类型a：学术研究报告
1. 研究作者及发表信息
本研究由Wei Li（第一作者，中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院深地科学卓越创新中心、德国地球科学研究中心GFZ）、Yun Chen（通讯作者，中国科学院地质与地球物理研究所）、Xiaohui Yuan（德国GFZ）、Wenjiao Xiao（通讯作者，中国科学院地质与地球物理研究所、新疆矿产资源研究中心）、Brian F. Windley（莱斯特大学）合作完成，发表于Nature Communications期刊，2022年，论文标题为《Intracontinental deformation of the Tianshan orogen in response to India-Asia collision》。
2. 学术背景
科学领域：本研究属于大陆动力学（continental dynamics）和岩石圈变形（lithospheric deformation）领域，聚焦于板内造山带（intracontinental orogen）的复活机制。
研究动机：天山造山带是典型的板内变形（intracontinental deformation）案例，其古生代形成于阿尔泰造山带（Altaids）的拼贴过程，而新生代因印度-亚洲碰撞（India-Asia collision）的远程应力作用重新活化。然而，关于其变形机制（如深部岩石圈如何响应远程应力）仍存在争议。
研究目标：通过地震学成像揭示天山中部岩石圈的精细结构，阐明其变形模式与印度-亚洲碰撞的动力学关联，并验证“印度板块与塔里木克拉通直接接触触发天山复活”的假说。
3. 研究流程与方法
数据采集：
- 地震台阵：沿南北向布设线性地震台阵（MANAS项目，40个台站），辅以周边台站（KR、XW网络），形成约475 km的剖面。
- 数据范围：选取震级≥5.0、震中距30°–90°的地震事件，计算P波接收函数（receiver functions, RFs）和瑞利波频散（Rayleigh wave dispersion）。
方法创新：
- 联合反演（joint inversion）：结合接收函数与面波频散数据，构建横波速度（Vs）模型，采用迭代阻尼最小二乘算法（CPS软件包）。
- 共转换点叠加（CCP stacking）：成像莫霍面（Moho）及壳内界面的几何形态，通过高斯系数（1.0–3.5）验证界面可靠性。
- 谐波分析（harmonic analysis）：消除倾斜界面和各向异性的影响，提取方位无关的接收函数。
关键实验步骤：
1. 质量控制：剔除振幅异常、卷积拟合度<80%或与平均RF相关性<0.5的接收函数。
2. 速度模型构建：初始模型设定上地幔Vs=4.5 km/s，利用NAFE-Drake经验关系计算密度（ρ=1.73+0.2Vp）。
3. 平衡剖面分析（balanced cross-section）：基于莫霍面分段长度与地壳体积守恒原理，估算南北向缩短量。
4. 主要结果
地壳变形特征：
- 浅部脆性变形：南天山增生楔（STAC）表现为纯剪切缩短（pure-shear shortening），而北部的纳伦弧（NA）和伊塞克湖弧（IKA）以厚皮构造（thick-skinned tectonics）为主，高角度逆冲断层穿透下地壳。
- 低速带分布：中下地壳存在广泛低速异常（Vs~3.4 km/s），与古生代拼贴结构的继承性弱化有关。
莫霍面变形：
- 分段 thrust 结构：莫霍面被逆冲为多个段落，深度40–70 km，南天山下方最深（~70 km），与塔里木克拉通（~45 km）形成鲜明对比。
- 缩短量估算：通过莫霍面长度平衡（~85 km）与地壳体积平衡（~130 km），推断新生代缩短始于晚中新世（~10 Ma），与快速冷却年龄（thermochronology）一致。
深部动力学机制：
- 应力传递：印度板块的克拉通岩石圈（cratonic Indian slab）在晚中新世与塔里木克拉通直接接触，导致应力有效传递至天山。
- 岩石圈弱化：上地幔低速异常（Vs~4.1 km/s）和薄岩石圈地幔盖层（~40 km）为变形提供了软弱通道。
5. 结论与意义
科学价值：
- 提出统一的板内造山复活模型：印度-亚洲碰撞应力通过克拉通接触高效传递，激活先存弱化的天山岩石圈。
- 揭示深度依赖的变形机制：浅部受继承性结构控制，深部以莫霍面塑性变形为主，限制塔里木/哈萨克地盾的大规模俯冲。
应用价值：为理解全球板内造山带（如阿尔卑斯、阿巴拉契亚）的远程应力响应提供了类比案例。
6. 研究亮点
- 方法创新：联合接收函数与面波频散的反演方案，显著提高了深部结构的分辨率。
- 关键发现：首次通过地震学证据验证印度-塔里木克拉通接触与天山复活的时间耦合性（~10 Ma）。
- 理论突破：挑战了传统“大规模俯冲主导板内变形”的观点，强调岩石圈异质性（rheological heterogeneity）的核心作用。
7. 其他有价值内容
- 补充验证：通过合成测试（synthetic tests）排除了沉积层对壳内信号的干扰，确保结果的可靠性。
- 数据公开性：地震数据可通过IRIS DMC获取（MANAS网络代码XP），代码来源于Saint Louis University的CPS软件包。