科学研究

张鹏:青藏高原古海拔演化与剥露历史对斑岩系统矿床时空分布的控制作用【GSA Bulletin,2026】
2026-03-09 阅读:451

斑岩系统矿床(包含斑岩矿床、矽卡岩矿床和浅成低温热液矿床)是全球铜、钼和金等关键金属的重要供给来源之一,因其巨大的规模和经济价值,长期以来一直是找矿勘查的重点。由于大多数斑岩系统通常形成于上地壳浅部(通常为1-6km,平均约2km),矿床形成后的持续构造变形、隆升与剥露可显著改变其保存状态,导致矿床暴露、剥蚀乃至破坏。因此,现今可识别的斑岩系统矿床分布不仅受控于成矿作用本身,也不可避免地受到后期保存条件的影响。然而,既有研究大多聚焦于斑岩矿床成因与岩浆-流体过程,对成矿后构造演化与剥露过程对斑岩系统矿床保存与现今格局的系统性影响关注相对不足。

青藏高原是斑岩系统矿床最重要的产区之一(1),其具备长期、强烈且多阶段的构造变形与岩浆活动历史,因此是研究“成矿-隆升-剥露-保存”耦合过程的理想区域。不同地体在隆升时序、幅度与剥露强度上存在显著差异,导致深部矿床的暴露与保存潜力呈现空间非均一性。然而,尽管过去二十余年围绕高原隆升的时间、持续期与速率提出了大量约束(同位素、化石组合、岩浆岩地球化学等),不同指标之间仍存在较大不一致;更重要的是,相关研究多聚焦古海拔重建或者剥露速率本身,对其与斑岩系统矿床矿化-保存过程的系统耦合讨论仍相对不足。

针对上述问题,中国地质大学(北京)地球科学与资源学院博士生张鹏,在其导师成秋明院士和张振杰副教授的指导下,受国家留学基金委(CSC)的资助赴澳大利亚国立大学与Mark Hoggard研究员展开合作,以收集汇编的青藏高原全岩地球化学、锆石地质年代学和低温热年代学数据集为基础,应用机器学习模型、时间序列分析、空间分析等方法,重建了高原侏罗纪以来不同地体的构造和岩浆演化(2)、古海拔变化(3)及时空剥露格局(4),并进一步探讨了上述过程对斑岩矿床成矿与保存之间的联系。取得的创新认识如下:

1)青藏高原的构造演化与岩浆活动节律(2)与东特提斯体系(始特提斯、古特提斯、新特提斯)洋盆的形成与消亡密切相关。强烈的板块汇聚、俯冲-碰撞转换及岩石圈改造为成矿提供热-物质输入与上地壳通道,是斑岩系统形成的必要前提。

2)拉萨与羌塘地体成矿机制差异与大陆板块俯冲边缘的构造环境及地壳厚度背景相关,并可能指示金属禀赋差异。拉萨南部的斑岩矿化主要形成于地壳增厚阶段,通常与较高古海拔倾向相对应;羌塘地体则更倾向于地壳减薄阶段,表现为较低古海拔倾向;拉萨中北部则呈现两类机制共存(3)。进一步地,地体间矿床类型差异提示:较厚地壳条件可能更有利于斑岩系统获得更充足的铜供给,而相对较薄地壳背景可能更利于金富集。

3)高剥露区域普遍对应较少的斑岩系统矿床,且矿床吨位整体偏小,表明强烈剥蚀不利于矿化系统的长期保存。相对低剥露区域可能仍保存深部未出露矿体,因而在勘查实践中可作为潜在重要靶区优先关注(4)。

 


图1 青藏高原地形、主要地体及斑岩系统矿床分布图

 



图2 侏罗纪以来青藏高原构造活动、岩浆事件与矿床分布的时空对比图。

 



图3 青藏高原古海拔重建结果。(a-c)每 15/20 Ma 时间窗内的区域古海拔汇总,蓝色实线表征古海拔随时间的变化趋势;灰色散点为文献记录的古海拔数据;彩色直方图表示对应时间窗内新形成斑岩矿床的数量。左侧 y 轴的橙色范围表示该区域现今海拔范围。

 


图4 青藏高原剥露厚度的克里金插值结果

  

本项工作还受到国家重点研发计划项目(2023YFC2906402),国家自然科学基金项目(424301114247235842595552 42050103)、中央高校基本科研业务费(2652023001)的联合资助,成果发表在国际权威期刊《Geological Society of America Bulletin》上:Zhang, P.(张鹏), Zhang, Z.*(张振杰), Hoggard, M. J., and Cheng, Q.(成秋明), 2026, Paleoelevation variations and exhumation history of the Tibetan Plateau control spatiotemporal distribution of porphyry system deposits: GSA Bulletin.

全文链接:https://doi.org/10.1130/B38560.1