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基于机器学习的黑云母成分判别花岗岩成因类型方法研究

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现代地质 2025年

作者：孙玉洁李晓彦张超大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系

黑云母的矿物成分能够反映岩浆的物理化学条件和演化历程。本文对来自I型、S型和A型花岗岩的1455个黑云母的主量元素数据进行了统计分析，结果表明：I型花岗岩的黑云母SiO2、TiO2、MgO和MnO的含量较高，S型花岗岩的黑云母则较为富含Al2O... 详细信息

黑云母的矿物成分能够反映岩浆的物理化学条件和演化历程。本文对来自I型、S型和A型花岗岩的1455个黑云母的主量元素数据进行了统计分析，结果表明：I型花岗岩的黑云母SiO2、TiO2、MgO和MnO的含量较高，S型花岗岩的黑云母则较为富含Al2O3和Na2O，A型花岗岩的黑云母FeOT的含量较高。通过黑云母成分估算表明，I型花岗岩形成于相对高温、低压和高氧逸度环境，而S型花岗岩通常形成于相对高压环境，氧逸度和温度均低于I型花岗岩。I型、S型和A型花岗岩中黑云母的F和Cl含量和富集程度也有明显的区别，其中A型花岗岩中的黑云母F和Cl的含量相对最高。黑云母成分具有判别花岗岩成因类型的巨大潜力，但已有的基于黑云母成分的分类模型仍存在较大不确定性。为了进一步提高黑云母成分对于花岗岩类型的识别可靠程度，本研究对比了基于黑云母离子占位数据应用了PCA、t-SNE、UMAP降维机器学习算法和基于决策树的随机森林（RF）、极端随机树（ERT）、梯度提升决策树（GBDT）、极端梯度提升（XGBoost）、轻量梯度提升（LightGBM）和CatBoost机器学习模型算法，对I型、S型和A型花岗岩成因类型进行了判别。结果显示，PCA、t-SNE、UMAP降维算法的判别准确率较低，而基于决策树的机器学习模型能够以94.5%以上的准确率对花岗岩类型进行判别。其中，***、***3+、***、***和***等5个阳离子占位是影响机器学习模型分类结果的关键预测因子。

关键词：黑云母机器学习 I型花岗岩 S型花岗岩 A型花岗岩

鄂尔多斯盆地中部二叠系油气充注期次分析——以陕西吴起地区山西组-石盒子组为例

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地质通报 2025年

作者：赵凡凡崔军平任战利陶华蒋安东苏世豪宋昊昱郭伟刘小艺西北大学地质学系西北大学大陆动力学国家重点实验室中国石油东方地球物理公司研究院长庆分院

油气成藏时期划分对于揭示油气的赋存规律和指导勘探开发具有重要意义，通过对鄂尔多斯盆地吴起地区山西组-石盒子组的流体包裹体均一温度测定，结合岩石学特征和热演化史的研究方法，确定油气充注时序。镜下观察结果表明研究区山西组-... 详细信息

油气成藏时期划分对于揭示油气的赋存规律和指导勘探开发具有重要意义，通过对鄂尔多斯盆地吴起地区山西组-石盒子组的流体包裹体均一温度测定，结合岩石学特征和热演化史的研究方法，确定油气充注时序。镜下观察结果表明研究区山西组-石盒子组储层流体包裹体，早期包裹体主要分布在石英颗粒微裂隙中及石英加大边，晚期流体包裹体主要分布在方解石胶结物。通过测试得出包裹体均一温度分布连续，早期均一温度峰值主要分布在110～120℃，晚期均一温度峰值主要分布在140～150℃。结合成岩作用与热演化史分析，可得出存在两个主要油气充注期：第一期油气充注为晚三叠—早侏罗世（212～195Ma），储层在早成岩B期，该时期煤系地层热演化达到成熟阶段，此时以溶蚀和交代作用为主；第二期油气充注在晚侏罗—早白垩世（155～130Ma），储层在中成岩A期，成岩作用以钙质胶结物溶蚀作用为主，增加了次生孔隙，达到最高热演化阶段，为主充注期。

关键词：油气成藏均一温度流体包裹体二叠系鄂尔多斯盆地

东海盆地玉泉组—龙井组辫状河沉积特征——以西湖凹陷玉泉地区为例

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天然气地球科学 2025年

作者：俞洁姚兴宗封从军屈红军张磊岗孙萌思陈治强西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室延安大学石油工程与环境学院

河流相砂体作为一种重要的储集层，在油气勘探中占有重要地位。东海盆地西湖凹陷玉泉组—龙井组作为西湖凹陷后续油气勘探的有利层位，现有文献缺乏对玉泉组—龙井组沉积特征和沉积模式的全面研究。综合利用测录井资料、岩心资料和地震... 详细信息

河流相砂体作为一种重要的储集层，在油气勘探中占有重要地位。东海盆地西湖凹陷玉泉组—龙井组作为西湖凹陷后续油气勘探的有利层位，现有文献缺乏对玉泉组—龙井组沉积特征和沉积模式的全面研究。综合利用测录井资料、岩心资料和地震资料，对东海盆地玉泉地区玉泉组—龙井组辫状河沉积体系的沉积特征、沉积序列及沉积演化等进行了深入研究。结果表明：玉泉组—龙井组主要发育砾岩、砂岩、粉砂岩及泥岩，岩石的成分成熟度和结构成熟度都偏低；共识别出7种岩相类型、4种基本测井曲线形态、5种地震相，确定了研究区玉泉组—龙井组为辫状河沉积，发育辫状河道、心滩和泛滥平原3种沉积微相及其典型的岩相组合类型；最终结合古地貌、古气候分析结果认为研究区玉泉组—龙井组为潮湿环境，高能水动力条件下的辫状河沉积模式。研究成果可为西湖凹陷后续在浅层的勘探开发提供参考。

关键词：西湖凹陷玉泉组—龙井组沉积特征岩相组合辫状河

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西北大学大陆动力学国家重点实验室

岩矿测试 2012年第6期31卷 1090-1092页

作者：袁洪林大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系陕西西安710069

1 发展历史西北大学大陆动力学国家重点实验室在地质学系原实验室的基础上于1992年成立，1995年获准批准为陕西省重点实验室，

关键词：国家重点实验室大陆动力学西北大学发展历史地质学陕西省

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利用高压离子色谱仪自动分离纯化地质样品中的锂

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岩矿测试 2025年

作者：杨旖旎汪双双魏小燕李艳广黎卫亮靳梦琪焦鑫大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系中国地质调查局西安地质调查中心中国地质调查局造山带地质研究中心

利用MC-ICP-MS进行Li同位素准确测定的前提是Li与其他元素(特别是Na)的完全分离，以避免同质异位素干扰和基体效应，并且回收率需要接近100%。多位学者对淋洗液种类、树脂种类、树脂粒度、柱管尺寸和树脂体积等进行交叉组合，提出了不... 详细信息

利用MC-ICP-MS进行Li同位素准确测定的前提是Li与其他元素(特别是Na)的完全分离，以避免同质异位素干扰和基体效应，并且回收率需要接近100%。多位学者对淋洗液种类、树脂种类、树脂粒度、柱管尺寸和树脂体积等进行交叉组合，提出了不少传统手工过柱Li同位素分离纯化方法，回收率达100%，但耗时1天或2天不等，流程繁琐。高压离子色谱仪在同位素分离纯化应用中，具有一次分离到位、分离时间短、在线量化分离组分的含量和纯度等优势，已成为同位素分离纯化的新趋势；但高压离子色谱仪同位素分离纯化应用案例报道中缺乏对高压离子色谱仪淋洗过程的系统研究，导致该分离方法应用有限。本文从同位素分离纯化角度，设计了多组条件实验，系统探索了高压离子色谱仪阳离子色谱柱的酸耐受性、载荷能力以及基体效应，并针对Li同位素，获得最佳淋洗条件，从而建立了利用高压离子色谱仪自动分离纯化Li的方法。实验结果表明，CS16阳离子色谱柱对样品溶液的酸度要求高(国家地质标准物质(GBW07333、GBW07103、GBW07159和GBW07180)进行Li分离纯化，Li的回收率达99.3%以上，空白低于传统手工过柱方法，分离纯化的Li量也能满足MC-ICP-MS进行Li同位素分析测试需求。

关键词： Li同位素高压离子色谱仪阳离子色谱柱酸耐受性载荷能力回收率

“双一流”建设背景下交叉学科教学改革研究——以石油微生物课程为例

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高教学刊 2025年第2期 27-30页

作者：吴一飞边紫薇曹炜王银刘茜吴汉宁西北大学食品科学与工程学院西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室

“双一流”战略的总体目标是推动一批高水平大学和学科进入世界一流行列或前列。石油微生物是一门重要的交叉学科课程，该课程教学要求既要满足学生的实际需求，也要适应社会经济的发展，因此需要进行教学方法的改进与创新。该文探讨石... 详细信息

“双一流”战略的总体目标是推动一批高水平大学和学科进入世界一流行列或前列。石油微生物是一门重要的交叉学科课程，该课程教学要求既要满足学生的实际需求，也要适应社会经济的发展，因此需要进行教学方法的改进与创新。该文探讨石油微生物教改的意义、现状和挑战，并提出改革的方法和策略，以培养适应石油行业发展需求的高素质人才。石油微生物课程教学方式不仅满足学生的应用性需求，而且提高学生的实验操作和研究能力，同时也对创新型人才培养具有重要意义，真正做到产学研相结合。

关键词：石油微生物双一流教育改革课程设置产学研结合

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射齿目：寒武纪海洋顶级掠食者演化探秘

自然杂志 2025年

作者：吴雨傅东静张兴亮西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室与早期生命与环境陕西省重点实验室

射齿目，通常被称为奇虾，是一类繁盛于寒武纪时期的较为原始的节肢动物，同时也是当时海洋生态系统中的顶级掠食者，它们对认识节肢动物的起源演化以及理解早期地球生态系统都至关重要。文章从研究历史、谱系演化、生长发育、生物古地... 详细信息

射齿目，通常被称为奇虾，是一类繁盛于寒武纪时期的较为原始的节肢动物，同时也是当时海洋生态系统中的顶级掠食者，它们对认识节肢动物的起源演化以及理解早期地球生态系统都至关重要。文章从研究历史、谱系演化、生长发育、生物古地理和宏演化等方面简要综述了射齿目的研究现状和问题展望。

关键词：射齿目节肢动物寒武纪形态功能生物古地理演化辐射

新疆南天山榆树沟含石榴夕线石泥质麻粒岩的超高温变质作用及其构造意义

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岩石学报 2025年第1期41卷 215-236页

作者：荆彦清仝来喜刘兆李超大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069

天山造山带是中亚造山带的重要组成部分,新疆南天山造山带出露有橄榄岩-麻粒岩地体,其北部榆树沟地区麻粒岩超高温变质作用的确定及P-T-t轨迹的建立为南天山造山带增生造山过程的研究提供了重要依据。本文主要以榆树沟地区3个含石榴夕... 详细信息

天山造山带是中亚造山带的重要组成部分,新疆南天山造山带出露有橄榄岩-麻粒岩地体,其北部榆树沟地区麻粒岩超高温变质作用的确定及P-T-t轨迹的建立为南天山造山带增生造山过程的研究提供了重要依据。本文主要以榆树沟地区3个含石榴夕线石泥质麻粒岩为研究对象,在详细岩相学研究的基础上进行了温压计算、相平衡模拟及锆石U-Pb年龄分析。结果显示其普遍保留了4个阶段的矿物组合:(1)峰前阶段(M1)主要是石榴子石核部与核部包裹体矿物Grt1+Bt1+Pl1+Ilm1+Rt1+Qz1±Ksp1;(2)峰期阶段(M2)由石榴子石幔部和基质矿物核部组成,Grt2+Sil2+Ksp2+Pl2+Ilm2+Rt2+Qz2+Liq2,其温压条件为910~973℃和0.90~1.09GPa;(3)高压麻粒岩相阶段(M3)主要是石榴子石内边部和边部包裹体及基质中矿物的边部,Grt3+Bt3+Sil3+Ksp3+Pl3+Ilm3+Rt3+Qz3+Liq3,其温压结果为845~869℃和1.01~1.14GPa;(4)角闪岩相退变质阶段(M4)以石榴子石的外边部及围绕石榴子石的矿物为代表,Grt4+Bt4+Sil4+Ksp4+Pl4+Ilm4+Qz4±Rt4,其温压条件为701~737℃和0.7~0.8GPa。温压结果指示泥质麻粒岩记录了一条逆时针P-T轨迹。锆石U-Pb年龄分析结果指示原岩沉积是在427Ma之后,超高温变质作用发生在397~409Ma,压力峰期变质作用年龄范围为381~395Ma,退变质年龄结果为355~387Ma。超高温变质作用的热源可能是泥盆纪弧岩浆侵入,随后麻粒岩及与之接触的橄榄岩被俯冲板片捕获并经历了高压变质作用,后期受挤压折返发生了退变质降压冷却。

关键词：泥质麻粒岩超高温变质作用 P-T轨迹榆树沟南天山

陆缘弧岩浆寂静期花岗质岩浆成因:以青藏高原东南缘腾冲地块晚白垩世花岗岩为例

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岩石学报 2025年第1期41卷 91-111页

作者：赵少伟方肖雨文泰赖绍聪裴先治李佐臣长安大学地球科学与资源学院西安710054 大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069

陆缘弧岩浆活动常具有幕式特征,展现出弧岩浆爆发和寂静交替的现象。虽然对其律动特征广泛研究,但目前对于岩浆寂静期的岩浆成因机制了解较少。本文通过对比新特提斯洋俯冲相关的陆缘弧岩浆分布特征,以新特提斯洋俯冲过程中陆源弧岩浆... 详细信息

陆缘弧岩浆活动常具有幕式特征,展现出弧岩浆爆发和寂静交替的现象。虽然对其律动特征广泛研究,但目前对于岩浆寂静期的岩浆成因机制了解较少。本文通过对比新特提斯洋俯冲相关的陆缘弧岩浆分布特征,以新特提斯洋俯冲过程中陆源弧岩浆寂静期的腾冲地块晚白垩世花岗质岩石为研究对象,探讨其形成过程,为寂静期岩浆的成因动力学机制提供重要约束。腾冲地块户撒地区二长花岗岩锆石U-Pb年龄为73Ma,形成于新特提斯洋俯冲陆缘弧晚白垩世(85~65Ma)的岩浆寂静期,为准铝质-弱过铝质和钙碱质花岗岩,具有富集的Nd-Hf同位素,其源岩为高黎贡山群正变质片麻岩。通过区域对比,晚白垩世(85~65Ma)新特提斯洋低角度俯冲相关的陆源弧应为挤压环境,腾冲地块同期花岗岩类应形成于加厚地壳背景下。通过与爆发期(55~50Ma)岩石组合、地化特征、锆饱和温度和斜长石环带特征的对比,本文认为腾冲地块晚白垩世花岗岩类是加厚地壳长期热积累诱发的下地壳片麻岩部分熔融的结果。因此,在幔源岩浆低通量的陆缘弧寂静期,通过加厚地壳长期热积累可以在陆缘弧局部形成长英质岩浆。

关键词：岩浆寂静期腾冲地块晚白垩世花岗岩

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