新聞動(dòng)態(tài)吳超, 陳華勇等-CG：機(jī)器學(xué)習(xí)揭秘埃達(dá)克質(zhì)巖漿與斑巖銅礦床的科學(xué)聯(lián)系
????埃達(dá)克巖，最初以阿留申島新生代中酸性巖漿巖命名，以其獨(dú)特的地球化學(xué)特征——高SiO2、Al2O3、Sr含量和低Y、低重稀土元素以及高Sr/Y比值而聞名。顯生宙的埃達(dá)克質(zhì)巖，泛指與原始埃達(dá)克巖具有一致地球化學(xué)特征的巖石，它們與太古宙的奧長(zhǎng)花崗巖-英云閃長(zhǎng)巖-花崗巖（TTG）巖套相似，被認(rèn)為是解開(kāi)地殼起源之謎的關(guān)鍵。此外，作為全球銅金屬資源的主要來(lái)源，斑巖型銅礦中許多成礦斑巖體展現(xiàn)出埃達(dá)克巖特征，但其背后的形成機(jī)制尚未完全明晰。因此，研究埃達(dá)克質(zhì)巖與大型斑巖銅礦床之間的聯(lián)系具有重要的科學(xué)意義。
????廣州地球化學(xué)研究所吳超副研究員在陳華勇研究員指導(dǎo)下，與中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）的陳國(guó)雄教授合作，從已發(fā)表的文獻(xiàn)中匯編了約7000條顯生宙埃達(dá)克質(zhì)巖和斑巖銅礦床成礦斑巖的全巖地球化學(xué)數(shù)據(jù)。利用主成分分析（PCA）和t-分布隨機(jī)鄰域嵌入（t-SNE）技術(shù)，研究揭示了成熟地殼和新生地殼中埃達(dá)克質(zhì)巖的元素差異，以及它們與斑巖銅鉬礦床和斑巖銅金礦床的內(nèi)在聯(lián)系。此外，極端梯度提升（XGBoost）和支持向量機(jī)（SVM）分析被應(yīng)用于原始數(shù)據(jù)集和PCA數(shù)據(jù)集，以區(qū)分不同地質(zhì)背景下的埃達(dá)克質(zhì)巖和與斑巖礦床相關(guān)的巖石。以上這些模型顯示出高效率和置信度。研究還應(yīng)用了SHapley Additive exPlanations（SHAP）值來(lái)闡明不同構(gòu)造模型背后的地質(zhì)意義，包括不同的形成深度和地幔相互作用程度。同時(shí)，熱圖分類（HTC）被用來(lái)構(gòu)建具有顯著地質(zhì)意義的三個(gè)分類模型，提供了全面的閾值和判別流程，用以判別埃達(dá)克質(zhì)巖和成礦斑巖。這項(xiàng)研究不僅為地質(zhì)學(xué)界提供了新的研究工具和理論框架，也為礦產(chǎn)資源的勘探和開(kāi)發(fā)提供了新的思路和方法。
????研究取得的具體認(rèn)識(shí)包括以下方面：
????1）PCA將多維成分?jǐn)?shù)據(jù)簡(jiǎn)化為低維主成分，其中輕稀土和重稀土、FeO、Fe2O3、Th、Rb、V等在新生和成熟地殼中的埃達(dá)克質(zhì)巖中表現(xiàn)出顯著差異，這可能是由于下地殼不同部分熔融程度所致。不同地質(zhì)背景下的埃達(dá)克質(zhì)巖和成礦斑巖在主成分的二元圖中展現(xiàn)出不同的分布趨勢(shì)；
????2）研究不僅證實(shí)了已有的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，即銅金斑巖與來(lái)自新生地殼的埃達(dá)克質(zhì)巖相關(guān)，而銅鉬斑巖與來(lái)自成熟地殼的埃達(dá)克質(zhì)巖相關(guān)，還進(jìn)一步指出了銅金礦床的不同起源——銅金斑巖的形成受地殼成熟度和地幔部分熔融的雙重控制，并首次提出了精確地?cái)?shù)值以定量約束不同區(qū)域、不同構(gòu)造背景下的埃達(dá)克質(zhì)巖和斑巖行銅礦；
????3）成礦斑巖的主要演化分異深度平均值明顯淺于埃達(dá)克質(zhì)巖，而且可能存在一些地質(zhì)過(guò)程（例如，堆晶中含銅硫化物的重熔或揮發(fā)分氣泡攜帶銅硫化物上升）能夠使成礦斑巖的母巖漿比傳統(tǒng)地質(zhì)過(guò)程形成的巖漿更富集成礦物質(zhì)。
????項(xiàng)目成果近期發(fā)表于國(guó)際地學(xué)權(quán)威期刊《Chemical Geology》，該項(xiàng)研究成果獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金(42230810，42472097)、科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2022YFC2903301）和廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(2023B1212060048)的資助。
論文信息：Wu, C.（吳超）, Chen, Guoxiong（陳國(guó)雄）, Chen, H.Y.*（陳華勇）?Unraveling the link between worldwide adakite-like rocks and porphyry Cu deposits. Chemical Geology (2024). https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2024.122521
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009254124006016#s0080
圖1 主成分分析結(jié)果
圖2?埃達(dá)克質(zhì)巖與斑巖銅礦形成機(jī)理示意圖
