研究区自然条件恶劣，交通不便，区域地球物理工作程度不高，仅对东经90°以东地区进行了1∶100万重力测量（青海省地球物理勘查队，1991）和1∶50万航磁测量（青海省地质局物探队，1979），但精度和分辨率较低。地质大调查以来在原工作基础上进行了1∶100万区域重力修测，为研究区东部的地壳、上地幔构造研究及矿产资源预测提供了信息。
1.区域重力场特征
布格重力异常是由大地水准面以下的地壳、上地幔物质密度分布不均引起的，其变化趋势和特征与深部构造分区密切相关。由图8-1可看出，高原北部重力梯级带总体特征是在区域负异常的背景下呈倒S形展布，规模巨大，总趋势是北高南低，西起昆仑山脉，沿山脉向东被柴达木盆地将其分为南、北两支，北支沿阿尔金山、祁连山由西向东南拐弯呈弧形与龙门山梯级带相会；南支沿柴达木盆地南缘由西向东经祁漫塔格、博卡雷克塔格、布尔汗布达山，绕过柴达木盆地，在青海南山和阿尼玛卿山地带与北支汇聚后向南延伸。柴达木盆地为（-380～-420）× 10-5m/s2的变化平缓地带，其北部的哈拉湖地区则为（-420～-450）× 10-5m/s2的重力低值区。在昆仑山脉以南，布格重力异常均在-440 × 10-5m/s2以下。其中青藏交界的可可西里和唐古拉山及其以西的藏北地区为一片北西向长千余千米，最宽约400 km，幅值为（-520～-550）× 10-5m/s2的重力低值带，沿班公错-怒江结合带两侧则为（-500～-490）× 10-5m/s2的相对高值带。
图8-1 青藏高原北部布格重力异常图
（据殷秀华等，1979，1∶1400万布格重力异常图修编）
与布格重力异常梯级带相对应的深部地壳厚度陡变带往往是上地幔低密度带，由于地幔对流作用和构造挤压运动的影响，在地表形成褶皱造山隆起带，同时产生深断裂带。如阿尔金造山带整体处于重力异常大梯级带上，走向北东东，由南向北处于上升状态，变化梯度为每千米1 × 10-5m/s2，整个梯级带为一系列深大断裂影响的综合反映；铁克里克断隆带（以下简称铁克里克带）以椭圆状正异常为主体；昆仑山地区异常变化呈东西向展布的三带显示（钱壮志等，2000），中部为一重力高带，位置大体与中昆仑（早古生代中生代岩浆复合带）微陆块（以下简称昆中带）吻合，其两侧分别为重力低值区，三者的分界大体与昆北蛇绿构造混杂岩带和昆中断裂带相当，并于昆中断裂带位置出现明显的重力梯级带，该重力梯级带在香日德南部哈尔汗的北西侧拐向北东，向东经都兰—兴海一带又转向南南东，该段南南东向重力梯度带的东西两侧重力场强度和异常形态亦截然不同，为一条明显的地质构造界线，其位置相当于赛什腾-锡铁山-哇洪山断裂，是昆仑造山带东部边界。
昆中断裂带以北地区相对重力高，变化也较平缓，保持在（-420～-400）× 10-5m/s2之间，但环绕柴达木盆地又出现相对于盆地的重力异常高值带，盆地周边高值带的形成与昆中断裂带和昆北蛇绿构造混杂岩带及柴达木盆地北缘地区大量中基性岩体密切相关，相对周边盆地的低重力与盆地沉降、新生代沉积物的堆积密切相关。
南昆仑晚古生代残余弧带（以下简称昆南带）内，区域重力的总体趋势是呈东西向展布的重力低值区，并表现为断续相连的串珠状负异常区。北部昆中断裂带附近局部呈南凹的弧形重力高值区段，除由万保沟岩群基性火山岩引起外，还有一部分可能与其中发育的岩浆岩有关。在昆南蛇绿构造混杂岩带两侧，区域重力亦有一定差异，但梯级带不明显，可能与该混杂岩带两侧较厚的沉积地层有关。
巴颜喀拉晚古生代-中生代边缘裂陷盆地（以下简称巴颜喀拉带）内，区域重力的总体趋势是以低负异常为突出特征，异常平缓，梯度低，大部分异常呈环形或椭圆形，西部呈椭圆-条带状，在总体低负异常背景上，局部出现小范围低负异常跳跃场，一般与该区发育的燕山-喜马拉雅期含铜斑岩体或火山岩相关。
甜水海-北羌塘中生代微陆块群（以下简称北羌塘），区域重力总体趋势为低负异常，西部梯级带明显，异常等值线十分密集；东部异常相对宽缓，异常形态变化较大。
德格-中甸微陆块（以下简称德格微陆块）和芒康-思茅微陆块（以下简称芒康微陆块）上，重力异常全为负值，区内线性异常总体呈北东东向，重力异常高低相间分布，与区内构造线方向一致，其重力高、低分界多与蛇绿混杂岩带位置一致。
研究区不同地区、不同时代的断裂是长期以来活动的深大断裂带，至今仍具有较强的构造活动性，受这些深部构造控制的大地构造单元又常为金属成矿带的分布区，因而布格重力异常梯级带上的深断裂与内生金属成矿关系非常密切。梯级带转弯处，常见矿床（点）分布。这一特征与研究区成矿区带的划分是一致的。
2.莫霍面深度及岩石圈结构
根据重力场资料分析研究区莫霍面深度，区内自西昆仑向东存在两条地壳厚度陡变带（图8-2）。其一是阿尔金山-祁连山地壳厚度陡变带，是地壳厚度变化的过渡区，一般厚度为48～56 km，最大变化梯度达每千米落差8 km；其二是昆仑-巴颜喀拉地壳厚度陡变带，该带主体处在莫霍面64 km等值线附近，地壳厚度在巴颜喀拉地区为64 km，向北至柴达木盆地南缘都兰—兴海一带骤减至58 km，形成一条北西西向的地壳厚度变异带。柴达木盆地东北部地壳厚度为54 km，为莫霍面隆起区。格尔木—纳赤台一带莫霍面深度为54～64 km，沱沱河地区为66 km，唐古拉山口为68～72 km。
图8-2 青藏高原北部地壳厚度（重力反演）图
（据史志宏等，1979，1∶1400万地壳厚度（重力反演）图修编）
根据地震面波资料反演（吴功建等，1991），青藏高原的岩石圈厚度为90～120 km。利用大地电磁测深结果计算，厚度为120～200 km，并显示南浅北深的趋势，研究区恰处于这一趋势的北部，即为中厚地壳-厚岩石圈地幔区。格尔木-温泉转换波到时差剖面揭示出研究区东部的岩石圈结构具三部分组成的特点：最上部地壳厚20～30 km，具多层自北向南岩片叠置的特征；中部为一地壳内高、低速带呈稀疏交替的区域；下部为下地壳和上地幔以水平的高、低速转换界面相互交替为特征，莫霍面上、下有两条明显的低速带（深60～65 km及75 km），其下出现一系列断续的低速带，组成厚达80 km以上的岩石圈下部结构（许志琴等，1996）。
据温泉-格尔木地震层析剖面结果（姜枚等，1996）显示，从70 km以上的速度结构变化可以明显区分出北羌塘微陆块、松潘-甘孜微陆块、昆仑造山带和柴达木盆地。各微陆块之间速度变化为高速体与低速体相间的结构特征，其中昆仑造山带为高速，柴达木盆地显示为低速，北羌塘微陆块、松潘-甘孜微陆块为高速。值得注意的是格尔木下方，有一陡立向北插的高速体。在100 km之下昆仑造山带两侧速度则表现为南低北高，昆仑造山带低速软流圈埋深较高原南部浅，大约在100～150 km深处，这一结果揭示了东昆仑地区岩石圈的不连续性及岩石圈剪切断层的存在（许志琴等，2001）。芒崖-若羌地震层析资料表明（姜枚，1999），阿尔金造山带各部位的速度有较大差异，阿尔金南缘主断裂产状较陡，为低速带，出现幔源物质；北缘断裂南倾，为高速带，但在深部则为相对的低速体，在深部北缘断裂与南缘断裂相汇，可能是塔里木地块向柴达木地块下插的表现（崔军文，1999）。
3.区域磁场特征
航磁异常所体现的区域构造分带和区域断裂规律与重力异常相似，磁场特征与不同区域大地构造的演化与发展密切相关。
塔里木盆地南部为数条相互平行的北东向正磁异常，异常宽度为60～100 km。其中盆地南缘一系列北东向磁异常带延至盆地与昆仑山的交界处，完全被北西走向的磁异常带所截。
阿尔金地区，航磁异常以负异常为主，正异常呈岛状，分布于红柳泉北、彦达木、英其开萨依山口和阿尔金山前隐伏断裂一带，磁场值变化幅度大，异常呈北东东向展布，与区域构造线方向近于一致，与岩石、地层单位耦合关系较好。
铁克里克带航磁异常显示不明显。
昆仑山地区总体异常强度高，但异常分布显示出较大的不均匀性，在不同的区段异常形态和异常强度都表现出较大的差异。据“青藏高原中西部航磁调查”（中国国土资源航空物探遥感中心，2001），沿昆仑山西段分布着一条强度较大、梯度强烈变化的北西向正磁异常带，异常强度一般为200～300 nT，梯度变化为20～30 nT/km。异常带以塔吐鲁沟阿塔（喀）孜北东方向为界，西北段塔什库尔干地区为以正、负相间的条带正磁异常和负值不大的磁异常为主，而东南段从阿塔（喀）孜经康西瓦至卡拉孔木达坂则为强度较大的北西向线性磁异常带，与昆南蛇绿构造混杂岩带西段构造线方向一致，向北西延伸至区外，向南东止于卡拉孔木达坂。
在东昆仑地区，航磁异常呈近东西向展布的3个异常区段显示（张德全等，2002）。
1）西部异常区（东经93°以西，布伦台一带），呈大面积负异常，正异常以规模小、梯度大、向下延伸小的北西向为主，异常的产出主要受北西向和东西向断裂控制。该地区北西向异常与矿床分布关系密切，昆中断裂带附近分布着雪鞍山等铜矿点，野马泉地区的铁矿则分布在北西向的断裂之间。
2）东部异常区（东经98 °以东，香日德—都兰一带）与西部异常区相似，以规模小、梯度大的北西向和北东向两组交叉的正异常穿插在东西向区域异常带内为特征。该异常主要由近地表的向下延伸较小、规模不大的晚华力西-印支期中酸性侵入岩及不同时期的火山岩引起，而这些岩体或火山岩与热液型、矽卡岩型、块状硫化物型矿床关系密切，区内大多矿床（点）就位于这些磁异常上或其周围，且密集分布。北西向异常带（东西向区域重力梯级带的东部转弯处）对这一地区矿床的形成有明显的控制作用，由都兰向东至赛什塘东的断裂之间的成矿密集区内，航磁异常显示为清晰的北东向串珠状异常带，穿插在北东向和北西向异常带中。
3）中部异常区（东经93°～98°之间）以东西向和北西向异常为主。以昆中断裂为界，其南北两侧重磁场特征截然不同。断裂带附近及其以北，形成明显的重磁异常梯级带。异常形态主要反映了古元古代结晶基底的分布和起伏，而结晶基底的分布和起伏对后期地质构造的发展演化和矿体的形态起重要作用，如五龙沟、大格勒等矿床（点）。五龙沟矿区磁异常走向北西，异常形态明显错断和扭曲，显然受北西和东西两个方向构造的控制；昆中断裂带以南，磁异常总体显示不明显，以宽缓的负异常为主，仅局部出现由隐伏岩体引起的正异常。
另外，各异常区中常见有环形放射状线性异常，而这些异常中又常见有矿床（点）分布（如雪山河、红云鄂博、拖拉沟等），应在以后工作中引起重视。
柴达木盆地，表现为大面积正磁异常，且异常平缓，揭示柴达木盆地为一均匀稳定块体，存在强磁性深变质基底。
在羌塘微陆块磁异常略显平缓的背景上，出现有一系列北东向和北西向的局部磁异常，异常强度为100～200 nT，明显区分于冈底斯北西西向强度大的磁异常带。
德格微陆块和芒康微陆块总体以低缓磁异常为主体。金沙江带为密集线性异常，由正负异常相间组成，一般呈西正、东负分布，其形态与沿金沙江带分布的基性、超基性岩体相关；中咱-中甸晚古生代-中生代微陆块（以下简称中咱-中甸微陆块）为强磁异常变化梯级带，与晚古生代玄武岩及基性岩体相关；苟鲁山克错中生代弧后前陆盆地（以下简称苟鲁山克错带）为平缓磁异常区，具中-新生代盆地沉积特点；澜沧江带线性异常与该带基性火山活动密切相关。
综上所述，地球物理特征的差异，与研究区大地构造的演化、发展密切相关，并显示出一定的规律。航磁异常不仅反映了基底变质岩系的磁性特征，而且在一定程度上也反映了地壳中磁性物质空间分布的不均匀状态，以及深部磁性层的性质与发育程度。布格重力异常特征则从深部岩层的密度差异方面揭示了地壳结构的不均匀性，特别是断裂、褶皱（造山）带，它们多为重力梯级带，深部对应着地壳厚度陡变带以及上地幔剪切波垂向低速带。在这些不同的断裂、褶皱（造山）带上，火山作用和岩浆活动强烈，为金属成矿提供了良好的环境，已知的金属矿床、点均分布在断裂、褶皱（造山）带内，显示“刚性”特征的盆地几乎没有金属成矿作用发生。