最明显的地理格局影响就是：导致我国众多大江大河都是由西向东或东南方流，因为青藏高原的海拔关系。还有就是青藏高原让我国东部的气候更适宜，因为它的存在 我国众多大江大河的发源地，都是由西向东或东南方流，在青藏地区形成高寒的气候特征，适宜发展河谷农业。 隆起是高原海拔很高，形成了雪域景观，可以发展旅游业。冰雪消融又可以带来大量水资源。 青藏高原以其独特的海拔高度(平均海拔4 500 m以上)、地质、地貌和自然环境特征著称于世,素有“世界屋脊”、地球高极(南极、北极)之称.青藏高原的形成是新生代地球历史上最重大的地质事件之一.作为板块碰撞的产物,青藏高原是研究地壳岩石圈形变和地球动力学的理想场所;高原的隆起及其对亚洲乃至全球产生的深刻的环境影响研究对建立地球科学新理论具有十分重要的意义。

青藏高原以其独特的海拔高度(平均海拔4 500 m以上)、地质、地貌和自然环境特征著称于世,素有“世界屋脊”、地球高极(南极、北极)之称.青藏高原的形成是新生代地球历史上最重大的地质事件之一.作为板块碰撞的产物,青藏高原是研究地壳岩石圈形变和地球动力学的理想场所;高原的隆起及其对亚洲乃至全球产生的深刻的环境影响研究对建立地球科学新理论具有十分重要的意义。
多数人认为:始新世中期(45Ma)印度与亚洲大陆的碰撞揭开了青藏高原隆升的历史,青藏高原的隆升以多阶段、非均匀、不等速为特征.Harrison等通过孟加拉扇沉积物的研究,认为喜马拉雅的脉动性隆升始于20 Ma前,10.9～7.5 Ma和0.9 Ma至今为两大隆升高峰期,并首次于8 Ma左右接近于目前的高度。目前的高原为近5 Ma来抬升的结果,其中0.7 Ma的“昆黄运动”使高原达到隆升的高峰.。早更新世青藏高原的高度大约在2 000 m左右,山地高度可能超过4 000 m,足以激发强大的夏季风,使青藏高原北部至华北地区都比较湿润,如在上新世出现干旱成盐作用的柴达木,变得更为湿润,形成统一的大淡水湖•而在2•4 Ma前形成的北极区冰盖,加剧了南下的寒潮,增强了冬季风,开始了西北地区的黄土堆积,虽然当时称为午城黄土的堆积范围,只限于陕北、晋西地区•独立推算在0•6 Ma BP左右,青藏高原面的海拔在3 500 m左右(施雅风等, 1995),即在这次运动终结时青藏高原比现在低1 000 m左右,估计其时高原周边高山高度已达海拔5 000 m左右•考虑到其时高度比现代降低的升温值,可基本抵消冰期温度的降温值,青藏高原的山地冰川规模仍是很有限的。应用ESR法测年中值为0•71 Ma BP最大冰期跨越20至16阶段,历时20万年,估计在最大冰期盛时即16阶段的青藏高原,冰川平衡线出入于海拔3 500~4 700 m左右,不少山峰已达海拔5 000~6 000 m•平衡线处夏季气温在-2~-4℃之间,年均气温在-4~-12℃之
新生代早期中国为行星风系控制,副热高压控制的干旱带从西北与青藏北部一直到长江、黄河下游地区,青藏地区经第二期隆升运动达到了现代高度一半左右,改变了环流形势.与热带洋面变暖,亚洲大陆向西扩张,副特提斯海萎缩,亚洲东侧边缘海扩张有多种因素耦合,激发和加强了亚洲季风,湿润区和森林带扩大,干旱区向西北萎缩,导致东亚环境大变.其具体时间,据甘肃临夏剖面孢粉研究与古地磁测年资料,出现于21•8 Ma BP(百万年).。
早更新世晚期至中更新世初期,塔克拉玛干干旱再次加剧,其中1•10~1•20 Ma BP达60%•如果将黄土沉积范围根据上述中更新世大间冰期以13阶段为准的埋藏古植物、古土壤特征,粗略推测,当时高原比现代低800 m左右,平均温度高出现代5℃左右•降水量较难估计,以昆仑山南清水河地区为例,现代年降水量在300 mm左右,植被为稀疏草原,而在中更新世大间冰期针阔叶混交林时,降水量应增加至600~1 000 mm,相当于现代降水量的2~3倍•最大冰期或倒数第三次冰期与倒数第二次冰期之间的跨越较长时段的间冰期,暂以氧同位素13阶段为准•若尔盖盆地至昆仑山南的青藏公路清水河地区出现针阔叶混交林植被,西藏南部最大冰期的冰碛发育红色风化壳,当时高原比现代低800 m。

我国众多大江大河的发源地，都是由西向东或东南方流，在青藏地区形成高寒的气候特征，适宜发展河谷农业。 隆起是高原海拔很高，形成了雪域景观，可以发展旅游业。冰雪消融又可以带来大量水资源。

青藏高原素有“世界屋脊”之誉，它是中国大陆上地壳运动和变形最强烈的地区，也是地震、泥石流、滑坡等自然灾害的重灾区。青藏高原被认为是打开全球地球动力学研究的金钥匙，是现今地壳运动的窗口，曾经在20世纪70年代起持续掀起了青藏高原热。

挥之不去的疑团

根据现代大地测量的结果，青藏高原地壳仍然处于强烈的抬升运动之中，尤其在接近印度板块与欧亚板块的边界一带，上升幅度达到每年10毫米，而喜马拉雅山地区的形变速率估计会更大些。此外，全球板块运动理论和现代观测资料则说明，印度板块以每年50毫米左右的速率向北推移。

青藏高原为什么会成为世界上最高的高原？为什么至今它还在升高呢？

中国地处欧亚板块东南部，为印度板块、太平洋板块所夹峙。自早第三纪以来，各个板块相互碰撞，对中国现代地貌格局和演变产生重要影响。自始新世以来，印度板块向北俯冲，产生强大的南北向挤压力，致使青藏高原快速隆起，形成喜马拉雅山地。这次构造运动被称为喜马拉雅运动。

魏格纳是大陆漂移说的创始人，

在他提出的联合古陆中，印度东岸是与澳大利亚相接的。但也有学者提出了新的观点，认为印度东岸应该是与南极洲相连接。大约在侏罗纪时，非洲、印度与仍然相连接的南极洲和澳大利亚分离，并开始在其间形成了印度洋。白垩纪时，印度继续向北和向东北漂移，它后面的印度洋随之张开，而它前面的古地中海则趋向收缩。直到4000余万年前，印度次大陆到达了它漂泊的终点，在与亚洲碰撞的过程中，导致了喜马拉雅山的升起。

在一份喜马拉雅山地区的记录报告中可以了解到，根据古地磁测定，在白垩纪晚期，印度板块已经脱离冈瓦纳古陆，位于南纬40°～20°之间；古新世时，印度板块漂移到南纬30°；古新世末期，印度板块继续向北漂移，越过赤道，约位于北纬10°～20°；到了始新世末期，由于再见不到海相地层，并且出现在此前的地层均发生褶皱，因此认为当时的印度板块已经与欧亚板块相撞，为喜马拉雅山脉的形成奠定了基础。

由此可见，青藏高原的隆起。主要与印度板块对欧亚板块的碰撞、挤压有关，这一看法早已被大多数学者所认同。尽管如此，围绕着青藏高原隆起的问题，仍然有许多挥之不去的疑团。

疑团一 1974年，皮特曼等人利用洋底岩石的测年资料编制了第一幅洋底年龄图。在这幅图中，印度南部德干高原的地形为v字形，其尖底所向的南部洋底年龄为白垩纪，其西斜面的西部洋底年龄也属于白垩纪，东斜面所向的洋底年龄则属于侏罗纪。

如果在白垩纪晚期印度板块已脱离冈瓦纳古陆漂移至南纬20°-40°之间，直到始新世才与欧亚板块相撞。既然印度板块是从南极洲漂移过来的大陆，它沿途必定会破坏板块前缘的洋底，这样一来，处于印度板块后缘的洋底年龄按理说是年轻的。而且，印度板块以尖底向下类似倒三角形的姿态撞向欧亚板块，可想而知，印度板块后缘的洋底年龄，根本不可能是白垩纪甚至是侏罗纪的。再者，印度南部的V字形底部东侧有一个岛国，它就是“印度洋的珍珠”斯里兰卡。那么，这个岛是怎样来的呢？是在印度板块漂移的过程中脱离出来的，还是在印度板块与欧亚板块碰撞之后产生的？

在斯里兰卡境内，地形以平原为主，约占全国面积的80%，其余为位于南部和中部的高原、山地。在洋底年龄图可知，斯里兰卡周边的洋底年龄大多是较古老的。显然，斯里兰卡的存在并不支持大陆漂移说和板块构造说。

疑团二 按地质古生物和古地磁资料所描述的2亿年来大陆漂移的历史，自印度板块脱离南极洲，它的轨迹大致沿北到东北向漂移。然而，洋底年龄图显示，各大洋洋底年龄的时序都相当对称，其年龄时序分布结构也相对连贯完整，显然并不支持大陆漂移说。

疑团三 大陆漂移说认为，大陆漂移的主要趋向是“离极运动”和“向西漂移”。可是，当印度板块漂移到赤道时，它为什么没有在离极力的作用下减慢速度并逐渐停止下来呢？由此可见，印度板块向北推移的方向与大陆漂移说本身相矛盾。

疑团四 大陆板块的水平移动会受到多种因素的影响和制约，其中之一就是首先要解决板块运动的驱动机制。现今的印度板块要实现向北推进，必须要有驱动力来克服欧亚板块对它的阻力，这就需要解释其驱动力的来源和大小。如果印度板块漂移的驱动力不足以抗衡欧亚板块的阻力，那么，印度板块向北推进的说法是难以置信的。

板块构造说是当代地球科学中最有影响力的学说。该学说认为，岩石圈板块的运动主要是水平运动。对此，有的学者提出了质疑：如果没有发生局部区域的垂直或斜向构造运动，板块的水平运动又是怎样启动的？

引起板块运动的机制究竟是什么？这是板块构造说至今尚未解决的关键难题。为此，许多学者提出了不同的设想，其中主要有两种机制，一种是主动驱动机制，另一种是被动驱动机制。对此，有学者指出，这两种机制虽然能说明一些问题，但也解释不了其中遇到的难题。例如，主动驱动机制难以解释大洋中脊和俯冲带开始是怎样形成的，也难以解释联合古陆的破裂；而被动驱动机制则缺乏地幔对流的直接证据，对对流的确切性质、涉及范围和具体形式也不了解。

新的证据

青藏高原的形成是印度板块与欧亚大陆共同挤压的结果，青藏高原做水平移动也是由于受到了印度板块的挤压，这些观点已经成为目前的共识。然而，中国、美国和加拿大三国的科学家曾经合作对西藏地壳进行了结构探测，找到了青藏高原向东移动的确切证据：不是因为印度板块挤压，而是地壳下存在一股导电性极好的流变物质。这种流变物质是一种高温度、高黏度的物质，它沿西藏东西方向绵延1000余千米，而且十分活跃。另外，科学家通过导电性的分析还发现，西藏西部地壳下的电阻力高，而东部地壳下的电阻力低，这也符合流变物质不断向东运动的事实。据此，有学者相信，正是这种高导性的流变物质“驮着”青藏高原向东漂移。

青藏高原上的山地海拔多在6000米以上，高原的平均海拔也在4000米以上，面积也有250万平方千米。这又产生了来自动力学方面的疑问：高温度、高黏度的流变物质沿西藏东西方向绵延1000余千米，那么，流变物质沿西藏南北方向又绵延多少千米呢？流变物质的运动模式是什么？它本身真的能够克服青藏高原水平移动时所遇到的阻力，以及承载青藏高原做水平运动吗？这是新证据发现之后必须解决的问题。

有众多证据显示，板块是运动的，但关键的问题在于，引起板块运动的主因是什么？在回答这个问题之前，我们应该对以下方面有一个较全面的了解。例如：全球地幔热能物质的分布和规模；火山活动对地幔热能物质的影响，以及它们是否对板块运动产生深远的影响；大陆与大洋中脊热能物质的活动有没有关联，等等。

在全球的六大板块中，某一板块的运动由流变物质驱动所产生的作用是极其有限的。理由是，地球上局部的流变物质要驱动它之上的板块做水平运动，需要面对众多的障碍和难题。地球上某一板块的运动不可能是孤立事件，最简单的一个例子是，在堆满货柜的货场里，一辆推土机能够前进多远呢？

为此，我们有必要重视垂直或斜向构造运动对水平运动的贡献。假设说，当太平洋某处的海底地壳发生较大规模的缓慢下沉时，它对青藏高原的东移会产生什么影响呢？如果这种影响一旦发生，青藏高原受到欧洲大陆的挤压而隆起也是合理的。

更新而有力的证据，需要更广泛深入的探测和研究，这是一项艰巨的科学探索。

因为陆地由七大板块构成，板块之间相互挤压就会形成隆起，而青藏高原就是这么来的，所以会隆起这么高。

因为地质都在不停的运动，所以青藏高原能够隆起那么高也是可以理解的，因为毕竟海拔高度也有这么的高。

因为青藏高原最初是浩瀚的海洋，在历史的变迁中，由于地壳运动板块挤压青藏高原不断的被抬高隆起，慢慢的就隆起的这么高。

自80年代以来青藏高原逐渐成为地球科学研究的热点和焦点，正在酝酿着新的理论突破。一方面是因为青藏高原作为地球上大陆碰撞最典型的地区，它是检验和发展板块学说的理想场所，有助于建立新的地球动力学理论；另一方面则是由于青藏高原在晚新生代的强烈隆起，极大地改变了亚洲乃至整个北半球的大气环流形式，并对大陆岩石的化学风化、海洋锶同位素的演化以及高原周边的环境、气候及陆地生态系统都产生了重大的影响。
本文综述了青藏高原隆升的时间、过程、环境气候效应及其对海洋锶同位素演化影响的主要内容和最新进展，以便了解青藏高原隆升在全球气候变化中的重要性，并对海洋锶同位素组成的演化特征及其影响因素能够有一个较为清楚的了解。
1 青藏高原的隆起及其气候和环境效应
青藏高原是全球大陆地势上最高的一级台阶，青藏高原的隆起使得地球表面的形状发生了巨大的变化，并对全球变化产生了重要影响。
1.1 高原隆起的阶段性
青藏高原的隆起是一个多阶段、不等速和非均变的复杂过程。对此，国内外学者有着不同的观点。我国学者认为青藏高原的地壳增厚到几乎双倍于正常地壳的厚度是在始新世中期到中新世早期亚洲板块和印度板块的碰撞后开始产生的，但此时只有冈底斯山和喜玛拉雅山呈现显著隆升，广大高原本部仅做被动的、相应的应力调整和变形，但经过长期剥蚀曾两度达到夷平状态，而青藏高原的强烈隆升是从上新世晚期和/或第四纪早期才开始的 〔1〕 。李吉均等 〔2〕 又进一步发展了这一观点，认为青藏高原的整体快速隆升始于3.6
的青藏运动，而始于1.1～0.6 和0.15 的昆仑—黄河运动及共和运动则使高原最终达到现今的高度。其中青藏运动又分为A、B、C三期（3.6、2.5和1.7
），而到了约2.5 的B期时青藏高原已隆升到现今高度的一半（约2
000 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6
000 m而成为阻塞印度洋季风的重大障碍。90年代以来国外许多学者对这一观点提出了挑战，并把青藏高原的强烈隆起的时间提前了很多。Coleman 〔3〕 认为早在14
以前青藏高原就已达到最大高度并呈东西向拉伸塌陷，其后高度又有所降低。其证据是在喜马拉雅山南北向的正断层上找到了年代为14
的新生矿物。Kroon等 〔4〕 认为喜马拉雅山和青藏高原在8
以前已达到现今的高度，其主要的根据是发现阿拉伯海的上涌流在8
时大大增强，指示了印度洋季风的出现。Quade等 〔5〕 通过对巴基斯坦北部土壤碳酸盐碳同位素的研究揭示出在约7.4～7.0
时C 3 植物向C 4 植物发生剧烈转变，这种剧烈的生态演变标志着当时亚洲季风的形成或显著加强。Harrison
等 〔6〕 通过地层年代学、沉积岩石学、海洋学和古气候学的研究表明南青藏高原的快速隆升和去顶事件开始于约20
以前，而现代青藏高原的高度则得益于约8 前高原的再次隆升。王彦斌等 〔7〕 根据喜玛拉雅山聂拉木地区花岗岩样品的磷灰石的裂变径迹分析结果提出整个南喜玛拉雅造山带在上新世—第四纪为快速抬升期。钟大赉等 〔8〕 通过较系统的矿物裂变径迹研究表明：45～38
印度板块与欧亚板块碰撞后，青藏高原经历过3次抬升事件（25～17
、13～8 、3 至今）。施雅风等 〔9〕 也支持这一观点，并且认为在40
左右，发生了青藏高原的第一期隆起，但当时所成的高山已被完全蚀去，其高度难以估计，范围也较小。青藏高原的二期隆起发生在25～17
。其证据是孟加拉湾浊流扇沉积 87 Sr/ 86 Sr变化指示喜马拉雅的变质岩在20～18
处于强烈上升时期（Harris，1995）。崔之久等 〔10〕 利用夷平面与古岩溶研究证明了青藏高原经过三次隆起和两次夷平的观点的正确性。王富葆等 〔11〕 根据沉积学、磁性地层学、古生物学和氧、碳同位素等研究资料，恢复了中新世晚期以来的构造和气候事件，指出喜马拉雅山上升始于7.0
前，但强烈的上升发生在2.0～1.7 间和0.8 以来，另外，在4.3～3.4
间亦有一次显著隆升，但以后两次上升最为强烈，并且山地与盆地之间的差异隆升运动明显。
时至今日，青藏高原隆起的时间、过程、幅度和速率等问题仍然未有定论，这还有待于国内外学者进一步研究证实。
1.2 高原隆起的环境和气候效应
青藏高原的隆升与全球及区域环境、气候变化的关系问题，引起了世界科学家的广泛关注。尤其是，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，已成为国内外学者研究的热点和焦点。青藏高原对大气环流的热力与动力作用自50年代开始即被科学家们所注意，并进行了一系列的观察与研究。早在20多年前，真锅等（1974年）的数值模拟计算结果表明：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 〔12〕 。明茨等 〔13〕 通过计算分析，也都一致认为：由于青藏高原的存在，欧亚大陆的冬季才有西伯利亚高压。Kutzbach等 〔14〕 的数值模拟结果表明，青藏高原的存在与否是亚洲季风，特别是东亚季风形成的一个决定因素。Birchfield等 〔15〕 认为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。最近Ruddiman等 〔16〕 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。王建等 〔16〕 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。
施雅风等 〔9〕 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。
滕吉文等 〔17〕 从青藏高原巨厚的地壳与薄岩石圈模式、位场与波场特征，从板块构造与深层过程和动力学机制的角度，研究和探讨了高原隆升与全球变化的关系。他们认为，地球内部（地壳、地幔、地核）物质运移与气候变化有着密切关系，并且指出，高原特异的壳—幔结构，一系列大型走滑断层的形成和其整体隆升，均影响太阳能量在大气层里的传输方式，使大气热机效率增大，导致行星西风增强，极—赤温差增大，并最终形成第四纪大冰期。
风尘沉积是典型的大气沉积物，对大气环流格局和强度变化的响应特别灵敏，因而可以间接地视为构造隆升驱动气候变化的重要地质证据 〔18〕 。因而与青藏高原有着天时、地利关系的黄土高原能够对青藏高原的隆升起到好的说明作用。黄土高原风尘沉积序列真实地记录了东亚季风形成演变的信息，
它既是北半球大冰期气候变化的反映，又是对青藏高原构造隆升的响应 〔19,20〕 。吴锡浩等 〔20〕 根据地层记录，对黄土高原黄土—古土壤序列所反映的构造气候旋回与青藏高原冰碛—古土壤序列所反映的隆升过程进行对比，表明它们在地球轨道偏心率的准0.4
Ma周期变化方面具有大致同步的相位关系。刘东生等 〔21〕 也论述了亚洲季风系统的起源和发展及其与两极冰盖和构造运动的时代耦合性。王富葆等 〔22〕 利用孢粉分析并结合沉积学及 14 C测年等资料，进一步说明青藏高原对全球气候变化具有“启动区”和放大器的作用。
此外，磁化率曲线和氧同位素曲线所反映的东亚冬、夏季风自3.4
开始大致同时增强，而此时全球冰量也开始显著增加，这与大致在3.4～2.6
青藏高原的加速隆升之间的关系绝不是一种巧合。而且青藏高原的阶段性隆升与东亚季风的多次气候突变有着某种内在联系 〔20,23〕 。
Raym等(1992)提出，青藏高原大面积的隆升在过去40 Ma以来引起了全球大陆硅酸盐风化速率的加快，导致大气CO 2 含量的下降和全球气温的下降，并称之为“冰室效应（icehouse
effect）”。但这种观点受到了很多学者的挑战 〔24～26 〕 。Christlan
等 〔27〕 指出，喜马拉雅的风化剥蚀对碳循环的主要影响是增加了沉积岩中有机碳的埋藏量，而不是增加了硅酸盐的风化速率。另外值得一提的是，覆盖着约10%的地球陆地表面的黄土—古土壤序列中含有平均约10%的碳酸盐 〔19〕 ，即有相当数量的碳被固定埋藏，没有参与全球的碳循环，这可能也是大气CO 2 浓度降低的一个因素。
青藏高原的隆升在全球气候变化研究中的重要性得到了众多学者的认同，但是，最近卢演俦等 〔28〕 指出，新生代初印度—欧亚板块汇聚以来，特提斯海的消退，以及太平洋板块在亚洲大陆东缘和东南缘消减引起的弧后海盆（如日本海、东海、南海）的扩张和陆缘海盆（如黄海、渤海）的出现，对于亚洲古季风形成的意义要比青藏高原隆升所起的作用更重要。这一点在Ramstein等 〔29〕 的AGCM数字模拟试验结果中得到了论证。
目前，对于全球变化尤其是第四纪气候变化机制的研究方面，以轨道尺度气候变化的研究比较深入，而对于青藏高原对全球气候变化的影响研究的还不够，尚没有达成明确的共识。 <font size="3"><strong></p>
<p align="left"><font color="#0000A0"><font size="4">2 海洋锶同位素组成的演化
现今，海水中锶的平均浓度大约为8 mg/L, 87 Sr/ 86 Sr值为0.7093±0.0005 〔30〕 ,是海水中最富集的微量元素之一。海水中锶的存留时间是3
Ma（Richter等，1993），比海水的混合速率（约10 3 a）要长得多 〔30〕 。海水中的锶主要以海相自生碳酸盐及部分磷酸盐、硫酸盐和其它盐类矿物的形式存在，其中，海相自生碳酸盐矿物的 87 Sr/ 86 Sr值反映了矿物沉积时海水的锶同位素组成特征，真实而连续地记录了海洋锶同位素组成的演化历程。诸多研究结果表明，40
Ma以来海洋Sr同位素比值明显地上升了 〔31～34〕 。
2.1 锶同位素的地球化学性质
锶有4个稳定的同位素： 88 Sr、 87 Sr、 86 Sr和 84 Sr。其中， 87 Sr是 87 Rb天然衰变的产物，其半衰期为48.8
Ga。Rb与K晶体化学性质相似，常以类质同像方式进入钾长石、黑云母等硅酸盐矿物中；Sr与Ca的晶体化学性质相似，常取代斜长石、磷灰石及碳酸盐等含钙矿物中的Ca 〔35〕 。地质体中 87 Sr/ 86 Sr值的大小取决于它们的Rb/Sr值和年龄。由于Rb、Sr性质的差异，导致不同的岩石、矿物及其不同的风化阶段具有不同的Rb/Sr值，而不同的Rb/Sr比或/和年龄的不同，则决定了其特定的 87 Sr/ 86 Sr值 〔49〕 。另外，与H、C、O、S等同位素不同的是，Sr同位素不会由于物理化学风化和生物过程而发生分馏 〔36〕 。
2.2 海洋锶同位素组成的演化特征
早在1948年，Wickman就提出由于地壳中 87 Rb的衰变，海水中锶同位素的组成应该随时间单调增加，而且仅是时间的函数。但是，1955年Gast对已知年龄的海相碳酸盐岩的锶同位素测定结果表明海水 87 Sr/ 86 Sr值的变化速率远小于Wickman的估计值，并指出Wickman过高估计了地壳Rb/Sr值。Palmer等 〔33〕 测量了整个显生宙海相石灰岩的 87 Sr/ 86 Sr值，发现所得结果并不是很系统地增加，而是呈现出不规则的曲线变化，并于前寒武和现在具有最大值，而在二叠纪末—三叠纪初具有明显的最小值。Martin等 〔37〕 对中二叠纪到三叠纪的海水进行了 87 Sr/ 86 Sr
值测定，并得出了在晚二叠纪比值增加的速率是0.000097/Ma，此速率大约比过去40
Ma的平均增长速率大了2.5倍，大致等于整个新生代的最大增长速率，而且这一增长仅是发生在较短的时间内。Edmond 〔34〕 指出，在过去的500
Ma中，海洋锶同位素组成随时间的演化呈现一个不对称的波谷形状。其最高值在寒武纪和现在（0.7091），最低点在侏罗纪（0.7067），其上叠加一些小的震荡，而且在过去的100
Ma中，其值呈现出明显的单调增长趋势。
Richter等 〔38〕 1992年对100 Ma以来海洋 87 Sr/ 86 Sr值演化的研究结果表明，100～40
Ma海洋 87 Sr/ 86 Sr值变化不大或略有下降。但自40 开始至今海洋 87 Sr/ 86 Sr
值一直持续上升，在约20～15 是海洋 87 Sr/ 86 Sr值上升最为迅速的时期，并将其归因于由印度—亚洲板块碰撞引起的大陆河流向海洋输入Sr的通量的增加。Palmer等 〔39〕 对DSDP第21和375钻孔75
以来有孔虫的 87 Sr/ 86 Sr值测定结果显示了其总体增加的趋势，并于约10～20
具有最大的变化速率(4×10 -5 /Ma)。1991年，Hodell等 〔40〕 又测量了从24
至今的261个样品的锶同位素比值。其变化曲线可以看成是由一系列斜率不同的线形部分组成的，其斜率最大值为6×10 -5 /Ma，最小值接近于零。他们认为，在晚第三纪期间海水锶同位素比值由0.7082上升到了0.7092，但其变化速率不是常数，而是一系列变化值。其中，在早中新世（24～16
）、中新世末期（5.5～4.5 ）和晚上新世—更新世（2.5～0 ）期间具有相对快速的增长；从中中新世到晚中新世初期（16～8
），同位素比值具有中等程度的增长；而8～5.5 和4.5～2.5 同位素比值变化很小或没有变化。Hodell等 〔41〕 对晚第三纪（9～2
）海洋锶同位素组成变化的研究结果如下：在9～2 之间海洋锶同位素组成呈现出增加趋势并伴随着几个不同的斜率。9～5.5
， 87 Sr/ 86 Sr值几乎保持在常数约0.708925。5.5～4.5 Ma
BP， 87 Sr/ 86 Sr值约以1×10 -4 /Ma的速率线性增长。在4.5～2.5
之间， 87 Sr/ 86 Sr值的变化速率逐渐减小直至为零，并最终将比值保持在0.709025。Capo等 〔42〕 对海洋碳酸盐样品的测量结果表明，在过去的2.5
Ma中海水 87 Sr/ 86 Sr值增加了14×10 -5 ，而且各个时段的增长速率不相同。这样高的平均变化速率表明大陆风化速率是相当高的。而增长速率的不一致性则反映了风化速率的波动（相对于当今值而言，其变化率高达±30%）。
Dia等 〔31〕 分析了近30 Ma以来海洋Sr同位素比值的记录发现在这一逐渐增长的Sr同位素变化之上叠加了一个周期为10
Ma的高频震荡，而这一周期性变化与地球轨道参数的周期性变化相一致。Clemens等 〔32〕 测定了45
Ma以来海水Sr同位素比值，并且指出其最大、最小值分别与大陆冰量的最小、最大值相一致。但这些高频变化与Sr
在海水中存留时间长的矛盾是难以得到解释的。如果这些冰期—间冰期的Sr
同位素变化是全球性的话，那么我们就必须重新考虑Sr
在海洋中循环的动力学机制。
另外，需要指出的是，由于测试样品的不同或海底测试位置的不同，所得Sr同位素比值也可能不同。Hodell等 〔43〕 对海底深钻的不同位置（289孔、558孔和747孔）的研究表明，由于海底不同位置的沉积速率不同，因而它们所反映的海水锶同位素组成的变化曲线也有所不同，例如，Hodell
等认为DSDP 289孔的Sr同位素变化曲线上在约20 处有一拐点，而对于DSDP
747孔，Oslick等认为曲线上从22.5～15.5 是一条直线。对于DSDP 558孔和DSDP
747孔，同样的不一致性也存在于从14～9 ，前者所反映的 87 Sr/ 86 Sr值都比后者要低，而且并非呈线性相关。 <strong></p>
<p align="left"> <font color="#0000A0" size="3">3 海洋锶同位素组成变化的影响因素 <font color="#0000A0">
海洋中的Sr主要有以下几个方面的来源 〔33,44〕 ：①以河流输入为主的地表径流输入，其 87 Sr/ 86 Sr值平均为0.7119；②地下水输入，其Sr同位素平均组成与地表径流相似；③洋壳—海水相互作用通量，包括洋中脊高温热液区作用以及洋脊两侧和冷洋壳区低温水—岩反应，其Sr同位素平均组成约为0.7035±0.0005；④洋底沉积物重结晶而释放或以孔隙水释放到海水中的Sr，其Sr同位素平均组成为0.7084，与海水的 87 Sr/ 86 Sr值接近。这样，海水Sr同位素组成主要受大陆河流的Sr通量和来自海底热液的Sr通量的影响。
Palmer等 〔39〕 通过对定量的锶的地球化学循环模型研究得出如下结论：尽管海底热液和海相碳酸盐的循环对海水锶同位素比值的变化起着十分重要的作用，但是在整个新生代期间，大陆硅酸盐的风化已经成为控制其变化的主要因素。对 87 Sr/ 86 Sr值变化的控制因素的研究表明，河流是海洋锶的主要供给者，其中约75%的锶来自隆起的灰岩的风化，其余部分则来自硅酸盐的风化。海相碳酸盐通过孔隙水为底层海水提供一定量的循环锶，还有较小部分的海水锶来自沉积碳酸盐的溶解。另外，通过海底热液，海水与海底玄武岩也发生锶同位素的交换，但是，在此过程中没有锶含量的明显变化。
Hodell等 〔40〕 对从24 至今的261个样品的锶同位素比值测定结果表明，影响同位素比值变化的因素不能归结为简单的地质现象，而可能是由于构造和气候因素综合作用的结果。这两者的综合效应影响了由大陆输向海洋的锶丰度和锶比值，而且其所得海洋锶同位素记录与晚第三纪期间大陆化学风化速率的逐渐增强相一致，同时也可能与冰期旋回、海平面下降造成的大陆剥蚀面积的增加及由快速构造隆升导致的大陆地势起伏的加强有关。
Raymo等 〔45〕 提出，影响海洋Sr同位素比值明显上升的原因有2种：①大陆河流排放的放射成因Sr通量的上升；②海底热液活动的减少。现今海底热液的Sr通量为1.0×10 10
mol/a， 87 Sr/ 86 Sr值平均为0.7035；大陆河流每年排放入海的Sr通量是3.3×10 10
mol/a， 87 Sr/ 86 Sr值平均为0.7119。这样，由海底玄武岩的热液蚀变而每年进入海洋的Sr通量约为大陆河流排放入海的Sr通量的1/4 〔33〕 。
有一个为多数人接受的推测，即海底热液活动是海底扩张速率的函数。如果热液蚀变进入海洋的Sr总量的变化正比于新洋壳产生的速率，那么，由海底玄武岩的热液蚀变而每年进入海洋的Sr总量自白垩纪以来已减少了40%，但是这个变化在时间累计上不足以解释过去40
Ma以来海洋Sr同位素比值的明显上升(Richter 等,1992年) 〔38〕 。这样，40
Ma以来海洋Sr同位素比值上升的原因只能归结为大陆河流排放的放射成因的Sr通量的增加。为了进一步论证这个结论，Richter
等 〔38〕 证明了以下4点：①Brahmaputra、Ganges、Indus及青藏高原地区河流的Sr通量的总和与过去40
Ma以来海水Sr 浓度及 87 Sr/ 86 Sr值的上升在数量级上相一致；②在印度—亚洲大陆碰撞前，河流的Sr通量变化很小，而紧接着碰撞以后河流的Sr通量则保持了持续的增加；③自碰撞以来喜马拉雅及青藏高原的剥蚀提供了足够的Sr，这解释了自碰撞以来河流Sr通量的增加；④河流Sr通量变化的显著特征，即开始于20
的一个短期脉冲式增加与喜马拉雅地区高速剥蚀在时间上相一致。Copeland等 〔46〕 对孟加拉扇形地区碎屑钾长石的 40 Ar/ 39 Ar年代测定显示，在中新世中期，喜马拉雅碰撞区遭受强烈的脉冲式隆起和剥蚀，而且部分地区的快速剥蚀贯穿整个晚第三纪，它与Richter等 〔47〕 对西藏南部冈底斯带的Quxu
pluton的研究揭示出的一个迅速的侵蚀时期(约在20～15 )的时代相符。Zeitler 〔48〕 发现，喜马拉雅山西部去顶速率的增加开始于约20
。因此，可以认为海洋 87 Sr/ 86 Sr值在约20～15 上升最迅速是对青藏高原在一个短时期内迅速侵蚀的去顶事件的响应。
由以上分析和论证可有如下认识：在印度—亚洲大陆碰撞以前，进入海洋的放射成因Sr通量变化很小，而在印度—亚洲大陆碰撞之后，进入海洋的放射成因Sr通量有很大的上升，并表现为 87 Sr/ 86 Sr值的持续上升，而这一时期青藏高原的强烈隆升和快速侵蚀为海洋 87 Sr/ 86 Sr值的上升提供了足够的放射成因Sr。
结 语
40 以来，海洋锶同位素比值明显地上升了，对于其引发机制国内外学者进行了多方面的研究与探索，但至今仍未得出肯定结论。随着构造隆升驱动气候变化假说的提出，将青藏高原的隆起与全球气候变化、大陆化学风化速率及海洋锶同位素组成的演化紧密联系为进一步认识和明确青藏高原隆升的时代、幅度和形式提供了一个很好的思路和方法。随着这一思路和方法的进一步运用和深化，我们相信关于青藏高原隆升的机制和过程及海洋锶同位素的演化规律的科学难题定将逐渐清晰明了，并可为解决目前关于硅酸盐与碳酸盐风化的争论提供很好的方法和手段。

一、研究青藏高原隆升具有重要意义

青藏高原约占我国陆地面积的四分之一，平均海拔高度在4000m以上，是世界上最高大，地形最复杂的高原。青藏高原的隆升是中、新生代以来地球科学中最重要事件之一，南极、北极和世界“第三极”—青藏高原，构成了影响全球气候环境变化的三个关键地区。青藏高原是一个全球独特的地质、地理单元，是地球动力学研究的一把钥匙，是全球变化研究的天然实验室。人们从实践中早已认识到，青藏高原对我国、亚洲、甚至对北半球、南半球的大气环流演变都有极其重要的影响，又直接影响我国的旱涝等天气气候的形成和演变，因此，研究青藏高原对我国天气、气候的影响机制及其演变规律，对提高我国灾害性天气预报的准确率具有重要意义。

二、中国科学家首次全面揭示青藏高原的隆升与亚洲季风的关系

东南多雨、西北干旱，中国的这种气候格局是什么时候形成的？影响东亚和南亚20多亿人口乃至整个人类环境的亚洲季风气候，又是何时形成的？为什么北半球同纬度分布的大都是戈壁沙漠，而唯独中国却出现了水网密布的长江中下游平原？多年来，科学界、新闻界一直关注着“世界屋脊”青藏高原，中国科学家发现青藏高原上空存在臭氧低谷。中国地质大学工程物理学院教授魏文博带领的科研小组首次准确揭示了世界屋脊的地下奥秘，西藏底下蕴藏着超级油气田、地热田和金、银、铜等多金属矿床，国际地学界为之哗然。最近，中国科学家首次全面系统地研究了喜马拉雅山、青藏高原的隆升与亚洲季风气候的关系，确认早在260万年前我国气候格局就已经大势已定。

青藏高原在过去千万年里的隆升，成为地球上的一大景观，但是这种隆升仅仅是改变了地球的地貌吗？多年来，我国学者就青藏高原隆升及其环境效应进行了不懈研究，研究中发现，青藏高原的隆升对于我国西北内陆干旱化和亚洲季风的形成和发展有重要的影响。中国科学院院士安芷生和黄土打了一辈子交道，世界上规模最大的黄土高原缘何屹立于此，何时屹立于此？和冰芯、海洋沉积一样，黄土也是历史的最好记载。近年来，安芷生与美国著名的气候学家约翰•库茨巴赫、海洋地质学家沃伦•普瑞尔以及第四纪地质学家斯蒂芬•波特通过对我国西北地区的风尘沉积以及印度洋、北太平洋大洋沉积等地质生物证据进行分析，并运用先进的计算机数值模拟方法，首次全面系统地研究了喜马拉雅山、青藏高原的隆升与亚洲季风气候的关系。

根据模拟的结果，过去1000万年以来，印度次大陆一直向亚洲挤压，形成高大的喜马拉雅山，并使得青藏高原上升大约2000米。科学家指出，这个挤压作用不仅仅改变了地球的地貌格局，山体的隆升很可能在800万年前开始了亚洲的季风，并对开始于约250万年前的几个冰期有贡献。换句话说，距今1000万至800万年前青藏高原的隆升导致亚洲季风的出现，距今360万至260万年青藏高原的加速隆升则奠定了亚洲季风气候的基本格局。

三、青藏高原的隆升导致中国东南多雨、西北干旱气候格局的形成

中科院兰州高原大气物理研究所的汤懋苍研究员认为，强大季风出现之前的青藏高原是一片祥和的世界：不见崇山峻岭，不见严寒雪冰，不存在因高原上升而起的强大季风，和煦的西风吹拂着大地，普天之下几乎是一样冷暖，气候宜人，动物们都在向超大型体态发展：蝗虫长1米，蜻蜓翅长2米。但是，随着青藏高原的隆升，世界无法再平静：青藏高原上升到千米高度时，浅薄的季风与全球第一次大降温一道发生在3700万年前，此后，一次次造山运动、一次次冰期降临，季风逐渐强盛，世界越来越冷。季风的出现，使地球发生了为数众多的革命性改变：全球性变冷、北极冰盖发育、非洲变干、人属始现、黄土高原堆积，等等。亚洲季风区的形成，使北半球亚热带高原荒漠带北移，在高原北部地区形成塔克拉玛干等中亚沙漠，西北变成温带、暖温带干旱荒漠区。我国黄土高原的形成，以及我国现代自然环境由东南向西北自森林－草原－荒漠的更替，出现了东南潮湿、西北干旱的基本格局，都与青藏高原隆起密切相关。在夏季，高原就像一个深入到大气层中的火炉，使得高原表面上的空气受热上升，同时拉动印度洋的暖湿气流前来补充，由此而带来丰沛的季风降雨。冬季情况正好相反，高原仿佛一个巨大的冰块，将其上的空气冷却下来，并由高原涌向印度洋，这就引来了北方的冷空气频频南下。

研究者进一步指出，喜马拉雅山的存在导致青藏高原东部和南部降雨的增加，并进一步解释了季风为什么这么强，青藏高原邻近地区为什么有的干旱，有的却保持湿润。科学家说：“如果把山体移走，季风也将随之而去”。山体和高原的隆升还加剧了亚洲内陆的干旱化，形成了一望无垠的戈壁和沙漠。同时，干旱化的趋势有利于粉尘向东传输，从而在我国西部形成巨厚的黄土堆积，也就是屹立至今的黄土高原。“黄土高原就像一本书，可以从中读取过去气候变化的历史。”长期从事黄土和全球变化研究的中国地质学家安芷生说，这些粉尘堆积的底部的最早年龄，现在已经确定为800万年前，因而也就提供了一个独立于构造模拟所获取的、反映高原隆升、亚洲季风时间的证据。另外，黄土堆积表明，在360万至260万年之间，盛行的西风环流，以及可能加强的冬季风携带了更多的粉尘。这可能在另外一个角度指示了一个地球大气圈多尘的阶段及其冰期的旋回的加强。研究者们说，尽管其他的因素尚不确定，但是青藏高原的隆升可以导致大气粉尘载荷的增加。作为全球气候系统的重要组成部分，亚洲季风的形成和演化一直备受众多科学家的关注。以我国为主的科学家在这一领域取得的重大突破，在国际上引起强烈反响。

南次大陆撞击亚洲形成的

青藏高原中部伦坡拉盆地发现的苹属化石。中科院植物研究所供图

近6500万年间，亚洲地区最重要的地质事件就是青藏高原的隆升。中科院植物所王宇飞团队与中科院古脊椎所、地球环境所相关团队合作，在研究了古、今温度和纬度差异变化的情况下，利用青藏高原中部伦坡拉盆地（现西藏那曲市域内）发现的、约2400万年前的苹属化石，测出了青藏高原中部当时的“身高”。

依据苹属植物海拔分布上限，科学家确定了当时伦坡拉古湖平面的海拔上限不超过3690米。同时，依托化石同层的花粉组合数据，参考高原地区今天的花粉沉降规律，根据模型测算出古湖的海拔下限约为2990米。与今天当地约4700米的海拔相比较可以得出，2400万年间青藏高原中部“长高”了约1000米至1700米。

结合其他古生物学和沉积学证据，研究人员“还原”了当时伦坡拉古湖周围暖温带针阔混交林的植被和生态系统。结果显示，当时的盆地内受印度季风的影响，水源充足、有湖泊。而同时期在高原北坡的塔里木盆地已经开始干旱化。这表明该时期高原中部的海拔高度已经能够阻断南来的水汽。

重建的2400万年前伦坡拉古湖及其周围的生态景观。中科院植物研究所供图

青藏高原中部伦坡拉盆地发现苹属化石的地层剖面。中科院古脊椎所供图

“青藏高原不是整体性的一起抬升，我们的研究就是想弄清，各板块何时抬升到何高度，当时的生态环境是什么样的。”中科院植物所研究员王宇飞说，2400万年间，随着海拔升高，伦坡拉盆地从湖泊、森林变成如今的高寒草甸。今天，青藏高原仍在缓慢抬升中，解读青藏高原中部的抬升 历史 ，可以为我们认识现在和未来青藏高原的生态环境变化提供参考。

策划：金地、董瑞丰

海报设计：金地