这些造山带的形成过程不仅对地质构造的演化提供了重要启示，还对矿产资源的形成和分布具有重要意义。例如，在拉马德造山带中，与浅层板片俯冲相关的热液活动和岩浆作用导致了重要的铜矿和金矿的形成。在东南中国，类似的机制也导致了重要的铜矿和金矿的分布。而在喜马拉雅-青藏高原，造山带后方区域的热液活动和岩浆作用同样对矿产资源的形成起到了关键作用。这些矿产资源的形成过程表明，浅层板片俯冲或下插不仅影响了构造变形，还对地球内部的热流和流体流动产生了深远的影响。

此外，研究还发现，这些造山带的构造变形模式存在一定的时空分布特征。例如，在拉马德造山带中，构造变形从西部向东部逐渐扩展，形成了一个复杂的变形序列。而在东南中国，构造变形主要集中在靠近板块边界的区域，远离边界的区域则相对稳定。这种构造变形的模式可能与下地壳的弱化程度以及热状态的变化有关。弱化的下地壳能够减少上地壳与底部牵引力之间的耦合，从而允许上地壳在构造活动过程中保持相对稳定。而热状态的变化则可能影响热液活动和岩浆作用的分布，进而影响矿产资源的形成。

研究还强调了造山带后方区域的热状态在理解构造变形机制中的重要性。例如，在拉马德造山带中，造山带后方区域的热状态与岩浆活动的高峰期相吻合，这表明热状态可能在构造变形过程中起到了关键作用。而在东南中国，造山带后方区域的热状态同样与岩浆活动和构造变形的时间分布密切相关。这些发现不仅有助于理解造山带的形成机制，还为研究地球内部热流和构造活动的关系提供了新的视角。

综上所述，本文通过比较三个不同地区的造山带，提出了一个普遍适用的模型，即在浅层板片俯冲或下插过程中，热而弱的造山带后方区域能够与底部剪切牵引脱耦，从而避免发生显著的变形。这一模型不仅解释了造山带后方区域的构造稳定性，还为理解构造变形的驱动机制提供了新的思路。此外，研究还强调了热状态和流体流动在矿产资源形成中的重要作用，这为未来的资源勘探和地质研究提供了重要的理论支持。