青藏高原隆升与环境变化
青藏高原隆升及其环境灾害效应
第十三幕
❖ 地质灾害效应：
黄土高原进入第五侵蚀高峰期，崩滑 流灾害活跃；青藏高原山地及长江、黄 河流域崩滑流频发；昆仑山及山西等地 火山活动，马兰黄土中有地震记录。
3.6Ma～3.4Ma 2.6Ma～2.5Ma
动 1.7Ma～1.5Ma
④
共
0.15Ma前后
和 运 动
0.05Ma前后 0.01Ma～现今
第一幕
印度与欧亚两大板块碰撞，青藏高原开始隆 升，形成冈底斯山脉及相关盆地。
❖ 构造变形效应：
南北向挤压缩短及向北推移，喜马拉雅地区缩 短700km，姜塘地区缩短429km。
❖ 构造变形效应：
青藏高原主边界断裂开始活动，大规模逆 掩推覆。
❖ 环境变化效应：
地壳浅色花岗岩大规模侵位，火山活动强 烈。
第六幕
青藏高原进一步隆升，近1000m。 ❖ 构造变形效应：
在喜马拉雅山等地形成一系列断陷盆地和断 裂谷地，开始了新的成湖时期。
❖ 环境变化效应：
水系变为呈河湖串珠状的外流水系。印度季 风和东亚季风开始出现，中国风尘堆积开始（第 三纪红粘土），第二级夷平面开始形成。
青藏高原——当代地球科学的热点
青藏高原——戈壁沙漠——黄土高原是一个成因 上彼此相关的耦合系统。
黄河的起源，华北平原与黄海、渤海的充填以至 北太平洋海底的粉尘堆积都是这一耦合系统的进一步 延伸。
青藏高原周缘强烈地壳活动，冻土、沙漠土和黄 土的形成，气候环境的周期性变化，地质灾害区域性 和周期性的衍生也是这一耦合系统的动态变化表现。
青藏高原隆升的影响
试阐述青藏高原隆升的主要过程及其引起的季风气候的演化过程，并阐述青藏高原对我国的生态环境、气候、地貌、水文有哪些影响？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。
青藏高原隆升的环境效应
青
藏
周廷儒（1960）最早提出老第
高
三纪行星风系下亚热带高压控
原
制的干旱带直插到长江、黄河
隆
中下游，至新第三纪为季风所
升
替代；其原因在于欧亚大陆合
与
成整体，大陆性气候加强和青
季
藏大高原隆起，改变西风激流、
风
加பைடு நூலகம்季风环流。
发
展
图2. 老第三纪中国的地带区分 （据周廷儒，1960）
施雅风等人（1998）指明青藏高原二 期隆升引发亚洲季风。
图6. 古里 雅冰芯记 录表现的 特殊性与 全球其它 三个记录 的比较
3阶段的特殊表现—岁差周期显现
δ18O ‰
3c. 暖湿；
c
3b. 较冷，
部分冰川 前进；
3a.特殊暖 湿，大湖 期，对长 江、黄河
的特殊影 响
图7. 古里雅冰芯δ18O 所反映的150ka以来温度变化的 高分辨率恢复。图中每一点表示0.1ka平均值（姚檀栋， 1997）
40
30
20
10
0
李吉均等:
6
5
4 0.15 Ma 3
0.6-1.1 Ma
2
1
1.7 Ma
2.6 Ma
3.6 Ma
0
0
1
2
3
4
Age (Ma BP)
Fig. Schematic diagram showing the uplift process of the Tibetan Plateau and its impact on the environment.
据钟大赉等（1996），二期隆升发生 于21～17Ma.BP。参考其它文献，施 雅风改为25~17Ma.BP。
青藏高原的隆起对环境的影响
青藏高原的隆起对环境的影响青藏高原是世界上最大的高原，是印度洋板块向北漂移与亚欧板块发生大陆对撞的产物，地势高峻，平均海拔4000～5000米，有众多耸立于雪线之上高于6000～8000米的高峰。
高原的外缘，高山环抱，壁立千仞，以3000～7000米的高差挺立于周围盆地、平原之上，衬托出高原挺拔的雄伟之势。
高原面积250万平方公里，东西长3000公里，南北宽1500公里，跨15个纬度。
青藏高原的隆起和形成是晚新生代亚洲地质史上最重大的地质事件。
青藏高原隆起不仅改造了高原本身的自然环境，也对周围地区的环境产生了巨大的影响。
其中有些影响是更本性的，如亚洲东部和南部强大的季风就是高原隆起的结果。
目前，亚洲季风区以全球约十分之一的土地面积养活这占世界半数以上的人口，物种资源丰富、单位面积生产量高，都是季风的赐予。
而且高原几乎占冬季中纬度对流层厚度的1/3以上，成为中纬度大气环流中的一个庞大的障碍物。
对中国气候乃至亚洲气候的形成无疑起着巨大的作用。
一、青藏高原隆起与亚洲季风青藏高原的隆起对亚洲季风的形成无疑具有巨大的作用，这是地质历史记录和模拟试验证明了的。
老第三纪不存在亚洲季风已是不争的事实，广阔的干旱带（包括膏盐沉积）从西藏一直延伸到长江中下游。
究其原因，不仅是因为当时还没有高大的青藏高原，还在于亚洲西部古地中海还有很大海域，欧洲与亚洲隔着一个海峡而被孤立。
亚洲东部和南部的边缘海尚未开裂，因此海陆对立不强，难以引发深入内陆的季风现象。
渐新世中国东南部显著变湿润，东部季风已经出现，但其原因并非是青藏高原隆起，而更可能是亚洲中部地中海收缩、欧洲与亚洲连接形成超级大陆的结构。
中新世的开始是和喜马拉雅山的隆起同时发生的，人们有理由把西南季风的开始与高原隆起联系起来。
当代的亚洲季风可以分为三个子系统，即印度洋西南季风、东亚季风和高原季风。
东亚季风中的夏季风一支来自南中国海的越赤道气流，与南半球澳大利亚冬季的高气压有关，另一支来自西太平洋副热带高压西侧的的偏南气流。
青藏高原隆升的环境效应
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李吉均等:
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0.6-1.1 Ma
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2.6 Ma
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Age (Ma BP)
Fig. Schematic diagram showing the uplift process of the Tibetan Plateau and its impact on the environment.
强
北极冰盖出现，冬季风增强，
的
黄土堆积
地
层
证
据
三、1.1～0.6 Ma.BP昆（仑）黄 （河）运动及其后期进入冰冻 圈，出现最大冰期，冰川、冻
土发育最盛
高原隆升至3500m，高山可能 超过5000m；
出现轨道转型（4万年周期至 10万年周期）
中更新世革命
MIS16阶段冰量最大
后来居上的地层记录证实与 发展。【郭正棠、孙湘君、 汪品先（三古杂志）等人的 工作】
二、3. 4～1.7 Ma.BP青藏高原 快速的上升与季风再度增强
3. 4Ma.BP以来青藏高原强烈隆升及 其对气候的影响
夏
季
风
1.95～1.3Ma.BP柴达木出现最
增
大湖泊（刘泽纯 等，1991）， 华北地区也出现许多大湖。
3a.特殊暖 湿，大湖 期，对长 江、黄河
的特殊影 响
图7. 古里雅冰芯δ18O 所反映的150ka以来温度变化的 高分辨率恢复。图中每一点表示0.1ka平均值（姚檀栋， 1997）
末次冰期晚阶段－2阶段
青藏高原隆升及其环境效应
青藏高原隆升及其环境效应青藏高原隆升及其环境效应摘要：青藏高原的形成和隆升是一个十分复杂，倍受地球科学家关注的问题。
他被认为是刚瓦纳大陆与欧亚大陆长期相互作用的结果。
青藏高原是由6个地体相继增生到亚洲大陆上的一个组合，这些地体之间的边界被5条缝合带所限定。
造山作用自北向南相继变年轻。
青藏高原隆升对中国西部环境变迁起着决定性的影响。
随着青藏高原的持续隆升，高寒草原开始退化，造成中国西北地区大面积的荒漠化，成为制约我国西部生态环境的重要因素。
关键字：青藏高原;隆升;环境变迁青藏高原的隆升对于中国西部环境变迁起了决定性的影响，现今中国西部大陆构造格架，包括盆-山地貌与盆地地貌的形成都和青藏高原隆升有着直接的因果关系。
同时，对于青藏高原整体初次隆升时间的认识是一个十分重要的问题，因为它牵涉到对古近纪期间和中新世以后中国西部广袤领域地球动力学与气候、环境的认识。
至于形成现今高原面貌即主夷平面的末次隆升时间，不仅涉及全球气候变迁、我国西部干旱气候与大规模沙漠化行程时间，还牵扯到中国西部构造变形与盆-山地貌形成的时间。
1新生代青藏高原快速隆升及其环境效应研究表明，青藏高原地区在第三纪经过两次隆升与夷平的旋回，导致第三纪中期我国环境变化剧烈。
3.6MaBP以来高原整体阶段性快速隆升，对高原本身以及我国西部自然环境产生了深刻影响。
高原隆升过程的争论20世纪70年代末，李吉均[1]认为，青藏地区在上世纪中晚期，地面平均海拔在1000m以下，自上新世晚期和第四纪早期才开始强烈隆升。
90年代以来，国外学者对这一观点相继提出挑战，对隆升的加速时间存在重大分歧[2]。
有学者主张,青藏地区在14MaBP时已达到最大高度并发生东西向拉伸塌陷，其后水平高度开始降低[3]。
更多学者则认为青藏地区在8MaBP以前已达到现今高度，其根据是：当时阿拉伯海上涌流增强，表明印度洋季风出现或增强[4]；波特瓦尔高原气候变干，植被由森林变为草原[5]；拉萨西北羊八井地堑垄断裂活动发生在8MaBP前后[6]。
青藏高原的隆起对气候的影响
分支：冬半年，对冬季风发生分支；对西风发生分支
动力作用——分支作用
2.2.2 青藏高原的动力作用：分支作用；屏障作用
分支作用：夏半年，对西南季风发生分支
动力作用-屏障（阻碍）作用
西南暖湿气流受阻，高原边缘降水丰富
夏季西北地区形成少云雨的干热天气
如果没有青藏高原
按照地理学的地带规律，我国长江中下游是干旱荒漠区，但是由于青藏高原的形成，海洋和陆地的气压梯度更大，夏天吸收大量的水气登陆，使这里形成全球典型的季风区气候。否则长江中下游就会如同开罗所在的北非一样是不毛之地。
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对近地面气流起屏障作用
夏季高原内部干旱化
此外，印度半岛北部较少受冷空气的影响，有利于热低压的维持因此冬季印度比同纬度温度高气压低，年较差小。
热力作用
青藏高原面与同高度的自由大气相比，有强大的热力差异，这对大气环流产生明显的热力作用。 1夏季：高原就像一个巨大的火炉，空气受热上升，拉动印度洋的暖湿气流前来补充，带来丰沛的季风降雨。 2冬季：高原就像一个巨大的冰块，空气冷却下沉，并由高原涌向印度洋这就加剧北方冷空气南下的势力，从而使得冬季风强大。 冬季由于高原地区海拔3-4Km高度形成一个冷高压，使高原空气向外流动，成反气旋环流，这必然加强临近地区的下沉气流，加强地面高压，从而加强有海陆分布所引起的冬季风环流，夏季形成热低压，邻近地区空气流入高原，叠加在高原东侧地区的季风之上，增强了邻近地区低压的强度，加强了季风环流。
青藏高原的空间特征：
青藏高原的隆起对气候的影响
面积大，东西3000km，南北1500km，占中国陆地1/4，南北占西风带宽度1/3
青藏高原的隆升对中国地理格局和中国气候的影响
青藏高原的隆升对中国地理格局和中国气候的影响131210005 天文雷晗青藏高原是中国最大、世界海拔最高的高原，大部分在中国西南部，包括西藏自治区和青海省的全部、四川省西部、新疆维吾尔自治区南部，以及甘肃、云南的一部分。
整个青藏高原还包括不丹、尼泊尔、印度、巴基斯坦、阿富汗、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦的部分，总面积250万平方公里。
中国境内面积240万平方公里，平均海拔4000～5000米，是亚洲许多大河的发源地。
青藏高原有确切证据的地质历史可以追溯到距今4-5亿年前的奥陶纪，其后青藏地区各部分都曾有过地壳升降。
在2.8亿年前的早二叠世，现在的青藏高原地区是波涛汹涌的辽阔海洋，称为特提斯。
2.4亿年前，由于板块运动，分离出来的印度板块以较快的速度向北移动、挤压，在北部发生了强烈的褶皱断裂和抬升，促使昆仑山和可可西里地区隆升，随着印度板块继续向北插入古洋壳下并推动着洋壳不断发生断裂，约在2.1亿年前，特提斯北部再次进入构造活跃期，北羌塘地区、喀喇昆仑山、唐古拉山、横断山脉脱离了海浸；到了距今8000万前，印度板块继续向北漂移，又一次引起了强烈的构造运动。
冈底斯山、念青唐古拉山地区急剧上升，藏北地区和部分藏南地区也脱离海洋成为陆地。
高原的地貌格局基本形成。
青藏高原的抬升过程不是匀速的运动，不是一次性的猛增，而是经历了几个不同的上升阶段。
每次抬升都使高原地貌得以演进。
距今一万年前，高原抬升速度加快，以平均每年7厘米速度上升，使之成为当今地球上的“世界屋脊”。
今天的青藏高原中部以风化为主，而边缘仍在不断上升。
青藏高原在隆升过程中上升了约2000米，这对我国地理格局和气候都造成了一定影响。
从地理格局上说。
青藏高原的隆升造成了它自身的高海拔，从而在整体上造成了我国西高东低的地势分布，促进了我国三层阶梯地理格局的形成。
奇高海拔低气温所造成的多冰川特性为亚洲诸河流提供了丰富水源，于国内而言，它塑造了整个中国的山水系统，是长江与黄河的源头所在，高海拔影响了河流的流向，辅助塑造了河流沿岸地形地貌，也阻挡了西伯利亚的南下气流，客观上部分造成了黄土高原的形成。
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青藏高原隆升与环境变化
9.1青藏地区的板块-地体演化史
9.2印度-古亚洲板块碰撞的定时
9.3高原隆升过程及其环境效应
中间为陆壳块体，有称为地体，有的亲冈瓦那，有的亲扬子，后来由于板块分裂、漂移碰撞一起。
青藏地区原来大的板块都分裂成为小块，现在一般成为地体
地体原来就是某个板块的一部分，由于某种原因，从母体板块中裂离出来，开启独立演化史——独立
拼贴：两个地体的暂时连结（联合地体），总体仍处独立状态。
终极增生：独立的地体重新称为板块（母体或异体）的一部分，后期可以发生板内离散作用，但不再有独立演化史
泊位增生：独立的地体重新成为板块（或母体或异体）的一部分，后期可以发生板内离散作用，再次分离成独立的地体。
构造有争论：羌塘地区是整体还是要区分
西（南）羌塘地体：
冰筏
东（北）羌塘地体：（亲扬子板块）
C1 日湾茶卡组：富含珊瑚、腕足（大长身贝等）
C2 含蜓碳酸盐岩
P3 热觉茶卡组：双湖地区上部夹煤层，含华夏植物群（大羽羊齿、单网羊齿等）
T1 康鲁组：飞仙关型红色地层（干旱气候带）
9.2印度-古亚洲板块碰撞的定时
9.3高原隆升过程及其环境效应
不同学科学者不同观点
高原隆升争论焦点：青藏高原什么时间开始快速隆起以及青藏高原何时达到其最大高度
构造学者的主张：
M.Coleman和K.Hodges(1955)：青藏高原在晚中新世以前就达到了最大高度。
在过去某一段时间达到了最大高度，然后开始坍塌；14Ma是青藏高原保持其最大高度的最小年龄
T.M.Harrison etal.（1992）：青藏高原于8Ma达到最大高度
南北向裂谷
“高原隆升”反方观点
从珠峰升高看青藏高原隆升，18mm/年，南面22mm/年
实测5.8mm/年
垮塌的是中间区域
没有百年历史高程的记录，无从谈隆升还是下降
岩石学家、构造地质学家认为：青藏高原最高的时段已经过去，现在处在降低，垮塌的时期古生物学家、地理学家、气象学者认为：青藏高原总体上处于上升阶段
证明5Ma来强烈上升
雅鲁藏布江大峡谷
季风研究：我国部分学者利用粉尘堆积研究结果提出东亚季风N1末就已经出现，表明高原那时就已经达到很大的高度，今年研究表明，东亚季风的发展有古季风和现代季风两个阶段
248Ma也是极性转折时期（第四纪底界附近，黄土底界）
季风、黄土出现是第四纪开始的
早期B幕：约2.5Ma全球进入冰川作用时代
中期：1.2-0.6Ma全球冰量增大约15%，是第四纪冰川作用以来全球最重大的气候变化事件，称之为“中新期革命”
晚期：气候自0.15Ma后加速变干，气候恶化
全球冰量变化（水储位置）能影响陆地干燥度和季风强度；季风环流增强与青藏高原剧烈隆起（昆黄运动）有关，是否与730ka极性反转有关？
还有不同观点：
周期变化还是单调变化？
边缘前陆盆地和内部山间盆地沉积史，能反映相邻造山带的隆升过程
都要研究
前陆盆地：板块构造运动特定阶段的产物，盆山演化各自产生的地质记录互相呼应，在时间上也紧密相随
印度河冲积扇：快速沉降始于25Ma B.P.
巴基斯坦、尼泊尔西瓦利克群（前陆盆地）：>18MaBP
孟加拉扇（Bengals Fan）：沉积过程中于渐新世末-中新世初（22-23MaBP）急剧向南扩张
以上几个图说明这段时间内青藏高原隆升
北边盆地：
河西走廊（酒泉）：前陆盆地29.5MaBP
柴达木盆地：前陆盆地46MaBP
可可西里盆地：前陆盆地52MaBP
北边上升更早
三趾马个头小，生活在一千多米，与该模式有点矛盾
分布广泛，西藏两个点比较明显，北坡吉隆盆地，海拔1400-4300m，上新世，亚热带森林灌木草原，1000米左右，另外一个比如：
进一步古海洋学研究
锶同位素越是靠近越多，靠近陆地，陆地供给量大时，锶多
青藏高原上升速率不均匀：珠穆朗玛峰为37mm/a；喜马拉雅山脉平均10-15mm/a；拉萨-冈底斯为9-10mm/a。
高原整体平均接近100mm/a
东构造结的最大隆升速率：
西藏高原隆升平均10mm/a；喜马拉雅山脉平均30mm/a；南迦巴瓦峰大拐弯区60mm/a
构造隆起和热隆起叠加的结果
绿色为雅鲁藏布缝合带
南迦巴瓦构造结的三个构造单位：从南（核部）-北（外围）：高喜马拉雅构造带（印度板块北部平稳被动大陆边缘）；雅鲁藏布江缝合带，特提斯洋，好几千公里宽；北边冈底斯岛弧带，近期变质很厉害，26.73Ma麻粒岩。