基于扫描法在复杂地层剖面图绘制中的应用

论述了基于扫描线填充算法的理论和适用填充剖面图的数据结构．同时应用该算法采用Delphi和OpenGL绘制了某地质工程实例的二维、三维复杂地质填充剖面图，并取得了较好效果．     

机器学习在岩矿地球化学研究中的应用——综述与思考

岩石与矿物的地球化学成分数据具有高维度特征。传统的岩矿地球化学成分研究主要采用二元/三元图解判别法,准确率不高,在数理统计方法上有欠缺。机器学习方法非常适用于对大样本高维度的岩矿成分数据进行数理统计处理。笔者等在介绍机器学习常见算法基本原理的基础上,总结近5年来国内外学者将机器学习方法应用于岩石矿物成分数据研究的实例,包括：(1)根据矿物成分溯源其母岩(源岩)、判别矿床类型,(2)新生代火山岩溯源,(3)判别变质岩原岩,(4)依据岩浆岩成分判别大地构造环境等。已有的研究实例显示,机器学习方法的准确度明显优于传统的低维度判别法。机器学习本质是分析大样本数据的高维度变量之间的相关、归类等多元统计问题。推广机器学习的应用需要建设开放获取(Open Access)的矿物、岩石成分数据库,同时全面实施开放研究(Open Research)的发表策略。     

机器学习在岩矿地球化学研究中的应用——综述与思考

岩石与矿物的地球化学成分数据具有高维度特征。传统的岩矿地球化学成分研究主要采用二元/三元图解判别法,准确率不高,在数理统计方法上有欠缺。机器学习方法非常适用于对大样本高维度的岩矿成分数据进行数理统计处理。本文在介绍机器学习常见算法基本原理的基础上,总结近5年来国内外学者将机器学习方法应用于岩石矿物成分数据研究的实例,包括：① 根据矿物成分溯源其母岩（源岩）、判别矿床类型,② 新生代火山岩溯源,③ 判别变质岩原岩,④ 依据岩浆岩成分判别大地构造环境等。已有的研究实例显示,机器学习方法的准确度明显优于传统的低维度判别法。机器学习本质是分析大样本数据的高维度变量之间的相关、归类等多元统计问题。推广机器学习的应用需要建设开放获取（Open Access）的矿物、岩石成分数据库,同时全面实施开放研究（Open Research）的发表策略。     

树木年轮研究的扫描图像分析方法及其在环境演变中的应用

本文主要探讨用普通扫描仪作为获取树轮信息手段的有效途径,以及研究将图像分析和数字处理技术应用于树木年轮学的方法。通过对树轮图像的分布特征和噪声变化规律的统计分析,本文设计出一套图像分割、信息提取算法和相应的处理程序。从实际的应用效果以及与其它树轮研究方法所作的对比分析结果表明,这种扫描图像处理方法不仅可行,而且高效、准确,拓宽了树木年轮学方法在环境演变研究中的应用途径。     

X射线粉晶衍射法在变粒岩鉴定与分类中的应用

变粒岩的鉴定通常以显微镜鉴定技术为主,但在显微镜下区分颗粒细小的长石、石英及绿泥石、蒙脱石、云母等层状硅酸盐矿物十分困难,仅通过显微鉴定技术对变粒岩进行定名可能产生较大误差,这对地质填图和原岩恢复工作会造成一些偏差,导致得出错误的地质结论。随着X射线衍射分析技术的发展,该技术已广泛应用于矿物学和岩石学的研究,本研究将结合X射线粉晶衍射技术,对显微镜下难以区分的细小矿物进行鉴定。共选用23件变粒岩样品,利用X射线粉晶衍射分析和显微镜岩石薄片鉴定技术,对变粒岩矿物组分进行检测,用X射线粉晶衍射矿物半定量分析结果验证岩石薄片鉴定结果准确性。显微镜岩石薄片鉴定结果与X射线粉晶衍射物相分析结果对比显示,10件样品定名一致,其余13件样品详细定名有差异。通过分析产生差异的原因,可以认为显微镜岩石薄片鉴定优势在于能确定岩石结构和构造,以及常见矿物组分;X射线粉晶衍射法的优势在于能检测出显微镜下较难区分的细小石英和长石颗粒的相对含量,并能检测出颗粒较小的绿泥石、蒙脱石及云母等层状硅酸盐矿物,该方法对含量较少、颗粒较细的矿物检测效果较好。实验证明将显微岩石薄片鉴定技术和X射线粉晶衍射技术相结合,才能更准确对变粒岩进行定名,为地学研究提供更符合客观实际的技术数据和分析结论。     

激光拉曼光谱在岩矿鉴定中的应用

激光拉曼光谱以其非破坏性、高灵敏度和高分辨率等特性,一直以来都是研究矿物的重要方法之一。通过激光拉曼光谱及mapping扫谱,可准确、方便的获得矿物的成分组成、应力分布、蚀变情况等信息,了解矿物的变形、断裂机理以及矿物质的形成机理,恢复其成岩环境。     

X射线粉晶衍射仪在大理岩鉴定与分类中的应用

大理岩主要有方解石大理岩、白云石大理岩和菱镁矿大理岩三种。以往大理岩是依据偏光显微镜下观察岩石结构构造及矿物成分进行分类定名,由于方解石、白云石、菱镁矿都属于三方晶系,具有闪突起、高级白干涉色、一轴晶负光性和菱形解理等相同晶体光学特征,偏光显微镜下区分十分困难。为了准确鉴定大理岩中碳酸盐矿物种类及其相对含量,本文利用岩石薄片偏光显微镜和X射线粉晶衍射技术对32件大理岩岩石样品进行分析测试。岩石薄片鉴定结果表明:大理岩造岩矿物主要有方解石、白云石、菱镁矿、石英、斜长石、白云母、黑云母、绿泥石、黏土和金属矿物。根据岩石结构构造及矿物组分特征,可把32件大理岩样品划分为方解石大理岩、长英质方解石大理岩、石英绿泥白云石大理岩、白云石大理岩、云英质白云石大理岩和菱镁矿大理岩等15个类型。X射线粉晶衍射分析表明:大理岩造岩矿物主要有方解石、白云石、菱镁矿、石英、斜长石、钾长石、云母、绿泥石、滑石和蒙脱石。综合分析认为:岩石薄片偏光显微镜鉴定技术很难区分方解石、白云石和菱镁矿等碳酸盐矿物,以及细小的石英、钾长石和斜长石、滑石和白云母等鳞片状硅酸盐矿物;X射线粉晶衍射分析技术不仅能准确检测出大理岩中方解石、白云石和菱镁矿等碳酸盐矿物种类及相对含量(方解石、白云石和菱镁矿的X射线衍射主峰有明显差异,d值分别为0.303 nm、0.288 nm和0.274 nm),而且能够有效鉴别岩石中粉砂级斜长石、钾长石与石英(三种矿物的X射线衍射主峰d值分别为0.319 nm、0.324 nm、0.334 nm);且能区分蒙脱石、绿泥石、云母和滑石等层状硅酸盐矿物(四种硅酸盐矿物的X射线衍射主峰d值分别为1.400 nm、0.705 nm、0.989 nm、0.938 nm)。综合岩石薄片偏光显微镜鉴定和X射线粉晶衍射分析结果,最终确定32件大理岩样品划分为22个岩石类型。研究认为:仅根据岩石薄片偏光显微镜鉴定或X射线粉晶衍射技术其中一种方法不能准确鉴定大理岩岩石,应将大理岩岩石野外观察、岩石薄片鉴定和X射线粉晶衍射技术结合起来,才能准确确定大理岩岩石类型。     

高密度电阻率法在东安岩金矿床勘探中的应用

利用高密度电阻率法对东安岩金矿床地表覆盖层下的矿体进行了测量，着重阐述了该方法在确定浅层覆盖、陡立、大脉状金矿体产状的技术手段。认为在该矿区矿体勘探阶段应用高密度电阻率测量方法探寻矿体，具有效率高，成本低的特点。     

扫描电子显微镜X射线能量色散谱仪在宝玉石鉴定中的应用

介绍了在低真空模式下扫描电子显微镜配装X射线能量色散谱仪检测宝玉石的原理与方法。对比与评估了宝玉石样品的X射线能量色散谱仪的无标样定量分析数据与其标准数据,讨论了扫描电子显微镜配装X射线能量色散谱仪在宝玉石检测分析中存在的问题。通过与其它宝玉石检测分析仪器如X射线荧光分析仪、X射线粉末衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪及激光拉曼光谱仪比较后认为,扫描电子显微镜配装X射线能量色散谱仪对宝玉石无损分析鉴定是最方便、有效的手段之一。     

线扫描分析在溶蚀机理研究中的应用

本文首次运用ｘ射线波谱仪与扫描电镜耦合技术,对碳酸盐岩天然风化样品和溶蚀试验后岩样进行了线扫描分析,定位地研究了化学成分和微观溶蚀形态的关系。尽管溶孔溶隙的发育和演化受岩石成分、矿物和岩石结构、渗流条件、岩石赋存环境等因素综合控制,但可溶质与非可溶质的配置关系仍然起着重要作用。      

岩矿鉴定和电子探针在矿物药金礞石鉴定及质量评价中的应用

采用薄片鉴定和电子探针测试对来自个6个不同地区的金礞石进行鉴别和质量评价。首先通过薄片鉴定初步确定金礞石样品的主要成分及伴生矿物,进一步利用电子探针技术对金礞石的主要成分、伴生矿物进行半定量分析,再利用电子探针波谱定量分析研究金礞石中Hg、Pb、S、Ge等元素的赋存状态,在这些技术综合鉴定的基础上,对各地的金礞石进行质量评价。研究表明,岩矿鉴定及电子探针技术的结合用于鉴定金礞石矿物药是一种极为有效、可行的办法,具有原位、无损的优点。     

X射线衍射-X射线荧光光谱-电子探针等分析测试技术在玄武岩矿物鉴定中的应用

玄武岩的鉴定通常采用显微镜镜下判定,鉴定结果容易受到鉴定人员的专业水平和主观因素、切片方位的影响,光性特征有差异,再者颗粒细小的矿物还受到光学显微镜本身放大倍数的限制也很难准确鉴定。当前的鉴定方法已由传统的显微镜向现代分析仪器(X射线衍射仪、电子探针、X射线荧光光谱仪等)综合研究方向发展。本文采用X射线粉晶衍射(XRD)和显微镜镜下观测相结合的方法,对安徽女山玄武岩(未经蚀变)和团山玄武岩(经过蚀变)进行鉴定,并采用X射线荧光光谱仪(XRF)和电子探针对鉴定结果进行验证。结果表明:女山玄武岩用显微镜鉴定主要由基质(74%,斜长石44%+辉石30%)和斑晶(13%)组成,还含有少量金属矿物(8%)及较大颗粒石英捕掳晶(5%);其中,基质部分的斜长石经XRD分析可进一步确定为拉长石,辉石主要为普通辉石(单斜辉石),少量金属矿物为钛铁矿。团山玄武岩用显微镜鉴定主要由基质(75%,斜长石50%+辉石25%)和斑晶(9%)组成,还含有少量绿泥石充填的杏仁体;其中,基质部分的斜长石经XRD分析可进一步确定为微斜长石,蚀变矿物为蒙脱石而非薄片鉴定中的绿泥石。综合XRD和相关技术鉴定结果可确定,女山玄武岩主要矿物为拉长石、辉石、钛铁矿;团山玄武岩主要矿物为微斜长石、辉石、蒙脱石。研究显示,单独的显微鉴定技术在含蚀变矿物的玄武岩鉴定中会产生较大偏差,而结合XRD等多种分析测定技术可以快速鉴定出矿物种类,尤其对颗粒较小的矿物鉴定的准确度更高。     

X射线粉晶衍射法在萤石矿药鉴定与质量评价中的应用

利用X射线粉晶衍射仪对不同产地的萤石矿物药进行全谱扫描。根据X射线粉晶衍射5强峰确定萤石矿物药的主成分，并检测出萤石矿物药中的其他矿物成分。在矿物药所有组分半定量分析的基础上，对萤石矿物药质量进行评价。     

X射线粉晶衍射仪在千枚岩鉴定与分类中的应用

以往千枚岩是依据显微镜下观察岩石结构构造及矿物成分进行分类定名.实际上千枚岩中鳞片状绿泥石和黑云母以及微粒石英、钾长石和斜长石在岩石薄片中区分十分困难.为了准确鉴定千枚岩中鳞片状和微粒状造岩矿物种类及其相对含量,利用X射线粉晶衍射半定量技术对19件千枚岩岩石进行分析测试.研究结果显示：利用云母、绿泥石、石英、钾长石和斜长石等造岩矿物X射线衍射峰的明显差异,结合X射线衍射全谱拟合半定量分析测试技术,能快速检测云母、绿泥石、石英、钾长石和斜长石等造岩矿物种类与含量.实践证明,将千枚岩岩石野外观察、岩石薄片鉴定和X射线粉晶衍射技术紧密结合起来,才能准确定出千枚岩岩石的名称.     

基于遗传算法的BP神经网络模型在岩心扫描仪测定海洋沉积物多种组分中的应用研究

海洋沉积物样品成分复杂,由于基体效应的影响,利用岩心扫描仪开展X射线荧光光谱分析只能得到目标元素的强度信息,不利于该方法在成矿机制和古环境等研究领域更好地发挥作用。本文采用岩心扫描仪测定海洋沉积物中的铝硅钾钙钛锰铁钒铬铜锌铷锶钇和铅15种元素,尝试引入BP神经网络模型利用其非线性拟合能力校正基体效应。实验表明,以水系沉积物、海洋沉积物和岩石国家标准物质以及定值海洋沉积物样品为训练样本,采用遗传算法优化BP神经网络的初始权值和偏置,可以有效校正除硅之外的14种元素基体效应的影响,实现了岩心扫描仪XRF测量结果由强度到浓度的转化。本方法的精密度为0.6%~6.8%(RSD,n=11),国家标准物质和海洋沉积物实际样品中15种组分的预测值与参考值的相对偏差在0.5%~17.5%之间,适合于海洋沉积物中多种主次量组分的快速分析,拓展了岩心扫描仪的功能。     

高密度电法在石材矿探测中的应用

针对石材矿勘探和开发中存在的矿体边界确定、石材完整性判别等实际难题,首次将高密度电法技术引入到石材矿探测中,在新疆哈密黄山南黑冰花型石材矿开展了探测研究。通过改造测线布置方法、优选装置,获取了高分辨率的测量数据;进行二维反演和三维电阻率成像反演,实现了三维电阻率数据体在三维可视化环境下的交互式显示和操作;结合地质资料,完成了对石材矿的探测解释及评价。结果表明:高密度电法能清晰地刻画出具有高电阻率特征的石材矿矿体三维空间形态,对影响石材矿质量的风化层、裂隙构造等不利因素有较强的识别能力。     

高密度电阻率法在风化岩地基勘察中的应用

由于风化岩场地具有风化不均匀之特点,《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)对这类场地的岩土工程勘察的布孔间距具有严格规定,使得这类场地的勘察工作量往往很大。分析了高密度电阻率法在这类场地中使用的可行性和必要性,结合阿尔及利亚某炼油厂岩土工程勘察的实例,剖析了高密度电阻率法对大面积风化岩地基勘察方案设计的优化。     

场发射环境扫描电子显微镜在宝玉石研究中的应用

介绍了一套SEM-EBSD-EDS-CL联合分析系统(FEI Quanta 650 FEG场发射环境扫描电子显微镜)的功能和特点,并使用该系统开展了石榴石、白云石的矿物学研究以及和田玉仔料研究。多工作模式、待试样品要求低和制备简单、高质量的分析图谱、信息数字化处理以及多技术结合应用是场发射环境扫描电子显微镜系统的显著优点。SEM-EBSD-EDS-CL联合分析系统在宝玉石研究中将具有广泛应用前景。     

CSAMT法在福建山区寻找隐伏矿中的应用

CSAMT法因有探测深度大,横向分辨率高和抗干扰能力强等优点,成为一种探测深部矿体的有效地球物理方法,并被广泛用于寻找隐伏矿体.根据我们现有的野外工作经验,在地形复杂的山区进行CSAMT法勘探时,相对于平原地区其成本高,效率低,野外施工问题多,提高采集数据质量的难度大.本文就其中的一些问题展开了讨论,并对福建大田测区CSAMT法勘探的结果进行了简要分析.     

ALI 遥感数据在岩矿信息提取中的应用研究

论文对研究区ALI数据进行了纯净像元提取,在此基础上,对纯净像元进行N-D散点图分析,选择出不同端元并进行归类分析,作为后期分类识别的样本.这里采用决策树方法对研究区岩矿进行识别,研究发现:样本区在MNF变换后图像上的波谱(前几个波段)可分性远远大于其在变换前图像上的波谱可分性,基于此的决策树分类方法能够识别出岩矿.