深海多金属结核照片的图象复原和图象处理技术研究

本文报导了关于深海洋底多金属结核照片的图象复原和图象处理方法技术研究结果。海底照片存在的主要问题是:光照分布不均匀、有时聚焦欠佳、常有铁丝影象、有时有泥浆局部干扰等。本文剖析了光照分布的数学模型,推导了倾斜相机系统和水平相机系统条件下的光照分布及感光光强分布公式。本工作利用图象处理系统研究成功了一套适用于海底照片的图象复原和图象处理技术,给出了详细流程图。做为实例本文附有六幅图片,说明所研究的方法在去除光照不均匀、铁丝干扰、提高反差、增强分辨率、自动分类、科学统计覆盖率等的显著效果,以及通过局部放大研究结核的结构和形态方面的可能性。本文所报导的方法是改善和研究珍贵海底照片的重要工具。     

多金属结核海底照片的图象识别与处理

NIRS是结核海底照片的处理系统。照片具点光源特征,中间亮边部暗,依光强与射线距离平方成反比的关系将其校正为平行光源照片;模式识别综合利用灰度、形状等特征分割图象与背景,圈定结核,然后计算覆盖率、估算丰度,以数据库存储管理信息。配置了1850DPI底片扫描仪,显示图象清晰。分析了DY851,DY853航次照片处理结果,划分出五种照片类型,提出了系统的最佳使用方法,讨论了照片处理质量的评价方法。     

世界海底多金属结核调查与研究进展

随着全球经济的发展,世界各国都面临着严峻的资源危机,而开发利用深海固体矿产资源已成为许多国家的重要选择。人们越来越意识到,海洋已经成为实现新世纪人类社会经济可持续发展的重要空间。随着中国大洋调查的进展,有必要系统梳理世界国际海域深海多金属结核资源调查历程、研究现状及进展。深海多金属结核资源作为可能是海底分布最广、储量最大的金属资源,历来得到国际和国内学者的广泛关注。近几十年的调查和估算表明,全球海洋中大约覆盖了54×106km2的多金属结核,有商业开采潜力的资源量达75×109t。但是很多海域涉及到具体区域性的资源调查工作还有待开展,同时在新的理论认识如热液成因和生物化学作用在多金属结核形成过程中的影响以及如何使金属提取过程更加绿色环保和科学高效等学科已经逐渐成为各国学者关注的新方向。中国应该合理有效开展具有针对性的多金属结核调查,争取使中国在深海海域矿产资源的调查和开发工作中走在国际前列。     

证据权法在CC区潜在多金属结核资源预测中的应用

运用证据权法,根据东北太平洋Clarion-Clipperton地区(简称CC区)的海底断裂构造、海底沉积物类型、初级生物生产力、水深等主要控矿地质证据资料,对该地区潜在多金属结核资源进行了预测。地质证据与多金属结核矿床的空间相关性研究表明,控制多金属结核的地质证据依次为:海底沉积物类型、初级生物生产力、海底断裂构造和水深。预测结果表明,已发现的多金属结核矿床分布的后验概率区间为0.29~0.73,说明证据权法在大洋多金属结核潜在资源预测中具有良好的应用效果。多金属结核矿床形成的有利后验概率区间表明,在研究区的西南部和南部存在寻找多金属结核资源的潜力地段。     

多金属结核海底照片和图象识别与处理

ＮＩＲＳ是结核海底照片珠处理系统，照片是具点光源特征，中间亮边部暗，依光强与射线距离平方成反比的关系将其校正为平行光源照片，模式识别综合利用灰度，形状等特征侵害图象与背景，圈害结核，然后计算覆盖率，估算丰度，以数据库存储管理信息。     

大洋富钴结壳微地形的初步研究

海底照片可以客观地反映结壳的微地形特点。利用适当的图象处理软件,对数字化后的影象进行滤波等处理,可以明显改进照片质量,提取更多的有用信息。     

基于高斯混合模型的太平洋深海盆地多金属结核成因分类

多金属结核类型成因分类是海底矿产资源关注的重要地质问题,诸多学者一直探索利用多金属结核地球化学特征进行多金属结核成因判别。近年来,随着大数据分析方法的应用,为探索利用机器学习技术进行多金属结核地球化学特征进行成因分类提供了很好的思路和方法。本文基于多年调查研究获取的太平洋多金属结核地球化学数据,利用高斯混合模型聚类分析技术,实现了太平洋深海盆地多金属结核成因分类,并对水成型结核进行了进一步判别分析,共划分出成岩型、混合型、水成Ⅰ型和水成Ⅱ型四类成因多金属结核,为太平洋深海找矿突破和资源评价提供重要依据。同时,不同成因类型结核空间预测结果显示,西北太平洋海域是水成Ⅰ型富钴多金属结核的主要分布区域之一,主要分布在马尔库斯—威克海山群、麦哲伦海山群北部、马绍尔海山群和中太平洋海山群西南部的山间盆地,以及附近的皮嘉费他海盆和中太平洋海盆西北部,是未来西太平洋富钴多金属结核资源找矿突破需要关注的关键海域。     

我国深海矿产研究:进展与发现(2011-2020)

深海矿产是地球上尚未被人类充分认识和利用的最大潜在战略矿产资源,近十年我国在该领域的研究取得了重要进展.在太平洋国际海底区域申请到2块多金属结核勘探区、1块富钴结壳勘探区,在西南印度洋中脊申请到1块多金属硫化物勘探区.研究阐明了我国多金属结核和富钴结壳勘探区小尺度成矿规律,揭示了其成矿作用过程及古海洋古气候记录,探讨了...     

印度洋多金属结核地质特征与资源潜力

通过在中印度洋海盆结核区外的印度洋其他海域内收集到的298处多金属结核站位的分布、成分和赋存环境等地质特征,圈定了5处资源潜力区.文章对这些区域内海洋长周期沉积速率、底层水含氧量、底质类型、夏季海面平均生物生产力、底栖宏生物量密度、海底地形地貌特征和海底表层沉积物有机碳含量等数据信息进行加权评估,揭示各区域结核分布密度的高低状况,辅以结核主要有用组分含量的分类,确定了印度洋内各结核区资源潜力的划分标准.笔者认为加斯科因平原结核区为印度洋多金属结核高资源潜力区,马达加斯加海盆结核区和南澳大利亚海盆西部结核区为中等资源潜力区,克洛泽海盆结核区和南澳大利亚海盆东部结核区为低资源潜力区.未来在这些区域内,尤其是加斯科因平原结核区中有希望通过进一步调查研究,精确锁定具有更高资源潜力的次级面积结核勘探区,检验和完善资源潜力评估方法,精细量化揭示这些区域的资源潜力.     

深海多金属结核开采潜在工程地质环境影响研究进展

深海多金属结核广泛分布于全球海底,资源储量丰富、开采潜力巨大。自20世纪60年代,围绕深海多金属结核开采提出了连续链斗式、穿梭艇式、管道提升式等的采矿方式,目前研究中多以管道提升式研究为主。将赋存在海床沉积物表面的多金属结核开采出来必然会引起表层沉积物的扰动,从而影响海水化学性质及海洋生物活性。国内外学者围绕深海多金属结核开采,从结核的资源储量、矿区工程地质条件、开采技术、环境影响等方面展开了诸多研究。基于国内外大量文献资料,着重整理了深海多金属结核富集区CC区(东太平洋的克拉里昂—克里帕顿断裂带之间的海底区域)的研究进展。针对以管道提升式开采方式开采深海多金属结核产生的潜在工程地质环境影响得到以下几点认识:(1)结核开采过程中对表层沉积物产生扰动致使沉积物发生再悬浮,再悬浮颗粒浓度是影响海水化学性质、海洋生物活性的主要原因;(2)矿区表层沉积物的工程地质性质是深海多金属结核开采过程中生态环境影响程度的关键控制因素,其决定了结核开采时沉积物再悬浮的质量、空间分布特征;(3)目前多金属结核开采的环境影响评价多基于对生物群落的影响程度进行定性的评价,尚未有基于沉积物工程地质性质变化、再悬浮沉积物时空分布规律进行的环境影响评价,未来深海多金属结核开采环境工程地质影响定量评价系统有待建立。以上认识对于深入了解多金属结核开采研究现状、工程地质环境影响特征、监测环境影响内容有重要意义。     

东太平洋CC区多金属结核铂族元素（PGE）地球化学及其意义

文章采用火试金分离富集法和等离子发射光谱(ICP_MS)测定了东太平洋CC区多金属结核中PGE和Au元素的含量,结果显示:结核中PGE相对于洋壳明显富集,尤其是Pt含量较高,wPt平均值为100.90×10-9。各种类型的多金属结核PGE和Au的球粒陨石配分曲线及有关参数非常一致,均表现为Pt正异常和Pd负异常,显示其中PGE和Au具有相似的来源。多金属结核与海底海山富钴结壳PGE配分模式及特征元素比值对比表明,两者PGE可能具有相同的来源,可能主要来源于海底玄武岩的水岩反应,部分来源于铁陨石,而并非主要来自海底热液及正常海水。     

海底多金属结核的氦同位素异常及地质意义

太平洋中部CC区海底多金属结核的氦丰度和同位素比值被测定,³He/⁴He= 1.73×10^-5～13.26×10^-5。通过与大气、地壳、地幔及宇宙尘的氦同位素对比提出多金属结核的。³He/⁴He比值异常可能与海底热液或宇宙尘的注入有关。根据氦同位素异常与海底热液活动的关系指出结核中的成矿物质可能主要来源于海底热液;深晦沉积物与多金属结核的³He/⁴He比值相似,表明沉积物的沉积速率与多金属结核的生长速率基本一致。     

潜在多金属结核矿床GIS预测系统设计与应用

文章简要介绍了赤道东北太平洋Clarion-Clipperton海区多金属结核矿床产出的大地构造位置和结核空间分布特点。根据该海区多金属结核的成因特点,预测该海区潜在多金属结核矿床的分布,对潜在多金属结核矿床GIS预测系统进行了需求分析和系统设计。采用Microsoft公司的Visual Basic 6.0和RSI公司的IDL 6.0编程语言及Microsoft公司的Access数据库,选用ESRI公司的MapObjects 2.3 GIS组件,对该软件系统的"文件"、"查询"、"图层管理"、"查明资源"、"潜在资源"、"工具"、"浏览"、"帮助"等8大功能进行了编程实现。系统运用于国际海底区域研究"十五"专项课题"基于CC区的多金属结核矿床地质模型"研究中,获得了该区查明资源估算量、潜在资源位置和数量等预测成果。     

大洋多金属结核和富钴结壳的年代学研究评述

<正>大洋多金属结核和富钴结壳都是非常重要且极具潜在经济价值的海底矿产资源。多金属结核和富钴结壳长速率一般为几个mm/Ma,在这个缓慢的生长过程中,记录了大洋的沉积环境和海水的变化等大量的信息。大洋多金属结核和富钴结壳的年代学研究可以作为以下科学问题研究的重要理论依据:(1)古海洋学的环境气候研究;     

海底多金属硫化物形成的区域地质背景条件与控矿因素

海底多金属硫化物是继大洋多金属结核、富钴结壳后的一种新的海底金属矿产资源类型,主要由富含Cu、Fe、Zn、Mn、Pb及Ag、Au、Co、Mo等金属和稀有金属的硫化物组成,具有易于开采、冶炼和资源量巨大的优点,被认为是最重要的潜在矿产资源之一.     

东太平洋CC区多金属结核物质来源和分布规律

对东太平洋CC区(Clarion-Clipperton Zone)多金属结核丰度、品位、多波束地形测量、深拖光学覆盖率探测、地震勘探等一系列调查资料综合研究表明:①东区和西区结核在其化学成分和形态上有差异,但是聚类分析结果表明不能按区域断然分开;②因子分析得出东、西两区结核4种主因子是Mn组元素Mn、Cu、Ni、Zn,Fe组元素Fe、Co、Ti、Sr,岩源组元素Si、Al、K,生物元素Ca、P;③西区结核成矿物质主要来源于上覆海水中金属元素的化学沉淀,火山成矿作用使结核富集和丰度增加,趋势面和人工神经网络分析表明结核主要分布在海底坡度≤5°地区,该地区的结核量占总结核量的89.62％,坡度>5°地区结核量占10.38％;④东区结核丰度、覆盖率、地形三者变化一致,重大相变距离为10～15km,来自地幔成矿物质通过玄武质洋壳裂隙和断层,为多金属结核的形成和生长提供了丰富的物质来源,地球深部地质作用过程如基底岩浆房活动可能对结核分布产生重要影响;⑤东太平洋CC区多金属结核矿带的形成应归于海底板块扩张活动的一种资源效应和经后期表生地质作用改造的结果。     

我国获得一块“渤海”般大小的大洋矿区

在国际海底区域进行多金属结核资源勘探活动之时，国际海底管理局秘书长萨地亚·南丹和中国大洋协会秘书长金建才于5月23日在北京签订《勘探合同》。外交部、财政部、国土资源部、国家海洋局等有关部门负责人出席了合同签订仪式。 多金属结核是一种大洋矿物，合同的签订，意味着我国对位于太平洋上面积7.5万平方公里的大洋矿区具有了专属勘探权，并且在多金属结核进入商业开采时具有优先开发权。位于国家管辖海域之外的国际海底区域．面积约为2.517亿平方公里，约占地球表面积的49％，：根据联合国海洋法公约的规定，这一区域及其蕴藏的丰富…     

北大西洋中脊海底多金属硫化物资源预测

海底热液多金属硫化物是继大洋铁锰结核和富钴结壳之后发现的叉一巨大具有开发远景的海底矿产资源,具有巨大的潜在经济价值和良好的开发前景。通过综合分析国内外海底矿产资源特征,总结海底多金属硫化物资源的找矿标志,初步建立了海底多金属硫化物资源的描述性找矿模型,并开展了北大西洋中脊海底多金属硫化物资源预测工作。证据权预测结果表明海底多金属硫化物的分布与水深地形、地球物理、海底扩张速率、沉积物厚度、海底火山地震等标志有很大的关系。预测结果与已有热液点具有较好的叠合度,预测方法、预测模型具有可信度及可操作性,对海底多金属硫化物资源调查和评价具有重要的指导意义。     

太平洋库克群岛结核结壳稀土成矿研究

太平洋海底蕴藏着丰富的矿产资源。事实表明,稀土不仅蕴含于深海软泥中,还蕴含于海底多金属结核和富钴结壳,而且两者的平均稀土含量高于深海软泥。本文统计并计算了世界上公开发表的富钴结壳和多金属锰结核的稀土数据。结果表明,全球多金属锰结核的稀土元素和钇REY平均含量为1000 μg/g,重稀土和钇(HEY)在结核结壳中的比重则普遍高于15%;而富钴结壳中的REY平均含量则为2310 μg/g,远高于多金属锰结核的稀土含量。     

遥感图象在某地区铀矿普查及矿化预测中的应用效果

试验区面积约一千多平方公里,属大陆性半沙漠干旱气候的中低山丘陵地带,由于水源缺乏,草木难生,岩石裸露地表,是开展遥感地质工作的适宜区域。我们选用了1:2.5万的黑白航空照片和MSS多波段黑白、假彩色合成卫星照片进行了地质解译;并应用了IPOS101数字图象处理系统(简称S101系统)多种方法处理合成的彩色卫星照片进行了矿化预测,从而为普查找矿提供了依据,收到了较好的效果。