通常认为，岩石圈拆沉、俯冲侵蚀、沉积物俯冲等深部动力学过程是地壳信息破坏的重要机理，而地表过程的影响大多被地质学家所忽略。锆石因其稳定的物理性质，被认为是储藏地壳信息的理想副矿物。碎屑锆石更是广泛应用于地壳演化、古地理与源-汇系统重建、以及古气候变化等地质学各个领域。然而，锆石在地表搬运过程中的稳定性这一基础科学问题，至今未有系统的定量研究。

针对这一基础科学问题，6165金沙总站最新路线（北京）朱弟成教授团队联合国内外合作者，采集了上游的流经冈底斯岩基和喜马拉雅造山带的河道沙，中游的布拉玛普特拉河的河沙，最远端的孟加拉扇中的更新世以来的沉积物（图1）。并对其中的小于60 Ma的碎屑锆石的增生边厚度进行了定量研究。通过纵向分辨率高达0.6μm的深度剖面LA-ICP-MS方法（图2），发现锆石通过数千公里长、以及3000 m海拔落差的搬运，从上游的造山带到中游的布拉玛普特拉河，锆石边部厚度减少了55%（图3）。因此作者推测，经过两个造山-剥蚀-搬运-沉积的周期后，大部分锆石的增生边将会完全被磨掉。

为了从地质历史角度进一步验证这一发现，作者搜集了全球显生宙地层中的碎屑锆石核边年龄数据。所搜集的数据都来自深度剖面LA-ICP-MS方法，其避免了传统LA-ICP-MS方法获取不了较窄边部而造成的统计偏差，并保证跟本次研究方法的一致性。作者利用每100 Myr锆石边部数量与核部数量的比值来反映老锆石通过多期造山循环最终沉积在显生宙地层中的磨蚀情况。在计算过程中，作者利用基于加权引导蒙特卡洛算法的Bootstrap重抽样来计算比值。先对每个测量值的测量误差生成一个基于高斯分布的合成数据集，再针对数千个数据集统一进行10万次的Bootstrap重抽样。相较于忽略测量误差的简单的个数比值，Bootstrap重抽样最大程度的尊重了测量误差，使得所取得的比值在时间域更具代表性和连续性。作者发现了岩浆锆石边部数量与其对应核部数量的比值在超大陆聚合期间会有短暂增加，其主要反映地壳大规模重熔的时限，即大规模地壳重熔发生在地壳加厚驱动的俯冲期一直到碰撞后阶段。这项发现从地质历史角度验证了朱弟成教授提出的堆熔模型（Zhu et al., 2022, 2023; 朱弟成等, 2025）。另外，0.7-0.6 Ga岩浆锆石边与其对应的核部的比值的快速增加反映了新元古代晚期全球大规模的变质作用。破译掉这两种边部生长因素后，作者发现，从3.0 Ga开始，锆石边部与核部数量的比值表现出逐渐增加的趋势（图4）。这说明越老的碎屑锆石，经过的造山循环越多，其边部越难以保存，大多已经被彻底磨蚀掉。全球的数据规律很好的验证了从青藏高原到布拉玛普特拉河的发现。

这项研究提出了一个全新的地壳信息破坏机理，即地表磨蚀作用。基于该发现，作者推测，相当一部分锆石通过多期造山运动驱动的地表磨蚀后，因其粒径太小，已经难以获取或难以被激光定年。因此，除了少部分保存的古老岩浆岩和变质岩外，沉积岩中锆石所蕴含的早期地球的信息，可能大多数已经被搬运过程彻底抹去。

图1 锆石结构示意图、样品位置和研究区概况

图2 基于分辨率高达0.6μm的深度剖面LA-ICP-MS获取的上游、中游和最远端的锆石年龄剖面

图3 锆石边部厚度变化统计直方图。从布拉玛普特拉河到孟加拉扇边部厚度的增加被解释为来自巽他岛弧西段的近源物质供给所致

图4 A, 全球碎屑锆石年龄分布。B，本次研究和搜集所得的全球显生宙沉积岩中碎屑锆石边部年龄与核边年龄差值。边部年龄反映大规模地壳重熔和变质作用时限。C，全球显生宙沉积岩中碎屑锆石核部年龄与边部年龄个数的比值随时间的变化。比值数据经过蒙特卡洛模拟和10万次Bootstrap重抽样获得

6165金沙总站最新路线（北京）朱弟成教授团队中的硕士研究生刘芯萌为第一作者，特任教授刘力为共同第一兼共同通讯作者，朱弟成教授为共同通讯作者，张亮亮副研究员和王青教授为共同作者。国际合作者包括澳大利亚莫纳什大学Peter Cawood教授，美国堪萨斯大学Mike Blum教授以及德克萨斯大学奥斯汀分校Daniel Stockli教授。

本项研究得到国家自然科学基金委创新研究群体项目和重点基金项目（42121002；42330307）、美国国家自然科学基金（2026898）、111项目（B18048）、澳大利亚研究委员会（FL160100168）以及IODP国际大洋发现计划的资助。

上述研究成果发表在地球科学领域国际权威期刊《Geology》上，论文信息：Liu, X.M. (刘芯萌), Liu, L. (刘力), Zhu, D.C. (朱弟成), Cawood, P.A., Blum, M.D., Zhang, L.L. (张亮亮), Wang, Y. (王尧), Lu, Y. (鲁瑶), Wang, Q.（王青）, Chang, Y.X.（常裕鑫），Stockli, D.F., 2025. Erasure of zircon rims by sediment transport after two orogenic cycles. Geology. [IF2024= 4.6]

全文链接: https://doi.org/10.1130/G53821.1

其他相关论文信息：

Zhu, D.C. (朱弟成), Wang, Q. (王青), Weinberg, R.F., Cawood, P.A., Chung, S.L. (钟孙霖), Zheng, Y.F. (郑永飞), Zhao, Z.D. (赵志丹), Hou, Z.Q. (侯增谦), Mo, X.X. (莫宣学), 2022. Interplay between oceanic subduction and continental collision in building continental crust. Nat Commun, 13: 7141, https://doi.org/10.1038/s41467-022-34826-0.

Zhu, D.C. (朱弟成), Wang, Q. (王青), Weinberg, R.F., Cawood, P.A., Zhao, Z. (赵志丹), Hou, Z.Q. (侯增谦) and Mo, X.X. (莫宣学), 2023. Continental crustal growth processes recorded in the Gangdese Batholith, southern Tibet. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 51, pp.155-188, https://doi.org/10.1146/annurev-earth-032320-110452.

朱弟成, 王青, 李世民, 詹琼窑, 刘泽, 谢锦程, 刘力, 张亮亮, 钟辛易, 赵宇轩. 2025. 大陆碰撞带岩浆成因与地壳演化. 中国科学: 地球科学, 55(5): 1398–1423, doi: 10.1360/SSTe-2024-0289.