青藏高原的隆升是联系深部动力学过程与地表多圈层响应的纽带，也是地球系统科学研究的核心领域。近日，中国科学院青藏高原研究所丁林院士领衔的碰撞隆升及影响团队在《国家科学评论》（National Science Review）发表最新成果——《The Raising and Westward Expansion of Central Tibet》。该项研究成果重建了青藏高原东部洛隆盆地的隆升历史和环境变化，为探索高原生长过程及环境影响提供了新的有力证据。
图1 洛隆盆地地质背景图
洛隆盆地位于西藏自治区昌都市洛隆县（图1）。盆地新生代发育一套厚度1300米左右的沉积地层，自下而上分别沉积布许组、美多组、瓦河组，沉积环境经历了从河湖相、湖泊相、河流相的演变。研究团队自2020年至2024年在该地区进行了多次野外地质考察和系统发掘（图2，图3），采集了大量火山灰、古土壤钙结核、湖相灰岩和孢粉样品，以及两千多件各类化石标本，包括植物叶片、花朵、果实、鱼类和昆虫化石等（图4）。其中，植物叶片化石最为丰富，涵盖热带、亚热带和温带的多种植物类型，归属20科24余属，指示该地区当时的生物多样性非常丰富。
图2 洛隆盆地地质图
图3 野外化石采集场景
本项研究综合运用沉积学、火山灰锆石铀铅年代学、植物化石叶相-热晗古高度计、团簇同位素古高度计和孢粉分析等多种方法，定量重建了藏东洛隆盆地的隆升历史和环境变化。火山灰锆石铀铅年代学研究将洛隆盆地的地层限定在5400万年至4300万年前，其中布许组、美多组、瓦河组的沉积时代分别限定在5400万年至4600万年、4400万年至4300万年、4300万年左右。布许组湖相灰岩团簇同位素古高度计重建的结果表明，在5400万年至4600万年前，洛隆盆地海拔高度仅600米；孢粉分析表明该盆地分布着以麻黄属为代表的耐旱灌木，指示干旱沙漠环境。约4400万年前，植物化石叶相-热晗法计算出的古高度显示盆地快速抬升至约2900米；地表隆升导致降雨量显著增加，气候出现明显的干湿季交替。以漆树科、栎属、旱梅属等为代表的植物化石群落表明，4400万年前洛隆盆地的气候转变为相对温暖湿润的亚热带地中海式森林环境，孕育了生物多样性丰富的落叶阔叶混交林。
图4洛隆典型动植物化石图版
中央谷地是印度板块与欧亚板块碰撞后长期存在于冈底斯山脉和中央分水岭山脉之间的低海拔地区。洛隆动植物群的发现表明约4400万年前左右中央谷地沿着班公怒江缝合带，向东延伸至广阔的藏东地区。洛隆盆地是连接中央谷地和藏东横断山脉地区的关键枢纽。古高度重建表明，中央谷地东部隆升早、西部隆升较晚，4400万年前呈现出东高西低的地貌特点。
该文章的通讯作者丁林院士认为，距今6500万年以来，受印度大陆持续向北俯冲作用影响，包括洛隆盆地所在的中央谷地吸收了上千公里的地壳缩短，其东部还发生了约50°的顺时针旋转。高原东部深部岩石圈地幔在变形最剧烈的区域首先发生撕裂并逐步下沉到软流圈中，同时引发软流圈物质上涌和大规模岩浆活动，最终导致地表快速隆升。结合中央谷地内岩浆活动和古高度重建的时空变化规律，推测中央谷地的隆升主要受控于拉萨岩石圈自东向西的拆沉和软流圈上涌（图5）。
图5 拉萨岩石圈拆沉与中央谷地西向隆升过程
该研究受青藏高原地球系统科学卓越创新群体(4258820001)、第二次青藏高原综合科学考察研究(2019QZKK0708)、国家自然科学基金(92355002, 42202243)共同资助。中国科学院青藏高原研究所博士生赵晨圆为第一作者，丁林院士为该文章的通讯作者。
论文信息：Zhao C., Ding L., Xiong Z., Spicer R.A., Cai F., Wang C., Ding W., Li J., Wang H., Yin Z., Xu X., Xie J., Yue Y., Zeng D., Kaveh-Firouz A., 2025. The raising and westward expansion of central Tibet. National Science Review.
