来自大别山深成侵入岩图像深度迁移学习的可解释性研究

岩石图像识别是以深度学习为代表的感知智能在地质领域的典型应用场景。已有研究显示网络结构简单的深度卷积神经网络能够在岩石图像上取得比复杂网络结构高的分类准确率。这与ImageNet数据集上网络结构越深越好的趋势相悖。如何解释这一现象？深成侵入岩为显晶质,自形—半自形粒状结构,块状构造,其分类的依据是其矿物成分及相对含量。大别山地区岩浆活动广泛,中生代深成侵入岩广泛出露。岩石类型包括超镁铁质岩类、辉长岩类、闪长岩类、正长岩类、二长岩类和花岗岩类,基本覆盖IUGS推荐的深成侵入岩分类方案中的岩石类型。选取大别山地区中生代深成岩图像开展不同网络结构预训练模型迁移学习对比试验,能够专注于深度学习对矿物成分特征的学习解释,降低构造因素的影响。借助局部可理解的模型解释技术和特征图可视化技术,分别从全连接层分类决策区域可视化和卷积隐层可视化两方面对深度学习模型开展可解释性研究。结果表明简单网络结构的卷积神经网络能够提取不同矿物所表现出的颜色特征以及不同矿物组合所表现出的纹理特征。AlexNet模型的削减试验进一步证明：对于岩石图像深度学习,网络结构并不总是越深越好。     

新疆哈密新发现的铷矿床成因：来自矿床地质和地球化学的证据

新疆哈密新发现的张宝山铷矿床是近年东天山地区典型的超大型稀有金属矿床。为研究花岗岩成矿作用、指导东天山地区稀有金属找矿工作,在详实的野外地质调查的基础上,开展了岩相学、矿物学和岩石地球化学研究,揭示矿床成因。地球化学研究表明,岩体高硅、富碱,且Na₂O>K₂O、高F(>2%)、高Rb,∑REE含量介于21.4×10^-6～190.4×10^-6之间,具强烈的负Eu异常特征。稀土元素配分模式具“M”型四分组效应。微量元素以富含Li、Rb、Cs、W、Sn、Nb、Hf、Th、Ga等稀有、稀散元素为特征,为稀有金属矿化提供了物质基础。岩浆演化不同相带中F含量高,且寄主于云母中,F与稀有金属元素形成络合物迁移到岩体中。电子探针分析表明,铷主要以类质同象赋存在造岩矿物钾长石及白云母中,且矿脉中Rb的品位与这2种矿物含量呈正比,含铷岩体先后侵入淡色花岗岩、含天河石花岗岩、天河石花岗岩、含黄玉天河石花岗岩、黄玉钠长石花岗岩、含天河石花岗伟晶岩脉。越演化到晚期,Rb品位越高。综合分析认为,张宝山铷矿经历了多阶...     

岩石地球化学数据挖掘及弱异常识别--以新疆阿舍勒铜矿为例

勘查地球化学找矿工作的重点在于正确解译地球化学数据,以便从冗杂的地质信息中精准提取与成矿有关的异常信息,指导找矿研究。然而,地球化学数据属于成分数据,具有闭合效应,只有对数据进行正确的预处理才能应用多元统计分析方法,还原元素真实的空间分布。本文在阿舍勒铜锌矿区外围南侧区域共收集1009件地表原生晕样品,对样品中的13种微量元素进行测试,并对原始数据、对数及ilr变换后的数据进行EDA分析,对比数据空间分布及内部结构特征。运用(稳健)主成分分析,结合成分数据双标图及第一主成分点位图,解译三类数据指示的元素组合与成矿信息之间的关联。随后运用多重分形滤波技术,对以ilr变换为基础的稳健主成分得分数据分解元素组合异常和背景分布特征。结果表明:①经过对数及ilr变换后的数据相比原始数据空间尺度更均匀,数据近似正态分布;②三类数据双标图表明,仅ilr变换后的数据消除了“闭合效应”,且其第一主成分元素分组揭示了研究区铜矿化与铅锌多金属矿化组合;以对数变换与ilr变换为基础的第一主成分点位图表明,后者主成分得分异常能够较好指示研究区地质找矿信息;③结合研究区地质找矿信息、元素组合异常及背景空间分布特征,最终圈定3个有利找矿靶区。     

青海省都兰县金水口地区水系沉积物地球化学异常特征及找矿前景

为优选青海省都兰县金水口找矿靶区,在了解该区地质特征的基础上开展了1:50 000水系沉积物测量工作。基于原始测量数据,运用区域浓集系数(RCC)等特征参数对Au、As、Sb、Bi、Hg、Co、Cr、Ni、Zn共9种微量元素含量进行统计分析,推断出Zn、Au元素具有较大的成矿潜力。利用统计学软件SPSS25对9种元素进行R型系统聚类分析、相关分析及R型因子分析,共划分F1(Co-Cr-Ni)、F2(Au-Bi-Zn)、F3(As-Sb)、F4(Hg)4组成矿元素组合。采用衬度异常法求出各元素及元素组合异常下限,运用Surfer15软件将元素及元素组合衬度数据编制成异常图,结合区内元素异常特征及成矿地质条件共圈定5个预测找矿靶区。对Ⅰ-1号靶区1号多金属矿化体进行异常查证,拣块样化学分析显示锌、全铁含量均达最低工业品位。对Ⅰ-2号靶区2、3号多金属矿化体进行探槽工程揭露,经取样分析显示部分锰、锌含量已达边界品位,全铁含量接近边界品位,金具备一定成矿潜力,表明金水口地区有较大的锌铁金锰成矿潜力。     

来自大别山深成侵入岩图像深度迁移学习的可解释性研究

岩石图像识别是以深度学习为代表的感知智能在地质领域的典型应用场景。已有研究显示网络结构简单的深度卷积神经网络能够在岩石图像上取得比复杂网络结构高的分类准确率。这与ImageNet数据集上网络结构越深越好的趋势相悖。如何解释这一现象？深成侵入岩为显晶质,自形—半自形粒状结构,块状构造,其分类的依据是其矿物成分及相对含量。大别山地区岩浆活动广泛,中生代深成侵入岩广泛出露。岩石类型包括超镁铁质岩类、辉长岩类、闪长岩类、正长岩类、二长岩类和花岗岩类,基本覆盖IUGS推荐的深成侵入岩分类方案中的岩石类型。选取大别山地区中生代深成岩图像开展不同网络结构预训练模型迁移学习对比试验,能够专注于深度学习对矿物成分特征的学习解释,降低构造因素的影响。借助局部可理解的模型解释技术和特征图可视化技术,分别从全连接层分类决策区域可视化和卷积隐层可视化两方面对深度学习模型开展可解释性研究。结果表明简单网络结构的卷积神经网络能够提取不同矿物所表现出的颜色特征以及不同矿物组合所表现出的纹理特征。AlexNet模型的削减试验进一步证明：对于岩石图像深度学习,网络结构并不总是越深越好。     

西藏隆子姐纳各普金多金属矿区常规土壤热释汞与阶梯升温式热释汞测量对比研究及找矿预测

土壤吸附相态汞测量法是一种有效的寻找深部隐伏矿体、推断隐伏构造的方法。常规Rhg测量法通过测定土壤中各相态汞的总含量,认定其为致矿异常进行找矿预测,忽略了非致矿汞异常的干扰。对此,在研究常规土壤吸附相态汞测量法基础上,提出"阶梯升温式Rhg测量法"。为进一步研究两种方法的差异性,选择在西藏隆子姐纳各普金多金属矿区已知金矿体0线剖面,进行对比实验。通过对0线剖面土壤样品测试分析,确定两种方法最佳测汞时间为150″,最佳释汞上限温度为150℃,200℃,280℃,400℃及650℃。对比两种方法在不同释汞上限温度释汞曲线与0线剖面金矿体对应情况,得出阶梯升温式Rhg测量法优于常规Rhg测量法,并选定阶梯升温式Rhg测量法150℃(Hg0),280℃(HgCl)及650℃(HgSO_4)测汞曲线为区内主要找矿标识。结合测区地质情况和阶梯升温式Rhg测量法对未知区进行找矿预测,圈定了3个有利成矿靶区,为矿区下一步找矿工作提供方向。     

云南龙陵地区苏帕河花岗岩形成时代与地球化学特征:泛非运动的岩浆响应

泛非期中酸性岩浆事件影响的时间和空间是国内外地质学家用来确定冈瓦纳范围的重要依据和重要标志之一,也是泛非运动在青藏高原的重要表现形式,发育于云南龙陵地区的苏帕河花岗岩就是其中的酸性岩之一。产于龙陵-瑞丽断裂(简称龙瑞断裂)南东侧的苏帕河花岗岩,其主体岩性为花岗闪长岩、二长花岗岩,岩体除了发育一系列北东向狭窄的片理化带之外,主体为块状构造,少量具有弱片麻状构造。通过6个未变形的花岗岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,苏帕河花岗岩体侵位时代为527~519Ma,为寒武纪纽芬兰二期的酸性侵入体。通过23个未变形新鲜样品的主微量元素分析测试表明:苏帕河花岗岩体主量元素具有高硅、富碱、富铝的特征,为高钾钙碱性系列过铝质的S型花岗岩;稀土元素总量较高,ΣREE=34.69×10^-6~348.20×10^-6,轻重稀土分异明显,L/H=2.04~33.31,(La/Yb)N=1.31~67.65,具有强烈的负Eu异常,δEu=0.1~0.9;微量元素富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素和Th、Ta、Ce、Hf等高场强元素,明显亏损Sr、Eu、Ti等,主微量元素均显示岩浆经历了分离结晶作用,且发生了斜长石的分异作用。Sr-Nd同位素特征表明,苏帕河花岗岩来源于中晚元古代的地壳部分熔融,并可能存有地幔物质的混入。构造环境判别图解显示出苏帕河花岗岩形成于碰撞构造环境,为泛非运动过程中泛非洲大洋闭合、碰撞的产物。     

青海省石灰沟地区水系沉积物测量地球化学特征及找矿预测

通过在青海省都兰县石灰沟地区开展的1:50 000水系沉积物测量工作，运用元素的变化系数、元素富集离散特征、叠加系数对石灰沟地区水系沉积物测量的10种微量元素进行地球化学统计分析，论述了10种微量元素的成矿潜力，得出Au、Cu、Pb、Zn这4种微量元素具有较大的成矿潜力，并通过相关分析、因子分析确立了测区内元素组合特征，共划分了3组成矿元素组合（Ag-Cu-Pb-Zn，Au-As-Sb，W-Bi-Hg）。通过衬值异常法圈定组合异常显示:研究区组合异常明显，异常套合较好。最后，根据组合衬值异常套合结果，在研究区优选了3处金铜铅锌多金属找矿靶区（A，B，C）。      

干旱荒漠景观区金属微粒迁移机制浅析

干旱荒漠景观区面积辽阔,找矿潜力巨大,受限于常规地球化学勘查方法,被认为是勘查地球化学的难点重点区。本研究简要总结干旱荒漠景观区潜在的金属微粒向上迁移的机制,依据其作用范围分为:潜水面以下的机制,包括地下水作用、压力泵机制、地气流和电化学迁移机制;潜水面以上的机制,包括毛细管作用、植物吸收、气态物质迁移和生物扰动。研究中介绍各迁移机制的作用原理、有效性及其局限性,认为每种机制在特定的环境条件下均能以不同形式运移相关的金属微粒,但由于复杂的地形地貌、漫长的地质演化,任何机制不可能独立单一地存在,彼此间相互协同作用。另外,潜水面以上与包气带有关的机制主要发生在沉积地段的运移覆盖层中,在开展深穿透地球化学(地气类方法、选择性提取方法、植物地球化学方法和地球电化学方法)找矿之前,有必要了解研究区古气候、沉积物性质和地貌演化史,便于合理选择采样层位和采样介质,尽可能发现由金属运移机制引起的综合异常。