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湘中紫云山花岗岩体中暗色包体的岩石成因：来自锆石U-Pb、Hf-O同位素的制约

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地质通报 2025年

作者：鲁玉龙涂恩搏王鹏彭建堂黄建中李欢刘洋湖南省地质调查所湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院中南大学地球科学与信息物理学院有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室

以往暗色包体和寄主岩石的研究工作已经揭示出壳幔相互作用对花岗质岩浆形成具有重要贡献，但暗色包体与寄主岩石是否为同源岩浆不同演化阶段的产物还需进一步探索。本文以湘中紫云山岩体中暗色包体为研究对象，在岩相学研究的基础上，... 详细信息

以往暗色包体和寄主岩石的研究工作已经揭示出壳幔相互作用对花岗质岩浆形成具有重要贡献，但暗色包体与寄主岩石是否为同源岩浆不同演化阶段的产物还需进一步探索。本文以湘中紫云山岩体中暗色包体为研究对象，在岩相学研究的基础上，对其开展锆石U-Pb同位素年代学和Hf-O同位素组成分析，揭示其岩石成因及其与寄主花岗岩的成因联系。结果显示，紫云山暗色包体的锆石U-Pb年龄为225.1 ± 5.3 Ma，其与寄主花岗岩的年龄（225.2±1.7 Ma ～ 227.0±2.2 Ma）大体一致；暗色包体的εHf（t）值为-6.4 ～ -1.6、δ18O为7.6‰～ 9.9‰，其与寄主花岗岩Hf-O同位素组成基本一致。紫云山暗色包体的两阶段模式年龄(TDM2)在1.35 ～ 1.65 Ga之间，平均为1.51，略大于寄主花岗岩的两阶段模式年龄（1.22 ～1.79Ga，平均为1.36）。结果表明，紫云山岩体形成于碰撞后的构造背景，为底侵的幔源岩浆与下地壳重熔岩浆形成初始岩浆房，早期长英质岩浆和部分富集地幔岩浆上侵后发生混合，形成富含暗色包体的主体花岗岩；晚期为岩浆演化后残余的更为酸性岩浆侵位至主体花岗岩中，并与少量幔源岩浆混合，形成补体花岗岩和少量暗色包体。本文为理解暗色包体与寄主岩石的成因关系提供了新的视角。

关键词：铁镁质暗色包体岩石成因锆石U-Pb年代学 Hf-O同位素湘中

湘中紫云山花岗岩和暗色包体的源区及其地质意义:来自全岩地球化学及Sr-Nd同位素的证据

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岩石学报 2025年第1期41卷 135-150页

作者：鲁玉龙肖荣彭建堂黄建中李欢王鹏冷家豪刘洋湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湘潭411201 湖南省地质调查所长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验长沙410083 中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550002

湘中紫云山花岗质岩体形成于晚三叠世,近年来因其周边众多金属矿床的发现而备受关注。岩体内含有丰富的暗色包体(MMEs),为研究其源区和形成过程提供了一个重要的窗口。本文对紫云山暗色包体进行了全岩主、微量元素分析,并对紫云山花岗... 详细信息

湘中紫云山花岗质岩体形成于晚三叠世,近年来因其周边众多金属矿床的发现而备受关注。岩体内含有丰富的暗色包体(MMEs),为研究其源区和形成过程提供了一个重要的窗口。本文对紫云山暗色包体进行了全岩主、微量元素分析,并对紫云山花岗岩和暗色包体进行了Sr-Nd同位素分析。暗色包体主要为闪长质-花岗闪长质,SiO_(2)含量在55.24%~68.72%(平均为63.758%),K_(2)O含量为1.22%~6.33%(平均值为2.76%),属于钙碱性系列至高钾钙碱性系列岩石。暗色包体的(^(87)Sr/^(86)Sr)i值为0.714943~0.720623,ε_(Nd)(t)值为-9.53~-6.5,t DM2为1.53~1.78 Ga;主体花岗岩的(87 Sr/86 Sr)i值为0.718160~0.724384,ε_(Nd)(t)值为-7.4~-8.2,二阶段模式年龄t DM2为1.60~1.67Ga;补体花岗岩的(87 Sr/86 Sr)i值为0.735888~0.745734,ε_(Nd)(t)值为-10.1~-10.9,二阶段模式年龄t_(DM2)值为1.82~1.89Ga。研究表明:紫云山花岗岩主要来源于变杂砂岩熔融的壳源岩浆,并混合了部分富集幔源岩浆;其中主体花岗岩相较补体花岗岩含有较多的幔源组分,而紫云山暗色包体主要来源于富集地幔。紫云山花岗岩和暗色包体可能是印支期华南板块受周缘板块碰撞挤压后岩石圈伸展减薄,底侵的高温幔源岩浆注入到壳源长英质岩浆房后,两者混合不均的产物。在湘中地区,印支晚期花岗岩与其附近的金(锑)、钨等矿床存在密切的时、空联系,可能具有良好的成矿潜力;该区印支晚期花岗岩的成岩-成矿作用的强度远超传统认识,在找矿过程中需加以重视。

关键词： Sr-Nd同位素岩浆源区成矿效应暗色包体湘中

基于汉南-奎因信息准则的电阻率层析成像径向基神经网络反演

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地球物理学报 2014年第4期57卷 1335-1344页

作者：戴前伟江沸菠董莉中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083

径向基神经网络(RBFNN)具有结构简单、学习速度快、不易陷入局部极小等优点,能够有效地提高电阻率层析成像反演的收敛速度和求解质量.本文针对电阻率层析成像反演的非线性特征,提出了一种基于汉南-奎因信息准则(HQC)的正交最小二乘法(O... 详细信息

径向基神经网络(RBFNN)具有结构简单、学习速度快、不易陷入局部极小等优点,能够有效地提高电阻率层析成像反演的收敛速度和求解质量.本文针对电阻率层析成像反演的非线性特征,提出了一种基于汉南-奎因信息准则(HQC)的正交最小二乘法(OLS)学习算法(HQOLS).该算法通过计算HQC的最优值来自动选择RBFNN的网络结构,避免了传统OLS学习算法中阈值参数的设定,保证了网络的泛化性能.通过比较聚类法、梯度法、OLS和HQOLS等学习算法的反演性能,构建了基于RBFNN的电阻率层析成像反演模型.数值仿真和模型反演的结果表明,该方法实现简单,在准确性上优于BP反演,成像质量优于传统最小二乘法反演.

关键词：电阻率层析成像径向基神经网络非线性反演汉南-奎因信息准则

高温高压下超临界二氧化碳作用对花岗岩力学性质影响的试验研究

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岩土力学 2022年第2期43卷 377-384页

作者：薛卉舒彪陈君洁路伟胡永鹏王益民曾凡黄若宸中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点试验室湖南长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083

为了研究二氧化碳基增强型地热系统核心及邻近区域中超临界二氧化碳(ScCO_(2))作用对岩石力学性能的影响,设计了纯ScCO_(2)与干燥花岗岩作用,ScCO_(2)、水蒸气与干燥花岗岩作用,ScCO_(2)与在水中浸泡了24 h后的花岗岩作用3种试验条件,... 详细信息

为了研究二氧化碳基增强型地热系统核心及邻近区域中超临界二氧化碳(ScCO_(2))作用对岩石力学性能的影响,设计了纯ScCO_(2)与干燥花岗岩作用,ScCO_(2)、水蒸气与干燥花岗岩作用,ScCO_(2)与在水中浸泡了24 h后的花岗岩作用3种试验条件,每种试验条件下均开展了210、240、270℃温度下的试验。对ScCO_(2)作用后的岩样以及一个未经处理的对比样先后开展纵波波速测试以及单轴压缩试验,获得了岩石的纵波波速、单轴抗压强度以及弹性模量。纵波波速试验结果表明,在上述3种试验条件下,花岗岩样的波速会都会发生一定程度的降低。单轴压缩试验结果表明,ScCO_(2)作用后的岩石单轴抗压强度及弹性模量都几乎没有受到影响,但是从破坏模式看,未经处理的岩石以张拉破坏为主,处理后的岩石以剪切破坏为主,并且随着温度的升高剪切破坏越明显。试验结果说明,在不存在水或者仅有微量水存在的情况下,ScCO_(2)的作用对岩石产生轻微损伤,岩样的刚性减弱、塑性增强,导致其纵波波速有少量的下降,但对力学强度的影响可以忽略。由此可见,在CO_(2)-EGS系统的核心及其邻近区域,CO_(2)的作用不会对花岗岩的力学性能产生显著影响。

关键词： CO_(2)增强型地热系统(EGS) 花岗岩高温高压力学性质

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基于改进全变差正则化的GPR多尺度全波形双参数同步反演

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地球物理学报 2020年第12期63卷 4485-4501页

作者：王珣冯德山王向宇中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 有色金属成矿预测教育部重点实验室长沙410083

针对探地雷达(GPR)双参数全波形反演中电导率反演精度差、双参数存在串扰现象、反演计算量大、易陷入局部极值等问题.作者将具有多参数调节功能的L-BFGS算法引入到GPR时间域全波形反演中,它避免了对Hessian矩阵的直接存储与精确求解,减... 详细信息

针对探地雷达(GPR)双参数全波形反演中电导率反演精度差、双参数存在串扰现象、反演计算量大、易陷入局部极值等问题.作者将具有多参数调节功能的L-BFGS算法引入到GPR时间域全波形反演中,它避免了对Hessian矩阵的直接存储与精确求解,减小了存储量和计算量.结合参数调节因子的选取,有效减小了同步反演时介电常数与电导率的串扰影响,在不降低介电常数反演精度的前提下,提高电导率参数的反演精度.通过在反演目标函数中加载改进全变差正则化方法,提高了反演的稳定性,使目标体边缘轮廓更加清晰.首先以简单模型为例,对比了单尺度反演与多尺度串行反演策略的优劣,说明多尺度串行反演有利于逐步搜索全局最优解;而开展参数调节因子的选取实验,说明合适的参数调节因子可以有效改善介质电导率的反演精度;测试了不同正则化的反演效果,表明改进全变差正则化能提高反演稳定性,显著降低模型重构误差.最后,分别对含噪合成数据和实测数据进行了反演测试,说明本文提出的多尺度、双参数反演具有较强的鲁棒性,能提供更丰富的信息约束,重构图像界面清晰、反演效果好.

关键词：探地雷达全波形反演全变差正则化多尺度反演双参数反演

金川铜镍矿床中断裂系统的形成演化及对矿体的控制

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中国有色金属学报 2013年第9期23卷 2574-2583页

作者：曾认宇赖健清毛先成陶斤金中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083

金川铜镍硫化物矿床位于华北板块西南缘的龙首山隆起带内,断裂系统是其主要的控矿因素,在多次构造运动中,形成了纵横交错的断裂,其运动也有多期性,根据目前断裂性质,分为4组,分别为:北西向压性断裂,北西向容纳金川岩体的断裂,北东东向... 详细信息

金川铜镍硫化物矿床位于华北板块西南缘的龙首山隆起带内,断裂系统是其主要的控矿因素,在多次构造运动中,形成了纵横交错的断裂,其运动也有多期性,根据目前断裂性质,分为4组,分别为:北西向压性断裂,北西向容纳金川岩体的断裂,北东东向扭性断裂和北东向张性断裂。其中前两组在岩体侵入前已经存在,为金川岩体提供了成矿通道和成矿空间,而后期被改造;后两组为成矿后断裂,改造了矿床的原始形态。通过微量元素和前人年代学研究,认为其主要形成于中元古代大陆拉张环境下的龙首山裂谷张开初期。成矿前区域处于古陆核边缘的挤压环境,成矿期为被动大陆边缘的拉张裂谷环境,成矿后变为活动大陆边缘的挤压环境。通过恢复其原始产状发现容矿断裂成右列式的雁列形态展布,根据后期改造的特点,推测在Ⅲ矿区与F1断层间、Ⅳ矿区的东南部的第四系覆盖层下,是找矿的有利靶区。

关键词：金川铜镍硫化物矿床矿体原始形态断裂系统矿体改造成矿预测

曲仁盆地北缘铅锌硫化物矿床关键控矿因素及成矿系统

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中国有色金属学报 2013年第9期23卷 2557-2566页

作者：姚翠霞张术根王超中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083

曲仁中生代断陷盆地北缘地区出露上古生界碳酸盐岩建造,其内已发现超大型凡口铅锌矿床,并在凡口矿区西侧见杨柳塘、红珠冲等铅锌矿床、西岗寨、罗村黄铁矿矿床等,东侧见铁屎岭等铁矿点。通过综合分析研究区硫化物矿床地质矿化特征、区... 详细信息

曲仁中生代断陷盆地北缘地区出露上古生界碳酸盐岩建造,其内已发现超大型凡口铅锌矿床,并在凡口矿区西侧见杨柳塘、红珠冲等铅锌矿床、西岗寨、罗村黄铁矿矿床等,东侧见铁屎岭等铁矿点。通过综合分析研究区硫化物矿床地质矿化特征、区域水文地球化学环境和成矿流体驱动、传输和汇聚机制,融合递进成矿论与成矿系统论思想,认为研究区自元古宙主要经历了三大构造演化阶段及多种构造体制的转化,导致了多期构造热事件和岩浆侵入活动发生,为盆地北缘金属元素的大规模富集成矿创造了条件。按成矿时间先后将凡口式铅锌硫化物成矿划分为两个成矿系统,即印支期包括压缩驱动、近东西向褶皱、层间滑动构造、沉积成岩期黄铁矿和地层硫储体、碳酸盐岩含水层等关键控矿因素的黄铁矿热液成矿系统;燕山早期包括热膨胀驱动、NE、NW向断裂构造、基底碎屑岩含水层、壳源重熔型花岗质岩浆、古地热异常等关键控矿因素的铅锌热液成矿系统。凡口式铅锌硫化物矿床是这两个成矿系统在时间和空间上的继承、叠加和改造的结果。

关键词：曲仁盆地北缘铅锌硫化物矿床关键控矿因素成矿系统

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土壤Cd含量实验室与野外DS光谱联合反演

光谱学与光谱分析 2019年第10期39卷 3223-3231页

作者：邹滨涂宇龙姜晓璐陶超周茉熊立伟中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室地球科学与信息物理学院

土壤重金属高光谱遥感建模理论上能够大大降低传统化学分析测定所需成本,正逐步发展为有效探查土壤污染空间分布与开展污染土壤综合防治的关键技术。然而土壤重金属高光谱遥感调查技术目前多局限于稳定可控条件下的实验室光谱模型,野外... 详细信息

土壤重金属高光谱遥感建模理论上能够大大降低传统化学分析测定所需成本,正逐步发展为有效探查土壤污染空间分布与开展污染土壤综合防治的关键技术。然而土壤重金属高光谱遥感调查技术目前多局限于稳定可控条件下的实验室光谱模型,野外诸多因素(光照、湿度、土壤粗糙度等)影响下野外原位光谱模型的有效性已成为困扰该项技术大范围推广亟待突破的关键科学问题。以湖南衡阳市某矿区为例,分别利用ASD地物光谱仪和等离子发射光谱法测定46个土壤样品350~2500nm的实验室光谱和Cd含量,并在土壤取样时同步测量样品野外原位光谱。在运用DS(directstandardization)转换算法处理野外光谱的基础上,融合实验室光谱先验知识,基于主成分逐步回归建模方法开展了土壤Cd含量实验室与野外原位DS光谱联合反演实验,交叉验证了模型的稳定性。同时为深入探究实验室与野外原位DS光谱联合反演模型的有效性,将其与基于实验室光谱、野外原位光谱、野外原位DS光谱、实验室与野外原位光谱联合建立的主成分逐步回归模型开展了对比分析。结果表明:野外原位光谱反演模型精度(R2=0.56)明显低于实验室光谱反演模型(R2=0.64),野外原位DS光谱反演模型与之相比精度有所提升(R2=0.66);在野外原位光谱DS转换校正基础上,联合实验室光谱先验知识的土壤Cd含量反演模型精度最高,R2可达0.72。与此同时,实验室与野外原位DS光谱联合反演模型揭示482,565,979和2206nm波段对研究区土壤Cd含量有较好指示性,此结果与实验室光谱反演模型所识别的特征波段一致,两者物理意义相同。研究结果证实了实验室光谱先验知识以及DS转换算法能够提升野外原位光谱模型的可靠性,可为发展土壤Cd含量野外原位高光谱遥感探测提供重要的提供理论与方法支撑。

关键词：土壤重金属高光谱 DS转换遥感反演

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大地电磁阻抗估计方法对比

中国有色金属学报 2013年第9期23卷 2351-2358页

作者：汤井田张弛肖晓刘祥中南大学地球科学与信息物理学院有色金属成矿预测教育部重点实验室长沙410083

比较了几种大地电磁阻抗估计方法的性能。为了给阻抗估计结果提供对照标准,首先介绍大地电磁模拟数据的生成方法,并从含噪数据中提取典型的噪声时间序列;然后介绍最小二乘估计、M回归估计、有界影响估计和重复中值估计这4种回归方法的... 详细信息

比较了几种大地电磁阻抗估计方法的性能。为了给阻抗估计结果提供对照标准,首先介绍大地电磁模拟数据的生成方法,并从含噪数据中提取典型的噪声时间序列;然后介绍最小二乘估计、M回归估计、有界影响估计和重复中值估计这4种回归方法的基本原理,并用一组标准数据测试了它们的性能;最后采用4种估计方法处理不同程度加噪的模拟数据,与模拟结果进行比较。结果表明:重复中值估计的稳健性最优;当磁道存在噪声时,有界影响估计给出了明显优于M回归估计的结果,也能满足要求。因此,在实测数据处理中,推荐使用重复中值估计方法与有界影响估计方法。

关键词：大地电磁稳健阻抗估计 M回归估计有界影响估计重复中值估计