青藏高原的地质结构
青藏高原位于中国第一级阶梯，高原面平均海拔4000-5000米。整体上，中国从青藏高原往北和往东地势急剧下降，往北到国境，往东到大兴安岭、太行山、伏牛山、武当山、武陵山一线等广大地区，除少数山地外，地势降到3000米以下，一些盆地高度只有1000米左右，为第二级阶梯。再往东地势更低，形成一些低山丘陵，除沿海山地与台湾山地一些高峰外，海拔多在1500米以下，东部的大平原高度不到200米，向海延伸到浅海大陆架，为第三级阶梯。这种地貌分布特征青藏高原在新生代强烈隆升有关，且每个地貌台阶的边坡常是一些新构造断裂分布位置，许多延绵千里的高大山脉的走向受断裂构造线的控制。
距今8000万前，印度板块继续向北漂移，起了强烈的构造运动。地质学上把这段高原崛起的构造运动称为喜马拉雅运动。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，高原抬升速度更快，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”。
在青藏高原，水和风的共同作用形成了巨厚的沉积地层。据成都理工大学地质调查研究院提交的1：25万温泉兵站幅地质报告，古生代出露的沉积地层厚度为6969米，中生代出露的沉积地层厚度为5353米，新生代出露的沉积地层厚度为2197米，合计厚度为14519米。由于覆盖等原因，各地质剖面是在不同的地点测的。沉积地层岩性主要为碎屑岩和灰岩。巨厚的沉积地层是青藏高原隆起的物质基础。
当代青藏高原中部以风化为主，而边缘仍在不断上升。青藏高原外围经常发生强烈地震。这个高原在印度洋板块于五千万年前开始推挤欧亚板块，沉积作用形成了巨厚的欧亚大陆，在由北向赤道方向作用力和由东向西作用力的共同作用下隆起，喜马拉雅山脉就是在这个强大的推力之下形成。这座山脉在不稳定的结构地形推挤下，仍在往上升。每年大约上升一厘米左右。 青藏高原是地球上海拔最高、面积最大、年代最新、并仍在隆升的一个高原。它夹持于塔里木地台、中朝地台、扬子地台和印度地台之间，呈纺锤状。内部有一系列不同演化历史和不同源地的陆块、褶皱带相间排列，反映了特提斯（见特提斯地质）的复杂演化历史。统一高原的出现是新生代以来印度板块与欧亚大陆碰撞（见大陆碰撞）的结果。
青藏高原由北向南包括祁连－柴达木、昆仑、巴颜喀拉、羌塘－昌都、冈底斯和喜马拉雅等6个构造带，各构造带之间为蛇绿混杂岩所代表的缝合带隔开。大致以龙木错－金沙江缝合带为界，北面的祁连－柴达木，昆仑、巴颜喀拉构造带等，属于欧亚古陆南缘的构造带，在早中元古代结晶基底上，发育了早古生代优地槽，加里东运动使地槽回返，形成褶皱基底，晚古生代转化为稳定的盖层。其中石炭－二叠纪出现含煤建造，暖水动物群和华夏植物群繁盛。南面的冈底斯、喜马拉雅构造带，在中晚元古代结晶基底上整合递变，从早古生代开始发育了地台盖层，海相沉积一直延续到始新世，其中晚石炭世－早二叠世广泛发育了冈瓦纳相冰海杂砾岩和冷水型生物群，是冈瓦纳古陆北缘的微陆块。
由于这6个构造带最新海相地层层位和作为各构造带分界的缝合带，明显地从北向南依次变新，表明青藏高原是由欧亚大陆不断向南增生，冈瓦纳古陆北缘微陆块不断解体、北移、拼贴到欧亚大陆南缘而产生的。始新世青藏高原结束了洋壳演化和洋壳向欧亚大陆俯冲（见俯冲作用）的历史。由于印度洋不断扩张，已拼合的印度板块与欧亚大陆之间发生大陆岩石圈俯冲。在俯冲带地壳缩短，分层变形、分层加厚。经历了构造抬升和均衡隆升的阶段，在晚新生代青藏高原出现。青藏高原的形成主要是中更新世以来近200万年地壳隆升的结果，并且这一隆升过程至今尚未结束。青藏高原中若干条反映不同时期洋壳的蛇绿岩带，揭示了冈瓦纳古陆不断解体，向北漂移，与欧亚古陆碰撞、拼合，欧亚古陆不断增生的历史。主要蛇绿岩带和混杂堆积带如下：
北祁连蛇绿岩带位于祁连中央隆起带北侧，沿玉门、肃南、祁连、门源一带出露了一套蛇绿岩，包括蛇纹石化橄榄岩、辉橄岩和纯橄岩；辉长岩、辉长辉绿岩；中基性海底喷发岩，主要为细碧岩、角斑岩，具枕状构造；放射虫硅质岩夹复理石砂板岩。呈北西－北西西向延伸600-700千米。带内发育有蓝闪石片岩，常出现在超镁铁岩上下盘，主要有绿帘石蓝闪片岩、石榴石蓝闪片岩和石英白云母蓝闪片岩3种组合类型，蓝闪石结晶粗大。大量生物化石 证明，本带包括震旦纪晚期、寒武纪和奥陶纪早期3期古蛇绿岩，它们的岩石组合大体相似。蛇绿岩的地球化学特征和放射虫硅质岩的存在，说明古北祁连洋盆处于洋中脊环境。
昆仑蛇绿岩带沿西大滩－修沟－玛沁断裂带残留了华力西末期的洋壳残体。蛇绿岩已失序，西段未见重要露头，东段花石峡、玛沁、玛曲一带，发现了百余个超镁铁岩体，属蛇绿岩套。与蛇绿岩伴生的构造混杂岩和泥砾混杂岩的基质是早三叠世复理石，夹有大量二叠纪石灰岩和含煤碎屑岩等外来块体。
龙木错－金沙江缝合带总体呈北西西向展布，东段向南偏转，主要表现为右行走滑断裂，有地震活动。在其西段锡金乌兰湖、大鹏湖、玛尔盖茶卡一带，发现了一套混杂堆积，在三叠纪砂板岩中，夹有大量二叠纪灰岩岩块和镁铁、超镁铁岩块；在中段胜利湖、若拉岗、狮头山一带，构造混杂堆积和蛇绿混杂堆积十分发育；东段金沙江混杂堆积带宽40公里，南北向展布，分东西两个带。西带为蛇绿混杂岩，在蛇纹岩基质中包卷了大量二叠纪放射虫硅质岩、石灰岩、细碧角斑岩岩块。东带为野复理石，中三叠统砂板岩中含有大量泥盆纪、石炭纪和二叠纪灰岩岩块。金沙江缝合带闭合于印支运动。
班公错－怒江蛇绿岩带曾为古特提斯南域的一个深海盆，保存了一套完整的洋岛环境的蛇绿岩组合，许多地方可以看到完整的洋壳序列。包括超镁铁岩、堆晶辉长岩、粒玄岩岩墙、枕状玄武岩、球颗玄武岩和放射虫硅质岩。放射虫为三叠纪－侏罗纪生物组合。上侏罗统－下白垩统浅海相碎屑岩不整合覆盖其上，其间往往发育有超镁铁岩古风化壳。
雅鲁藏布江蛇绿岩带沿印度河－雅鲁藏布江蛇绿岩断续出露，长达1700千米，南北宽10-50千米。多处可以看到完整的洋壳序列。包括地幔超镁铁岩、堆晶辉长岩、辉长岩、枕状拉斑玄武岩、辉绿岩席状岩墙（床）群，上覆灰绿色、紫红色放射虫硅质岩。由于板块俯冲，与蛇绿岩相伴，发育了泥砾混杂岩和蛇绿混杂岩。泥砾混杂岩常在蛇绿岩南侧，从三叠纪末到白垩纪，形成许多构造混杂岩块。晚白垩世泥砾混杂岩，其基质为杂色硅泥质类复理石，含二叠纪石灰岩、玄武岩，三叠纪砂板岩、侏罗纪砂岩、灰岩和早白垩世硅质岩岩块。蛇绿混杂岩往往在蛇绿岩带北侧，在蛇纹岩基质中混入了三叠纪砂岩、白垩纪放射虫硅质岩、辉长岩、火山岩岩块。日喀则蛇绿岩底盘发育了动力变质的角闪石石榴石片岩，其同位素年龄为0.81亿年，是蛇绿岩仰冲侵位形成的。 青藏高原被若干条板块缝合带分为7个地层区。
祁连地层区主体由中下元古界结晶片岩组成的结晶基底和由下古生界变质基性、中基性火山岩夹变质碎屑岩组成的褶皱基底构成，上泥盆统红色磨拉石不整合其上。上古生界为浅海相地台型沉积盖层，二叠系为上叠内陆盆地碎屑堆积。
柴达木地层区柴达木盆地被厚达6000-7000米的新生代碎屑岩所覆盖，前第三纪地层仅在盆地边缘零星出露。基底岩系包括中下元古界结晶片岩和下古生界巨厚的中酸性火山－沉积变质绿片岩系。在盆地东北欧龙布鲁克山发现一套从震旦系到奥陶系的浅海碳酸盐岩夹碎屑岩系，组成稳定的地台盖层，不整合在下元古界混合片麻岩上。侏罗系、白垩系为陆相碎屑岩，被分割在盆地边缘的一些中生代盆地内。
昆仑地层区由下中元古界片岩、片麻岩、下古生界绿片岩和上古生界－中生界沉积盖层组成。沿布尔汉布达山出露的一套厚度巨大的变质中酸性火山岩－碎屑岩系，达绿片岩相，紧密褶皱，上泥盆统红色磨拉石不整合其上。石炭系－三叠系为浅海相碳酸盐岩、碎屑岩系，化石丰富。
巴颜喀拉地层区在东昆仑－西秦岭以南，龙门山以西与金沙江之间，以广泛出露三叠系复理石砂板岩为特征，岩性单调，厚度巨大，化石稀少，组成紧密的线型褶皱。古生界及前寒武系仅在其边缘和大断裂带内零星出露。本区可进一步分为3个地层分区：①阿尼马卿地层分区。以中、下三叠统复理石砂板岩为主，夹二叠系碳酸盐岩、中基性火山岩外来块体，组成混杂堆积带。②巴颜喀拉地层分区。巴颜喀拉地层区主体，广泛分布三叠系复理砂板岩，局部夹薄层泥灰岩。东部边缘出露有前震旦纪结晶岩，震旦系－古生代为浅海相沉积盖层。侏罗系、白垩系和老第三系为山间磨拉石。③义敦－中甸地层分区。位于巴颜喀拉地层区西南边缘的金沙江东侧，沿金沙江有古生界出露，呈外来岩块，夹持在蛇绿混杂堆积和中三叠统野复理式碎屑岩中，形成混杂堆积带。
羌塘－昌都地层区介于龙木错－金沙江缝合带与班公错－怒江缝合带之间的广大地区。前寒武系仅在喀喇昆仑和昌都地区零星出露，为结晶片岩。下古生界浅变质岩系，羌塘地区叫阿木刚群，昌都地区叫青泥洞组。上古生界在唐古拉地区为浅海－海陆交互相碳酸盐岩、含煤碎屑岩、含Schwagerinasp.，Fusulinasp.，Brac-hiophods等暖水型动物群和以Gigantopteris为代表的华夏植物群，在青海省称为乌丽煤系和开心岭煤系。在羌塘以西日土地区，石炭－二叠系为冈瓦纳相冰水型杂砾岩，以Eurydesma为代表的冷水型动物群繁盛，称为霍尔巴错岩系。三叠系以上统为主，为陆源碎屑岩、碳酸盐岩。诺利－里阿斯为含煤建造，唐古拉区叫土门坎拉群，昌都地区叫巴贡煤系。侏罗系为浅海－滨海－障壁海红色碎屑岩夹碳酸盐岩，含巨厚的膏盐建造。在唐古拉、昌都等几个陆缘盆地厚达5000米。白垩系、第三系为红色山间磨拉石。
冈底斯地层区介于班公错－怒江缝合带与雅鲁藏布江缝合带之间的广大地区，中上元古界结晶岩系零星出露，叫念青唐古拉群和南迦巴瓦群。采自羊八井的眼球状片麻岩锆石铀铅等时线年龄为12.5亿年。奥陶系－白垩系为浅海台地相碳酸盐岩和碎屑岩。奥陶－志留系为生物灰岩、白云岩、瘤状灰岩、笔石页岩，厚仅数百米，化石丰富，其沉积建造、生物组合与喜马拉雅地区所见十分相似。上石炭－下二叠统为冈瓦纳相冰海杂砾岩，常见的冷水型生物有双壳类Eurydesma动物群和腕足类Ambi-kella-Anidanthusfusuformis动物群，以及冷水型珊瑚Amplexocarnia-Cyathaxonia组合。三叠系为浅变质复理石砂板岩，底部夹基性火山熔岩，出露在本区南、北边缘。侏罗－白垩系为浅海台地碎屑岩夹碳酸盐岩，化石丰富，以菊石和有孔虫为主。上白垩统－渐新统为红色山间磨拉石，沿冈底斯山间盆地堆积了巨厚的中酸性－酸性火山熔岩及凝灰岩。
喜马拉雅地层区中上元古界结晶片岩沿高喜马拉雅出露，称珠穆朗玛群和聂拉木群。采自亚里的黑云斜长片麻岩锆石铀铅等时线年龄为12.5亿年。寒武系－始新统为连续沉积的地台盖层。其中上泥盆统为陆相碎屑岩。上石炭统－下二叠统为冈瓦纳相冰水沉积杂砾岩，含冷水型动物群（Eurydesma，Stenacisma，Neospirifer，Iylvolasma等）及舌羊齿（Glossopteris）植物群。在本区北部，沿康马－拉轨岗日一线，分布着上古生界结晶片岩，围绕一系列花岗岩穹隆出露。三叠系为浅变质复理石砂板岩，厚度巨大，可能是印度板块北缘陆基部位的沉积。 青藏高原的地质历史中岩浆活动频繁，随着板块构造的演化，形成一系列构造岩浆带。祁连构造岩浆带除早古生代有巨厚中基性火山喷溢外，沿中祁连隆起带还发育了两条花岗岩带，以花岗岩、片麻状花岗岩、花岗闪长岩为主，形成巨大岩基。根据侵位关系和同位素年龄，可分为4期。以加里东期（5.14-4.02亿年）为主，有元古宙中酸性小岩株零星出露，华力西期和燕山期中酸性岩主要在南祁连山。多为同熔性花岗岩，少数为改造型花岗岩。
柴达木构造岩浆带岩浆活动主要见于盆地边缘，下古生代堆积了巨厚的中酸性熔岩及其凝灰岩，成为褶皱基底的主体。侏罗纪在个别盆地内有陆相安山岩 喷溢。中酸性侵入岩零星分布，以华力西期（3.28-2.68亿年）为主，其次为燕山期。加里东期侵入岩仅有少量闪长岩类小岩株在盆地北缘出露。
布尔汉布达构造岩浆带除下古生代巨厚的中酸性熔岩及其凝灰岩组成浅变质的纳赤台群主体外，沿布尔汉布达山还有一条南北宽50-100千米，东西延长1300千米的花岗岩带，以花岗岩和花岗闪长岩为主。可分为4期，以华力西期（2.73亿年）为主，形成大岩基。有少量印支期、燕山期和加里东期（3.94-3.98亿年）的小岩株。华力西期花岗岩是晚古生代中期柴达木板块向南俯冲，洋壳消减，在岛弧区形成的同熔性花岗岩，少量为改造型花岗岩。
巴颜喀拉构造岩浆带火山和中酸性深成活动都很微弱，仅有少量印支期和燕山期后造山期改造型小岩株沿断裂带出露。
金沙江构造岩浆带有两条花岗岩带与金沙江蛇绿混杂岩及三叠纪巴塘群中基性火山岩带相伴。西带从江达，过德钦向南，长数百公里，多侵入于古生界，被三叠系不整合覆盖。主要为石英闪长岩和花岗闪长岩，具同熔型特征。东带沿雀儿山向南到义敦，以黑云母花岗岩和二长花岗岩为主，形成于印支期，具改造型特征。
唐古拉构造岩浆带与班公错－怒江蛇绿岩带相伴，在其南侧以花岗闪长岩、黑云母花岗岩为主，形成岩基；在其北侧，以黑云母二长花岗岩为主，呈小岩株，侵入于侏罗系中。
冈底斯构造岩浆带由钙碱性中酸性－酸性侵入杂岩组成巨大岩基，南北宽50-100千米，沿冈底斯山东西绵延千余千米，向西与拉达克花岗岩相连。形成于距今1.1-0.4亿年，以黑云母花岗岩为主，早期有辉石闪长岩、石英闪长岩。与之相伴，早第三纪发育了一系列火山盆地，堆积了巨厚的中酸性－酸性－偏碱性火山熔岩及其凝灰岩，有几个喷发旋回。在一些火山盆地中保存了较完好的火山机构。
拉格岗日构造岩浆带沿喜马拉雅低分水岭，东起康马，向西经拉格岗日，至马拉山，展布着一个穹隆带。穹隆核部为花岗岩，翼部为上古生界、中生界变质地层。由片麻状二云母花岗岩和二云母石英二长岩组成，以康马岩体为典型。岩体为片麻状白云母花岗岩，顶部有侵蚀凹槽和花岗质砾岩，其上为石炭-二叠纪黑云母石榴石片岩，片岩与花岗岩二者片麻理完全一致。康马岩体是西藏花岗岩唯一达到锶均一的岩体，初始值Sri=0.7140±0.001，全岩Rb-Sr法等时线年龄为4.84、4.86亿年，反映了岩浆形成的时代；黑云母K-Ar法和V-Pb法年龄为2.66亿年，可能代表岩体与围岩遭受区域变质作用的时期；黑云母K-Ar法年龄0.1-0.2亿年，记载了康马岩体同喜马拉雅其他地质体遭受的最后一次热事件。这与喜马拉雅南坡、距主边界断裂不远处尼泊尔的马拉斯鲁岩体十分相似。后者是一组堇青石花岗岩，Rb-Sr法等时线年龄为4.66-5.11亿年。古生代岩浆活动为冈瓦纳古陆内陆壳中发育的改造型花岗岩。
喜马拉雅构造岩浆带高喜马拉雅有许多浅色花岗岩，呈岩株、岩枝和岩脉沿构造软弱带侵入。以电气石白云母花岗岩、电气石二云母花岗岩为主，形成于距今0.2-0.1亿年，为典型的改造型花岗岩。 在1°×1°布格重力异常图和卫星磁异常图上，青藏高原表现为一个外形呈纺锤状的封闭负异常区，夹持在塔里木地台、扬子地台和印度地台的正异常区之间，形成一个不对称的“重力盆地”。异常边缘陡峭，内部平坦，与地质构造格局和地形轮廓基本一致。航磁异常、布格重力异常等值线和均衡重力异常等值线，主要有两个延展方向：高原中西部近东西向，高原东部呈南北向。地壳厚度与地壳结构在南北方向上的变化大于东西方向。这些特征表明高原地壳深部构造与地壳表层构造一致。高原内部浅源地震断层面解和高原中源地震断层面解，揭示出高原的现今应力场，其主压应力轴多近南北向或北北东向，高原东部边缘近东西向。这说明高原岩石圈存在一个以近南北向水平压应力为主，及与之成正交的张应力为辅的近代构造应力场。高原中西部一系列近东走向的逆冲断裂带、推覆构造带等压性构造和走滑压剪性构造，都是在这种构造应力场的背景下形成的。
青藏高原地壳、上地幔介质在纵向与横向上均呈现出明显的不均一。岩石圈存在着清楚的块－层结构：纵向分层，横向分块。岩石圈厚度约140-170千米，地壳平均厚度70千米左右。地壳厚度在东西方向上较均匀，变化不大，而南北方向上变化较大，在几个主要断裂带上，莫霍面均发生错断。例如，雅鲁藏布江断裂带北侧，莫霍面比南侧抬升了8千米。同周围的地块相比，青藏高原地壳厚度要大一倍。爆炸地震和磁大地电流测深，揭示了高原地壳内部存在两个低速低阻层，它们是地壳内部物质对流、地壳加厚的滑移带和浅源地震的发震带。 据中国地质科学院地质力学研究所研究发现，2002年前，地处藏北腹地的中型湖泊兹格塘错持续萎缩；而在2006年，科学家发现2002年前扎过帐篷的湖岸阶地竟被完全淹没。测量结果表明，短短4年，兹格塘错水位竟然上升了1.8米。自20世纪70年代起湖面就在扩张的纳木错湖，近几年水量增速也明显加快。自2005年，湖面每年“长高”20-30厘米。这些数字的变化并不仅仅体现在科学研究上，它已经严重影响了农牧民的生活。据《科学时报》此前的报道，仅那曲地区中西部的6个县（区），就有10余个湖泊湖面出现明显扩张，近16万亩草场被淹没。
青藏高原气温逐步升高。过去50年中，以每10年0.26℃的速度上升，远远高于全球变暖的平均速度，冬季升温尤为强烈。另外，青藏高原极端低温升高显著，极端高温也在上升。不断上涨的湖面业已淹没部分肥沃的草场，但更令人措手不及的，则是地质灾害的发生。据介绍，中印、中尼交界的藏东南地区，由地震、冰川、泥石流等因素形成了很多诸如易贡错、然乌错和古乡错的堰塞湖。
青藏高原湖水面积扩大，在纳木错湖多年来“多出的水”中，冰川融水占有了较大比重。纳木错湖自20世纪70年代起一直在扩张。近些年来，纳木错流域的冰川消融水量和降水量都在增加，远大于湖泊蒸发水量。这部分水量增量导致了湖面的迅速扩大。虽然大气降水对纳木错湖泊总水量的补给占有绝对地位，但监测发现，冰川加速消融才是纳木错湖面快速扩大的主导作用。
2010年，中国科学院寒区旱区环境与工程研究所研究人员在大量观测试验和分析研究的基础上，初步估算出青藏高原多年冻土区地下冰的总储量达9528立方千米。分析表明，地下冰总储量达9528立方千米。其中，多年冻土上限下1米内地下冰总量为665立方千米，占总储量的7%；上限下1到10米深度段地下冰总量为2650立方千米，占27.8%；上限下10米以下深度段为6213立方千米，占65.2%。
