斑巖型成礦系統主要包括銅金（Cu-Au），銅金鉬（Cu-Au-Mo），銅鉬（Cu-Mo）和鉬（Mo）礦床等成礦系列，是一種典型的巖漿熱液礦床類型，代表了大陸地殼中金屬和硫元素的異常富集，近百年來供應了全球近3/4的銅、1/2的鉬和1/5金元素的需求量，以及大量的銀、鋅、錫和鎢等金屬，一直是工業界重點關注的礦床類型。
斑巖型礦床多與中酸性、具斑狀結構的淺成侵入體有時空和成因上的聯系，因而形成不同斑巖成礦系列的機理和斑巖系統就位的控制因素一直是礦床學研究的前沿和熱點領域。目前研究普遍認為，斑巖系統的成礦侵入體源自被交代的軟流圈地幔楔的部分熔融，其產生的玄武巖熔體隨后上升，通過熔融、同化、儲存、均一化等方式與上覆地殼巖石圈相互作用，最終上升到地殼上部就位。在此過程中，巖石圈的屬性和結構是制約礦床形成和就位的重要控制因素。而不斷發展成熟的同位素填圖正是進行大區域尺度巖石圈屬性和結構分析的重要工具，近年來被廣泛應用造山帶分析研究中。
中亞造山帶作為顯生宙最大的增生型造山帶，在地理上從烏拉爾山脈向東延伸至太平洋沿岸，北接西伯利亞克拉通，南臨塔里木和華北克拉通，由古老的微大陸和各種新生的構造單元組成，如島弧、陸緣弧、洋島、海山、蛇綠巖和增生雜巖體等。中亞造山帶已探明三個重要的斑巖型礦化帶，即哈薩克斯坦Cu±Au±Mo、蒙古Cu±Au±Mo和中國東北Cu±Au±Mo及Mo成礦區，因此具有重要的斑巖礦床勘查潛力。
圖1 中亞造山帶構造地質圖（a），Nd同位素地殼模式年齡等值線圖以及斑巖礦床分布緩沖區分析圖（c）
圖2 中亞造山帶及全球斑巖銅礦Nd同位素值和地殼厚度指標的相關性圖（插圖為斑巖銅金和銅鉬礦床的地殼成熟度指標計算結果）
流體與成礦學科組陳華勇研究員指導吳超博士，與西澳大利亞地質調查局的呂勇軍研究員合作，綜合5000套已發表的中酸性火成巖的空間坐標、年代學、地球化學、2000套全巖Nd同位素等資料，深入挖掘大數據中蘊含的信息，定量地指示了地殼屬性和結構對中亞造山帶斑巖銅礦分布的關鍵作用，取得了如下幾點關鍵認識：
1）首次通過Nd同位素填圖方式繪制了中亞造山帶的全域的地殼模式年齡等值線圖，揭示了近500萬平方公里范圍的地殼屬性結構，為帶內的進一步構造屬性厘定和成礦條件分析提供支撐。
2）通過地理信息系統的緩沖區分析，揭示了中亞造山帶內的斑巖礦床主要分布于新生地殼與古老地殼交界處120 km范圍內，這一發現一方面表明外緣島弧而非內緣島弧是斑巖礦床就位的有利構造環境，另一方面為大區域尺度的礦產勘查圈定了遠景區。
3）首次量化了斑巖礦床形成時對應的地殼厚度結構和地殼新生程度之間的負相關性，提出綜合地殼厚度和Nd同位素的成熟度指標，以及相應的計算公式，利用成熟度指標定量化約束了中亞造山帶乃至全球斑巖銅金礦床和銅鉬礦床分異的制約因素。
項目成果近期發表于國際礦床學權威期刊Mineralium Deposita，該項研究成果獲得了國家自然科學基金和中科院戰略性先導科技專項B的資助。論文信息如下：
Wu, C., Chen, H. & Lu, Y. Crustal structure control on porphyry copper systems in accretionary orogens: insights from Nd isotopic mapping in the Central Asian Orogenic Belt. Miner Deposita (2021). https://doi.org/10.1007/s00126-021-01074-z
