喜马拉雅东构造结位于喜马拉雅造山带东端，该地区具有极为复杂的地貌特征，同时构造运动活跃，曾发生过1950年察隅8.6级地震。前人研究表明该地区存在快速隆升的构造活动阶段，但是隆升机制尚不明确。Zeitler等（2001）提出“构造瘤”模型，认为该地区快速隆升是地表先发生侵蚀造成地壳内部物质降压熔融，并向浅部运移的结果，即先侵蚀后隆升。Wang等（2014）基于沉积物测年数据的研究表明，该地区的是侵蚀是快速隆升的结果，即先隆升后侵蚀。以上两种模型显然是相互矛盾的。近年来，地震波层析成像的研究结果认为，该地区的隆升还可能是软流圈物质上涌的结果（Peng et al., 2016）。综上所述，关于东构造结的隆升机制，可谓是众说纷纭。总结来讲，造成隆升的可能位置为地表、地壳内部和地幔。

中国地震局地震预测研究所地震预测重点实验室博士后佘雅文与其导师中国地质大学（北京）付广裕教授合作，基于重力观测数据和重力导纳方法，对喜马拉雅东构造结的隆升机制进行了研究。重力观测网覆盖了东构造结的核心区域，包含408个重力和GPS联合观测站（图1）。

图1喜马拉雅东构造结重力测网

他们结合GPS高程数据对重力观测数据进行了一系列重力改正计算，获取了自由空气重力异常和布格重力异常结果（图2a&2b）。在此基础上，他们使用基于“消去-恢复”的最小二乘配置方法，对研究区域的观测和模型（图2d）自由空气重力异常数据进行融合，更新了东构造结地区的重力异常场（图2c）。观测和模型数据存在接近200 mGal的差异（图2d），表明该重力测网极大地提高了该地区重力场的精度。

图2 喜马拉雅东构造结重力异常

利用布格重力异常结果，将波速结构转换的密度结构作为初始模型，反演了研究区域的密度结构（图3）。反演结果表明，东构造结地区中地壳存在低密度区域，且中地壳的密度分布横向存在差异。同时，该地区中心地带的莫霍面深度显著浅于周边地区，表明该地区的深部可能存在物质上涌。

图3 喜马拉雅东构造结密度结构和莫霍面深度

利用重力与地形数据的频域相关性，结合岩石圈挠曲模型，可获取岩石圈有效弹性厚度（Te）和造成挠曲变形的初始加载比（F）。有效弹性厚度表征岩石圈的抗弯强度，值越大越难发生挠曲变形，越小越容易发生变形。初始加载比代表岩石圈不同密度界面对挠曲变形的贡献比例关系。对于包含双层地壳结构的岩石圈模型，加载比由三部分组成，分别为地表加载（F_1）、地壳内部加载（F_2）和莫霍面加载（F_3），因此通过反演该加载比结果，可给出造成研究区域挠曲变形的位置，进而可推测研究区域的隆升机制。

为了研究喜马拉雅东构造结的隆升机制，他们首先利用融合的自由空气重力异常和数字高程数据，计算了研究区域的观测导纳结果（图4中带有误差棒的结果）；其次，基于反演的地壳密度结果，结合包含上地壳、下地壳和地幔的岩石圈模型，可获取模型导纳，该模型导纳为有效弹性厚（Te）和初始加载比（F）的函数；最后，利用MCMC（Markov chain Monte Carlo）方法对观测和模型导纳进行拟合，获取了东构造结的岩石圈有效弹性厚度（Te=20.8 km）和初始加载比（F_1=0.31,F_2=0,F_3=0.69）。东构造结的有效弹性厚度（20.8 km）相对于该地区南部的印度板块（>60 km）偏低，因此该地区更易发生变形。基于反演的莫霍面形态和初始加载比结果，结合前人地震波层析成像的深部结果，他们认为该地区快速隆升与地壳内部物质运移无关（F_2=0），其主因是地幔热物质的上涌（F_3=0.69），次因为地表物质的侵蚀（F_1=0.31）。

图4 重力导纳分析结果

研究成果发表于地球物理学领域权威期刊Geophysical Research Letters（She, Y., & Fu, G. (2020). Uplift Mechanism of the Highest Mountains at Eastern Himalayan Syntaxis Revealed by In Situ Dense Gravimetry. Geophysical Research Letters, 47(e2020GL091208). https://doi.org/10.1029/2020GL091208）。