地层格架正则化约束下的二维立体层析反演

通过把地层格架信息作用于立体层析Fréchet导数矩阵,使得更新后的速度模型呈现出符合地质规律的块状特征.地层格架信息基于立体层析反演中得到的反射点位置进行非规则B样条插值拟合得到,因此在反演中它将会随着反射点位置的更新自然得到更新.与前人提出的保边缘层析算法或多层立体层析算法相比,本文提出的地层格架正则化无需引入混合正则化项或定义某种复杂的混合速度格式,更为直接也更容易实现.理论和实际数据算例证实了该正则化技巧的稳健性和可靠性,能够得到与实际地质构造特征更为一致的地质一致性反演结果.     

桂林-阳朔地区DEM地形特征与岩性相关性分析及分类研究

地形地貌是岩性解译的重要信息,地形因子作为描述DEM数字曲面几何特征的定量指标参数,可用来定量化表达不同岩性所在地区地形地貌特征。本文以桂林-阳朔地区为研究区,研究地形因子数学、地质意义,建立岩性与地形因子组合间的定量关联,进而实现岩石类型划分。本文基于ASTERGDEM提取坡度、起伏度等12个地形因子,在分析各个地形因子地质意义基础上,通过聚类分析及方差分析的多元统计分析方法,研究各岩性地形因子特性及其关联性,建立研究区岩性之间的定量差异;此外,利用因子分析方法研究岩性分类过程中的主导因素,确定适宜岩性分类方法以实现定量化岩性分类。实验结果表明：不同岩性、不同地形地貌的地形因子（组合）之间具有显著差异,基于因子分析得到的宏观地形复杂度指数（MTI）以及微观曲率指数（MCI）对岩石类型的分类精度达77.36%。研究表明,地形复杂度等地形因子可用于岩性分类,采用因子分析方法可获取反映地形地貌宏观、微观特征的定量指标,且岩性分类效果良好。     

电离层局部格网降分辨率层析方法

网格划分是电离层层析的重要一环,也是影响层析精度的重要因素之一。然而,现有研究更多地关注如何通过反演算法及模型来提高精度,较少关注格网划分这一手段。本文拟从格网划分这一角度来对电离层层析方法进行优化。先利用若干试验研究了格网分辨率与层像精度的关系,然后在此结论基础上提出了一种通过降低非感兴趣区域格网分辨率来提高感兴趣区域层像精度的方法。为验证本文方法的可行性,分别开展了两个不同的层析试验。两个试验同时表明:相对于传统的格网划分方法,本文方法在均方根误差、平均绝对误差、68%及95%百分位、标准差等多个精度指标上均具有优势。根据本文试验,利用本文方法均方根误差及平均绝对误差可望分别减少15%至40%。     

胶东焦家断裂带蚀变岩非镜像对称特征及其地质意义

焦家断裂蚀变带是胶东地区最重要的控矿构造之一。该断裂带控制的矿床是创立“焦家式”金矿理论的重要实例基础。目前,焦家断裂带累计探明Au资源储量超过1200 t,并且还在不断增加,展现了深部重要的勘查和研究价值。焦家断裂带控制的矿体主要赋存在主断面下盘,断裂带发育于花岗岩中时,上盘发育钾长石化花岗岩、绢英岩化花岗岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩、(黄铁)绢英岩质碎裂岩,下盘发育黄铁绢英岩质碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗岩和钾化花岗岩,蚀变类型在主断面两侧呈现对称分布特征。但是在岩性特征、结构构造、蚀变强度、化学成分等方面差异明显,表现出非镜像对称特征。上盘蚀变岩厚度大于下盘,下盘花岗岩的构造破碎程度比上盘花岗岩更严重;断裂带上盘黄铁矿含量低、一般无矿化显示,下盘黄铁矿含量高,出现金矿化;断裂带上盘的中生代花岗岩中韧性变形不发育,以脆性破裂为主,下盘发育明显的韧性变形;断裂带上下盘不同蚀变带的成矿元素Au,矿化剂元素S,成矿伴生元素Ag、Pb、Zn,亲石分散元素Ba、Sr以及主量元素Na2O、MgO含量具有差异性,指示焦家断裂带主断裂面两盘经历了不同的成矿作用过程,下盘花岗岩的热液蚀变作用与成矿作用的关系更为密切。依据焦家断裂带不同蚀变带元素的非镜像对称性特征,可利用上、下盘花岗岩和构造蚀变带的地球化学标志识别矿体或者不同蚀变带的位置,对认识“焦家式”金矿床的成因机制、预测深部成矿前景、指导深部找矿具有重要理论和实际意义。     

缓倾斜煤层走向长壁式工作面地表沉陷盆地模型

为准确描述地表沉陷盆地分布形态，基于幂指数函数模型，结合缓倾斜煤层走向长壁式工作面地表沉陷盆地的特征，采用理论分析与数值模拟相结合的方法，建立适用于缓倾斜煤层走向长壁式工作面的沉陷盆地模型，分析模型参数的影响因素及参数的变化规律，并验证模型的适用性和预计精度。研究表明:模型参数n反映下沉盆地底部范围大小，主要与采动程度有关，取值范围为1~3，其取值精度取决于观测点个数；参数k反映下沉盆地边缘的收敛速度和下沉影响范围，主要与采煤方法、顶板管理方法及松散层厚度有关，其值可通过地表最大下沉值或煤厚进行确定；在对常村煤矿地表沉陷进行预计时，预计值与实测值的差值平方和为3.08×106，中误差为267.59 mm，为最大下沉值的6.47%。研究缓倾斜煤层走向长壁式工作面地表沉陷盆地模型旨在对常村煤矿地表沉陷的预测和预防工作提供理论基础。      

海洋渔场地貌图的设计方法研究

渔场地貌是分析预报渔情、选择渔业作业方式和选用渔具设备的重要依据之一。基于数字高程模型(DEM)和数字晕渲制图等技术,应用ESRI Arc GIS软件系统,通过实验方法选定DEM插值算法及阴影光源参数,制作了表现海底地形起伏变化特征及鱼类生物资源分布状况的渔场地貌图,实现了多源、多维和异构数据的融合。作为一项探索性工作,期望设计成果能够为今后相关产品的研发和应用提供有益借鉴。     

椭圆度-凹坑双缺陷海底管道局部屈曲特性研究

海底管道在制造、埋设以及使用过程中极易产生椭圆度-凹坑双缺陷,双缺陷影响管道局部屈曲,对含椭圆度-凹坑双缺陷海底管道的局部屈曲特性研究十分必要。现行规范中采用等效椭圆度对含椭圆度-凹坑海底管道进行评估,该方法无法准确评估不同缺陷形式的屈曲特性。采用形状系数对含椭圆度-凹坑双缺陷的海底管道进行评估,运用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,并进行试验验证。在此基础上对含有不同凹坑深度、不同椭圆度的海底管道进行局部屈曲的数值模拟,计算不同形状椭圆度、含有不同凹坑深度海底管道的形状系数,对其进行敏感性分析。计算结果表明:形状系数对海底管道椭圆度、凹坑深度、径厚比敏感性较强;对凹坑宽度敏感性较弱。     

子牙河流域湿地动态变化特征分析

为了了解子牙河流域湿地的动态变化特征,本文使用2000、2004、2009和2014年间4景Landsat TM/ETM+/OLI夏季遥感影像,通过目视解译、改进的归一化差异水体指数、归一化植被指数、景观格局指数对湿地面积、水域、植被和景观格局变化等方面进行了研究。研究结果表明:2000、2004、2009、2014年间,子牙河流域湿地面积分别为1 861.99、1 890.42、1 823.19和1 885.43km~2;湿地水面面积分别为为463.14、629.74、562.69和796.69km~2;湿地植被面积分别为1 025.22、936.55、1 058.76和764.34km~2。景观格局指数方面,斑块密度(PD)逐年增加,最大斑块指数(LPI)在8.16~8.46之间;周长面积分维数(PAFRAC)基本处于1.46左右;香浓多样性指数(SHDI)随时间上升,香浓均匀度指数(SHEI)逐年提高。结果表明:湿地面积总体呈增加趋势,但增加的湿地面积主要是人工湿地,自然湿地面积还需要继续恢复;湿地水域主要分布在研究区域的东部和西部,中部较为缺水;湿地植被面积以2009年面积最大,生长状况最好,而到2014年面积、长势有所下降,还需要加强对植被的恢复;研究区域景观越来越破碎化,各类型景观分布越来越均匀,受到人类的干扰越来越大。人们在恢复湿地面积同时,还需要注意防止湿地破碎化,保护自然湿地。     

阿拉善左旗5.8级地震前地脉动信号特征分析

本文针对2015年4月15日发生在南北地震带北端的阿拉善左旗5.8级地震,利用乌海台、东升庙台、石嘴山台的连续数字地震波形资料,采用快速傅里叶变换对三个台站的2015年4月1日00时—4月15日23时波形数据进行分析,并持续跟踪0~0.25 Hz包络幅值极大值的变化形态。结果显示:(1)在5.8级地震前,震中附近的乌海地震台、东升庙地震台、石嘴山地震台记录的地震波形均出现频谱向低频偏移的现象;(2)三个台站出现低频异常的包络幅值极大值跟踪形态不一致,其中只有乌海台在震前出现明显的持续不稳定异常,异常持续时间约120h;(3)三个台站距离震中由近及远包络幅值极大值的跟踪形态差异明显。     

卷积神经网络及其在矿床找矿预测中的应用——以安徽省兆吉口铅锌矿床为例

大数据人工智能地质学刚刚起步,基于大数据智能算法的地质研究是非常有意义的探索性实验。利用大数据和机器学习解决矿产预测问题,有助于人们克服不能全面考虑地质变量的困难及评估当前模型在已有数据中的可靠性。元素地表分布特征量主要受原岩成分、成矿作用影响和地表过程的影响,它们携带某些指示矿体就位的信息,即矿体在地下空间就位时在地表的响应,且未在地表过程中消失。以往的地球化学勘查工作仅仅识别异常,但未能发现矿体在地表响应的成矿特征量。本文以安徽省兆吉口铅锌矿床为例,通过机器学习,利用卷积神经网络算法,不断挖掘元素Pb分布特征与矿体地下就位空间的耦合相关性。经过1000次训练后,可以得到准确率0. 93,损失率0. 28的卷积神经网络模型。这种神经网络模型就是矿体在地下就位时元素在地表分布的响应,可以用来进行矿产资源预测。应用该模型对未知区进行预测,结果显示第53号区域具有很大概率存在尚未发现的矿体。