运用机器学习与地球化学指纹相结合的方法恢复山西五台–恒山地区直闪岩的原岩OA

恒山–五台地区出露的直闪岩具有特殊的矿物组合(直闪石+石榴子石)和地球化学特征(富Fe、Mg、Al,贫Ca、碱),因受后期变质作用以及构造扰动影响,有关其原岩属性长期存在争议。笔者在详细的野外调查及岩相学观察的基础上,采用机器学习和地球化学指纹相结合的方法对直闪岩进行了系统研究。在机器学习方面,构建了包含太古代玄武岩与泥质岩的地球化学数据库,利用随机森林(Random Forest)算法建立原岩判别模型,并结合Isocon质量平衡分析探讨元素迁移规律,最终确定该直闪岩的原岩。随机森林模型基于不活动元素的判别结果显示,直闪岩样品与太古代玄武岩成因联系密切,其稀土配分模式及较高的Co、Sc含量与太古代玄武岩吻合,显著区别于典型泥质岩。Isocon质量平衡分析揭示岩石经历了约26%的净质量亏损,伴随有Ca、Na等活动组分的强烈淋滤。特别是Zr–Hf的解耦、Th的异常富集以及Zn的离散分布指示了直闪岩在形成过程中经历了沉积过程中的机械分选。锆石U–Pb定年获得了直闪岩中碎屑锆石主要年龄峰集中在~2520 Ma,表明其沉积物源较为单一,主要来源于区内~2.52 Ga的岩浆岩;变质锆石年龄约为1.92 Ga,记录了华北克拉通古元古代拼合事件。因此,笔者推断恒山直闪岩的原岩为富镁铁质的沉积岩,其源于太古代玄武质岩石。该玄武质源区在经历风化作用、沉积作用及其后约1.92 Ga的角闪岩相变质作用形成了现今的直闪岩。