大印度的大小就是一个约束究竟是何种碰撞模式的关键参数。大印度的定义是，如今印度板块的北缘（用MBT代表）与雅江缝合线（IYS）在印度-欧亚汇聚碰撞之前的印度大陆区域，如图1b-图1d中与印度大陆相连的褐色所示。若大印度很大，那么它足够来填补印度-欧亚在碰撞之前两者之间的空缺，那么汇聚过程就是单阶段的；反之，若大印度很小，那么它就不够填补这个空缺，汇聚过程就是多阶段的碰撞。  

然而，大印度作为一个约束印度-欧亚汇聚过程的关键因素，关于它大小的研究结果却尚未得到共识（小至600公里，大至3000公里）。对此，中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室博士研究生李顺至和田小波研究员，针对喜马拉雅的地壳物质守恒，对消失的大印度究竟有多大进行了研究。  

图1 印度-欧亚板块及研究区喜马拉雅地质图（a）及典型的印度-欧亚板块汇聚碰撞过程模式图（b-d）

图2 建立及求取喜马拉雅地壳物质守恒示意图

将喜马拉雅的地壳物质比做一个已经存储了一定量水的蓄水池（图2a），其中有水流进和小部分的流出，表面的蒸发还会带走一点水。而这个水池里一共有的水量就是待求量，类比下来待求量即为喜马拉雅的地壳体量（图2b）。至于如何求取该量，就用到了6条横跨了喜马拉雅的地震测线（图2c），根据这些地震接收函数成像结果，勾勒出喜马拉雅之下印度地壳的轮廓（图2d-图2i），进而获得这块区域的面积，就能得到喜马拉雅的地壳体量，其中也考虑了地表侵蚀量和地壳向下的俯冲。当获得了喜马拉雅的地壳体量之后，由于喜马拉雅是由印度地壳堆积而成，用这个体量除以原本印度大陆地壳的厚度，就可得出这部分印度大陆地壳在碰撞前、没被挤压变形时有多大，即消失的大印度有多大（图3）。  

图3 不同程度地壳发生俯冲时大印度的展布范围（a-b）及印度-欧亚之间陆-陆“硬碰撞”的时间（c）

由于并不确定究竟有多厚的印度地壳发生了俯冲，本研究假设了0公里厚、5公里厚，一直到20公里厚的印度地壳发生俯冲，对应的大印度延展范围如图3a所示。发生俯冲的印度地壳越多，大印度就越大，最远可以延伸到金沙江缝合线（JS）以北；如果没有俯冲，则此时恢复的大印度最小，大致延伸到班公怒江缝合带（BNS）稍北（图3a）。另外，若按经度从西到东来看，无论印度大陆地壳俯冲多少，大印度的大小都从西到东增大（图3b）。结合实际的直接观测与理论数值模拟研究，最终认为当大陆岩石圈携带有15公里厚的大陆地壳时是可以俯冲的（图3a-b红线），这时对应的大印度大约是620公里。这个大小同时也有地质证据的支持。再结合海底磁异常条带给出的印度板块北漂速率，该研究推算出印度大陆向欧亚大陆下俯冲的起始时间落在~24 Ma（图3c）。  

尽管大量扎实的地质证据表明印度-欧亚之间的碰撞汇合在大约55 Ma时发生，并且是单阶段的，但也有越来越多与之矛盾的地质证据在涌现，支持着多阶段的碰撞过程。本研究得到的大印度只有620 km，也难以填补印-亚之间在55 Ma时的巨大的间隔，暗示着印度-欧亚的碰撞过程为多阶段模式。该研究认为55 Ma只代表第一次的碰撞时间（微陆块或洋内岛弧与欧亚板块的碰撞），而24 Ma这个碰撞时间很可能代表印度大陆板块向下俯冲的“硬”碰撞时间。与此同时，该“硬”碰撞激发了喜马拉雅的隆升（～24 Ma）。  

目前两种典型双阶段碰撞模式（图1c-图1d）都可以很好的解释一些重大碰撞挤压构造事件的发生时间，比如喜马拉雅构造单元内的主中央断裂（MCT）激活于23 Ma而非55 Ma，其北部的藏南拆离系（STD）也激活于23 Ma，远远晚于55 Ma。这些都暗示着能量更大的“硬”碰撞发生时间，同时也印证了为何印度-欧亚之间的动物群落交流在始新世中期间歇了一段时间后，于晚渐新世重新蓬勃。结合该研究的大印度大小和以上讨论，认为单阶段碰撞模式较难发生。  

该研究是从地震学剖面和地壳物质平衡角度，谈论分析大印度的大小，推测印度大陆俯冲的起始年龄。由于其中包含许多的假设，结果和讨论仅供研究者参考，不排斥该方面其它方法的研究结果。

研究成果发表于国际学术期刊JAES（Shunzhi Li, Xiaobo Tian, 2023. A small Greater India restored by Himalayan crustal mass balance calculations[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 258, 105461. DOI: 10.1016/j.jseaes.2022105461.）。该研究受国家自然科学基金项目资助。