青藏高原隆升的研究進(jìn)展與問題

青藏高原隆升的研究進(jìn)展與問題

青藏高原的上升是世界歷史上最重要的事件之一。它對(duì)中國、整個(gè)歐亞大陸的氣候和環(huán)境變化具有決定性的意義和影響。也被稱為全球氣候的驅(qū)動(dòng)機(jī)和矩陣。同時(shí)，它也是地球動(dòng)力學(xué)研究的最佳自然實(shí)驗(yàn)室。長期以來，它一直是科學(xué)家的研究領(lǐng)域?？茖W(xué)家們從不同的角度研究了高原的上升過程，推測了高原的上升過程的范圍，并討論了高原的機(jī)制、形式、歷史和影響。到目前為止，人們對(duì)青藏高原的上升并沒有完全理解。在本文中，我們將基于青藏高原的證據(jù)、機(jī)制和模型（價(jià)值）模擬高原的上升過程。從證據(jù)和研究方法論證高原隆升問題是必要青藏高原隆升研究是基于已有的地質(zhì)、地貌、生物、氣候等四大類證據(jù)進(jìn)行的.由于各位學(xué)者采用的研究方法和研究對(duì)象的不同,特別是對(duì)證據(jù)認(rèn)識(shí)的差異和不同,形成了對(duì)高原隆升的意見和觀點(diǎn)的不同,因此,從證據(jù)和研究方法方面討論青藏高原的隆升問題是必要的.1.1地質(zhì)證據(jù)地質(zhì)證據(jù)中包括斷層活動(dòng)、地層褶皺、火山與巖漿活動(dòng)、山麓相礫巖沉積和礦物放射性測年及其熱演化歷史等.1.1.1能力模型的改變青藏高原的隆升是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的重大的地質(zhì)事件,斷裂活動(dòng)和褶皺變形作為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式,是研究青藏高原隆升的有力證據(jù).青藏高原自45MaBP板塊碰撞以來,區(qū)域性擠壓一直是高原的控制因素,其上主要斷裂多表現(xiàn)為逆斷層或逆沖斷層,即表現(xiàn)為地殼的短縮和加厚隆升.因此,基于中新世以來青藏高原上的斷裂活動(dòng)由原來的垂直錯(cuò)斷為主變成水平走滑為主以及青藏高原,特別是其南部地區(qū)山地上出現(xiàn)南北向的正斷層和地塹盆地,Mercier、Harrison、Morlner、Coleman等將斷裂活動(dòng)形式的轉(zhuǎn)變和南北向正斷層的出現(xiàn)作為主要證據(jù),認(rèn)定青藏高原隆升完成的時(shí)代為8MaBP和14MaBP,即該時(shí)刻青藏高原已達(dá)到最高高度或現(xiàn)今的高度.但是利用高原上南北向正斷層和地塹谷地出現(xiàn)的時(shí)代來推斷青藏高原達(dá)到最大高度的時(shí)代的理論基礎(chǔ)并不絕對(duì)堅(jiān)實(shí),有深入研究的必要.目前的研究表明青藏高原隆升是整體隆升和局部隆升相疊合形成的,整體性的斷裂形式的轉(zhuǎn)變并不表明高原上完全停止了垂直錯(cuò)斷,垂直錯(cuò)斷還繼續(xù)存在,隆升也沒有停止過,況且青藏高原南部南北向正斷層的出現(xiàn)并一定體現(xiàn)高原整體性的應(yīng)力狀況的改變,即藏南局部并不一定體現(xiàn)整個(gè)高原整體,因此我們并不認(rèn)同青藏高原在14MaBP和8MaBP即以達(dá)到如今的高度的觀點(diǎn).1.1.2火山巖的特征火山活動(dòng)與巖漿侵入體現(xiàn)了地殼與巖石圈熱力活動(dòng)的狀況,火山噴發(fā)大多受地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的制約,在一定程度上反映了構(gòu)造活動(dòng)的歷史.火山活動(dòng)的頻率能夠一般性地反映構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的狀況,并不直接指示地面的抬升,但可以作為青藏高原隆升的佐證.火山熔巖通常覆蓋各種古地形面,或者被各種古地形面所切削,加之其遇冷迅速形成封閉體能夠用放射性方法(鈾系法、Ka-Ar法、裂變徑跡、TL等)進(jìn)行較精確的定年.因此,火山熔巖在揭示青藏高原隆升的時(shí)間、幅度的研究中值得采納.1.1.3區(qū)域成巖年齡及構(gòu)造意義進(jìn)行不同階段、不同礦物的同位素年齡及熱演化歷史的研究,可以獲得不同時(shí)段礦物的抬升速率從而探討高原的隆升過程甚至研究其隆升機(jī)制.現(xiàn)在利用巖漿侵入體中的榍石、鋯石、磷灰石、黑云母等特征礦物的放射性同位素、裂變徑跡測年及其封閉溫度來推斷巖體的熱演化歷史和構(gòu)造上升速率是當(dāng)前學(xué)術(shù)界的一個(gè)重要研究領(lǐng)域.丁林、鐘大賚等系統(tǒng)研究青藏高原地區(qū),特別是東喜馬拉雅地區(qū)礦物裂變徑跡后指出高原經(jīng)歷過3次抬升事件(25～17MaBP、13～8MaBP、3MaBP至今).王彥斌等根據(jù)喜瑪拉雅山聶拉木地區(qū)花崗巖樣品的磷灰石的裂變徑跡分析結(jié)果提出整個(gè)南喜瑪拉雅造山帶在上新世-第四紀(jì)為快速抬升期.張玉泉等通過對(duì)葉城-獅泉河剖面花崗巖中黑云母40Ar～39Ar法年齡研究,表明青藏高原西部從加里東期到燕山晚期,隆起速度有增大的趨勢,而且具脈動(dòng)性.江萬等通過對(duì)青藏高原岡底斯花崗巖帶中段花崗閃長巖中不同礦物裂變徑跡年齡研究表明,青藏高原南部的隆升是分階段的,從巖體就位到約30Ma的緩慢隆升階段,30Ma～7Ma隆升速度加快,7Ma以來高原快速隆升;結(jié)合已有的相關(guān)研究成果認(rèn)為高原的隆升具有整體性、階段性、加速性和區(qū)域的不均衡性.盡管對(duì)該方法的準(zhǔn)確性、可靠性還存在不同看法,但如果綜合考慮相關(guān)證據(jù),利用礦物的同位素年齡及熱演化歷史研究青藏高原的隆升應(yīng)該是可行且可靠的,特別是對(duì)于揭示高原隆升的機(jī)制有很大的幫助.1.1.4盆地構(gòu)造特征山麓相礫巖作為一類常見的山前沉積,在諸多影響其發(fā)育的因素中,沉積地區(qū)與其附近剝蝕區(qū)存在比較明顯的地形高差是其最基本的因素和必要條件.因此,山麓礫巖是推斷其剝蝕源區(qū)地面高度變化的一個(gè)很好的證據(jù).王伴月等研究了甘肅省黨河流域砂礫巖層,從沉積速率方面證明了在中新世早期時(shí),該地區(qū)仍較平靜,但到了中中新世的早期(大約在16Ma)時(shí),其南側(cè)的青藏高原已明顯抬升,且越往后期越劇烈.鐘巍等研究了臨夏盆地新生代沉積特征,根據(jù)盆地周緣的磨拉石沉積特點(diǎn),指出高原在5.3MaB.P.、3.2MaB.P.、2.4MaB.P.和1.6MaB.P.的發(fā)生的幾次強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)于其現(xiàn)代地貌格局與特征的形成具有重要意義.鄭洪波等研究了葉城晚新生代山前盆地的巖性及山前盆地的沉積相的變化特征指出上新世西昆侖山已經(jīng)開始有規(guī)模地隆升,并具有相當(dāng)?shù)母叨?晚上新世時(shí)(～3.6Ma)昆侖山有強(qiáng)烈的隆升.宋春暉等研究了高原東北部貴德盆地新生代地層.依據(jù)其沉積相組合和沉積演化,指出高原三次隆升和兩次夷平;強(qiáng)調(diào)3.6Ma±的隆升是新生代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的一個(gè)重要分水嶺,此后構(gòu)造活動(dòng)速度明顯加速,地形高差顯著增大;并指出隆升是一個(gè)多階段、不等速和非均變的復(fù)雜過程.李勇等研究了新生代龍門山前陸盆地和鹽源盆地,以地層不整合面和ESR測年資料為主要依據(jù),將青藏高原東緣新生代構(gòu)造變形和隆升事件劃分為5期,分別為:65～60Ma拉薩地體和喜瑪拉雅地體拼合,50～40M印亞板塊碰撞a,23～16Ma高原第一次隆升、4.7～1.6Ma高原第二次隆升、0.65～0Ma高原第三次隆升.利用山麓礫巖沉積目前還只能定性的探討高原高度的變化,定量研究只有在現(xiàn)代山麓礫巖堆積過程研究清楚以后,礫石沉積特點(diǎn)與地形高差、堆積地點(diǎn)、氣候條件等許多因素之間的具體關(guān)系得以確定之后才能開展.所以,加強(qiáng)山麓礫巖現(xiàn)代沉積過程的研究對(duì)青藏高原隆升研究是必要的和有意義的.1.2地形證據(jù)地貌證據(jù)包括夷平面、河流階地、古巖溶等.1.2.1高原隆升研究夷平面是指由剝蝕和夷平作用所產(chǎn)生的,以截面形式橫切所有在年齡上先于它的地層和構(gòu)造的一種平緩地形,是地貌長期發(fā)展的終極產(chǎn)物(準(zhǔn)平原或山麓剝蝕平原)經(jīng)抬升破壞或埋藏的結(jié)果.李吉均等認(rèn)為夷平面的形成一般需要上千萬年至數(shù)億年的構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定時(shí)期,以它為主的各種地貌面的分布范圍廣泛,高度相對(duì)穩(wěn)定,真正代表高原的隆升,高原隆升研究的可靠根據(jù).潘保田等認(rèn)為青藏高原及邊緣山地普遍存在兩級(jí)不同時(shí)代夷平面(山頂面、主夷平面)和一級(jí)剝蝕面,山頂面形成于漸新世至中新世早期;主夷平面是以雙層水平面或山麓剝蝕平原形式發(fā)育的,大致形成于20～3.6MaB.P.期間,完成時(shí)的高度低于1000m;剝蝕面形成于3.6～1.7MaB.P.期間,許多學(xué)者支持他們的看法.但Shockleton等認(rèn)為青藏高原上僅發(fā)育一級(jí)夷平面.楊逸疇等認(rèn)為高原上有山原面和盆地面兩級(jí)夷平面.羅來興等認(rèn)為在川西滇北高原僅存在一個(gè)統(tǒng)一的夷平面,現(xiàn)在的多級(jí)層狀面是夷平面后期變形、移位的結(jié)果.王樹基依據(jù)海拔高度變化,將天山夷平面分為三級(jí).因此,對(duì)高原夷平面的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)還有待進(jìn)一步的研究,基于夷平面的高原隆升的認(rèn)識(shí)需要進(jìn)一步的考證.1.2.2關(guān)于高原隆升的討論河流階地和洪積臺(tái)地是不同于夷平面的另一類古地形面,是經(jīng)常用于推斷地面上升的地貌證據(jù).李吉均、施雅風(fēng)等系統(tǒng)研究了蘭州以上黃河上游地區(qū)河流階地的特點(diǎn)和形成年齡并結(jié)合臨夏盆地礫巖沉積地層特點(diǎn)和夷平面及相關(guān)證據(jù)提出青藏高原主要經(jīng)歷了三次大的隆升和剝蝕循環(huán)作用,最近的一次開始于3.4Ma前,之后經(jīng)過三次強(qiáng)烈隆升(A幕、B幕、C幕)高原面由這之前的1000m左右達(dá)到了現(xiàn)在的高度,而且現(xiàn)在高原還在強(qiáng)烈隆升.許多學(xué)者[1,15,18,23,24,31]從不同角度支持上述觀點(diǎn).1.2.3巖溶地貌與青海湖及“昆黃運(yùn)動(dòng)”的關(guān)系古巖溶是濕熱環(huán)境的指示證據(jù),可用于恢復(fù)古環(huán)境,推斷高原面高程,又由于發(fā)育于洞穴的巖溶物質(zhì)多處于封閉環(huán)境,可以進(jìn)行準(zhǔn)確的測年,因此是高原隆升研究很好的證據(jù).青藏高原目前所見巖溶地貌主要屬于第三紀(jì)古巖溶地下部分經(jīng)經(jīng)后期剝蝕而出露于地表,風(fēng)化殼紅土和洞穴次生化學(xué)沉積等古巖溶相關(guān)沉積也多以殘留形態(tài)出露于已發(fā)生解體的高原主夷平面的南和東南緣.崔之久.高全洲等通過夷平面重建和古巖溶裂變徑跡的綜合研究,支持青藏高原的三次隆升和兩次夷平的觀點(diǎn),進(jìn)一步認(rèn)為兩次夷平的高度不超過500m,目前意義上的青藏高原起于5MaB.P.的最新一次隆升,早更新世時(shí)青藏高原達(dá)到1500m,0.7MaB.P.又經(jīng)過一次強(qiáng)烈的“昆黃運(yùn)動(dòng)”達(dá)到3000m.1.3中、晚期火炬氣藏成巖時(shí)代研究不同的生物群落是適應(yīng)不同的氣候環(huán)境而存在的,氣候環(huán)境的變化會(huì)引起生物群落的相應(yīng)變化,一定的生物群落往往指示著特定的氣候環(huán)境,因此利用動(dòng)物化石、植物大化石、孢粉化石及植物硅酸體可以恢復(fù)和重建古氣候和古環(huán)境,然后與相似的現(xiàn)代環(huán)境進(jìn)行對(duì)比研究,從而推斷當(dāng)時(shí)的高原面高度或者可以直接以特征生物的現(xiàn)代種或相似種的垂直生態(tài)幅來推斷該地的高度.徐仁研究了喜馬拉雅山希夏邦馬峰北坡山腳下出露的野博康嘉勒地層中的植物和孢粉化石,依據(jù)沉積后期冷杉和云杉等的出現(xiàn)和增加指示的氣候轉(zhuǎn)涼趨勢,以及高山櫟及雪松林的發(fā)育分布的氣候條件,推測在上新世中晚期海拔高程在2500m,此后喜馬拉雅山上升了約3000m.宋之琛等根據(jù)藏北倫坡拉盆地早第三紀(jì)孢粉組合研究,認(rèn)為中始新世的山地海拔高度在2000m以下,到晚始新世～早漸新世形成亞高山,晚漸新世時(shí)海拔為2800～3600(4000)m.李文漪系統(tǒng)研究了喜馬拉雅山區(qū)南木林、希夏邦馬、聶聶雄拉、吉隆及札達(dá)盆地所發(fā)現(xiàn)的第三紀(jì)植物和孢粉化石,并參照動(dòng)物化石推測中新世晚期7～6MaBP喜馬拉雅山的平均高度約在2500m上下,至5Ma山區(qū)可能已達(dá)3000m左右.魏明建等以已有的高原地區(qū)植物孢粉資料為依據(jù),系統(tǒng)研究了青藏高原第三紀(jì)古植被的演化,分區(qū)域分時(shí)段研究了高原面高程的變化,認(rèn)為高原是階段性、持續(xù)上升的,其間不存在大幅的降低過程;藏北高原比喜馬拉雅山系隆升早,且在整個(gè)第三紀(jì)都比喜馬拉雅山高,到上新世的中、晚期其高度已達(dá)海拔3000m以上,喜馬拉雅山系成為世界屋脊是第四紀(jì)以來的事.生物的特定進(jìn)化規(guī)律及群落特征可以用來進(jìn)行確定地層年代,從而為研究高原隆升過程提供時(shí)間證明,尤其對(duì)較古老地層年代的確定具有重要意義.如三趾馬在地層中的出現(xiàn)指示了氣候的轉(zhuǎn)涼和干旱化的出現(xiàn),其時(shí)代為中新世中晚期到上新世早期,利用其演化關(guān)系及生物群落特征可以確定地層年代的早晚;伏平粉的出現(xiàn)指示地層年代為中新世到上新世早期.生物證據(jù)也存在不確定性,如局部小氣候、緯度、天文、火山等事件對(duì)生物群落的影響,研究中需要注意剔除干擾因素.目前的工作主要是定性研究,定量研究的開展還需要大量的基礎(chǔ)工作要作.1.4氣候證據(jù)氣候證據(jù)包括了古氣候變化,以及由于氣候變化而引起的古土壤、古風(fēng)化殼演化.1.4.1高原隆升對(duì)中國高原氣候的影響青藏高原的隆升對(duì)東亞季風(fēng)的形成和加強(qiáng)具有決定性的意義和影響.Kutzbach、劉曉東等從大氣動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)及氣候?qū)W的角度論證了青藏高原隆起過程對(duì)大氣的作用存在2000m的臨界高度,超過這一高度大氣環(huán)流發(fā)生改變導(dǎo)致高原上行星風(fēng)系控制的副熱帶氣候逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闁|亞季風(fēng)性氣候.還證明,由于高原的熱力作用和對(duì)西南季風(fēng)的阻擋造成高原北部的干旱,高原的隆升進(jìn)一步加強(qiáng)了東亞季風(fēng),特別是冬季風(fēng)的加強(qiáng)尤為明顯.高分辨率的黃土高原風(fēng)塵序列研究揭示了東亞季風(fēng)至少自7.2Ma前開始建立,臨夏盆地中新世晚期東鄉(xiāng)柳樹組約在7.2MaB.P.,動(dòng)植物均由森林型突變?yōu)椴菰皖惾?反映了一次氣候的巨變,同期的藏北多格錯(cuò)仁紅層孢粉組合反映可可西里地區(qū)為溫帶旱生草原為主體的古植被面貌,中新世晚期高原干旱趨勢的逐漸加強(qiáng),說明中新世晚期高原已經(jīng)達(dá)到了臨界高度.氣候變化也可能受到海陸分布、大氣成份變化.突然事件等因素影響.在研究中要注意排除這些因素的干擾,才能準(zhǔn)確描述高原的隆升過程.目前有證據(jù)證明8Ma前南亞的變干與阿拉伯海上升流的加強(qiáng)指示的印度季風(fēng)的一次顯著增強(qiáng),可能是由于全球性變冷引起的,所以認(rèn)為青藏高原在那時(shí)達(dá)到或超過了現(xiàn)在的高度是值得商榷的,甄別8Ma及7.2Ma前后氣候變化的原因是正確認(rèn)識(shí)高原隆升的關(guān)鍵之一.青藏高原隆升對(duì)亞洲乃至全球氣候的影響是當(dāng)前學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)問題,我們認(rèn)為東亞季風(fēng)的穩(wěn)定出現(xiàn),應(yīng)該指示高原面整體已達(dá)到了2000m左右,定量反推高原本身的高度變化需要研究高原高度與季風(fēng)強(qiáng)度變化的關(guān)系.1.4.2北太平洋區(qū)域經(jīng)濟(jì)性狀研究高原隆升引起的氣候變化必然引起高原面上土壤發(fā)育的變化,古土壤和古風(fēng)化殼及風(fēng)塵堆積是很好的環(huán)境信息載體,可以恢復(fù)古氣候和古環(huán)境.與現(xiàn)代相似土壤進(jìn)行對(duì)比可推斷該地層當(dāng)時(shí)的高度,與現(xiàn)今該地層的高度對(duì)比,就可以得到地層隆升的幅度.郭正堂等,姜文英等研究了西峰地區(qū)上新世紅黏土碳酸鹽的碳同位素記錄與青藏高原隆升的關(guān)系,認(rèn)為4.4～4.0MaBP西峰紅土粒度和北太平洋粉塵記錄反映的亞洲干旱化程度加強(qiáng)的時(shí)期具有高度一致性,其與青藏高原在此時(shí)期的強(qiáng)烈隆升有關(guān).姚小峰等研究了玉龍山東麓產(chǎn)自0.5～0.7MaB.P.3000m高度的古土壤的發(fā)育條件,指出該地區(qū)此段時(shí)間隆升幅度超過800m;其古土壤有機(jī)質(zhì)碳同位素變化研究顯示了相同的結(jié)果.黃成敏等系統(tǒng)分析了青藏高原自中新世以來古土壤,認(rèn)為中新世青藏高原仍處于剝蝕夷平時(shí)期,地面高度低于500m;上新世晚期海拔在1500m左右,早更新世至今高原內(nèi)部平均升高了約2000～2200m;中更新世高原內(nèi)部以來上升了1400m左右,高原南緣和東南緣抬高了約1000m;晚更新世以來,高原內(nèi)部隆升了約1000m,高原東北部和南緣上升了約700m;全新世高原內(nèi)部升高了300～500m.但由于古土壤的多元發(fā)生、異源母質(zhì)、發(fā)生特性的多因素成因與分異、古土壤與現(xiàn)代土壤類型的可比性與精準(zhǔn)性等原因,使得此種方法具有一定的缺陷,在研究中應(yīng)該注意.2高原隆升與高原地質(zhì)關(guān)系研究青藏高原是岡瓦納大陸和歐亞大陸長期相互作用的結(jié)果,由6個(gè)地體(喜馬拉雅地體、拉薩地體、羌塘地體、可可西里-巴顏喀喇地體、昆侖地體和塔里木地體)相繼增生到亞洲大陸的一個(gè)后生組合.對(duì)高原形成的機(jī)制的研究開始于上世紀(jì)20年代,早期的研究多側(cè)重于古板塊的分解、俯沖和碰撞,目前俯沖作用.擠壓作用、拆沉作用、對(duì)流作用得到了廣泛的認(rèn)可,在各模式中體現(xiàn)的較多;底侵作用、垮塌作用、垂向擠出作用也得到了很好論證,在許多高原隆升機(jī)制研究中也得到了體現(xiàn).傅容珊等以地殼短縮為基礎(chǔ),從地幔動(dòng)力學(xué)角度提出高原隆升的三階段模式(BCCM),認(rèn)為高原從45Ma年前板塊碰撞以來經(jīng)過剝離隆升-擠壓隆升-對(duì)流隆升三個(gè)階段達(dá)到目前的高度,并認(rèn)為高原的隆升是非穩(wěn)性、多階段、多機(jī)制驅(qū)動(dòng)的結(jié)果.滕吉文等研究高原整體隆升的物理-力學(xué)機(jī)制提出的隆升、地殼短縮和增厚的動(dòng)力學(xué)模式認(rèn)為高原整體隆升的主導(dǎo)因素是兩大陸板塊的碰撞、擠壓和長期“楔入”,并在其作用下導(dǎo)致一系列派生要素的產(chǎn)生和相繼作用;重力均衡作用和熱作用對(duì)于高原隆升和地殼短縮起到了重要作用,但卻不是主導(dǎo)因素(動(dòng)力源).李廷東等的“陸內(nèi)匯聚-地殼分層加厚-重力均衡調(diào)整”模式認(rèn)為高原的隆升分為碰撞俯沖隆升、匯聚擠壓隆升、均衡調(diào)整隆升三個(gè)階段;高原隆升驅(qū)動(dòng)力來自于壓應(yīng)力.許志琴等提出的“周緣內(nèi)向的陸內(nèi)俯沖及腹地地幔底辟”隆升機(jī)制認(rèn)為印度板塊俯沖不是高原隆升的唯一驅(qū)動(dòng),高原周緣克拉通作用及深部熱驅(qū)動(dòng)是高原隆升不可忽視的地內(nèi)因素.孔祥儒等綜合研究了西藏西部地球物理剖面與巖石圈結(jié)構(gòu)指出高原深部構(gòu)造由具有各自不同特性的多個(gè)塊體組成,認(rèn)為青藏高原的形成是多階段、多形式、多機(jī)制、多塊體的地球動(dòng)力學(xué)構(gòu)造演化的結(jié)果.湯懋蒼等的“宇地磁耦合假說”認(rèn)為高原隆升的動(dòng)力源自地核磁流體的運(yùn)動(dòng),它受宇宙磁場的制約;且地磁極性強(qiáng)正向期對(duì)應(yīng)著高原的強(qiáng)隆升期,長反向期則伴隨著高原的夷平期.Spencer等以大喜馬拉雅Kaghan地區(qū)的構(gòu)造樣式為研究對(duì)象提出的“垮塌褶皺模式”(CollapseFolding)認(rèn)為高原的隆升受熱變底侵、重力均衡、培塌拉伸、褶皺抬升等多種因素共同制約.武紅嶺等通過研究高原形成過程和各地體巖石力學(xué)參數(shù),認(rèn)為高原隆升受多種因素控制,其中各巖石圈層材料力學(xué)性質(zhì)的不均一性是基本控制因素之一.鐘大賚等以巖石的裂變徑跡年齡為研究對(duì)象,提出高原的隆升是一個(gè)多階段、不等速和非均變的過程;晚上新世以來高原的面貌是整體隆升與局部快速隆升相疊合并至少是兩中機(jī)制聯(lián)合作用的結(jié)果.盡管在具體問題上還存在著不同的看法,但高原隆升的多階段、多因素、非均變及整體隆升與局部快速隆升相疊合的特點(diǎn),得到了一致的認(rèn)可.探索高原隆升的內(nèi)部動(dòng)力因素,找出高原隆升的源動(dòng)力,成為關(guān)注的重點(diǎn),也是能否正確認(rèn)識(shí)高原隆升的關(guān)鍵.隆升機(jī)制和動(dòng)力學(xué)的研究多數(shù)處于定性階段,需要地質(zhì)、地貌、生物、氣候等相關(guān)證據(jù)的進(jìn)一步證實(shí),深入的定量研究和模型模擬研究則是學(xué)者們面臨的挑戰(zhàn).3高原隆升演化過程隨時(shí)間變化的分析模型傅容珊、黃建華等以高原隆升三階段模式(BCCM)為基本模型,以一梯形區(qū)域?yàn)檫吔缈蚣?考慮了與抬升過程相應(yīng)的剝蝕過程及高原演化的后期大約8～10Ma時(shí)發(fā)生的對(duì)流搬離導(dǎo)致的隆升因素,對(duì)高原擠壓隆升過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,結(jié)果顯示模型描述的青藏高原隆升演化過程和觀測資料有較好的吻合,同時(shí)顯示高原下部巖石層的對(duì)流搬離可能是最近8～10Ma以來高原整體隆升的主導(dǎo)機(jī)制.李祖寧、傅容珊等在此基礎(chǔ)上,以BCCM為基本模型,修改了England和Mckenzie的黏性薄層流變模型中控制大陸形變的連續(xù)性方程,獲得了青藏高原隆升的數(shù)理方程:式中ρc,ρm分別為地殼和地幔的密度,s地殼厚度,L為巖石層平均厚度,Ar為Argand數(shù),n為流變率冪指數(shù),·E為應(yīng)變率張量第二不變量,·ε為應(yīng)變率張量,u為速度水平分量,h為高原的實(shí)際高度,α為剝蝕率系數(shù),β(t)為搬離隆升的速率,h為純擠壓隆升的地形高度.他們用有限差分法直接模擬了高原隆升過程,數(shù)值模擬的結(jié)果與青藏高原的地形高度、地殼厚度的分布形態(tài)和范圍吻合較好,同時(shí)也顯示出高原隆升演化過程的非平穩(wěn)性和多階段性,且高原的不同地域表現(xiàn)出不同的隆升演化過程;同時(shí)還表明上地幔小尺度對(duì)流對(duì)巖石層底部的搬離作用可能是最近8Ma以來高原快速隆升的主導(dǎo)機(jī)制.董文杰、湯懋蒼等以“宇地磁耦合假說”為基本模型,基于事實(shí)分析和理論假設(shè),主要考慮高程對(duì)侵蝕速率的影響以及地磁極性和星際氫原子濃度對(duì)隆升速率的制約,建立了青藏高原高程隨時(shí)間變化的微分方程模型,計(jì)算了45Ma以來青藏高原的高程變遷.其計(jì)算模型為:h={αβt+αβ2+[h0+αβ2]+e-β?t,(t∈tu)?h0e-βt,(t∈td).其中有:ht=0=h0α={α0,c,(t∈tu),α0=9.465×10-3(m4/Μa2)?0.0?(t∈td).β={β0(h<2?000?m)?12β0(h≥2?000?m),β0=0.382(/Μa).式中h為高原的高程,α為抬升速率隨時(shí)間的增長系數(shù),β為待定系數(shù),C為星際氫原子濃度,tu和td分別為地磁極性與現(xiàn)代地磁極性相同和相反的時(shí)期.模擬結(jié)果表明:青藏高原的高程變化包括了多次隆升和夷平過程,其中主要的隆升期有7段:45～37Ma、28～25Ma、20～18Ma、15～13Ma、10～7Ma、3.4～1.7Ma和0.73Ma至今;主要的夷平期有6段:37～30Ma、25～22Ma、18～15Ma、13～10Ma、6～3.4Ma和1.7～0.73Ma.結(jié)果與鐘大賚等利用東喜馬拉雅構(gòu)造結(jié)裂變徑跡年齡提出的實(shí)測模型有很好的吻合.劉曉東等利用美國大氣海洋研究中心(COLA)的全球大氣環(huán)流模式(GCM),以現(xiàn)代歐亞大陸邊界為準(zhǔn),其余邊界條件與現(xiàn)代相同情況下,通過現(xiàn)代地形高度的100%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%和無地形條件進(jìn)行了共11個(gè)數(shù)值實(shí)驗(yàn),研究了東亞季風(fēng)對(duì)青藏高原隆升的敏感性.結(jié)果顯示東亞季風(fēng)變化非常敏感的響應(yīng)于高原隆升,在高原隆升到現(xiàn)代高度的一半之前,東亞大約30°N以北近地面地區(qū)冬夏反向意義下的季風(fēng)現(xiàn)象是不存在的;只有在青藏高原存在,且超過2000m,東亞北方地區(qū)冬季才