人工神经网络在识别浅覆盖区地质体中的应用

利用水系沉积物资料识别浅覆盖区地质体,对于提高区域地质填图质量具有重要意义。神经网络为解决此问题提供了新的途径。依据浅覆盖区基岩和其对应的水系沉积物在化学成分上的继承关系,以内蒙古四子王旗浅覆盖区为例,阐述了运用BP神经网络模式识别地质体的原理和方法,并识别出了化学成分相近的浅覆盖层下地质体。该方法可广泛应用于浅覆盖区地质填图。     

应用多元素背景判别法在浅覆盖区进行1:20万地质填图的尝试

运用1：20万水系沉积物测量中多种元素的背景含量对浅覆盖区的主要地质体和线形构造进行尝试性划分。通过对区域化探资料的整理分析,依据地球化学示踪作用原理,运用多元素背景判别法,较好地圈定了存在元素含量差的地质体和线性构造,提高浅覆盖区区域地质填图成果的信息承载量。     

区域化探在森林沼泽区地质填图应用初探

通过对大兴安岭浅覆盖区1:20万小二沟幅区域化探特征元素Fe、Mg、Si、K、Sb、Hg、U等地球化学背景场分布规律的研究,对浅覆盖区地质体界线、断裂、隐伏岩体等基础地质问题进行了有益的探讨。经野外验证,在该区应用区域化探特征元素研究基础地质问题是有效的。而且对今后在浅覆盖区开展区域地质填图和提高地质填图质量、速度都将发挥重要作用。     

大比例尺地球化学方法在地质填图中的应用

利用大比例尺区域化探资料中成矿元素铜、砷地球化学场的变化规律所反映的信息,在大兴安岭查巴奇浅覆盖区推断19条断裂构造带.将推断出的断裂构造带结合地球物理、遥感信息、地质填图等得到的断裂构造对比研究,结果显示：推断的断裂构造带多数与地球物理、遥感信息、地质填图等得到的断裂构造一致,多数地球化学场的分界线准确地反映了地层与侵入体的接触带,明显的地球化学高、低背景场分别对应着地层与侵入体.说明应用成矿元素地球化学信息进行地质单元推测、断裂构造推断等是有效的,可在浅覆盖区推广应用.同时,成矿元素地球化学图也存在一定的局限性,从推断结果看地球化学方法只能概略地推断地质体,实际工作中应注意与地质、地球物理、遥感等方法紧密结合,对地质填图单元进一步区分,以使提取的信息可靠性更强.     

基于土壤化学成分的基岩岩石类型识别

浅覆盖区基岩露头少,地质填图精度低。根据岩石风化成土过程中的化学成分继承性,笔者提出了基于土壤化学成分识别基岩岩石类型的多层感知器神经网络模型。以大兴安岭北部阿龙山地区为例,根据火山岩基岩上覆土壤样品常量元素和亲石微量元素分析数据,有效地识别出了玄武岩类、安山岩类、英安岩类和流纹岩类4类基岩类型,识别的正确率达到了90%。基于土壤化学成分识别基岩岩石类型的多层感知器神经网络模型具有方便、快捷、高效等优点,是提高浅覆盖区地质填图质量的有效途径之一。     

戈壁荒漠浅覆盖区1：5万区域地质填图技术方法探索——以东天山哈密地区为例

为了更好地服务生态文明建设和经济社会高质量发展,区域地质填图工作亟需从基岩区向盆山结合带、盆地等覆盖区进行拓展。戈壁荒漠浅覆盖区是研究中国北方中小城市和大城市边缘干旱区找水、隐伏区找矿、盆地基底性质、盆山耦合演化的关键地区,但一直缺乏针对性的区域地质填图技术方法。以东天山哈密地区觉罗塔格山与吐哈盆地结合部位的戈壁荒漠浅覆盖区为例,利用地质、物探、遥感、钻探等多技术手段,采用由“已知”到“未知”的思路,从调查内容、调查方法、技术手段、成果表达等方面,针对不同覆盖层深度、覆盖层结构和地质矿产目标,通过大量方法实验和实践,开展适用性、经济性和分辨率的综合分析,完善优化了地球物理和钻探的技术方法组合。利用GeoModeller软件,实现了戈壁荒漠浅覆盖区三维地质结构的可视化表达,建立了从地表、覆盖层到覆盖区基岩的立体式透明化的区域地质填图技术方法体系,查明了地质填图区域的三维地质结构及其成矿地质背景,满足戈壁荒漠浅覆盖区1：5万区域地质填图的目标,也为东天山大草滩断裂带性质、吐哈盆地基底性质及其中新生代盆地构造环境演化等关键地质问题提供了重要信息。     

戈壁荒漠覆盖区地质调查中综合地球物理方法与实践

戈壁荒漠覆盖区地质填图是新时期地质调查工作的重点内容之一.覆盖区地质填图的基本目标包括两个方面,一是揭示覆盖层下伏基岩面地质结构,即填绘基岩面地质图;二是揭示覆盖层地质结构,包括地表覆盖层地质结构和覆盖层的三维地质结构.综合利用地球物理方法可以获得覆盖区地下地质结构、岩石属性、沉积物分布与层状结构等信息.而经济有效地选择和组合实施地球物理方法是完成覆盖区地质填图目标任务的重要保障.基于近年在新疆东天山地区开展的覆盖区地质填图工作,提出了针对多覆盖层结构背景下地质填图的综合地球物理方法组合的技术策略.综合地球物理方法以及新技术在巴里坤盆地和哈密盆地的应用展示了其效果,并为在戈壁荒漠覆盖区地质调查过程中如何开展地球物理工作提供了示范和借鉴.      

浅钻技术在宁夏青铜峡地区地质填图中的应用研究

通过在宁夏青铜峡地区的浅层取样钻探填图示范,介绍了浅层取样钻探设备和多种工艺方法在该地区的应用情况,总结了钻探填图遇到的问题并提出了解决方案。结合三维地质调查对钻探技术的具体要求,通过示范推广轻便浅层取样钻机具与工艺方法,使浅钻技术在浅覆盖区地质填图领域中得到应用。本文研究了适合该地区地质填图的钻探技术方法组合及钻探设备和取样器具。浅钻作为地质填图的一种技术方法可以有效地揭露覆盖层,获取基岩,提高了地质填图效率和精度,解决了制约覆盖区地质填图的技术难点,为浅覆盖区的地质填图工作提供可靠的钻探技术服务支撑。     

新疆东准噶尔成矿带浅覆盖区地质填图效果 ——以杜热一带浅覆盖区基岩地质填图为例

如何"剥离"盖层,以获取盖层下伏基岩地质(地层、岩浆岩、构造)及矿化信息是开展成矿带浅覆盖区地质填图的重要研究内容.结合区域地质及地球物理场特征,梳理了填图区与基岩地质填图有关问题,在填图区岩石物性分析的基础上,通过对1:5万重力、磁力和激电(IP)测量数据处理分析,采用多参数互约束解释技术和钻探验证约束技术"剥离"盖...     

利用自组织特征映射神经网络和K-means聚类算法挖掘区域化探数据中的地质信息

区域化探数据包含丰富的地质信息,从区域化探数据中挖掘出这些信息,对于区域地质研究具有重要意义。笔者提出了一种利用自组织特征映射网络和K-means聚类算法挖掘区域化探数据中地质信息的方法,将标准化之后的元素含量数据作为模型输入值,通过自组织神经网络进行聚类,再通过K-means算法进行二次聚类,从聚类结果中分析其中包含的地质信息。以英格兰西南部某区水系沉积物区域化探数据为例,进行实例研究以检验该方法的实际效果。实例结果表明:(1)利用该方法得出的聚类结果图很好地响应了地质体的空间分布,可用于推断地质体的分布特征;(2)地质信息隐藏在每个聚类类型的地球化学特征之中,通过对这些特征进行分析和解释,可以挖掘出其中所包含的信息;(3)基于SOM网络和K-means聚类的区域化探数据挖掘方法是一种有效的地质信息获取方法,对于传统区域地质研究可以起到补充和增强的作用。     

浅覆盖区1:5万基岩地质填图实践探索——以准噶尔北缘克什克涅绍喀尔(L45E009020)图幅为例

如何有效“剥离”覆盖层, 获取浅覆盖区下伏基岩地质矿产信息, 是今后成矿带覆盖区地质调查工作的重要内容之一。文章总结了在准噶尔北缘克什克涅绍喀尔(L45E009020)图幅开展1:5万浅覆盖区基岩地质填图的实践探索中, 采用以地球物理方法(重、磁、电、电磁)为先导, 融合地质、地球化学、浅钻为一体的综合地质矿产信息探测方法技术, 通过综合预测和浅钻验证, 进而获取了图幅基岩地质图。实践中, 成功预测并发现了覆盖层之下的隐伏蛇绿混杂岩带, 可为进一步矿产调查提供重要依据。     

浅覆盖区土壤化学成分与基岩化学成分的关系及其意义——以大兴安岭北部地区为例

以大兴安岭北部地区为例，研究了浅覆盖区土壤与基岩化学成分的关系。指出浅覆盖区残积型土壤主要造岩元素组合继承了基岩元素组合特征；在岩石风化成土过程中，元素再分配和迁移使土壤中大多数元素（氧化物）含量产生明显的“均一化”。在此基础上，对土壤地球化学异常的识别与评价问题进行了讨论并提出了建议。     

中国东北浅覆盖区地质填图物化探信息协同辅助技术

针对中国东北浅覆盖区地质露头少、填图效率不高、精确度和准确度较低的问题,开发了物化探信息协同辅助技术并应用于地质体类型的识别。在以覆盖层较薄、面积广大、物理风化为主、土壤位移较小为特点的东北森林沼泽浅覆盖区,利用土壤化学成分和航磁信息识别下伏地质体是可行的。基于这一前提,可将指定研究区划分为一定数量的统计单元,在各单元内,通过数学统计方法产生众数、宽度、变化频率、偏度、峰度等航磁特征参数并将其标准化,将化探指标酸度、碱度、钙含量、铝含量、钙镁含量、硅铝含量、镁铁含量、微量元素含量等特征参数标准化;然后采用逐级分类的方法,每级选择有效的物化探特征参数,在当前级别上实现单元划分并将数据分为不同数据集,在下一级别划分时重新有针对地选择参数,分别对各数据集进一步分类,直到分类结果对应较明确的地质填图单元,并最终编制出解译图。以黑龙江省大兴安岭地区某典型森林沼泽浅覆盖区为例进行了方法验证,将结果与已知地质信息比对分析,认为地质体单元识别结果与已知信息基本吻合,使得地质体类型识别更精确,边界更清晰,可为区域地质研究提供新线索。     

地面综合物探方法在浅覆盖区地质填图单元的划分研究

由于浅覆盖区的特殊地貌，给区域地质填图带来一定的困难。本文依据不同岩性的磁化率和放射性元素含量差异，讨论了不同填图单元地面磁法测量与地面伽玛能谱测量曲线关系。通过实测剖面的分析，得到大兴安岭火成岩区不同填图单元磁测异常曲线与放射性异常曲线的相关关系，从而用来快速确定浅覆盖区下填图单元边界，以减少槽探工程，减轻地质人员的工作强度。     

Application of Sr isotopes to geochemical mapping and provenance analysis: The case of Aichi Prefecture,central Japan

Geochemical maps expressing areal distributions of chemical elements in the earth’s land surface have been published in several countries in relation to various global environment issues. The authors have applied a radiogenic isotope ratio, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, to geochemical mapping in order to understand the geological origin, transportation and dispersion system of chemical elements in the earth’s land surface. The Sr isotope ratio is a useful tracer for distinguishing the geological origin of surficial deposits, especially in areas where surface exposure of bedrocks is low, because it is not significantly altered by the processes of weathering and transportation. Most bedrocks in the Japanese islands are covered by plants, soils and urban areas. In this study, 142 of 1219 stream sediments (<180 μm) collected from the northeastern part of Aichi Prefecture, in the central part of Japan (75 km × 30 km), were analyzed. Their Sr isotope ratios range from 0.7086 to 0.7315 with an average of 0.7129, except for one sample. This average is higher than the mean of the upper crust of the Japan Arc (the Japanese Island Crustal Composite, JICC), 0.7077. This difference can be attributed to the below-average presence of young volcanic rocks, generally having lower ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr values, and the above-average presence of granitic rocks, in the study area compared with the surface exposure of the Japan Arc. The first factor controlling the distribution of Sr isotope ratios is the bedrock distributed around the sampling points. Regional variation in the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr value shows that it is higher in the western and southeastern parts, where sedimentary rocks and metamorphic rocks are distributed, and that it is lower mainly in the central part, where granitic rocks are distributed. The ⁸⁷Rb/⁸⁶Sr–⁸⁷Sr/⁸⁶Sr plot for stream sediments more clearly reveals the differences and similarities of bedrocks. In some locations, the distribution of Sr isotope ratios does not correspond to that of bedrocks on the geological map. One reason is the existence of unmapped bedrock, for example, small intrusive masses of granite. The other is fluvial transportation and dispersion. The distribution of the isotope ratios suggests that some stream sediments include surficial deposits from a few km upstream. Application of the Sr isotope ratio to geochemical mapping is useful for revealing both the distribution of unexposed bedrocks and the transportation of surficial deposits. Information on unexposed bedrocks will be expected to contribute to the improvement of geological mapping.     

覆盖区矿产综合预测思路与方法

围绕覆盖区矿产综合预测的基本思路和关键方法问题,讨论了非线性矿产预测理论和方法如何在覆盖区矿产综合预测中发挥作用,重点介绍了成矿奇异性理论与非线性矿产预测方法在覆盖区矿产预测“弱信息”提取、“复合叠加信息”分解、“缺失和不完整信息”融合等关键问题中的应用.结合正在实施的中国地质调查局“覆盖区矿产综合预测”计划项目,介绍了三方面的研究进展:(1)覆盖层中地球化学元素迁移机理与覆盖层对地表地球化学异常的屏蔽和衰减作用;(2)如何识别由于覆盖层影响而造成的“弱”且“复杂”的地球化学异常;(3)如何综合具有缺失或不完整的多元勘查信息以达到提高覆盖区矿产综合预测精度、降低预测不确定性的目的.以东天山戈壁沙漠覆盖区海相火山岩型铁矿、大兴安岭南部草原覆盖区铁多金属矿、武夷山层控矽卡岩型铁矿等矿床预测为例,介绍了综合预测方法的应用过程和应用效果.研究结果表明,奇异性理论和分析方法可以有效地用于提取水系沉积物地球化学和地球物理(重、磁)弱异常,合理分解复合叠加异常,在此基础上,采用地球化学和地球物理异常的数据融合技术,分别建立了推断铁镁质火山岩、中酸性侵入岩、矽卡岩和热液蚀变等成矿或控矿地质要素的综合信息模型,以及基于综合预测要素建立的覆盖区矿产预测后验概率证据权模型和模糊逻辑模型.应用结果显示,介绍的预测方法不仅可以在出露区圈定成矿远景区,而且在戈壁沙漠覆盖区及第三、第四系松散沉积物覆盖区等均可圈出具有重要资源潜力的远景区,这些远景区往往会被传统的预测方法所遗漏.      

地球化学分区标准化方法在区域化探信息提取中的应用

从区域化探数据中提取找矿地球化学信息是目前化探工作的重要研究课题,地球化学背景与异常划分是提取找矿地球化学信息的关键。水系沉积物是岩石风化的产物,是上游汇水盆地物质的天然组合,在化学成分上与上游汇水盆地岩石组成具有明显的继承性。水系沉积物中成矿成晕元素含量与常量元素含量之间亦有着密切关系。笔者基于水系沉积物样品特点,采用地球化学分区标准化方法圈定地球化学异常。研究发现,利用常量元素进行地球化学分区是可行的;分区标准化数据处理可以有效地压抑高背景区非矿异常,并强化低背景区矿致异常,突出了找矿信息。以成矿成晕元素标准化数据的因子得分圈定矿化类型综合异常,集中体现了矿致异常信息。     

Semi-hierarchical correspondence cluster analysis and regional geochemical pattern recognition

Semi-hierarchical correspondence cluster analysis (SHCCA), firstly developed in this paper, extracts the main advantages of correspondence analysis, hierarchical and non-hierarchical cluster analysis, and unifies the R- and Q-mode cluster analysis of large data set. A systemic program to recognize the regional geochemical patterns is built up based on this method. With this program, the complex tasks for data interpretation can be achieved by simple processes, and important geochemical information can be displayed by a single diagram, i.e. the multivariate regional geochemical image. As one of the applied examples of this program, the regional geochemical pattern recognition for a shallow covered area around Tahe in Heilongjiang Province is introduced. The results show that many hidden geochemical patterns related to the lithologies, structures, ore-forming conditions and prospecting targets etc are revealed by the geochemical image, and that the main geochemical patterns are related with certain geological and gravitational patterns. By finding contrasts between geochemical patterns and geological or gravitational patterns, the SHCCA results assist the geological mapping in this area. Geochemical data obtained in Chinese regional geochemical exploration provides useful information regarding geology and minerals, and the method described in this paper provides a new way to examine this type of resource.