一种岩性地球化学分支基因LG11及其构建方法和应用

摘要

本发明中公开了一种岩性地球化学分支基因LG11及其构建方法和在岩性地球化学基因分类LG_CR为11型的地质样品分类上的应用。本发明构建的岩性地球化学分支基因(命名为LG11)，可以基于岩性分支基因的特征相似度对岩性地球化学基因分类LG_CR为11型的地质样品进行进一步的详细分类；相比于地质填图，本发明适用于更广泛的地质样品如岩石、土壤和水系沉积物、湖泊沉积物、河流沉积物等，具有广泛的应用前景，尤其在基岩露头不发育的覆盖区进行填图时，本发明将是一种很好的技术补充；同时本发明在针对11型地质样品溯源时，可大大提高溯源的精度，通过显著缩小溯源区可大大提高工作效率，使地质样品分类在地质样品溯源研究中发挥更好的作用。

权利要求

1.一种岩性地球化学分支基因LG11的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、以Al2O3、Fe2O3、Ti、Mn、Zr、Nb、Th、U、Pb、V、Co，共计11种要素来构建分支岩性地球化学基因LG11；

S2、基于中国岩性地球化学基因分类LG_CR均属11型的岩浆岩元素丰度数据，确定Al2O3、Fe2O3、Ti、Mn、Zr、Nb、Th、U、Pb、V、Co的基因参考值，分别为14.8％、3.5％、2580μg/g、

525μg/g、185μg/g、14.8μg/g、14.4μg/g、2.4μg/g、19μg/g、43μg/g和5.3μg/g；

S3、构建分支岩性地球化学基因LG11的11种要素的排序依次为：V、Zr、Ti、Nb、Al2O3、Th、Mn、U、Fe2O3、Pb、Co。

2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述S2中Fe2O3为TFe2O3。

3.如权利要求1或2所述的构建方法构建得到的岩性地球化学分支基因LG11。

4.一种岩性地球化学分支基因LG11的应用，其特征在于，用于对岩性地球化学基因分类LG_CR为11型的地质样品的分类，分类方法为：计算11型地质样品的基因编码和碱性相似度，根据权利要求3所述的岩性地球化学分支基因LG11，将11型地质样品划分为3个亚型，分别表示为111型、112型和113型；即11型地质样品的岩性基因分类结果LG_CR由三位数字表示，从第一位至第三位分别为岩性基因LG01、LG03和LG11基因的分类结果。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述岩性地球化学基因分类LG_CR为11型的地质样品的基因编码和碱性相似度的计算与母基因LG01和LG03的方法相同。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述碱性相似度为：11型地质样品的LG11基因与基因12020202020的相似度；基于碱性相似度R碱，将11型地质样品划分为3个亚型，即

1型，对应R碱≥80％；2型，对应20％

说明书

一种岩性地球化学分支基因LG11及其构建方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及地质样品的分类技术领域，尤其涉及一种岩性地球化学分支基因LG11及其构建方法和应用。

背景技术

[0002] LG01和LG03岩性地球化学基因可以对地质样品进行分类。目前一般采用两位数字来表达LG01和LG03的分类结果，将LG01的分类结果放置在第一位，将LG03的分类结果放置在第二位，这样地质样品基于岩性基因LG01和LG03理论上可以划分为9种类型，即11、12、13、21、22、23、31、32和33型。这种分类技术可适用岩石、土壤、沉积物等地质样品的分类。

[0003] 然而，基于LG_CR分类11型(类酸性成分)地质样品在自然界广泛存在，经常出现研究区样品大部分为11型的情况。为了对地质样品进行更详细的分类以便在地质样品溯源研究中发挥更好的作用，需要针对11型样品构建新的岩性地球化学分支基因，以便基于岩性分支基因的特征相似度对11型地质样品进一步详细分类。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于解决现有技术中存在的无法对于LG_CR分类11型的地质样品进行进一步详细分类的问题，提供一种岩性地球化学分支基因LG11及其构建方法和应用。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种岩性地球化学分支基因LG11的构建方法，包括以下步骤：

[0006] S1、以Al2O3、Fe2O3、Ti、Mn、Zr、Nb、Th、U、Pb、V、Co，共计11种要素来构建分支岩性地球化学基因LG11；

[0007] S2、基于中国岩性地球化学基因分类LG_CR均属11型的岩浆岩元素丰度数据，确定Al2O3、Fe2O3、Ti、Mn、Zr、Nb、Th、U、Pb、V、Co的基因参考值，分别为14.8％、3.5％、2580μg/g、525μg/g、185μg/g、14.8μg/g、14.4μg/g、2.4μg/g、19μg/g、43μg/g和5.3μg/g；

[0008] S3、构建分支岩性地球化学基因LG11的11种要素的排序依次为：V、Zr、Ti、Nb、Al2O3、Th、Mn、U、Fe2O3、Pb、Co。

[0009] 优选地，所述S2中Fe2O3为TFe2O3。

[0010] 本发明同时提供了上述构建方法构建得到的岩性地球化学分支基因LG11。

[0011] 本发明还提供了一种岩性地球化学分支基因LG11的应用，用于对岩性地球化学基因分类LG_CR为11型的地质样品的分类，分类方法为：计算11型地质样品的基因编码和碱性相似度，根据上述岩性地球化学分支基因LG11，将11型地质样品划分为3个亚型，分别表示为111型、112型和113型；即11型地质样品的岩性基因分类结果LG_CR由三位数字表示，从第一位至第三位分别为岩性基因LG01、LG03和LG11基因的分类结果。

[0012] 优选地，所述岩性地球化学基因分类LG_CR为11型的地质样品的基因编码和碱性相似度的计算与母基因LG01和LG03的方法相同。

[0013] 优选地，所述碱性相似度为：11型地质样品的LG11基因与基因12020202020的相似度；基于碱性相似度R碱，将11型地质样品划分为3个亚型，即1型，对应R碱≥80％；2型，对应20％

[0014] 本发明所具有的有益效果：

[0015] (一)本发明构建了一种新的岩性地球化学分支基因(命名为LG11)，可以基于岩性分支基因的特征相似度对岩性地球化学基因分类LG_CR为11型的地质样品进行进一步的详细分类；相比于地质填图，本发明适用于更广泛的地质样品如岩石、土壤和水系沉积物、湖泊沉积物、河流沉积物等，具有广泛的应用前景，尤其在基岩露头不发育的覆盖区进行填图时，本发明将是一种很好的技术补充。

[0016] (二)本发明构建的岩性地球化学分支基因(命名为LG11)，在针对11型地质样品溯源时，可显著提高溯源的精度，通过显著缩小溯源区可大大提高工作效率，使地质样品分类在地质样品溯源研究中发挥更好的作用。

附图说明

[0017] 图1为本发明实施例3中的中国南岭中南部地区岩性地球化学基因分类结果(LG_CR)与地质简图。

[0018] 图中：1‑第四系河流相沉积物，2‑白垩系砂砾岩、流纹岩，3‑侏罗系泥岩、砂岩，4‑三叠系砂砾岩、泥岩，5‑二叠系石灰岩、砂岩、泥岩，6‑石炭—二叠系白云岩、灰岩、泥岩，7‑石炭系灰岩、白云岩、页岩，8‑泥盆—石炭系砂岩、灰岩，9‑泥盆系灰岩、白云岩、砂岩，10‑寒武系灰岩、砂岩、板岩，11‑新元古代板岩、硅质岩、砂岩，12‑花岗岩，13‑二长花岗岩，14‑花岗斑岩，15‑花岗闪长岩，16‑花岗闪长斑岩，17‑正长岩，18‑断层，19‑岩性界线，20‑花岗岩体：①‑花山、②‑姑婆山、③‑禾洞、④‑连阳、⑤‑大东山、⑥‑贵东。

具体实施方式

[0019] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

[0020] 实施例1岩性地球化学分支基因LG11的构建

[0021] 从构建LG01和LG03岩性基因的16种相对不活动元素中筛选出11种元素作为构建分支岩性地球化学基因LG11的元素。基于受生物成因影响的原因剔除SiO2和P两种元素，基于风化过程中相对较活泼的原因剔除La元素，基于在基因岩石中相对富集的元素较多(或避免重复)的原因剔除Cr和Ni两种元素，最终选择11种要素(包括元素和氧化物)Al2O3、Fe2O3、Ti、Mn、Zr、Nb、Th、U、Pb、V、Co来构建分支岩性地球化学基因LG11。

[0022] 针对所选择的11种元素或氧化物，基于岩性地球化学基因分类(LG_CR)均属于11型的88条中国岩浆岩元素丰度数据，确定出11种元素的基因参考值。基于中国不同气候带发育的多个均为11型岩浆岩风化剖面样品的探索和检验，从而确定LG11分支基因的元素排序，最终构建了分支岩性地球化学基因LG11，其元素排序和参考值如表1所示。

[0023] 表1分支岩性地球化学基因LG11的元素排序及其参考值

[0024]

[0025] 注：氧化物含量单位为％，元素含量单位为μg/g。

[0026] 实施例2岩性地球化学分支基因LG11对地质样品的分类

[0027] 本实施例采集来自南岭地区的不同岩石、土壤、水系沉积物为样品，编号为样品1‑5，以实施例1中构建的岩性地球化学分支基因LG11对地质样品1‑5进行进一步分类。

[0028] (1)对样品进行地球化学成分测试，这16种元素或氧化物是SiO2、Al2O3、Fe2O3、Ti、P、Mn、Zr、Nb、Th、U、Pb、La、V、Cr、Co、Ni。检测结果如表2所示。

[0029] 表2地质样品的元素含量

[0030]

[0031]

[0032] 注：氧化物含量单位为％，元素含量单位为μg/g，此处Fe2O3代表TFe2O3。

[0033] (2)基于这16种元素或氧化物含量计算样品的岩性基因LG01和LG03的基因编码，结果如表3所示。

[0034] 表3地质样品的基因编码

[0035]

[0036] (3)基于样品的基因编码，分别计算岩性基因LG01和LG03的酸性相似度，结果如表4所示。

[0037] 表4地质样品的基因编码

[0038]

[0039] 注：基因相似度的单位为％。

[0040] (4)基于岩性基因LG01和LG03对样品进行分类，此时分类码为两位数，如表5所示。

[0041] 表5地质样品的岩性基因分类结果(LG_CR)

[0042]

[0043] 如表5岩性基因分类结果(LG_CR)显示，此时LG_CR的编码为两位数，样品1‑3为11型地质样品。

[0044] (5a)针对步骤(4)中得到的LG_CR分类为11型的地质样品1‑3，计算LG11的基因编码、碱性相似度及其分类结果，以达到进一步详细分类的目的，结果如表6所示。

[0045] 表6地质样品1‑3的岩性基因相关计算结果

[0046]

[0047] 如表6所示，LG_CR①为地质样品1‑3的基于LG01和LG03的LG_CR编码，为两位数；LG_CR②为地质样品1‑3的基于LG01、LG03和LG11的LG_CR编码，为三位数，其中第3位数为根据碱性相似度R碱，将11型地质样品划分为的3个亚型。

[0048] (5b)针对11型以外的12、13、21、22、23、31、32、33型样品，本次发明不进行详细分类，仅在其编码后补充0以表示为三位数字，如表7所示。

[0049] 表7地质样品的岩性基因相关计算结果

[0050]

[0051] 如表7所示，LG_CR①为基于LG01和LG03的LG_CR编码，为两位数；LG_CR②为LG01、LG03和LG11的LG_CR编码，为三位数；‑代表样品4和样品5不适用该参数的计算。

[0052] 实施例3岩性地球化学分支基因LG11对地质样品的分类

[0053] 本实施例以中国南岭中南部地区的水系沉积物为样品。基于该区1:200000区域化探水系沉积物调查数据计算样品的LG01、LG03和LG11岩性地球化学基因，计算方法与实施例2相同，则该区岩性地球化学基因对样品的分类结果(LG_CR)如图1b所示。在图1b中，研究区的11型样品被进一步划分为111型、112型和113型。图1b中对12型、21型、22型和23型未进一步构造分支基因进行划分，故在分类结果中将第三位数字补充为0，即分别表示为120、210、220和230。

[0054] 采用现有技术(WuY.,Gong Q.J.,LiuN.Q.,WuX.,YanT.T.,Xu S.C.,LiW.J.,2022.Classificationofgeologicalmaterials on geochemical lithogenes:Illustration onacase study in Gejiu areaofYunnanProvince,China.Appl.Geochem.146,105460)计算本实施例样品的LG01、LG03岩性地球化学基因，则分类结果如图1a所示。图1a中，研究区大部分属于11型，这对该区地质样品分类和样品溯源而言则过于笼统。

[0055] 图1c为该区的地质简图。对比图1b和图1c可以发现，111型划分的结果与该区的花岗岩体在空间分布上几乎一致，112型与该区出露的地层在空间分布上几乎一致，而113型在研究区几乎不出露，仅作为112型和120型的中间过渡带局部出露。这一分类结果可有效将该区11型样品进一步分类，且其基于水系沉积物的岩性地球化学分类结果与该区基于地表岩石露头的地质填图结果相吻合。

[0056] 综上所述，本发明构建了一种新的岩性地球化学分支基因LG11，可以对岩性地球化学基因分类LG_CR为11型的地质样品进行进一步的详细分类，使地质样品分类在地质样品溯源研究中发挥更好的作用。

[0057] 本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本发明基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，均在本发明的保护范围内。