青藏高原有確切證據(jù)的地質(zhì)歷史可以追溯到距今4-5億年前的奧陶紀(jì),其后青藏地區(qū)各部分曾有過不同資料的地殼升降,,或為海水淹沒,,或為陸地。到2.8億年前(地質(zhì)年代的早二疊世),,今青藏高原是波濤洶涌的遼闊海洋,。這片海域橫貫現(xiàn)在歐亞大陸的南部地區(qū),與北非,、南歐,、西亞和東南亞的海域溝通,稱為“特提斯?!?、或“古地中海”,,當(dāng)時特提斯海地區(qū)的氣候溫暖,,成為海洋動、植物發(fā)育繁盛的地域,。其南北兩側(cè)是已被分裂開的原始古陸(也稱泛大陸),,南邊稱岡瓦納大陸,包括今南美洲,、非洲,、澳大利亞、南極洲和南亞次大陸,;北邊的大陸稱為歐亞大陸,,也稱勞亞大陸,包括今歐洲,、亞洲和北美洲,。
青藏高原是世界上最年輕的一個高原。2.4億年前,,由于板塊運動,,分離出來的印度板塊以較快的速度開始向北向亞洲板塊移動、擠壓,,其北部發(fā)生了強烈的褶皺斷裂和抬升,,促使昆侖山和可可西里地區(qū)隆生為陸地。隨著印度板塊繼續(xù)向北插入古洋殼下,,并推動著洋殼不斷發(fā)生斷裂,,約在2.1億年前,特提斯海北部再次進入構(gòu)造活躍期,,北羌塘地區(qū),、喀喇昆侖山、唐古拉山,、橫斷山脈脫離了海浸,。
到了距今8000萬前,印度板塊繼續(xù)向北漂移,,又一次引起了強烈的構(gòu)造運動,。岡底斯山、念青唐古拉山地區(qū)急劇上升,,藏北地區(qū)和部分藏南地區(qū)也脫離海洋成為陸地,。整個地勢寬展舒緩,河流縱橫,,湖泊密布,,其間有廣闊的平原,氣候濕潤,,叢林茂盛,。高原的地貌格局基本形成。地質(zhì)學(xué)上把這段高原崛起的構(gòu)造運動稱為喜馬拉雅運動,。
隨著印度板塊不斷向北推進,,并不斷向亞洲板塊下插入,青藏高原在對此上升階段中形成,。青藏高原的形成并不是一次就完成的,,其抬升過程不是一次性的猛增,,也不是勻速的運動,而是經(jīng)歷了幾個不同的上升階段,。每次抬升都使高原地貌得以演進,。其上升速度曾幾度達到停止,但有時也非常迅速,。距今一萬年前,,高原抬升速度更快,曾達到每年7厘米,,使之成為當(dāng)今地球上的“世界屋脊”,。今天的青藏高原中部以風(fēng)化為主,而邊緣仍在不斷上升,。
●地質(zhì)構(gòu)造
青藏高原由北向南包括祁連-柴達木,、昆侖、巴顏喀拉,、岡底斯,、喜馬拉雅、羌塘-昌都等6個構(gòu)造帶,,各構(gòu)造帶之間為蛇綠混雜巖所代表的縫合帶隔開,,大致以龍木錯-金沙江縫合帶為界。
高原北面的祁連-柴達木,、昆侖,、巴顏喀拉構(gòu)造帶等屬于歐亞古陸南緣的構(gòu)造帶,在早中元古代結(jié)晶基底上,,發(fā)育了早古生代優(yōu)地槽,,加里東運動使地槽回返,形成褶皺基底,,晚古生代轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的蓋層,。
高原南面的岡底斯、喜馬拉雅構(gòu)造帶,,在中晚元古代結(jié)晶基底上整合遞變,,從早古生代開始發(fā)育了地臺蓋層,海相沉積一直延續(xù)到始新世,,其中晚石炭世-早二疊世廣泛發(fā)育了岡瓦納相冰海雜礫巖和冷水型生物群,,是岡瓦納古陸北緣的微陸塊。
●地層結(jié)構(gòu)
青藏高原被若干條板塊縫合帶分為7個地層區(qū):
祁連地層區(qū):主體由中下元古界結(jié)晶片巖組成的結(jié)晶基底和由下古生界變質(zhì)基性,、中基性火山巖夾變質(zhì)碎屑巖組成的褶皺基底構(gòu)成,。
柴達木地層區(qū):被厚達6000~7000米的新生代碎屑巖所覆蓋,基底巖系包括中下元古界結(jié)晶片巖和下古生界巨厚的中酸性火山-沉積變質(zhì)綠片巖系,。
昆侖地層區(qū):由下中元古界片巖,、片麻巖,、下古生界綠片巖和上古生界-中生界沉積蓋層組成。
巴顏喀拉地層區(qū):在東昆侖-西秦嶺以南,,龍門山以西與金沙江之間,,以廣泛出露三疊系復(fù)理石砂板巖為特征。
羌塘-昌都地層區(qū):介于龍木錯-金沙江縫合帶與班公錯-怒江縫合帶之間的廣大地區(qū),。
岡底斯地層區(qū):介于班公錯-怒江縫合帶與雅魯藏布江縫合帶之間的廣大地區(qū),中上元古界結(jié)晶巖系零星出露,,叫念青唐古拉群和南迦巴瓦群,。
喜馬拉雅地層區(qū):中上元古界結(jié)晶片巖沿高喜馬拉雅出露,稱珠穆朗瑪群和聶拉木群,。
●地殼結(jié)構(gòu)
青藏高原地殼,、上地幔介質(zhì)在縱向與橫向上均呈現(xiàn)出明顯的不均一。巖石圈存在著清楚的塊-層結(jié)構(gòu):縱向分層,,橫向分塊,。巖石圈厚度約140~170公里,地殼平均厚度70公里左右,。地殼厚度在東西方向上較均勻,,變化不大,而南北方向上變化較大,,在幾個主要斷裂帶上,,莫霍面均發(fā)生錯斷。例如,,雅魯藏布江斷裂帶北側(cè),,莫霍面比南側(cè)抬升了8公里。同周圍的地塊相比,,青藏高原地殼厚度要大一倍,。
●巖漿地帶
1.祁連構(gòu)造巖漿帶
祁連構(gòu)造巖漿帶除早古生代有巨厚中基性火山噴溢外,沿中祁連隆起帶還發(fā)育了兩條花崗巖帶,,以花崗巖,、片麻狀花崗巖、花崗閃長巖為主,,形成巨大巖基,。
2.柴達木構(gòu)造巖漿帶
柴達木構(gòu)造巖漿帶的巖漿活動主要見于盆地邊緣,下古生代堆積了巨厚的中酸性熔巖及其凝灰?guī)r,,成為褶皺基底的主體,。
3.金沙江構(gòu)造巖漿帶
金沙江構(gòu)造巖漿帶有兩條花崗巖帶與金沙江蛇綠混雜巖及三疊紀(jì)巴塘群中基性火山巖帶相伴。主要為石英閃長巖和花崗閃長巖,,具同熔型特征,。
4.唐古拉構(gòu)造巖漿帶
唐古拉構(gòu)造巖漿帶與班公錯-怒江蛇綠巖帶相伴,,在其南側(cè)以花崗閃長巖、黑云母花崗巖為主,,形成巖基,;在其北側(cè),以黑云母二長花崗巖為主,,呈小巖株,,侵入于侏羅系中。
5.岡底斯構(gòu)造巖漿帶
岡底斯構(gòu)造巖漿帶由鈣堿性中酸性-酸性侵入雜巖組成巨大巖基,,南北寬50~100公里,,沿岡底斯山東西綿延千余公里,向西與拉達克花崗巖相連,。
6.拉格崗日構(gòu)造巖漿帶
拉格崗日構(gòu)造巖漿帶沿喜馬拉雅低分水嶺,,東起康馬,向西經(jīng)拉格崗日,,至馬拉山,,展布著一個穹隆帶。穹隆核部為花崗巖,。
●地震活動
青藏高原地區(qū)是世界上發(fā)生大陸內(nèi)地震的主要地區(qū),,不但地震強度大、頻次高,、而且活動規(guī)律性強,。青藏高原十分強烈的地震活動,是現(xiàn)代構(gòu)造活動的表現(xiàn),,高原四周都是逆沖事件,,內(nèi)部散布著拉張性的地震活動,這一地震活動規(guī)律表明,,高原的隆生是現(xiàn)今青藏地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造活動的主要形式和地震活動的背景,。此外,青藏高原南部位于板塊碰撞邊界,,但近代地震活動并不強烈,。而高原西緣的逆沖性地震活動非常強烈。
青藏高原及周邊地區(qū)的總體地震活動總體呈現(xiàn)4大特點:
一是分布面廣,,并伴有少量火山活動,;
二是地震活動強度高,截至2013年的近50年間,,青藏高原7級以上地震多達40余個,,歷史最高震級達8.5級(1950年察隅地震);
三是地震密集發(fā)生在青藏高原和天山兩大特殊構(gòu)造區(qū),殼內(nèi)強震活動基本位于地殼厚度大于35千米的地區(qū),;
四是有兩個中深源的地震活動中心,,分別是帕米爾一興都庫什地區(qū)和緬甸地區(qū),最大震源深度383千米,。
青藏高原高山大川密布,,地勢險峻多變,地形復(fù)雜,,其平均海拔遠遠超過同緯度周邊地區(qū),。青藏高原各處高山參差不齊,落差極大,,海拔4000米以上的地區(qū)占青海全省面積的60.93%,,占西藏全區(qū)面積的86.1%。區(qū)內(nèi)有世界第一高峰珠穆朗瑪峰(8844.43米),,也有海拔僅1503米的金沙江;喜馬拉雅山平均海拔在6000米左右,,而雅魯藏布江河谷平原僅有3000米,。總體來說,,青藏高原地勢呈西高東低的特點,。相對于高原邊緣區(qū)的起伏不平,高原內(nèi)部反而存在一個起伏度較低的區(qū)域,。
青藏高原是一個巨大的山脈體系,,其由山系和高原面組成。由于高原在形成過程中受到重力和外有引力的影響,,所以高原面發(fā)生了不同程度的變形,,使整個高原的地勢呈現(xiàn)出由西北一東南的傾斜的趨勢。高原面的邊緣被強烈切割形成青藏高原的低海拔地區(qū),,山,、谷及河流相間,地形破碎,。
青藏高原邊緣區(qū)存在一個巨大的高山山脈系列,,根據(jù)走向可分為東西向和南北向。東西向山脈占據(jù)了青藏高原的大部分地區(qū),,是主要的山脈類型(從走向劃分),;南北向山脈主要分布在高原的東南部及橫斷山區(qū)附近,這兩組山脈組成了地貌骨架,,控制著高原地貌的基本格局東北向的山脈平均海拔高度普遍偏高,,除祁連山山頂海拔高度為4500米-5500米之外,昆侖山、巴顏喀拉山,、喀喇昆侖山等的山頂海拔均在6000米以上,。許多次一級的山脈也間雜其中。兩組山脈之間有平行峽谷地貌,,還分布有數(shù)量廣泛的寬谷,、盆地和湖泊。
青藏高原分布著世界中低緯地區(qū)面積最大,、范圍最廣的多年凍土區(qū),,占中國凍土面積的70%。其中青南一藏北凍土區(qū)又是整個高原分布最為廣泛的,,約占青藏高原凍土區(qū)總面積的57.1%,。除去多年凍土之外,青藏高原在海拔較低區(qū)域內(nèi)還分布有季節(jié)性凍土,,即凍土隨季節(jié)的變化而變化,,凍結(jié)、融化交替出現(xiàn),,呈現(xiàn)出一系列融凍地貌類型,。另外,青藏高原上冰川及其雕塑的冰川地貌也廣泛分布,。
2018年9月5日,,第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究在拉薩發(fā)布了首期成果:科考發(fā)現(xiàn),岡底斯山先于喜馬拉雅山隆升到現(xiàn)在的高度,。喜馬拉雅山阻擋南亞季風(fēng)氣團向北傳輸,,使青藏高原逐漸變干變冷。高原隆升后,,青藏地區(qū)生物形成“走出西藏”和“高原樞紐”共存的模式演化,。
過去50年來,青藏高原及其相鄰地區(qū)冰川面積退縮了15%,,高原多年凍土面積減少了16%,;青藏高原大于1平方公里的湖泊數(shù)量從1081個增加到1236個,湖泊面積從4萬平方公里增加到4.74萬平方公里,;雅魯藏布江,、印度河上游年徑流量呈增加趨勢,中亞阿姆河,、錫爾河和塔里木河數(shù)十條支流徑流量增長更為顯著,。亞洲水塔失衡伴隨災(zāi)害頻發(fā),2016年西藏阿里地區(qū)阿汝冰川發(fā)生冰崩,,造成嚴(yán)重人員傷亡和財產(chǎn)損失,,威脅亞洲水塔命運,,需要建立科學(xué)預(yù)警體系。
過去35年間,,青藏高原生長季平均植被指數(shù)顯著增加,,但2000年以來其增加趨勢減緩;青藏高原碳匯功能顯著增加,,但未來氣候變暖導(dǎo)致的凍土融化可能降低生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能,;高山樹線上升增加了森林生物量,但壓縮了高寒灌叢—草甸的生存空間,,可能提高高海拔特有物種消失的風(fēng)險,;氣候變暖對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)也造成潛在風(fēng)險。
青藏高原介于北緯26°~39°,,東經(jīng)73°~104°之間,,西起帕米爾高原,東到橫斷山,,北界為昆侖山,、阿爾金山和祁連山,南抵喜馬拉雅山,,東西長約2800千米,,南北寬約300~1500千米,總面積約250萬平方千米,,除西南邊緣部分分屬印度、巴基斯坦,、尼泊爾,,錫金、不丹及緬甸等國外,,絕大部分位于中國境內(nèi),。
根據(jù)青藏高原不同地區(qū)的地形地貌特點,可將其分為6個亞(高原)區(qū),。
藏北高原
藏北高原位于西藏自治區(qū)北部,,岡底斯山、昆侖山和唐古拉山之間,。海拔一般在4500米左右,,是青藏高原的核心部分。地面起伏不大,,分布著一系列海拔很高的山脈,,但它們的相對高度不大。很多山峰終年積雪,,冰川廣布,。
藏南谷地
藏南谷地又稱藏南山地。在西藏自治區(qū)南部,喜馬拉雅山同岡底斯山間,。為雅魯藏布江等河上游河谷地,。東西長約1200千米,南北寬約300~500千米,。海拔3000~4000米,。河谷沿岸多局部平原。
柴達木盆地
柴達木盆地地處東經(jīng)90°16′~99°10′,、北緯35°20′~39°25′之間,,是青海省內(nèi)最大的高原盆地。東西長800公里,,南北最闊處400公里,,總面積約27萬平方公里。屬青海省海西蒙古族藏族自治州轄區(qū),。
祁連山地
祁連山地位于青海省東北部,,北與東同甘肅省河西走廊為鄰,南靠柴達木盆地,,由斷塊山脈與谷地組成,。東西長1200千米,南北寬250~400千米,,面積約10萬平方千米,。山間盆地和谷地海拔一般在3000~4000米之間,海拔5000米以上的山峰很多,,西段地勢高,,平行嶺谷緊密相間。
青海高原
青海高原為青藏高原東北部分,。在今青海省中,、南部。北起布爾汗布達山,、祁連山,,南至四川西北邊境,東到西傾山,,西南抵唐古拉山,。高原海拔4000米左右,最高點為昆侖山的布喀達坂峰,,海拔6860米,,最低點在民和縣下川口村,海拔1650米,。
川藏高山峽谷區(qū)
川藏高山峽谷區(qū)在四川省西部,、西藏自治區(qū)東部和云南省西北部,。為青藏高原東南部,山河相間,。自東向西,,有九頂山、岷江,、邛崍山,、大渡河、大雪山,、雅礱江,、沙魯里山、金沙江,、寧靜山,、瀾滄江、怒山,、怒江等,。海拔3000~4500米。
青藏高原氣候總體特點:輻射強烈,,日照多,,氣溫低,積溫少,,氣溫隨高度和緯度的升高而降低,,氣溫日較差大;干濕分明,,多夜雨,;冬季干冷漫長,大風(fēng)多,;夏季溫涼多雨,冰雹多,。
青藏高原年平均氣溫由東南的20℃,,向西北遞減至-6℃以下。由于南部海洋暖濕氣流受多重高山阻留,,年降水量也相應(yīng)由2000毫米遞減至50毫米以下,。喜馬拉雅山脈北翼年降水量不足600毫米,而南翼為亞熱帶及熱帶北緣山地森林氣候,,最熱月平均氣溫18~25℃,,年降水量1000~4000毫米。而昆侖山中西段南翼屬高寒半荒漠和荒漠氣候,,最暖月平均氣溫4~6℃,,年降水量20~100毫米,。日照充足,年太陽輻射總量140~180千卡/平方厘米,,年日照總時數(shù)2500~3200小時,。冰雹日最多,如那曲年冰雹日20~30天以上,。
青藏高原可分為喜馬拉雅山南翼熱帶山地濕潤氣候地區(qū),、喜馬拉雅山南翼亞熱帶濕潤氣候地區(qū)、藏東南溫帶濕潤高原季風(fēng)氣候地區(qū),、雅魯藏布江中游(即三江河谷,、喜馬拉雅山南翼部分地區(qū))溫帶半濕潤高原季風(fēng)氣候地區(qū)、藏南溫帶半干旱高原季風(fēng)氣候地區(qū),、那曲亞寒帶半濕潤高原季風(fēng)氣候地區(qū),、羌塘亞寒帶半干旱高原氣候地區(qū)、阿里溫帶干旱高原季風(fēng)氣候地區(qū),、阿里亞寒帶干旱氣候地區(qū)及昆侖寒帶干旱高原氣候地區(qū)等10個氣候區(qū),。
青藏高原是北半球氣候變化的啟張器和調(diào)節(jié)器。該區(qū)的氣候變化不僅直接驅(qū)動中國東部和西南部氣候的變化,,而且對北半球具有巨大的影響,,甚至對全球的氣候變化,也具有明顯的敏感性,、超前性和調(diào)節(jié)性,。