本阶段发生于新近纪至更新世(23.3~1.5Ma),为两个弧形构造控制下的断块造山阶段,形成现今地貌基本轮廓,高原地壳运动以断块差异性隆升转变为整体快速隆升为特征。
中新世初,印度地块向北的推挤又重新活动起来,高原地壳从松驰拉张状态,转为陆内造山挤压状态。
约22Ma时,高原南缘的主中央断裂带(MCT)开始活动。11Ma时,印度地块向北的俯冲推挤带南移至主边界大断裂(MBT),这两条俯冲带在青藏高原内部造成强烈南北向挤压,它们使高、低喜马拉雅逐渐隆起并入高原;它引发了高喜马拉雅带北缘藏南拆离带(STDS)和南倾的大反向逆断层的产生,由此而生的北喜马拉雅断块的翘板式翘起形成的藏南谷地,南北向陆内挤压引起北倾的冈底斯逆冲断裂向南推覆,班公湖-怒江断裂作扇状冲断运动,致使夹于其间的冈底斯断块隆起,并开始发育南北向地堑式断陷盆地;印度地块的推挤应力,可能传导到更北地域,昆仑以北的库木库里盆地和柴达木盆地的基底可能因此而向南俯冲,不仅引起盆地于渐新世-中新世强烈沉陷,而且导致藏北钙碱性-碱性火山岩带的发育及羌塘地块的南北向引张作用,这也是该地块新近纪古湖泊异常发育的重要原因之一。印度地块向北的推挤,在高原西构造结的阿萨姆“犄角”尤其强烈。这一北东向硬块向高原楔入,使受北东向宽断裂带控制的高原北东向成湖带进一步拉开,成湖带因此于中新世-上新世全面打开,新近纪古湖泊突破了东经90°藏中南北带的制约而呈全带性发育。
上新世以来(5.2~1.5Ma),高原发展进入一个新阶段。中新世挤压造成的地壳缩短、加厚,到上新世逐渐减弱,地壳进入以均衡调整为主、南北向挤压为辅的阶段,导致周边地块全面向高原内部俯冲,形成围绕高原的粗碎屑山前磨拉石建造。如西昆仑山前的阿图什组(N2)和西域组(Qp1)、祁连山前的疏勒河组(N2)和玉门组(Qp1)、喜马拉雅山前的上西瓦利克群(N2Qp2),标志着青藏高原地壳发生整体快速隆升,伴随着东西向同造山伸展作用的广泛发育,地壳发生大规模走滑和羌塘地块的向东挤出,同时发生差异性隆升及周缘翘起。喜马拉雅山的翘起致使高喜马拉雅结晶岩系露出地表,藏南拆离系的发育引起藏南谷地大幅沉陷,发育一连串上新世-早更新世湖盆,如札达盆地、沃马盆地等。
青藏高原中新世中期(14Ma)以来,南北向脉动挤压导致地壳东西向同造山伸展和断块向东挤出。在冈底斯断块上发育一系列近南北向断陷盆地,在羌塘断块上发育“X”形剪切网引张型复杂断陷盆地,拉开了第四纪古湖发育的序幕,晚更新世形成了一系列巨型东西向古大湖。
第四纪以来,青藏高原处于陆内汇聚造山后期,地壳运动以重力均衡调整和南北向脉动式挤压交替发生为特点。均衡调整使高原发生整体快速隆升,脉动挤压造成总体隆升背景上的断块差异性升隆。后者造成高原东高西低、南高北低相间的地貌景观。东高西低的局面与印度板块东犄角先期“楔入”和拉萨-西宁断裂带的“转换轴”作用直接相关。南北高低相间的局面主要受控于东西向断块的差异性升降,造成喜马拉雅-冈底斯断块相对抬升、羌塘断块相对下降、可可西里-巴颜喀拉断块相对抬升、柴达木断块相对下降、祁连山断块又相对抬升的波浪状构造地貌景观,造就了青藏高原第四纪古大湖发育的构造地形条件。