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青藏高原与大陆动力学地体拼合、碰撞造山及高原隆升的深部驱动力一、本文概述青藏高原，被誉为“世界屋脊”，其壮丽的自然景观和独特的地质构造吸引了全球科学家的目光。
作为地球上最大、最高的高原，青藏高原的形成和演变过程涉及了复杂的地壳运动和动力学过程。
本文旨在深入探讨青藏高原与大陆动力学地体拼合、碰撞造山及高原隆升的深部驱动力，以期更好地理解这一重要地质现象的本质和机制。
文章将首先概述青藏高原的基本地质特征和构造格局，包括其形成的历史背景、主要的地体拼合事件以及碰撞造山过程。
在此基础上，文章将深入探讨青藏高原隆升的深部驱动力，包括地壳增厚、地幔对流、板块俯冲等因素的作用。
通过对这些深部驱动力的详细分析，文章将揭示青藏高原隆升的地质过程和机制，以及这些过程对区域乃至全球地质环境和气候变化的影响。
本文还将关注青藏高原与大陆动力学地体拼合、碰撞造山过程中的岩石圈、软流圈以及地幔等深部结构的变化，探讨这些变化如何影响青藏高原的隆升和地质演化。
通过综合研究，文章将提出新的观点和认识，为理解青藏高原乃至全球大陆动力学过程提供新的思路和方法。
本文旨在全面、深入地探讨青藏高原与大陆动力学地体拼合、碰撞造山及高原隆升的深部驱动力，以期为推动地球科学领域的发展做出贡献。
二、青藏高原与大陆动力学地体拼合青藏高原的形成与演化，深受大陆动力学地体拼合的影响。
地体拼合是指不同地块或地体在构造应力的作用下，通过断裂、滑脱、碰撞等过程，最终合并形成一个更大规模的构造单元。
这一过程不仅塑造了青藏高原现今的地貌格局，也深刻地影响了区域乃至全球的气候、生物和环境。
在地质历史的长河中，青藏高原经历了多期的地体拼合事件。
其中最具代表性的是印度板块与欧亚板块的碰撞拼合。
这一事件发生在约50 Ma前，印度板块向北俯冲，与欧亚板块发生碰撞，导致了青藏高原的快速隆升和变形。
这次拼合事件不仅形成了青藏高原的主体部分，也奠定了高原现今的基本构造格局。
青藏高原的形成还与其他地体拼合事件密切相关。
青藏高原的隆起对东亚大气环流及气候的影响青藏高原体积巨大，平均海拔4000m以上，本身就是一个独特的高原气候区域。
这里，气压低，大风多，日照长，年辐射强，年均温低，气候温凉，常年无夏，日较差大，年较差小，多对流性降水，降雪日多，具有与周围环境不同的气候特征。
青藏高原不仅本身形成了独特的高原气候，而且对加强东亚季风环流起着重要作用，对我国气候有着极大影响。
青藏高原的存在，使东亚季风产生很大的动力扰动和热力影响，对东亚季风起着维持和加强作用。
青藏高原的作用主要通过动力作用和热力作用两个方面表现岀来：1 •青藏高原地形对对流层低层风场的动力作用。
主要表现为高原附近西风气流的绕流分支现象和对南北气流的屏障作用。
①迫使西风气流分流。
由于青藏高原是一个高大突起的大陆块，对于500mb以下东西风环流有显著的分支、绕流、和汇合作用。
分支和汇合作用在高原迎风面形成“死水区”，绕流形成北脊、南槽的环流形势，对高原及其邻近地区天气气候都有重要影响。
冬季，当西风带南移控制中国广大地区上空时，青藏高原使4000m以下的西风环流在高原西端分成南北两支。
北支在高原西北部为西南气流，绕过新疆北部以后转为西北气流，流线呈反气旋性弯曲；南支在高原西南为西北气流，绕过高原南侧以后转为西南气流，流线呈气旋性弯曲，在孟加拉湾附近曲率最大，并形成低槽。
两支气流在长江中下游流域汇合向东流去。
值得指出的是，这种分支现象从10月份开始一直可以继续到次年6月，不仅在对流层下部常有这种现象存在，而且可以影响到9公里的高度或者更高些，从平均风速场来看，冬季南支西风要强于北支。
在高原地形的规定下，西风带分流作用在某种程度上说，是使西风带的范围向南扩展了，其南界可达北纬15°〜20°。
这导致了冬季风可以向南扩散得更远。
同时，南支西风气流・・・・■■・.・・■■a』・・・i■一■丄ia・・I」■ ■“・・・・■!■・・・・』■・. ・・■■&』」・・・・・■!」■・・・・・4』」・・・一・1«111・・・・』.■■・・a・・・_・■』・・・・if・・・■■■」』・.・・・$■■■■・・・・u・・・的消长，又是冬夏季风交替的一个重要因素。
青藏高原北部隆升与东亚季风及亚洲内陆干旱演化——来自气候数值模拟的启示刘晓东;石正国;郭庆春;王昭生【摘要】青藏高原隆升是地球历史上一次重大的地质事件,青藏高原的出现对亚洲气候与环境产生了划时代的影响.过去的几十年来,中外学者利用各种气候数值模式模拟研究了青藏高原隆升的气候环境效应,极大地加深了我们对亚洲季风变迁和亚洲内陆干旱化机制的理解.近年来“高原隆升-气候响应”研究的一个重要进展是认识到亚洲区域气候响应与青藏高原隆升的形式密切相关.本文对此进行了概括介绍,重点通过一系列分区域隆升的数值模拟试验的综合分析,指出青藏高原北部隆升对东亚季风变迁及亚洲内陆干旱气候演化具有重要影响,其最突出的特征表现为随高原北部隆升东亚夏季风和季风雨区向北扩展,内陆干旱区和大气粉尘含量及沉积范围增加.这些模拟研究结果对东亚古环境研究具有良好的启示,并由此提出了许多新的科学问题.【期刊名称】《自然杂志》【年(卷),期】2014(036)003【总页数】6页(P170-175)【关键词】青藏高原;亚洲季风;内陆干旱;数值模拟【作者】刘晓东;石正国;郭庆春;王昭生【作者单位】中国科学院地球环境研究所,西安710075;中国科学院地球环境研究所,西安710075;中国科学院地球环境研究所,西安710075;中国科学院地球环境研究所,西安710075【正文语种】中文矗立于亚洲大陆南部、素有“世界屋脊”之称的青藏高原(范围大致为25°N～40°N，74°E～104°E)，面积约250 万km2，平均海拔在4 000 m以上，是世界上最高的高原。
青藏高原以中国青海省和西藏自治区为主体，同时包括了周边一系列高大山脉，如南部的喜马拉雅山脉、北部的昆仑山—阿尔金山—祁连山、西部的帕米尔高原、东部的横断山脉。
高原内还有唐古拉山、冈底斯山、念青唐古拉山等。
这些山脉海拔大多超过6 000 m，其中8 800 m以上的珠穆朗玛峰是世界上最高的山峰。
第21卷第5期2006年5月地球科学进展A DVANCE S I N E AR TH S C I ENC EV o l.21 N o.5M a y.，2006文章编号：1001-8166（2006）05-0451-08青藏高原隆升及其环境效应郑 度1，姚檀栋2（1.中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101；2.中国科学院青藏高原研究所，北京 100085）摘 要：“青藏高原形成演化及其环境资源效应”项目选择青藏高原为典型地区，特别注意高原与毗邻地区的联系，以从全球尺度探讨高原的各种过程，目标集中在大陆碰撞过程和高原隆升过程，以过程为主线贯通碰撞机制、环境变化和资源分布规律的研究；时间上着重新生代以来，在不同精细时间尺度上定量地描述碰撞和隆升的动态过程及环境变化。
运用地球科学、生命科学、环境科学及各学科之间有机交叉、综合研究的方法，开展大陆碰撞动力学、环境变化、现代表生过程及各圈层相互作用等重大理论问题的研究，为青藏高原地区的资源开发和环境调控提供科学依据。
按照统观全局、突出重点的原则，项目主要研究内容包括以下4个方面：大陆岩石圈碰撞过程及其成矿效应；高原隆升过程与东亚气候环境变化；青藏高原现代表生过程及相互作用机理；青藏高原区域系统相互作用的综合研究。
在完成研究计划任务的基础上，项目取得如下的突出研究成果和创新性进展：印度大陆与欧亚大陆初始碰撞时限；青藏高原南北缘山盆岩石圈尺度的构造关系；青藏高原整合构造模型与成矿成藏评价；新生代高原北部重大的构造变形隆升事件序列；高原周边环境变化事件及高原隆升对亚洲季风发展变化的影响；高分辨率气候动态过程及变化趋势；高原主要生态系统碳过程对气候变化的响应；高原气候变化及冰冻圈变化与预测；高原土地覆被变化、恢复整治及管理。
关 键 词：青藏高原；大陆岩石圈；碰撞与隆升过程；气候环境变化；现代表生过程中图分类号：X141 文献标识码：A1 引 言自20世纪50年代以来，我国对青藏高原进行了长期的科学考察研究，取得了重大进展。
收稿日期:2003-05-15基金项目:中国地质调查局/1B 25万定结幅、陈塘区幅(国内部分)区域地质调查0项目(No.20001300009231).青藏高原隆升机制新模式李德威(中国地质大学地球科学学院,湖北武汉430074)摘要:作为创建大陆动力学理论体系的最佳野外实验室的青藏高原,涉及当代固体地球科学前沿和热点的许多重大科学问题.迄今为止,包括板块构造在内的众多模式不能合理地解释青藏高原重要的地质和地球物理现象.本文从下地壳与中上地壳、造山带与沉积盆地的耦合作用出发,对青藏高原及邻区进行分尺度、分层块、分阶段的构造解析,提出青藏高原隆升的下地壳层流构造模式,认为青藏高原地壳增厚和构造隆升是晚新生代由于锡瓦利克盆地、塔里木盆地和四川盆地下地壳的热软化岩石大量流向青藏高原造成的.关键词:隆升机制;下地壳;层流构造;大陆动力学;青藏高原.中图分类号:P542 文献标识码:A 文章编号:1000-2383(2003)06-0593-08作者简介:李德威(1962-),男,博士,教授,博士生导师,从事地质构造和深部构造的教学和研究.E -mail:dewei89@青藏高原面积大、地壳厚、块体多、隆升快、时代新、变形强、现象典型,是国际地学界正试图建立大陆动力学这一全新地球科学理论体系的最佳野外实验室.尽管国内外众多地质和地球物理学家在该区进行了大量卓有成效的调查和研究,但是,仍存在许多重大科学问题尚未得到解决,特别是青藏高原的隆升机制仍是一个谜.众所周知,青藏高原发育一系列蛇绿岩带,对这些蛇绿岩产出的构造环境有洋中脊、(多岛)小洋盆、弧后盆地、陆间海盆、边缘海盆等多种认识,其中哪一条蛇绿岩带代表冈瓦纳大陆与欧亚大陆的界线至今无法确认,始新世以前特提斯的封闭和板块碰撞与晚新生代形成的青藏高原存在较大时差,主体近东西走向线性分布的蛇绿岩带与呈面状展布的青藏高原难以发生成因联系.而年轻的青藏高原巨厚地壳显示不均一性和分层流变性,壳内普遍发育低速层和低阻层,特别是在下地壳.20Ma 以来地壳巨量增厚的青藏高原上地壳因强烈剥蚀而不同程度地减薄,在其周边的喜马拉雅、昆仑、龙门山等造山带核部由于强烈的揭顶作用出露中、下地壳岩石,下地壳增厚更显著,相应地青藏高原大量的剥蚀物充填到相邻的地壳较薄的沉积盆地之中.显然,青藏高原晚新生代构造隆升、岩石圈分层流变、地壳深部物质巨量汇聚不是用刚性岩石圈板块运动能够解释的.青藏高原复杂的构造格局不是由某一个动力学过程一次完成的,也不能用一个模式解释青藏高原及其邻区所有地质和地球物理现象.青藏高原现今构造面貌应该是在基底形成之后,经过青藏特提斯开合演化和青藏高原构造隆升这2个不同性质、不同尺度的构造过程叠加而成的,前者是以板块构造为核心的岩石圈动力学过程,后者是以盆山耦合、圈层作用为核心的大陆动力学过程.本文侧重讨论青藏高原的大陆动力学过程,试图从岩石圈解体、下地壳物质流动、造山带与盆地熔合的思路出发,分尺度、分层块、分阶段研究青藏高原的地质和地球物理特征,探讨青藏高原的隆升机制.1 青藏高原地壳结构1.1 平面分块结构从宏观上看,整体强烈隆升的青藏高原基本上被相对沉陷的四川盆地、塔里木盆地和锡瓦利克盆地所围限,盆地之间以东昆仑-西秦岭、帕米尔和横断山等3个构造结进行调节(图1).青藏高原与周边盆地之间的边界断层主要是大规模的倾向腹陆式第28卷第6期地球科学)))中国地质大学学报Vol.28 No.62003年11月Earth Science )Journal of China University of GeosciencesNov. 2003图1青藏高原构造略图Fi g.1Simplified tectonic map of Qingha-i Tibet plateauS1.南昆仑蛇绿岩带;S2.拉竹龙-金沙江蛇绿岩带;S3.班公湖-怒江蛇绿岩带;S4.雅鲁藏布江蛇绿岩;F1.主边缘逆冲断层;F2. Sagaing走滑断层;F3.喀喇昆仑走滑断层;F4.西昆仑走滑断层;F5.帕米尔逆冲断层;F6.西昆仑北缘逆冲断层;F7.阿尔金走滑断层; F8.柴南缘逆冲断层;F9.柴北缘逆冲断层;F10.祁连山逆冲断层; F11.东昆仑走滑断层;F12.龙门山逆冲断层;F13.鲜水河-红河走滑断层叠瓦状逆冲断层系,部分区段以大型走滑断层系进行转换.青藏高原内部则由不同时期的蛇绿混杂岩分割成条块结构.1.2垂向分层结构1.2.1地质特征青藏高原不同区带出露的岩石类型不同,综合起来大致能反映地壳的分层结构.最明显的、较小尺度的地壳分层表现在基底与盖层上,青藏高原边缘的喜马拉雅、龙门山造山带及内部的中羌塘隆起带、念青唐古拉隆起带基底与盖层之间发育大规模的滑脱拆离断层[1~4],强烈变形变质的基底变质岩系与弱变质或未变质的层状沉积地层以拆离断层直接接触,原始的角度不整合关系被彻底改造,发生韧脆性转换.青藏高原周边造山带相继发现代表大陆下地壳的榴辉岩和麻粒岩[5~8].据笔者最近研究,喜马拉雅造山带中段的高压基性麻粒岩产于韧性剪切带中,具有塑性变形、部分融熔、岩石相变、降压反应等特征,保存了地壳深部高温高压塑性变形的面貌.1.2.2地球物理特征地球物理场能够较好地反映新生代的物性状态和构造活动.综合前人资料,青藏高原主要的地球物理特征是:(1)青藏高原显示与其范围一致的/重力盆地0[9],总体呈现似盆状地壳结构,具有双倍的地壳厚度,但不存在双地壳结构,显示上、中、下3层地壳结构.例如在青藏高原腹部的措勤)三个湖一带,地壳厚度从南边的78km变化到北边的68km,其中上地壳厚25~31.5km(包括9~11km的沉积盖层),中地壳厚11~22km,下地壳厚27~36km[10];(2)青藏高原壳内存在强地震反射带[11],特别是出现反射下地壳,可能是异常热状态导致岩石热软化,引起部分融熔和塑性流动.在藏南出现多层向北缓倾的地震反射,地壳底部为新生的莫霍面反射,特提斯喜马拉雅30~40km连续的反射层可能是由喜马拉雅南缘逆冲断层系根带的韧性剪切带引起的,而最上部10km左右的反射层基本上代表了藏南拆离系延伸至深部的伸展性韧性剪切带;(3)青藏高原壳内低速层十分发育[10~12],青藏高原南部一般出现2个低速层,一个分布在下地壳,深度在50km左右,厚度较大,P波速度主要在7.2~ 7.4km/s,上部低速层深度为15~25km,一般厚3~ 6km,P波速度主要在5.6~5.7km/s;青藏高原北部往往只有一个低速层;(4)青藏高原发育壳内高导低阻层[10,13~15],并与壳内低速层的分布范围和分布规律基本相同,大致以中羌塘为界,青藏高原南部出现多层低阻层,而北部只有一个低阻层;(5)青藏高原存在异常热结构,总体而言,青藏高原具有大陆活动区的热结构,但是内部存在明显的差异,青藏高原南部为热壳冷幔型地温场,青藏高原中部为热壳热幔型地温场,青藏高原北部为冷壳冷幔型地温场[16];(6)青藏高原具有明显的剩余重力正异常[9],在喜马拉雅造山带达69.3@10-5m/s2,说明地壳下部存在剩余质量,而青藏高原周边沉积盆地显示重力负异常;(7)青藏高原地壳下部具有低Q值、低泊松比特征[17],可能与基性成分增多、热活动较强、岩石粘度较低有关.图2青藏高原震源深度[12]Fig.2Focal depth of Qingha-i Tibet plateau[12]1.2.3地震特征青藏高原地震震源深度分布具有规律性,表现为大多数地震为浅源地震,震源深度集中在15~40km范围内[12],是壳内多震层.藏南的震源面略向北倾斜,藏北的震源面略向南倾斜,而且,下地壳地震震源极少(图2).青藏高原地震震源594地球科学)))中国地质大学学报第28卷不是沿着某一个俯冲带分布,而是沿着中上地壳脆性层与下地壳韧性层之间的脆-韧性过渡带分布,下地壳处于高温固态流变状态而发生非地震式蠕变,长期的应力积累导致地壳上部摩擦滑动域与地壳下部韧性变形域通过近水平的脆-韧性剪切带发生解耦.¹李德威,张雄华,廖群安,等.1B 25万定结县幅、陈塘区幅区域地质调查报告,2003.1-389.º江万,胡道功,吴珍汉,等.拉萨地块结晶基底的年龄问题讨论.青藏高原及邻区地质与资源环境学术讨论会,2003.53.2 青藏高原构造演化青藏高原现今构造格局是由基底形成阶段、特提斯裂解与聚合阶段和青藏高原隆升阶段的构造形迹复合叠加而成.每个构造发展阶段所处的地质背景和构造体制不同,应该存在不同的动力学机制.2.1 基底形成阶段青藏高原周边造山带和内部隆起带不同程度地出露前寒武纪基底.青藏高原北部的古元古代金水口岩群、德令哈杂岩、阿尔金山岩群都是一套中、深变质岩,以花岗质片麻岩为主,不同程度地出露代表大陆下地壳的麻粒岩和榴辉岩;中)新元古代的小庙岩群、万宝沟群、达肯大坂群等以大理岩、石英岩、片岩为主.青藏高原南部的聂拉木岩群和南迦巴瓦岩群主体也是花岗质片麻岩,最近笔者等将聂拉木岩群中含少量表壳岩系和高压麻粒岩的正片麻岩分解出来,称为马卡鲁杂岩,片麻岩锆石SHRI MP 年龄为1.8Ga 和2.2~2.5Ga ¹;其上的江东岩组为石英岩、大理岩和片岩组合.青藏高原内部的念青唐古拉岩群片麻岩中也获得2.5Ga 左右的年龄º,在念青唐古拉东南的鲁玛拉一带出露一套与小庙岩群、江东岩组可对比的大理岩、石英岩和片岩岩石组合.青藏高原基底的岩石组合、变质作用、形成时代有一定的可比性,说明青藏高原各块体曾经在一个统一的超大陆内,Rodinia 超大陆的裂解与聚合造成青藏高原南部与北部基底的差异改造.超大陆形成与演化受全球动力学制约,可能与地球外核融熔流体层的热散集过程及与核处系统的耦合作用有关.2.2 青藏特提斯裂解与聚合阶段青藏高原存在多条蛇绿混杂带,对于哪条缝合带作为冈瓦纳古陆与欧亚古陆之间的边界一直争论不休.青藏高原不存在一个主导的或统一的古板块边界,青藏特提斯的演化应该是由北向南迁移的,大致可分为4个转换期,即原特提斯消减与古特提斯同步扩张期、古特提斯消减与中特提斯同步扩张期、中特提斯消减与新特提斯同步扩张期和新特提斯消减与印度洋扩张期.潘裕生等[10]在西昆仑发现青藏高原第五缝合带,提出青藏高原北缘存在原特提斯,于加里东期闭合.与碰撞有关的榴辉岩的全岩-金红石-石榴石-绿辉石Sm-Nd 等时线年龄为(500?10)Ma 、锆石U-Pb 年龄为(503.9?5.3)Ma [18].古特提斯反映在青藏高原北部及东北部龙木错-金沙江、阿尼玛卿等多条蛇绿岩带上,在古生代裂解,具多岛小洋盆性质[19],至晚三叠世封闭.在古特提斯消减和羌塘地块北移并拼贴到欧亚古陆之上的同时,班公湖)怒江构造带在石炭-三叠纪稳定浅海盆地的基础上相应地发生岩石圈伸展和裂陷,形成具有活动性质和蛇绿岩组合的中特提斯活动海盆.主要活动时间为晚三叠世-早侏罗世,于晚侏罗世至早白垩世封闭.在班公湖)怒江构造带收缩过程中,雅鲁藏布江构造带同步扩张.大约在晚侏罗-早白垩纪,随着拉萨地块的快速北移,新特提斯在稳定大陆边缘基础上发生岩石圈伸展裂陷,形成雅鲁藏布江蛇绿岩.中特提斯的关闭阻止了拉萨地块进一步向北运动,新特提斯随之向北俯冲消减,形成巨大的冈底斯火山岩浆岛弧带.在新特提斯消减初期(110~80Ma),俯冲作用造成冈底斯南侧形成大量的石英闪长岩和花岗岩.在消减晚期(70~40Ma),碰撞作用造成冈底斯中部和北部发育石英二长岩、黑云母花岗岩、二长花岗岩和林子宗组火山岩.喜马拉雅东、西构造结55~40Ma 峰期变质的榴辉岩和高压麻粒岩是板块碰撞的结果[20~21],而喜马拉雅中段高压基性麻粒岩30Ma 的锆石SHRI MP 年龄说明这一区段存在较晚封闭的残余海盆[22].新特提斯的消减可能与印度洋的同步扩张有关.青藏特提斯自北而南的开合演化是造陆运动,导致冈瓦纳古陆北缘分裂的一系列微陆块相继拼贴在欧亚古陆的南缘,造成欧亚古陆南缘侧向增生,地壳发生恢复作用.由特提斯域过薄地壳恢复到正常地壳厚度,是在板块体制下完成的岩石圈动力学过程,受地幔软流层的制约.2.3 青藏高原隆升阶段青藏高原整体具有一个巨大宽缓的壳根,根带595第6期 李德威:青藏高原隆升机制新模式在青藏高原的腹部,周边为昆仑、龙门山、喜马拉雅等造山带,内部有念青唐古拉、中羌塘等隆起带,它们整体隆升,可以当作是一个巨大的复合造山带.大量资料表明,这个复合造山带主体结构是在晚新生代形成的.图3青藏高原与周边沉积盆地的耦合关系Fig.3Coupling relationship between Qingha-i T ibet plateau and surrounding basinsF1.主边缘逆冲断层;F2.Chamam走滑断层;F3.Sagaing走滑断层; F4.喀喇昆仑走滑断层;F5.西昆仑走滑断层;F6.帕米尔逆冲断层; F7.西昆仑北缘逆冲断层;F8.阿尔金走滑断层;F9.东昆仑走滑断层;F10.柴南缘逆冲断层;F11.柴北缘逆冲断层;F12.祁连山逆冲断层;F13.龙门山逆冲断层;F14.鲜水河-红河走滑断层2.3.1隆升速率不同学者从不同角度、采用不同方法获得青藏高原不同时期的隆升高度和隆升速率,一致认为青藏高原的构造隆升主要发生在20Ma 以后[23,24].据肖序常和王军[24]研究,青藏高原的隆升由慢变快,各种资料显示至20Ma为止,青藏高原的海拔高度一般不超过600m,25~11Ma隆升速率在0.13~0.62mm/a之间,10~3Ma隆升速率在0. 30~2.05mm/a之间,更新世至全新世为快速隆升期,隆升速率在 1.6~ 5.35mm/a之间,近期(0.5Ma以来)隆升极快,速率为4.5mm/a(喜马拉雅可达10~12m m/a之间).2.3.2隆升响应青藏高原晚新生代的构造隆升现象典型,形迹多样,主要有:(1)青藏高原不仅与周边的四川盆地、塔里木盆地和锡瓦利克盆地形成巨大的地貌反差,而且在青藏高原内部产生大量冰蚀地貌、湖积阶地、河流阶地、夷平面等构造地貌.(2)青藏高原及邻区出现多级盆山体系,青藏高原周边造山带隆升与外侧前陆盆地沉降同步,并在时空结构、物质运动、构造作用等方面显示出明显的耦合关系(图3).造山带快速隆升、强烈剥蚀和揭顶作用形成近距离的山麓堆积和盆地边缘巨厚的磨拉石建造.例如喜马拉雅造山带南麓山前锡瓦利克坳陷带中锡瓦利克群厚度达6000余m的磨拉石沉积主要是喜马拉雅造山带中上地壳的剥蚀物.青藏高原内部还有许多次级盆山体系,如念青唐古拉隆起和羊八井地堑.(3)青藏高原隆升山体向外侧向扩展(图3),在昆仑、龙门山、喜马拉雅等山前形成倾向腹陆式叠瓦状逆冲断层系,如喜马拉雅造山带与锡瓦利克前陆盆地之间的MCT、MB T和MFT,呈前展式扩展,MC T形成于15~25Ma,位移量至少是140km[25];MB T形成于11Ma左右,MB T的位移量15~25km,位移速率大约为10mm/a[26];MFT逆冲断到锡瓦利克群磨拉石建造之上,形成时代为2.1 ~1.4Ma[27].(4)青藏高原隆升过程中不仅发育挤压构造,而且广泛存在伸展构造[1~4],伸展构造型式多样,包括高喜马拉雅、拉轨岗日、龙门山、中羌塘等变质核杂岩[2,3,28],以藏南拆离系为代表的拆离断层[1],定结-申扎、亚东-羊八井等近南北向大型正断层,伦坡拉、邬郁等新生代断陷盆地和双湖、羊八井等晚新生代地堑.(5)青藏高原及邻区发育共轭产出的走滑断层(图3),与青藏高原隆升基本同步[29~31],构成盆地与青藏高原周边造山带的转换断层,指示盆地向青藏高原楔入.如锡瓦利克盆地外侧与东、西构造结过渡带发育巨型Sagaing右行走滑断层和C ha ma m左行走滑断层;塔里木盆地与青藏高原北部通过西昆仑和喀喇昆仑右行走滑断层和阿尔金左行走滑断层进行转换;四川盆地与青藏高原东部则出现显示多期活动的东昆仑走滑断层和红河-鲜水河走滑断层.(6)青藏高原晚新生代火山岩浆活动显著、分区性明显.喜马拉雅造山带只有壳内熔融形成的淡色花岗岩,没有发现中酸性火山岩,大多数花岗岩体以岩基或岩株的形式产于高喜马拉雅和拉轨岗日变质杂岩中,少数沿藏南拆离系呈似板状分布.冈底斯构造带虽然出露晚新生代淡色花岗岩,但相比而言火山岩更为发育,冈底斯南部较广泛的分布以上新世邬郁群嘎扎村组流纹岩、凝灰岩为代表,最近在冈底斯发现钾质火山岩和碱性正长岩[32].到羌塘、可可西里和昆仑,只有大量的晚新生代火山岩,从南向北,火山岩由高钾钙碱性系列变为钾玄岩系列,形成时代也由老变新[33].(7)近年来在青藏高原周缘造山带相继发现高压麻粒岩和榴辉岩[5~8].它们具有强烈的塑性变形、韧性剪切和退变质现象.喜马拉雅代表下地壳的麻粒岩中一组年轻的年龄数据为大约11Ma[21]和17Ma[22],代表高压596地球科学)))中国地质大学学报第28卷图4 青藏高原隆升的层流构造模式Fi g.4Laminar tectonic model for uplift of Qingha-i Tibet plateau1.陆相碎屑岩;2.磨拉石建造;3.花岗岩;4.蛇绿岩;5.上地壳;6.中地壳;7.粘塑性下地壳;8.部分熔融;9.逆冲断层;10.正断层和拆离断层;11.下地壳层流方向麻粒岩的退变质作用年龄,反映喜马拉雅大规模快速隆升过程中伸展绝热降压环境.(8)青藏高原地壳存在地球物理场异常现象,主要表现是巨大的重力负异常、广泛发育的壳内低速层和低阻层、明显的地壳深部低Q 值和低泊松比[17]、异常高的大地热流值(特别是青藏高原南部).上述地貌、地质和地球物理现象表明青藏高原晚新生代快速隆升、巨量物质中心式汇聚、地壳分层流变、盆山相互作用不是用刚性岩石圈板块碰撞能够解释的,必须引入大陆动力学新思路.»Li Dewei.Continental dynamic model for uplift of the Qi ngha-i Tibet plateau (abs tract).30th IGC,Beijing,1996.3 青藏高原隆升机制通过对青藏高原进行上述分尺度、分层块、分阶段的区域构造解剖,从大陆岩石圈解体、下地壳物质流动、造山带与盆地熔合的新思路出发[34~36],认为青藏高原构造隆升是在青藏特提斯经过开合演化形成镶嵌的欧亚大陆之后,由下地壳层流作用引起盆山作用和圈层耦合»,形成青藏高原现今构造格局.青藏高原岩石圈不均一性和分层结构明显,剥露的下地壳深变质岩和地球物理资料一致表明下地壳受热软化而发生韧性剪切和塑性流变,地壳上部被强烈剥蚀却具有双倍地壳的青藏高原与接受巨量沉积而地壳相对减薄的周边盆地之间,不仅存在地表层次的物质机械迁移,而且在地壳下部也存在高温流变物质从周边盆地向青藏高原的横向迁移,构成具有成生联系的物质动态循环体系(图4).在地壳深层次,锡瓦利克盆地、塔里木盆地和四川盆地的莫霍面相对上凸,地壳底部可能因底侵作用而发生壳幔反应和部分熔融,引起物质软化和流动.幔隆区热流物质处于势能-重力失稳状态,加上顺层剪切应力的作用,低粘度物质沿着下地壳软流层向青藏高原幔坳区汇聚,随着深部巨量物质的迁移,青藏高原地壳增厚的同时下地壳异常增厚,并形成统一的壳根.下地壳的物质顺层流动还改造了先期形成的蛇绿岩带的根部,产生下地壳低速层、低阻层和反射层.盆地下地壳持续的层流运动带动盆地刚性中上地壳向青藏高原多向俯冲和侧向楔入,在平面上通过共轭走滑断层进行调整,在剖面上,青藏高原地壳下部挤压收缩、上部侧向扩展,腹部伸展滑脱和拉伸断陷,周边逆冲推覆和重力滑覆,在盆山过渡带形成叠瓦状逆冲推覆构造.造山带的快速隆升提供了降压环境,不仅造成麻粒岩和榴辉岩的退变质,而且为基底变质岩石部分熔融产生酸性花岗岩浆提供了有利条件.伴随中、深变质杂岩上升和淡色花岗岩的侵位,在造山带核部发生热隆伸展,形成厚壳变质核杂岩和剥离断层系.下地壳软流层的韧性流动与上地壳脆性层的断块运动导致顺层拆离和脆韧性转换,下地壳韧性变形域与上地壳摩擦滑动域通过近水平的脆-韧性剪切带解耦,形成壳内多震层.隆升的山体必然遭受强烈的剥蚀,来自青藏高原周边造山带的大量剥蚀物快速搬运到相邻的沉积盆地,在盆地边缘坳陷带形成巨厚的磨拉石建造.4 结论与讨论(1)青藏高原现今构造格局的形成是在基底形成的基础上,经历了青藏特提斯构造域开合转换和597第6期 李德威:青藏高原隆升机制新模式青藏高原晚新生代构造隆升两大构造发展阶段.前者是板块体制下发生的由地幔软流层(软流圈)驱动的岩石圈动力学过程,导致海陆变迁和大陆增生,后者是板内体制下由地壳软流层(下地壳)驱动的大陆动力学过程,造成壳内物质动态循环调整,青藏高原地壳增厚和快速隆升,周边沉积盆地同步沉降.(2)青藏特提斯构造域微板(陆)块的相继碰撞是造陆运动,表现为由挤压变形的蛇绿岩透镜体和强烈褶皱的海相岩层组成的增生楔,将一系列微板(陆)块焊接在欧亚古陆的南缘,导致先前岩石圈和地壳强烈减薄特提斯域地壳厚度正常化,产生壳幔混源深成侵入体、弧火山岩和钙碱系列火山岩.(3)青藏高原隆升是在具有软流层性质的下地壳层流作用下发生盆山作用和圈层耦合的结果.这一板内造山造盆大陆动力学过程与同时进行的更高尺度的岩石圈动力学过程之间应该存在耦合关系,要从太平洋板块和印度洋板块与欧亚板块相互作用的宏观背景进行研究和探索.参考文献:[1]B urchfiel B C,Chen Z L,Hodges K V,et al.The south T-ibetan detachmen t system,Himalayan orogen:E xtension con-temporaneous with and parallel to shortening in a collisional mountain bel t[J].Geological Society of America,Special Pa-per,1992,269:1-51.[2]李德威.喜马拉雅造山带的构造不对称演化[J].地球科学)))中国地质大学学报,1992,17(5):539-545.LI D W.On tectonic asymmetrical evolution of the Hi malayan orogenic bel t[J].Earth Science)Journal of China University of Geosciences,1992,17(5):539-545.[3]Yin A,Kapp P A,Murphy M A,et al.Significant Late Neo-gene eas-t west extension in northern Tibet[J].Geology,1999, 27:787-790.[4]Pan Y,Kidd W S F.Nyainqentanghla shear zone:A LateMiocene extensional detachmen t in the sou thern T ibetan plateau [J].Geology,1992,20:775-778.[5]Pognante U,Spencer D A.First record of eclogite from the H-imalayan bel t,Kaghan valley,northern Pakistan[J].Eur J Mineral,1991,3:613-618.[6]Zhong D,Ding L.Discovery of high pressure basic granuli tes inNamjagbarwa area,Tibet,China[J].China Sci Bull,1996, 41:87-88.[7]杨经绥,许志琴,李海兵,等.我国西部柴北缘地区发现榴辉岩[J].科学通报,1998,43(14):1544-1548.YANG J S,XU Z Q,LI H B,et al.Discovery of eclogite atnorthern margin of Qaidam basin,NW China[J].Chinese Sc-i ence Bulletin,1998,43(14):1544-1548.[8]李德威,廖群安,袁晏明,等.喜马拉雅造山带中段核部杂岩中基性麻粒岩的发现及其构造意义[J].地球科学)))中国地质大学学报,2002,27(1):80,96.LI D W,LIAO Q A,YUAN Y M,et al.Discovery and signif-i cance of basic granuli tes in the complexes in the middle H-i malaya[J].Earth Science)Journal of China Uni versity of Geosciences,2002,27(1):80,96.[9]肖序常,李廷栋,李光岑,等.喜马拉雅岩石圈构造演化总论[M].北京:地质出版社,1998.1-236.XIAO X C,LI T D,LI G C,et al.T ectonic evolu tion of the li thosphere of the Himalaya:General principle[M].Bejing: Geological Publishing House,1998.1-236.[10]潘裕生,孔祥儒.青藏高原岩石圈结构演化和动力学[M].广州:广东科技出版社,1998.1-426.PAN Y S,KONG X R.Lithosphere structure,evolution andd ynamics of Qingha-i Xizang(Tibetan)plateau[M].Guangzhou:Guangdong Science and T echnology Press,1998.1-426.[11]Zhao W,Nelson K D,Project INDEPTH Team.Deep seismicreflection evidence for conti nental underthrusting beneath southern Tibet[J].Nature,1993,366:557-559. [12]崔作舟,尹周勋,高恩元,等.青藏高原速度结构和深部构造[M].北京:地质出版社,1992.1-112.C UI Z Z,YIN Z X,GAO E Y,et al.Veloci ty structure anddeep-seated structure of the Qingha-i Xizang(Tibet)plateau [M].Bejing:Geological Publishing House,1992.1-112.[13]张胜业,魏胜,王家映,等.西藏羌塘盆地大地电磁测深研究[J].地球科学)))中国地质大学学报,1996,21(2):198-203.ZHANG S Y,WEI S,WANG J Y,et al.Magnetotelluric sounding i n the Qiangtang basin of Xizang(T ibet)[J].Earth Science)Journal of China University of Geosciences,1996, 21(2):198-203.[14]Li D W,Wang J Y,Furlon g K P.Crustal s tructure of Qiang-tang terrane in the central Tibetan plateau[D].AGU,1998.79(F795).[15]Wei W B,Martyn U,Alan J,et al.Detection of widespreadfluids in the Tibetan crust by magnetotelluric studies[J].Sc-i ence,2001,292:716-718.[16]Wu G,Xiao X,Li T,et al.Lithospheric s tructure and evolu-tion of the Tibetan plateau:The Yadong-Gol mud geoscience transect[J].Tectonophysics,1993,219:213-221. [17]Owens T J,Zandt G.Implications of crustal property variationsfor models of T ibetan plateau evolution[J].Nature,1997, 387:37-42.598地球科学)))中国地质大学学报第28卷。
青藏高原隆升的意义及其对气候的影响青藏高原隆升的影响及其意义：青藏高原和喜马拉雅山一带原是一片大海，后来大陆板块碰撞抬升才形成了今天的样子，而且还将继续增高。
青藏高原的隆起与新生代以来全球环境的重大变化具有明显联系。
这些变化体现在亚洲季风环境的形成演化和亚洲内陆干旱化，比如，由此导致中国南方广大湿润地区和西北干旱区的出现，黄河中游地区出现大面积黄土堆积而形成黄土高原，奠定了我国乃至东亚地区现代环境的宏观格局。
如果没有青藏高原，该区降基本上都在西北气流控制下，盛行风没有明显的季节变化，属于副热带大陆气候，即干热类荒漠或沙漠气候；没有高原，也就没有了印度低压和蒙古高压，就不会形成现在的冬夏季风。
当高原开始隆起，青藏地区干热气候就开始发生较明显的变化，降水增多，气温降低；当高度达到1000-2000m时，雨量增到最大，当高度达2000-3000m，高原季风形成，但较弱，气温继续降低；当高度达到3000-4000m时，夏季青藏热低压、冬季青藏冷高压更明显，高原季风也接近现在的情况，东亚季风也更明显，高原气温更低，降水量明显减少，高原湖泊逐渐干涸，于是青藏高原的隆升，经历了一个较暖湿到凉干的过程。
值得详细说明的是，夏半年，西南季风控制着高原东南部、南部，形成暖湿气候，高原内部则形成雨影区，十分干旱，西南季风和西风环流交替控制着青藏高原。
水分入不敷出：高原北部、西北部刮到海洋的空气却又能带走部分水汽，使得高原内陆水分更加缺乏。
从北部蒸发上高原的水分，无法从高原北沿流回北部，反而顺着高原的南坡流入印度洋或向东流入太平洋。
塔里木盆地的低热与其南边紧邻的青藏高原的高寒恰成鲜明对照。
盆地中蒸发出来的水汽随着热胀冷缩的空气而单向地漂移到高原。
由于空气热胀冷缩以及盆地高温与高原低温，使得盆地相对于高原总是高压，造成常年的东北风将盆地的水汽吹往高原。
水汽遇到高原低温冰川而凝聚。
低海拔盆地中的水就这样被蒸发作用送到高原。
这些从盆地吹往高原的水汽凝聚在高原广阔的地域，而不是限于高原北坡，这使得凝聚在高原上的水难以循环回盆地。
标准文档浅谈地表四大圈层的相互作用摘要：本文先对地球的岩石圈、大气圈、水圈和生物圈进行了介绍，阐述了能量的传输和交换及物质的迁移和循环，分析并举例说明了各大圈层的相互作用。
地球是一个完整的，相互联系的系统，地球表层的各大圈层是相互影响，相互制约，相互作用的，应该作为一个整体来研究。
关键词：四大圈层，物质，能量，相互作用Abstract:After introduce the geological cycles of lithosphere, atmosphere, hydrosphere, and biosphere of the earth surface, the transmission and exchange of energy and the migration and the circulation of materials were expounded, the interaction between them was analyzed and illustrated. It is believed that the earth is a completed and interconnected system. The geological cycles are interacted and restrained by each other, and they should be researched as a whole. Keywords:geological cycles; materials; energy; interaction目录1.地球表层四大圈层 (5)1.1岩石圈 (5)1.2大气圈 (6)1.3水圈 (6)1.4生物圈 (7)2.圈层相互作用与自然地学 (9)2.1地球表层能量传输、交换与圈层相互作用 (9)2.2地球表层系统物质迁移、循环与圈层相互作用 (12)3.圈层相互作用的例证 (13)3.1圈层相互作用与自然灾难（两两关系） (16)3.2圈层相互作用与地貌塑造(三三关系，四圈关系) (17)3.3圈层相互作用与中国三大自然区的形成(四圈关系) (18)前言人类对地球的开发、利用和探索研究活动由来已久，地质学、气象学、水文学、土壤学和生态学等都有悠久的历史。
青藏高原的隆升过程在之前的地史学课上有过了解，现在结合查找的文献资料，这个隆升过程可以分成三阶段：（1）断离隆升阶段大约在 40一50Ma 之前 , 印度大陆和欧亚大陆碰撞后,在一个不太长的时期内其相对运动的速度从10cm/a降至5cm /a（2）挤压隆升阶段印度大陆同欧亚大陆的碰撞和俯冲板片的断离可能改变青藏高原下局部区域上地慢物质运移的图式,但是它却没有从根本上改变全球尺度地慢对流的基本格局。
印度大陆仍以5cm/a的速度向北推进、挤压欧亚大陆板块。
在其挤压下青藏高原继续隆升 , 地壳不断增厚,同也不断缩短（3）对流隆升阶段欧亚大陆和印度大陆碰撞后,高原下部上地慢稳定的流场又开始活跃，新的对流格局主要受推进的印度大陆和塔里木地块的控制，下降流中心仍然处于塔里木地块之下,对流上升流也保持在高原的中部地区可以看到当受挤压的岩石层停止增厚以后,再次增长的上升流将使原来下移的等温线很快地向上推移,它意味着增厚的岩石层被很快减薄,其过程大约为10 - 15 Ma。
减薄过程是从高原中部区域开始的，地幔下部的热物质上升,推动和支撑着岩石层向上隆起。
同时,增长的热流动将很快地把青藏高原下部那一部分在挤压隆升过程中被“挤入”软流层的岩石层下部搬离。
同时,均衡力的作用将直接导致青藏高原一次的快速隆升，这就是所谓的对流隆升。
《青藏高原隆升过程的三阶段模式》（傅容珊李力刚黄建华徐耀民）季风气候的演化，我根据《青藏高原隆起及海陆分布变化对亚洲大陆气候的影响》（陈隆勋刘骥平周秀骥汪品先）的观点季风气候的演化过程可以概括为：隆起初期 , 由于海陆分布和海陆热力差异的作用,冬季开始出现弱的中纬NE 风和比较明显的热带NE 季风,高空出现弱的两支西风急流及东亚沿岸弱的东亚大槽。
夏季则出现弱的低空SW季风和高空反气旋。
但此时的SW季风只在中国沿海可以深人大陆,并且高空反气旋存在多个中心。
这表明高空副热带高压带弱。
随着高原隆起至现代高度一半时,由于青藏高原隆起的作用,夏季低空出现了明显的 SW季风并可以深入到中国大陆,由SW风转向的SE风可以深入到中国西部地区。
青藏高原的隆起与环境效应000000000高原第三次强烈隆升发生在距今15万年左右，这段时间，高原的平均高度已达到4000米以上，一些高山超过了6000米，使高原内部的气候更加寒冷干燥。
地质历史进入全新世(距今一万年前)，高原继续抬升，形成了今天高原面平均高度达到4700米。
高原的强烈降升，给亚洲东部的自然环境以深刻的影响，高原的动力作用和势力作用改变了周围地区的环境。
1 青藏高原的隆起及其气候和环境效应2000 m这一高度被认为是高原隆起—黄土堆积的临界高度。
在共和运动时期，喜玛拉雅山由于普遍超过了6000 m而成为阻塞印度洋季风的重大障碍。
近年来随着构造隆升驱动气候变化假说的提出，用以青藏高原为代表的构造隆升导致的各种物理化学过程及其气候效应来解释大冰期的来临和全球气候变化，考虑青藏高原大地形存在时的1月份100 k Pa等压面上的大气环流图式与现今实际观测值近似一致，当不存在青藏高原时，现有的西伯利亚高压就不复存在,由于青藏高原的存在，欧亚大陆的冬季才有西伯利亚高压.青藏高原的隆起增加了冬季雪的覆盖厚度，改变了局部乃至全球的反照率，从而可能对全球气候产生不可忽视的影响。
通过理论分析与数值模拟把晚新生代地球的变冷及区域分异性的增强归因于晚新生代青藏高原及北美西部高原的隆起。
从孢粉植物分异及演变、干旱碎屑及膏盐沉积分布等方面，对柴达木盆地西部新生代气候与地形的演变进行了探讨。
其结果表明，盆地西部新生代两个极端干燥的气候期（膏盐发育期）分别出现在始新世至渐新世及上新世至第四纪。
前者与老第三纪行星环流控制下的副热带干燥带有关，而后者与青藏高原的隆升有关。
通过对柴达木盆地的研究结果表明：青藏高原于25～17第二期强烈隆升即相当于喜马拉雅运动的二期，其所达高度与宽度，足以改变环流形势，它和同时期的热带太平洋的变暖、南极冰盖出现越赤道气流增强、亚洲东缘、东南缘边缘海盆的扩大、亚洲大陆的向西伸展、副特提斯洋的萎缩等因素相结合，共同加强了大陆与大洋的热力差别和动力作用，孕育了以夏季风为主的亚洲季风系统，替代了东亚地面老第三纪的行星风系，导致了东亚干旱草原带大收缩与湿润森林带大发展等重大环境变化。
