论地质研究中的因果关系和相关关系——大数据研究的启示

我们对大数据两年多来的研究表明,大数据是一个非常有效的方法。一直以来,人们都是通过因果关系来认识世界的;而大数据不是,大数据是从数据出发,挖掘数据之间的相关关系,从而提升数据的价值。例如在矿床学研究中,人们往往过分关注矿床的成因,关注成矿与岩浆、流体与岩体之间的因果关系。实际上,流体与岩体、矿床与岩浆之间主要不是因果关系而是相关关系。早先的玄武岩构造环境判别图几乎都是按照因果关系的思路设计的,虽然取得了一定的效果但并不完美。我们采用大数据方法对全球全体玄武岩和安山岩的数据进行挖掘,取得了极佳的效果,主要依据的是元素之间的相关关系而非因果关系。多少年来,人们在科学研究的实践活动中习惯于对因果关系的追求。现在,科学的发展要求我们更加重视数据之间的相关关系,从对因果关系的追求转变为对相关关系的追求。实践表明,追求因果关系不可避免人为因素的干扰,而大数据方法挖掘数据之间的相关关系,在很大程度上避免了人为因素的干扰,因此,大数据的结果是真实可靠的。     

造山后脉岩组合与内生成矿作用

造山带大规模花岗质岩浆活动之后往往有一期区域性脉岩产出,被称为岩基后岩墙群。这类脉岩具有近同时形成、宽成分谱系和小体积的特点。根据太行山、燕山、东昆仑山、天山等造山带的观察,这类脉岩可以划分成煌斑岩质、玄武质、闪长质(安山质)、花岗闪长质(英安质)和花岗质(流纹质)等5组。前人大多偏重于研究其中基性部分,因而常常将其与大陆裂解相关基性岩墙群混为一谈。岩石地球化学分析表明,虽然同组脉岩不同样品之间可能存在演化关系,不同脉岩组之间很难相互演化。结合近年来有关岩浆过程速率的研究成果,推测这些脉岩是原生或近原生岩浆固结的产物。这意味着区域地温曲线在不同深度同时穿过所有相应原岩的固相线。基于岩浆起源热体制和区域岩石圈岩石学结构分析,笔者曾经指出,这样的岩浆产生条件要求造山带岩石圈拆沉作用。因此,这类岩墙群的形成是区域构造应力场由挤压向伸展转换阶段的产物,可以用来标定造山过程的结束,因而称其为造山后脉岩组合。进一步对比分析表明,这类脉岩组合分布非常普遍,是地球上业已发现的三类区域性岩墙群之一。尽管如此,基于热传递速率的分析,造山后脉岩组合的形成还应当伴随大规模流体活动。由于深部流体中成矿元素的浓度强烈依赖于压力,新的岩石成因模型意味着造山后脉岩组合与成矿作用相伴生。野外检验表明,可以基于露头观察识别成矿流体的通道和成矿元素大规模堆积的场所。因此,造山后脉岩组合不仅可以用来标定区域造山过程结束的时间,也是区域找矿预测的有效标志。     

鹰峰环斑花岗岩地球化学特征及其构造意义

柴达木北缘鹰峰环斑花岗岩出露于柴达木地块与南祁连地体之间的柴北缘造山带,是我国发现的又一元古宙环斑花岗岩体.初步研究表明,鹰峰环斑花岗岩是具环斑结构和A-型花岗岩特征的典型的元古宙环斑花岗岩体,且属于A1亚型,岩浆组合具双峰式特征.环斑结构主要由几个钾长石斑晶颗粒形成聚斑,中心有一斜长石内核,斑晶表面具不均匀高岭土化,条纹构造明显且有规律,基质由细粒-微粒的石英组成,有明显重结晶及定向构造; 岩石化学组成以高钾为特征,A/ NKC < 1,A/NK > 1,属准铝质; 微量元素组成上富集Ba、U、Th、Ce、Hf、Sm,亏损Sr、Ta、Nb、Zr、Y,Rb/Sr (0.17~0.6)和Rb/Ba (0.03~0.24) 很低,岩石分异演化程度不高; 稀土元素: REE、Ce、Zr含量高,Ga含量高达25×10-6以上,远远高出其他类型花岗岩,但Eu (0.75~4.3) ×10-6轻度亏损,属轻稀土富集型.通过对微量元素和稀土元素的地球化学行为分析,鹰峰环斑花岗岩是发生在板内的一种岩浆作用,是下地壳的麻粒岩受底侵或拆沉作用地幔上涌影响,发生部分熔融,然后经过分异演化形成了碱性的“干”岩浆,并在后碰撞的区域拉伸构造环境下侵位.同时伴随温度的降低,钠质的斜长石从钾长石中出溶,并迁移到钾长石的边沿,形成了具环斑结构的A1型花岗岩.      

河南省花岗岩的含金丰度

本文测定和统计了河南省86个不同成因类型和规模的花岗岩体的含金丰度,其平均含量为1.156×10^-9,低于地壳含金丰度的3-4倍。不同成因类型的花岗岩的含金量不同,以大岩体-小斑岩体-碱性花岗岩的顺序逐渐增高。本文还讨论了不同期次、不同岩相的花岗岩的含金量和岩体含金量与金矿化的关系。     

豫西崤山后河岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

与豫西小秦岭和熊耳山地区相类似,崤山北部也出露一系列中酸性小岩体,但与之相关的成矿作用明显较弱,因此长期未获得应有的关注。崤山北部小岩体的形成时代与区域成岩成矿时代之间的匹配关系对其深部构造演化研究及成矿潜力评价具有重要意义,鉴于此,作者对后河岩体进行了LA—ICP—MS锆石U-Db定年。后河岩体定年样品HH01的岩性为中一细粒黑云母二长花岗岩,30个锆石测点中有27个测点的测定值位于207PB/235U-206Pb/238U一致线上,相应的206Pb/238U年龄介于124～134Ma之间,加权平均年龄为128±1Ma（MSWD=I．02）,属早白垩世。后河岩体是岩石圈拆沉作用的产物,其形成时代处在东秦岭地区广泛而强烈的成岩成矿作用时限内,且显示了Au、Ag、Cu、Mo、W等元素的异常富集,具有较大的内生金属成矿潜力。     

豫西磨沟正长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及Hf同位素

河南省东秦岭地区印支期岩浆活动产物零星出露,豫西外方山纸房—黄庄地区是其产地之一,本文对纸房—黄庄地区出露面积最大的磨沟正长岩岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及Hf同位素测试.磨沟正长岩的锆石206 Pb/238U谐和年龄为245.5 ±8.0Ma(95%置信度,MSWD=2.6),记录了秦岭造山带印支期内早三叠世碱性岩浆活动事件.磨沟正长岩样品的εHf(t)值介于-31.89～-10.59之间,聚集于-31.89～-27.64和-21.02～-10.59两个区间内,二阶段Hf模式年龄(tDM2)为1937～3267Ma,集中于1937～ 2591 Ma和3003 ～ 3267 Ma两个年龄范围内.锆石Hf同位素特征表明磨沟正长岩是幔源碱性岩浆与壳源花岗质岩浆(片麻岩部分熔融)相混合的产物,与磨沟正长岩岩体中出现暗色微粒包体这一地质特征相吻合.磨沟正长岩形成于秦岭造山带的面接触碰撞时期,长期持续的碰撞效应使纸房—黄庄岩石圈厚度在垂向上显著增厚,其重力不稳定性加强,在印支早期发生局部小规模拆沉,与之伴有大规模的深部流体活动,暗示纸房—黄庄地区具有巨大成矿潜力,尤其是与正长岩岩体自身相关的稀有(Rb、Zr)、轻稀土元素及非水溶性钾矿资源.     

河南省秦岭—大别山地区燕山期中酸性小岩体的基本地质特征及成矿专属性

一、地质背景概述区内出露地层主要为前寒武系变质岩系,少部为古生界及中新生界,分布最广的为中上元古界的片岩、片麻岩、大理岩及火山岩、火山碎屑岩。构造复杂,各种构造体系均有形迹。以北北东向的新华夏系,纬向构造和北西向的伏牛—大别弧形构造带为基本构造格架。后者是河南省的主要基岩和岩浆岩出露区,也是河南省有色金属矿产的主要成矿区。各种构造体系的复合,对地层、岩浆活动和矿产的分布具有明显的控制作用。区内岩浆活动极为强烈,各期岩浆岩均有分布。本区集中了全省岩浆岩的绝大部     

东秦岭花岗岩类岩石化学的统计特征

本文采用聚类分析、对应分析等多元统计方法,研究了东秦岭地区发育的73个有代表性的花岗岩类岩体的岩石化学成分。通过其中的600多件标本分析对比,确认四类不同成因系列的花岗岩(分别是S型、I型、A型、M型)有着不同的岩石化学组合特征,根据这些特征着重讨论元素共生组合及岩浆演化规律。通过多方面的岩石化学分析,得出各不同成因类型花岗岩所对应特征元素分别是:S型(SiO_2);I型(K_2O);A型(SiO_2、K_2O、Na_2O);M型(CaO、MgO、FeO)。并且对岩石的碱性程度、氧化还原环境、铝指数、钙指数、钾指数等作了相应的研究,列出了岩石化学成分平均值。     

小秦岭-熊耳山地区金矿硫同位素地球化学特征

小秦岭—熊耳山地区是我国第二大金矿产地,通过对该区金矿硫同位素地球化学特征的分析,可以看出:①不同成因类型的金矿床其总硫同位素组成亦不尽相同,一般石英脉型金矿床总硫同位素组成值应界于-5‰～5‰,证明其具有幔源硫的性质,而蚀变岩型金矿床其总硫同位素组成值则＜-5‰,其原因是由于在成矿过程中物化条件发生变化产生硫同位素分馏作用所引起;②利用剩余热液硫同位素组成发生变化的现象,推断出矿物组成及其晶出的顺序;③利用γ0（摩尔数比值）指示金矿流体的流动方向.金矿床硫同位素的特征变化是研究矿床内在成矿过程中的客观因素,得出的部分结论在找矿实践过程中可加以完善.