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?yàn)楹K蜎],或?yàn)殛懙?。?.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?!薄⒒颉肮诺刂泻!保?dāng)時(shí)特提斯海地區(qū)的氣候溫暖,成為海洋動(dòng)、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(gè)高原。2.4億年前,由于板塊運(yùn)動(dòng),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(dòng)、擠壓,其北部發(fā)生了強(qiáng)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(dòng)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(jìn)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(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。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(gè)地勢(shì)寬展舒緩,河流縱橫,湖泊密布,其間有廣闊的平原,氣候濕潤(rùn),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(yùn)動(dòng)稱為喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)。
隨著印度板塊不斷向北推進(jìn),并不斷向亞洲板塊下插入,青藏高原在對(duì)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(yùn)動(dòng),而是經(jīng)歷了幾個(gè)不同的上升階段。每次抬升都使高原地貌得以演進(jìn)。其上升速度曾幾度達(dá)到停止,但有時(shí)也非常迅速。距今一萬年前,高原抬升速度更快,曾達(dá)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(dá)木、昆侖、巴顏喀拉、岡底斯、喜馬拉雅、羌塘-昌都等6個(gè)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(cuò)-金沙江縫合帶為界。
高原北面的祁連-柴達(dá)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(yùn)動(dòng)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(tái)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(gè)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(dá)木地層區(qū):被厚達(dá)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(cuò)-金沙江縫合帶與班公錯(cuò)-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(cuò)-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(gè)主要斷裂帶上,莫霍面均發(fā)生錯(cuò)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(zhǎng)巖為主,形成巨大巖基。
2.柴達(dá)木構(gòu)造巖漿帶
柴達(dá)木構(gòu)造巖漿帶的巖漿活動(dòng)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(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)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(cuò)-怒江蛇綠巖帶相伴,在其南側(cè)以花崗閃長(zhǎng)巖、黑云母花崗巖為主,形成巖基;在其北側(cè),以黑云母二長(zhǎng)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(dá)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(gè)穹隆帶。穹隆核部為花崗巖。
●地震活動(dòng)
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(qiáng)度大、頻次高、而且活動(dòng)規(guī)律性強(qiáng)。青藏高原十分強(qiáng)烈的地震活動(dòng),是現(xiàn)代構(gòu)造活動(dòng)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(dòng),這一地震活動(dòng)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(dòng)的主要形式和地震活動(dòng)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(dòng)并不強(qiáng)烈。而高原西緣的逆沖性地震活動(dòng)非常強(qiáng)烈。
青藏高原及周邊地區(qū)的總體地震活動(dòng)總體呈現(xiàn)4大特點(diǎn):
一是分布面廣,并伴有少量火山活動(dòng);
二是地震活動(dòng)強(qiáng)度高,截至2013年的近50年間,青藏高原7級(jí)以上地震多達(dá)40余個(gè),歷史最高震級(jí)達(dá)8.5級(jí)(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(qiáng)震活動(dòng)基本位于地殼厚度大于35千米的地區(qū);
四是有兩個(gè)中深源的地震活動(dòng)中心,分別是帕米爾一興都庫(kù)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(shì)險(xiǎn)峻多變,地形復(fù)雜,其平均海拔遠(yuǎn)遠(yuǎn)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??傮w來說,青藏高原地勢(shì)呈西高東低的特點(diǎn)。相對(duì)于高原邊緣區(qū)的起伏不平,高原內(nèi)部反而存在一個(gè)起伏度較低的區(qū)域。
青藏高原是一個(gè)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(gè)高原的地勢(shì)呈現(xiàn)出由西北一東南的傾斜的趨勢(shì)。高原面的邊緣被強(qiáng)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(gè)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(jí)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(guó)凍土面積的70%。其中青南一藏北凍土區(qū)又是整個(gè)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(tuán)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(gè)增加到1236個(gè),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(shì),中亞阿姆河、錫爾河和塔里木河數(shù)十條支流徑流量增長(zhǎng)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(cái)產(chǎn)損失,威脅亞洲水塔命運(yùn),需要建立科學(xué)預(yù)警體系。
過去35年間,青藏高原生長(zhǎng)季平均植被指數(shù)顯著增加,但2000年以來其增加趨勢(shì)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(xiǎn);氣候變暖對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)也造成潛在風(fēng)險(xiǎn)。
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(zhǎng)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(guó)外,絕大部分位于中國(guó)境內(nèi)。
根據(jù)青藏高原不同地區(qū)的地形地貌特點(diǎn),可將其分為6個(gè)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(duì)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(zhǎng)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(dá)木盆地
柴達(dá)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(zhǎng)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(dá)木盆地,由斷塊山脈與谷地組成。東西長(zhǎng)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(shì)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(dá)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(diǎn)為昆侖山的布喀達(dá)坂峰,海拔6860米,最低點(diǎn)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?kù)o山、瀾滄江、怒山、怒江等。海拔3000~4500米。
青藏高原氣候總體特點(diǎn):輻射強(qiáng)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(zhǎng),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(yáng)輻射總量140~180千卡/平方厘米,年日照總時(shí)數(shù)2500~3200小時(shí)。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(rùn)氣候地區(qū)、喜馬拉雅山南翼亞熱帶濕潤(rùn)氣候地區(qū)、藏東南溫帶濕潤(rùn)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(rùn)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(rùn)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(gè)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(dòng)中國(guó)東部和西南部氣候的變化,而且對(duì)北半球具有巨大的影響,甚至對(duì)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。