华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一，中生代以来，其古老的岩石圈发生了显著的减薄与破坏。然而，由于岩浆岩的区域差异性以及传统岩石地球化学数据解释手段多为二维图解，难以从高维数据中提取隐藏的地质信息，目前基于中生代岩浆岩所获得的破坏时间、破坏机制和破坏过程等认识仍存在分歧。
针对上述问题，本研究基于华北克拉通6个地区1886条幔源岩浆岩样品及全球岛弧、洋岛岩浆岩数据。先采用潜在狄利克雷分配（LDA）算法对华北幔源岩进行无监督数据挖掘，识别出数据内部在仅包含2个端元时，分类最好，当端元数取值为 3~10时，数据的挖掘结果中出现了一些“无关端元”，样品中某些端元的占比为 0，表明端元个数设定不合理（图1）。再以全球岛弧和洋岛数据训练逻辑回归（LR）判别模型，模型分类准确率达94.73%。将两个端元输入LR模型后显示，一端元与洋岛岩特征一致的概率为90%，另一端元与岛弧岩一致的概率为96%，分别指示岩浆来源于软流圈地幔和岩石圈地幔。
图1. LDA数据挖掘结果
基于上述源区判别结果，研究取得多项新认识。在破坏时限方面，明确了华北克拉通不同地区的破坏起始与结束时间：燕山地区最早（约240Ma），辽东半岛和太行山地区次之（约230Ma），鲁西地区最晚（约150Ma）；东部地区破坏普遍结束于90~110Ma（图2）。在破坏范围方面，克拉通东部以重度破坏为主，但秦皇岛东部、朝阳、北京西山等地仍有中度破坏的岩石圈残留，精度优于地球物理识别（图3）。在破坏机制方面，研究识别出拆沉作用和热-化学侵蚀两种模式：三叠纪，拆沉作用主要分布于克拉通北部，受古亚洲洋俯冲主导；侏罗纪，辽西地区拆沉标志着古太平洋板块俯冲开始影响克拉通破坏；早白垩世，古太平洋板块回撤引发强烈伸展，拆沉作用集中于鲁西、辽西；晚白垩世拆沉作用向东迁移至辽东、胶东半岛。
图2. 华北克拉通幔源岩浆岩源区随时间变化图
图3. 华北克拉通岩石圈破坏程度示意图
本研究表明，华北克拉通破坏从三叠纪持续到白垩纪，两种破坏机制的时空变化受古亚洲洋闭合、扬子板块俯冲及古太平洋板块俯冲与回撤的交替控制，导致克拉通岩石圈破坏存在显著的时空差异性。该研究提出的机器学习方法为利用岩石地球化学大数据解译区域深部过程提供了新思路。
相关研究成果发表于国内地学权威期刊《岩石学报》。论文第一作者为tyc7111cc太阳成集团孟凡超教授，研究受到崂山实验室、国家自然科学基金等项目的资助。
论文信息：孟凡超,边天一,马泰和,等.基于岩石地球化学数据机器学习的华北克拉通中生代岩浆作用规律：对克拉通破坏过程的制约[J].岩石学报,2026, 42(01): 331-345.
