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1多重分形滤波方法和地球化学信息提取技术研究与进展显示文摘圈定地球化学异常是勘查地球化学和环境地球化学研究中的一项基础性工作。笔者通过详细分析近30年来与地球科学密切相关的分形和多重分形等现代非线性理论和新方法的迅速发展和应用,特别是以解决地球化学复杂背景与叠加异常分解难题为例,介绍了广义自相似理论与分形滤波技术的发展和应用,相信在资源、环境、灾害的其他应用领域也将发挥重要影响。文中阐明了多重分形是更具普适性的地球化学元素分布模式,'密度-面积'分形模型是刻画地球化学异常的基础模型,并为多个空间开展分形滤波和分解地球化学复杂背景与叠加异常的理论基础。该方法的显著优势在于将地球化学场的各向异性、尺度不变性、广义自相似性等特征集于一体,具有压制变化性背景干扰,突出局部异常的能力,其中C-A和S-A业已广泛应用于矿产勘查靶区圈定和环境污染模式识别,形成了分解地球化学复杂背景和叠加异常的常用技术,在国内外多个成矿区带取得了显著的找矿效果。成秋明 张生元 左仁广 陈志军 谢淑云 夏庆霖 徐德义 姚凌青 2009地学前缘2009,16,2:83
2云南保山核桃坪铅锌矿床地球化学特征及其成矿模式与找矿模型显示文摘核桃坪铅锌矿区容矿地层地球化学特征研究表明:上寒武统核桃坪组下段、沙河厂组下段和保山组上段可能是Cu矿化的矿源层;核桃坪组中段和沙河厂组可能是Zn矿化的矿源层;核桃坪组中段可能是Pb矿化的矿源层。此外,上寒武统整体上以强烈富集(K≥5)Bi、B,富集(K≥1.2)Sb、As、W、Sn为特征;Bi、Sb、As、B等金属、半金属和非金属矿化剂元素在容矿地层中的普遍富集可能为在后期热液成矿作用过程中捕获成矿元素、导致成矿物质巨量堆积,最终形成工业矿床奠定了基础。基性岩脉以强烈富集(K≥5)Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、As、Sb、Bi、F为特征,富集元素的种类和矿石具有一致性。综合各类控矿因素,并结合稳定同位素和成矿流体特征等认为,矿床是在晚寒武世特定的沉积条件下形成矿源层和矿化剂的基础上,再经后期岩浆热液作用叠加,并在有利的构造部位形成的层控型热液矿床;成矿作用具多期、多阶段,成矿物质具多来源的特点。在上述基础上,初步建立了该矿床的成矿模式和找矿模型。陈永清 卢映祥 夏庆霖 蒋成兴 刘红光 吕志成 2005中国地质2005,32,1:55
3奇异性理论在个旧锡铜矿产资源预测中的应用:成矿弱信息提取和复合信息分解显示文摘本研究的目的是应用非线性理论和高新信息处理技术获取矿产资源预测综合信息,开展以有色金属和贵金属矿产资源潜力评价和预测靶区圈定,提交个旧及周边地区矿产资源潜力分布图.围绕该研究任务,重点开展了如何应用奇异性理论和方法,对比个旧东西矿区的异同.由于区域构造和岩体分布等空间变化性,导致东西区成矿背景存在较大差异,受出露地表或近地表矿体分布和矿山开采的影响,东西区的成矿异常强度和大小都存在较大差异,东区总体呈高背景而西区为低背景,因而,对东西区的成矿信息对比研究和异常圈定相对困难.采用局部奇异性分析方法从地球化学分形密度的角度圈定了局部异常,在东西区均较好地反映了致矿地球化学异常的分布,同时采用广义自相似分析方法分解了综合地球化学异常和背景.结果表明,东西区地球化学背景差异悬殊,而局部异常具有显著的自相似性.据此在东西区同时圈定的局部异常具有内在的相似性和表现形式上的多样性,以此为依据所圈定的靶区均具有找矿意义.成秋明 赵鹏大 陈建国 夏庆霖 陈志军 张生元 徐德义 谢淑云 王文磊 2009地球科学(中国地质大学学报)2009,34,2:56
4云南芦子园铅锌矿床地球化学、流体包裹体及稳定同位素特征显示文摘云南省保山—镇康古生代沉积盆地的上寒武统碳酸盐岩中发育有脉状铅锌矿体,它们均受地层和构造的双重控制. 芦子园铅锌矿是该区此类型规模最大的一个矿床,矿体赋存于沙河厂组的大理岩及大理岩化灰岩中.其原生矿金属矿物组 合为:闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿和磁铁矿.围岩蚀变有矽卡岩化、绿泥石化、硅化、黄铁矿化和大理岩化等.流体包裹 体研究表明,该地区铅锌矿化经历中低温(160~280℃)和中高温(280~420℃)2个主要矿化阶段.芦子园铅锌矿的硫、铅 同位素组成具有变化范围窄、相对均一的特点(δ(34S)=9.23×10-3~10.17×10-3;w(206Pb)/w(204Pb)=18.224~18.338, w(207Pb)/w(204Pb)=15.715~15.849,w(208Pb)/w(204Pb)=38.381~38.874),其矿石硫与铅同位素都反映了成矿过程曾 受到岩浆活动的影响.研究表明:镇康地区铅锌矿为与上寒武统局部层位和隐伏岩体有关的热液型铅锌多金属矿床.夏庆霖 陈永清 卢映祥 蒋成兴 刘红光 吕志成 2005地球科学(中国地质大学学报)2005,30,2:48
5“证据权”法在西南“三江”南段矿产资源评价中的应用显示文摘证据权法本身是一种离散的多元统计方法。阐述了矿物资源潜力区的概念,简述证据权法的基本原理。以西南“三江”南段为例,首先在地质、地球物理、地球化学以及遥感地质等致矿信息提取的基础上,运用证据权法定量分析各类致矿信息(控矿因素)与矿产资源空间分布的关系;进而选择最佳控矿因素作为资源评价变量,据其变量计算每个单元的后验成矿概率;最终根据后验成矿概率定量圈定和评价找矿靶区。实践证明:在GIS环境下“,证据权”与找矿信息结合能够有效区分矿化有利地段和不利地段,从而达到定量快速圈定和评价找矿靶区之目的。整个过程是借助于MOPAS3.0评价系统实现的。陈永清 夏庆霖 黄静宁 陈建国 李建国 2007中国地质2007,34,1:36
6加权证据权模型和逐步证据权模型及其在个旧锡铜矿产资源预测中的应用显示文摘为了消除和减弱当证据层不满足条件独立性假设时对预测结果产生的影响,提出了逐步证据权模型和加权证据权模型.加权证据权模型通过对logit模型进行修改,对各个证据层给予一定的权重,以调整由于证据层与其他证据层的条件相关性对模型的影响;逐步证据权模型是将证据层按照一定的顺序逐步加入到模型中,在加入到模型的过程中依次用已经获得的后验概率作为模糊训练层的方法.以个旧锡铜多金属矿产资源预测为例,应用4种证据权模型的后验概率进行异常圈定,结果表明两种新的模型对减弱证据层不满足条件独立性假设所产生的影响是有效的.张生元 成秋明 张素萍 夏庆霖 2009地球科学(中国地质大学学报)2009,34,2:35
7奇异性理论在个旧锡铜矿产资源预测中的应用:综合信息集成与靶区圈定显示文摘在致矿弱异常提取和复合异常分解的基础上,进行多元信息综合和集成,绘制成矿后验概率图是矿床资源预测的基本过程.以个旧锡矿为例,介绍一种新的信息集成模型和后验概率图的应用方法.结果表明,个旧锡铜矿床分布受多个控矿要素控制,包括地球化学异常、岩体、有利岩性以及构造条件等.通过证据权所提供的空间相关性统计量可以定量确定控矿要素的最佳控矿距离,并以此为依据形成二态信息图层.对每个图层的叠加可看作一次找矿信息的累积和更新,因此整个信息图层的集成过程可以看作多次信息叠加过程(multiplicative cascade process).由此绘制的后验概率图具有自相似性、奇异性和分形谱系,空间分布服从多重分形统计分布.因此,后验概率图的绘制可以作为致矿地质异常圈定的信息综合和集成方法.成秋明 赵鹏大 张生元 夏庆霖 陈志军 陈建国 徐德义 王文磊 2009地球科学(中国地质大学学报)2009,34,2:33
8利用小波分析提取深层次物化探异常信息显示文摘介绍了小波分析的多分辨理论与Mallat快速算法,同时利用小波变换对实际物化探异常进行了不同尺度分解,为物化探异常的区域背景及局部异常的提取提供了新的途径,探讨了小波系数图所揭示的物化探异常的分形特征.陈建国 夏庆霖 1999地球科学(中国地质大学学报)1999,24,5:32
9中缅毗邻区金腊Pb-Zn-Ag多金属矿田元素、稳定同位素和流体包裹体地球化学显示文摘跨越中缅边境的金腊铅-锌-银多金属矿田包括南腊和金厂两处铅锌银矿床,大地构造上处于保山-掸泰地块东缘,勐统-耿马-西盟元古宙-古生代被动大陆边缘活动带南段.通过对容矿围岩、与矿化有关的花岗岩和矿石元素地球化学以及矿石硫、铅同位素和流体包裹体的研究,结论如下:(1)与同类岩石相比,与矿化有关的花岗岩普遍富集Pb、Zn、Cu、Au、Sn、W等成矿元素,其中钾长花岗斑岩与Pb-Zn-Ag矿化关系最密切.(2)铅同位素表明,矽卡岩型致密块状矿石铅同位素比值(206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb)皆低于热液充填型角砾状矿石和似层状硅化白云岩型矿石,意味着形成于岩体接触带的矽卡岩型矿石相对形成于远离岩体的热液充填型角砾状矿石和似层状硅化白云岩型矿石含有更低的放射性成因铅.(3)铅-锌-银矿化主要经历了两个成矿期:矽卡岩化成矿期和中低温热液成矿期,前者主要形成铅-锌-铜(金)矿化,后者主要形成铅-锌-银矿化;中低温热液成矿期又可划分为两个成矿阶段:中温成矿阶段(200~290℃)和低温成矿阶段(140~200℃),前者主要形成交代充填型硅化角砾岩矿体,后者主要形成层间破碎带充填型硅化矿体.(4)金腊铅锌矿床、保山-镇康地块某些铅锌矿床和昌宁-孟连火山岩带的铅锌矿床,虽然产于不同的地质构造单元,但矿石铅同位素组成却具有类似的特征,而且矿化皆与喜马拉雅期侵位的花岗岩密切相关.这表明:虽然上述矿床产出于不同的地质构造单元,但成矿皆与喜马拉雅期构造岩浆活动具有某种内在联系.陈永清 黄静宁 卢映祥 夏庆霖 孙明祥 李建荣 2009地球科学(中国地质大学学报)2009,34,4:28
10基于三维激光扫描技术的矿山地质建模与应用显示文摘激光扫描技术(light detection and ranging technology)作为一门新兴的测绘技术,目前已应用于诸多领域,然而对于海量测站数据的拼接、大地坐标的定位等方面还存在一些不足.针对这2个问题,提出分部式拼接方法以解决大数据量难处理的问题,并利用罗德里格矩阵算法,编程实现对地物的绝对坐标定位,完成矿山的地质建模,是对矿山地质建模新方法的探讨.通过与已知坐标数据的对比,表明该方法的误差在矿山建模的允许值范围内,具有较好的适用性.并以内蒙古白音诺尔铅锌矿地质建模为例,可为覆盖区矿产综合预测提供3D矿床模型及预测要素空间形态特征等方面的参考.邱俊玲 夏庆霖 姚凌青 袁兆宪 史超 2012地球科学(中国地质大学学报)2012,37,6:26
11应用多重分形滤波技术提取致矿地球化学异常:以西南“三江”南段Cu、Zn致矿异常提取为例显示文摘西南“三江”南段位于印度板块与扬子板块的结合带,是特提斯-喜马拉雅成矿域的重要组成部分.在多旋回的构造岩浆活动过程中,形成了复杂的成矿地质地球化学背景和丰富的有色金属和贵金属矿产.正是这种复杂的地质地球化学背景,使得应用地质统计学方法提取致矿地球化学异常遇到了挑战.为此,多重分形滤波技术被引进,试图从复杂的多重地球化学背景中有效地分离与成矿有关的Cu、Zn异常.研究表明:(1)由于研究区存在多重地球化学背景,克里格方法揭示的Cu、Zn剩余异常通常是受区域线形构造控制的区域异常,多重分形滤波技术则揭示了与矿化有关的Cu、Zn局部致矿异常;(2)Cu致矿异常的提取表明,多重分形滤波技术能够克服某些岩性(譬如玄武岩)引起的Cu高背景的影响,并从多重地球化学背景中有效提取致矿异常,包括低背景中的弱异常和隐蔽异常;(3)运用多重分形滤波技术清晰揭示了一系列Zn原始数据图上没有显示的、规模不等的NNE向Zn矿化异常带,其中那条穿越整个研究区的Zn矿化异常带含有金顶巨型Pb-Zn矿床和一系列矿床、矿点、矿化点.整个研究工作是基于MORPAS3.0软件系统实现的.陈永清 张生元 夏庆霖 李文昌 卢映祥 黄静宁 2006地球科学(中国地质大学学报)2006,31,6:23
12中国稀土矿资源成矿地质特征与资源潜力分析显示文摘稀土元素是元素周期表中15种镧系元素以及钪、钇等17种元素的总称。它们在材料、冶金等行业具有难以替代的作用,因而有'工业维生素'之称。作为具有战略意义的优势矿产资源之一,中国稀土资源由于近几十年的过度依赖极少数超大型矿床以及资源过度开采等问题,其占世界稀土资源储量的比重急剧下降。因此,急需进一步分析和总结其地质特征、成矿规律以及资源潜力评价。中国是世界稀土资源大国,稀土矿矿床类型齐全,前人针对其成矿理论方面也做了大量工作。本文采用矿床模型综合地质信息预测方法,在全国各省份稀土矿成矿潜力预测结果的基础之上,以MapGIS软件为平台,进行数据库汇总与综合分析研究。根据中国稀土时空分布、岩浆岩、构造和地层等控矿因素以及大地构造单元,划分了17个稀土矿成矿区带。同时,筛选出不同成因的典型矿床,总结其成矿地质特征及成矿模式。在此基础上,建立了沉积变质型、岩浆型、风化壳离子吸附型等稀土矿预测模型。在全国范围内总计圈定了930个稀土矿最小预测区,累积预测资源量约32 700×10~4 t。根据稀土矿区域成矿特征,将最小预测区归并为2级预测区,并进一步归并为133个3级预测区。此外,根据不同成矿带,按照不同预测深度、不同地质可靠程度以及不同利用程度对稀土资源量进行了汇总。最后根据稀土矿成矿地质条件,选取了广西云开大山、大寺—小董,内蒙古白云鄂博、巴尔哲,湖北庙娅—蒋家堰以及四川冕宁等6个重点的3级预测区进行资源潜力分析,为下一步勘查部署工作提供指导。李童斐 夏庆霖 汪新庆 刘岳 常力恒 冷帅 2018地学前缘2018,25,3:22
13黑色页岩建造中的贵金属矿产评价研究显示文摘黑色页岩建造中的贵金属矿床是近年来不断发现的一种新矿床类型 ,亦是目前非传统矿产资源研究的一个重要内容 .根据形态特征将该类矿床分为两类 :一类是矿化厚度几十米至几百米 ,长度可达几公里的矿带 ;如俄罗斯干谷Au Pt矿床 ;二是矿体厚度小 (1~ 2cm) ,长度大 ,金属含量高 ,如波兰Kupferschiefer含贵金属的Cu Ag矿床 .本文在综合分析大量国内外文献的基础上 ,通过对典型矿床的剖析 ,系统阐述了这类矿床的成矿地质背景、时空分布、矿化特征、成矿作用以及成因模型 ;同时分析了在我国寻找这类矿床的潜力 .陈永清 夏庆霖 刘红光 2003地球物理学进展2003,18,2:21
14疫情期间地质类专业在线教学实践及对教学改革的启示显示文摘据调研,新冠肺炎疫情期间全国地质类专业有序开展了大规模在线教学,专业基础课和专业课开课率约95%,教师多采用混合式教学方式,腾讯、QQ、超星、雨课堂等在线教学平台被广泛使用,教学秩序总体平稳、学生到课率高、互动性强,保证了教学质量,学生对在线教学的总体满意率达71.2%。通过此次在线教学存在问题分析及中外对比研究发现,目前我国地质类专业在线教学还存在线上优质教育资源(尤其是实验/实践教学资源)不足、尚未完全实现与国际接轨、在线教育中融入先进技术不足等缺陷。为满足未来地质工科人才培养的需要,应积极推动现代信息技术与专业教学的深度融合,促进课堂教学革命和地质新工科发展;深入开展线上线下相结合教学模式和混合式教学方法研究;加强国际在线课程建设,以及线上线下优质教学资源统筹建设与共享。夏庆霖 张照录 李彦荣 2020中国地质教育2020,29,2:20
15中国钨矿成矿地质特征与资源潜力分析显示文摘钨矿是中国传统优势矿种,前人在钨矿成矿理论方面积累了非常丰富的研究成果。然而,随着近年来在江西、云南和新疆等地取得的多项钨矿重大找矿突破,对原有的钨成矿带地质认识提出了挑战,急需进一步分析和总结其地质特征、成矿规律和资源潜力,为今后地质找矿工作提供理论指导。文中采用矿床模型综合地质信息预测方法,在各省区钨矿资源潜力预测成果的基础上,以MapGIS为平台,进行数据库汇总与综合分析研究。首先,基于全国1 538处钨矿产地数据的统计分析,初步总结了中国钨矿时空分布特征,以及岩浆岩、构造和地层等控矿因素。其次,根据钨矿床及预测区的空间分布和大地构造单元,划分了56个钨矿成矿区带。再次,将钨矿的预测类型划分为石英脉型、夕卡岩型、斑岩型、云英岩型、陆相火山岩型、沉积变质型、层控夕卡岩型和砂矿型,并建立了主要钨矿类型的预测模型。最后,在全国范围累计圈定的1 357个最小预测区,累计预测资源量(WO_3)2 973×10~4 t。根据钨矿区域成矿特征,将最小预测区归并为461个二级预测区,并进一步合并为118个钨矿三级预测区,其中,找矿潜力大的河南卢氏—栾川、新疆白干湖、湖南香花岭—瑶岗仙、甘肃野马滩—干巴河脑、江西坪背山—八仙脑和大湖塘等6个三级预测区可优先部署钨矿勘查工作。夏庆霖 汪新庆 刘壮壮 李童斐 冯磊 2018地学前缘2018,25,3:19
16金属矿产勘查技术发展现状与思考显示文摘近年来 ,以寻找金属矿产为目的发展起来的勘查新技术可概括为 :(1)以寻找隐伏矿为目标的覆盖区地球物理勘查技术 ,其中包括“三维地震”和“高光谱遥感”技术 ;(2 )地球化学勘查新技术 ,其中包括“深穿透地球化学技术”、“地球化学信息的综合解释和地球化学填图技术” ;(3)“找矿信息提取和综合”技术等 .限于篇幅 ,本文仅对地球化学勘查新技术的研究现状进行了分析 ,同时对下列问题进行了思考 :(1)在一个地区开展地球化学找矿工作首先要确立合适的取样介质 ,取样介质的确立应以查明成矿成晕元素的形成机制和赋存状态为基础 ;(2 )加强不同景观条件下不同矿种和不同矿床类型的异常特征和异常模式研究 ,建立区分矿异常和非矿异常的模式识别模型 ;(3)加强不同景观地质条件下 ,不同勘查尺度的地球化学填图技术研究 ,以实现迅速掌握全局 ,逐步缩小靶区的找矿战略 ;(4)加强地球化学信息与地质、地球物理和遥感信息相结合的信息综合技术的研究 ,应用综合信息定量圈定和评价找矿靶区 ,减少矿产勘查的不确定性 .陈永清 夏庆霖 2002地球物理学进展2002,17,3:19
17因子分析在成矿多样性定量化研究中的应用——以滇西北富碱斑岩矿产类型成矿多样性分析为例显示文摘成矿多样性是复杂成矿系统中矿化地质体外在表现的基本特征,当前成矿多样性研究的难点是成矿特征的定量化问题。因子分析是多元统计中常用方法之一,以往地质研究中常用其解决复杂的地质成因及矿化叠加问题。作者运用因子分析对滇西北富碱斑岩相关矿产类型成矿多样性定量化问题进行了尝试性探讨。根据主要控矿岩体岩石化学成分及岩石学指标,通过R型因子分析,得到了5个具有重要地质成因意义的主因子,并进一步计算了5个主因子的因子得分。结果显示,不同矿产类型其R型主因子的因子得分存在明显差异,而这种差异可以作为矿产类型成矿多样性的定量化表征。孙华山 赵鹏大 张寿庭 夏庆霖 2005成都理工大学学报(自然科学版)2005,32,1:18
18云南个旧矿集区区域构造-岩浆演化与锡铜多金属成矿系统显示文摘个旧矿集区是滇东南最重要的锡铜多金属矿产地之一,形成了云英岩-石英脉型矿化、与矽卡岩化有关的锡石-硫化物型矿化、蚀变基性火山-次火山岩型矿化和与断裂有关的各种脉型矿化构成的锡铜多金属成矿系统.根据区域构造-岩浆演化与锡铜多金属矿化系统的配置关系研究,认为燕山晚期复式花岗岩体侵位进入以中三叠统为主的碳酸盐岩地层组成的褶皱带中,锡铜等金属元素的成矿富集产生于花岗岩体与围岩接触带及其附近发生的接触交代和更远处发生的交代-充填过程,成矿元素主要源自燕山期中下部地壳物质熔融形成的花岗岩浆和印支期裂谷环境中来自地幔的玄武岩-辉绿岩-辉长岩类,多期脉动式的岩浆活动驱动了一个长效的热液系统,这些要素共同构筑了这一巨量的金属矿集区.由此建立了个旧矿集区的区域成矿模型,并对进一步寻找新的矿化类型提出了理论线索.徐启东 夏庆霖 成秋明 2009地球科学(中国地质大学学报)2009,34,2:18
19GIS中的空间建模器技术及其在全国矿产资源潜力预测中的应用显示文摘在GIS技术环境下开展资源定量评价,实现资源评价工作的自动化、数字化、智能化是矿产资源勘查与预测的重要发展趋势.为了给地质勘查与预测人员、定量建模人员、GIS分析与操作人员提供共同研究和技术讨论平台,提出了在矿产资源预测全过程使用的建模技术.介绍了建模技术的基本概念、空间模型建立、图形建模技术以及建模技术在矿产资源定量预测中的应用,介绍了GeoDAS GIS中的建模技术基本功能以及建模技术在空间对象相关分析、证据(信息)图层提取、不规则地质单元划分、预测后验概率绘制等矿产资源预测工作中的应用实例.应用结果表明,建模技术为地质预测人员、定量建模人员、GIS操作人员开展综合研究和空间决策提供了公共的平台,有助于实现模型的共享和操作过程的自动化.成秋明 刘江涛 张生元 夏庆霖 2009地球科学(中国地质大学学报)2009,34,2:18
20中国学者在数学地质学科发展中的成就与贡献显示文摘在过去的四十年里,中国学者在矿产资源定量预测与评价、非线性地质学等领域取得了大量研究成果,如提出和发展了地质异常定量预测理论、'三联式'数字找矿理论、综合信息成矿预测方法、混沌边缘成矿理论、多重分形矿产预测理论与非线性信息提取和综合技术(如C-A模型和S-A模型、模糊证据权模型)等,并在矿产勘查、环境和地质灾害预报中得到广泛应用.中国学者对数学地质学科的发展做出了重要贡献,并在国际数学地球科学协会、重要学术期刊和学术会议上担任重要职务.中国数学地质学科已经形成了一些具有较大学术影响的优势领域和特色方向,并成为当今国际数学地质研究中心之一.赵鹏大 夏庆霖 2009地球科学(中国地质大学学报)2009,34,2:16
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