吴超, 陈华勇等-CG：机器学习揭秘埃达克质岩浆与斑岩铜矿床的科学联系

日期： 2024-12-12

浏览次数: 255

来源：中国科学院广州地球化学研究所

埃达克岩，最初以阿留申岛新生代中酸性岩浆岩命名，以其独特的地球化学特征——高SiO2、Al2O3、Sr含量和低Y、低重稀土元素以及高Sr/Y比值而闻名。显生宙的埃达克质岩，泛指与原始埃达克岩具有一致地球化学特征的岩石，它们与太古宙的奥长花岗岩-英云闪长岩-花岗岩（TTG）岩套相似，被认为是解开地壳起源之谜的关键。此外，作为全球铜金属资源的主要来源，斑岩型铜矿中许多成矿斑岩体展现出埃达克岩特征，但其背后的形成机制尚未完全明晰。因此，研究埃达克质岩与大型斑岩铜矿床之间的联系具有重要的科学意义。

广州地球化学研究所吴超副研究员在陈华勇研究员指导下，与中国地质大学（武汉）的陈国雄教授合作，从已发表的文献中汇编了约7000条显生宙埃达克质岩和斑岩铜矿床成矿斑岩的全岩地球化学数据。利用主成分分析（PCA）和t-分布随机邻域嵌入（t-SNE）技术，研究揭示了成熟地壳和新生地壳中埃达克质岩的元素差异，以及它们与斑岩铜钼矿床和斑岩铜金矿床的内在联系。此外，极端梯度提升（XGBoost）和支持向量机（SVM）分析被应用于原始数据集和PCA数据集，以区分不同地质背景下的埃达克质岩和与斑岩矿床相关的岩石。以上这些模型显示出高效率和置信度。研究还应用了SHapley Additive exPlanations（SHAP）值来阐明不同构造模型背后的地质意义，包括不同的形成深度和地幔相互作用程度。同时，热图分类（HTC）被用来构建具有显著地质意义的三个分类模型，提供了全面的阈值和判别流程，用以判别埃达克质岩和成矿斑岩。这项研究不仅为地质学界提供了新的研究工具和理论框架，也为矿产资源的勘探和开发提供了新的思路和方法。

研究取得的具体认识包括以下方面：

1）PCA将多维成分数据简化为低维主成分，其中轻稀土和重稀土、FeO、Fe2O3、Th、Rb、V等在新生和成熟地壳中的埃达克质岩中表现出显著差异，这可能是由于下地壳不同部分熔融程度所致。不同地质背景下的埃达克质岩和成矿斑岩在主成分的二元图中展现出不同的分布趋势；

2）研究不仅证实了已有的传统认识，即铜金斑岩与来自新生地壳的埃达克质岩相关，而铜钼斑岩与来自成熟地壳的埃达克质岩相关，还进一步指出了铜金矿床的不同起源——铜金斑岩的形成受地壳成熟度和地幔部分熔融的双重控制，并首次提出了精确地数值以定量约束不同区域、不同构造背景下的埃达克质岩和斑岩行铜矿；

3）成矿斑岩的主要演化分异深度平均值明显浅于埃达克质岩，而且可能存在一些地质过程（例如，堆晶中含铜硫化物的重熔或挥发分气泡携带铜硫化物上升）能够使成矿斑岩的母岩浆比传统地质过程形成的岩浆更富集成矿物质。

项目成果近期发表于国际地学权威期刊《Chemical Geology》，该项研究成果获得了国家自然科学基金(42230810，42472097)、科技部重点研发项目（2022YFC2903301）和广东省重点实验室项目(2023B1212060048)的资助。

论文信息：Wu, C.（吴超）, Chen, Guoxiong（陈国雄）, Chen, H.Y.*（陈华勇） Unraveling the link between worldwide adakite-like rocks and porphyry Cu deposits. Chemical Geology (2024). https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2024.122521

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009254124006016#s0080

上一篇：盐城工学院张勤芳团队:质子导体固体氧化物燃料电池La0.5-xScxSr0.5M下一篇：南华大学从“独居石”中成功提取“肿瘤克星”高纯医用核素

Hot News / 相关推荐

锚定铂纳米颗粒的三维石墨烯–二氧化铈纳米棒气凝胶用于提升催化性能

2026 - 06 - 04

点击次数: 16

来源：X-MOL直接甲醇燃料电池（DMFC）技术的持续发展对高性能、高耐久性贵金属基电催化剂的研发提出了日益严苛的要求。本文通过溶剂热共组装策略，合理设计并合成了由二氧化铈纳米棒与石墨烯构成的三维（3D）交联纳米结构复合催化剂（CeO2 NRs-G）。超细铂纳米颗粒被均匀锚定于该分级多孔骨架上，形成Pt/CeO2 NRs-G催化剂。该3D纳米结构兼具石墨烯的高导电性与多孔网络结构，可有效促进物质与...

纳米氧化铈的导电性与结构与其催化性能的关系

2026 - 06 - 03

点击次数: 38

来源：X-MOL相较于其他铜掺杂纳米氧化铈材料，于近室温条件下制备的8% Cu–纳米氧化铈在水煤气变换（WGS）反应中展现出优异的催化性能，但其原因十年来一直不甚明确［Si, R. 等，Catal. Today 2012, 180(1), 68–80.］。为探究该现象，我们对采用相同共沉淀法制备的、含铜量为0–16%的纳米氧化铈晶粒进行了电导率测试，并结合对分布函数（PDF）分析获得的结构信息开展...

构建基于铈的金属有机框架，用于四氢喹啉光催化氧化

2026 - 06 - 03

点击次数: 39

来源：X-MOL绿色光催化氧化材料作为环境和化学工程可持续发展的环保策略，吸引了广泛的研究关注。在这项工作中，在温和条件下，以溶温合成了一种新型二维铈基金属有机框架（Ce-MnTCPP）。该框架由锰卟啉配体 MnTCPP 构建，这是一种锰卟啉配体，由 Mn 2+ 离子与四氢喧啶卟啉（TCPP）及铀离子配位形成，已被证明是选择性氧化四氢喹啉的高效光催化剂。在 395 纳米 LED 照射下，其催化性能...

通过光催化记忆效应与铒掺杂协同作用实现高效CO2转化：铒掺杂BiOCl纳米片

2026 - 06 - 02

点击次数: 60

来源：X-MOL为寻找高效的二氧化碳还原光催化剂，稀土元素掺杂因其独特的电子结构和能级而受到广泛关注，可显著增强光吸收能力和电荷转移效率。本研究采用表面活性剂辅助水热法合成了二维超薄铒（Er）掺杂BiOCl纳米片。Er掺杂不仅抑制了光生载流子的复合，还进一步增强了BiOCl纳米片的光催化记忆效应。Er掺杂与前期可见光辐照诱导的光催化记忆效应之间的协同作用，大幅调控了BiOCl纳米片内部的电子态。实...