灰色系统理论与地学

我国学者邓聚龙教授在1982年首次提出灰色系统理论,引起国内外很大反响。短短数年,灰色系统理论已逐渐形成了一门横断面大、渗透力强的新兴研究领域,广泛地应用于农业、工业、军事、城建、医学、交通、地质、气象、金融、生态、遗传、水文水利、教育管理等众多领域,产生了显著的社会效益和经济效益。 灰色系统是指信息部分清楚、部分不清楚的系统.在自然界和人类社会中,“灰”是普遍存在的,而内部信息一无所知的“黑箱”与信息全部已知的白色系统只不过是灰色系统的     

数学地质的主要进展和发展趋势

数学地质是地质学的一个重要的新分支。本文涉及数学地质在几个领域的主要进展,分形、耗散结构、灰色系统模型和模糊数学在地质学中的应用。分形已成功地应用于准晶体微粒结构、断层系统和地质构造分布、多孔介质、地质体表面粗糙度和其他问题研究。耗散结构已应用于矿物离解过程、热液成矿作用动力学、混合岩成因以及地壳地幔的结构和运动等的研究。灰色系统理论在水文地质、工程地质、环境地质和矿床预测的很多问题中得到应用。模糊数学是解决很多地质问题的有用的定量工具。最后,讨论了数学地质的进一步发展趋势。     

应培养综合应用地质专业人才

为贯彻党的十四大提出“加速科技进步,大力发展教育”的任务,为满足地矿系统在当前针对地质找矿困难而采取开展大比例尺成矿预测等一系列关键性战略措施的需要,应培养一大批既懂现代地质科学理论又能利用高新技术研究基础地质及解决地质找矿等问题的综合性高级地质人才(朱训部长称之为“大地质”人才),造就新一代地质科学工作者.     

地质系统的复杂性—地质科学的基本问题(Ⅰ)

笔者根据其所提出的“地质作用与时空结构是一切地质现象的本质与核心”的自然哲学理念将地质科学的学科体系划分为地球物质的成分与结构、地质作用、地质学场与地质系统的演化等四大基本领域, 它与9个重大基础地质问题以及与其相关的基础理论问题相对应(表 2).笔者将其已发表的地质科学的复杂性理论“地质作用的临界过程动力学——地质系统在混沌边缘分形生长”应用于研究9个重大基础地质问题, 着重对于其中所包含的主要基础理论问题的实质及其理论与研究方法作较深入而简要的剖析.目的是通过将地质系统的复杂性作为地质科学的基本问题的新视角对古老而常新的地质科学进行再认识, 将重大基础地质问题的研究提高到非线性科学和复杂性理论的层次, 并实现地质科学向精确科学的跨越, 取得突破性进展      

模糊识别在成矿预测中的应用

目前在地质工作中的成矿预测阶段广泛地应用数理统计的方法.如地质数据的多元统计分析就是应用数理统计方法来研究解决多指标问题的理论和方法.它是根据地质工作的要求,选用合适的数理统计方法来进行整理、分析和综合,最终找出所研究的地质体的数量特征和内在的统计规律性,以便得出较为准确的结论.传统的数理统计方法选择的地质变量的取值都是“清晰的”,而许多地质现象却是不分明的、模糊的.近年来一些地质工作者正在探讨利用模糊数学方法来研究某些地质现象及解决有关方面的地质问题.如模糊聚类分析已经在化探的数据处理工作中得到应用.     

“灰色系统理论在地学中的应用”学习班

经地质矿产部教育司批准,中国地质大学(武汉),于今年四月二十一日——六月五日将举办“灰色系统理论在地学中的应用”学习班.其内容有灰色理论数学基础,灰色理     

中国断层系分维及其灰色预测研究

应用分形理论和灰色系统理论方法,对中国断层系分维及其灰色预测问题进行了探讨。首先,计算并分析了中国断层系分维及其空间变化特征;其次,在计算中国大陆和南岭地区不同地质历史时期断层系分维、揭示断层系具有的跨尺度分形特征的基础上,对分维变化进行了灰色预测,其结果表明：分形理论与灰色理论结合是研究断层系时空间特征的有力工具,中国大陆下一期断层系分维预测值为1.5995,预示中国大陆下一期断层系空间结构的复杂程度将有所增加。     

分形理论与灰色系统理论在南岭地区地质异常圈定和金矿资源预测中的应用

应用分形理论研究了南岭地区地质弄常及其圈定方法，结合灰色系统理论对该区的金矿资源进行了预测。通过研究，圈定了10个地质异常区和7个金成矿远景区，为南岭地区金矿地质勘查提供了依据。     

地质系统的复杂性--地质科学的基本问题(Ⅱ)

笔者根据其所提出的“地质作用与时空结构是一切地质现象的本质与核心”的自然哲学理念将地质科学的学科体系划分为地球物质的成分与结构、地质作用、地质学场与地质系统的演化等四大基本领域,它与9个重大基础地质问题以及与其相关的基础理论问题相对应（表2）,笔者将其已发表的地质科学的复杂性理论“地质作用的临界过程动力学－地质系统在混沌边缘分形生长”应用于研究9个重大基础地质问题,着重对于其中所包含的主要基础理论问题的实质及其理论与研究方法作较深入而简要的剖析。目的是通过将地质系统的复杂性作为地质科学的基本问题的新视角对古老而常新的地质科学进行再认识,将重大基础地质问题的研究提高到非线性科学和复杂性理论的层次,并实现地质科学向精确科学的跨越,取得突破性进展。     

灰色水文地球化学预测模型(GHGCM)——以沈阳市潜水为例

建立多组分平衡化学模型研究溶质在地下水中的迁移是溶液理论的基本要求,这是非确定型模型预测地下水溶质迁移中尚未解决的课题.本文利用CM(1.1)模型同时预测水中全部化学组分浓度值约束于电中性定律和最大溶度积理论,求得预测优化值,为这一问题的解决提供了范例.模型运行的结果证明,灰色系统理论不仅可用于预测水中单个离子,也可预报平衡多组分.     

关联度分析在研究不同时期地质异常分布特点中的应用

地质异常控制着矿床的分布.不同矿种、不同类型和规模的矿床需要不同时期、不同类型和规模的地质异常.本文应用灰色系统理论中关联度分析方法,分6个时期太古宙、元古宙、早古生代、晚古生代、中生代、新生代,分别研究不同时期中国地质异常的分布特点.结果表明,不同时期中国地质异常具有继承性和变异性等特点.本文为探讨中国地质异常的演化规律作了初步的尝试.     

庆祝於崇文教授从教四十五周年

於崇文教授,博士导师,生于1924年2月15日,浙江省镇海县人,我国著名地球化学家,第二届李四光地质科学奖获得者.长期从事地球化学基础理论、理论地球化学、区域地球化学和数学地质方面的研究.提出了“地质作用与时—空结构”的理论观点,并建立了新的地球化学理论体系与方法论;在地球化学动力学中提出并发展了“成矿作用动力学”新的学术领域;提出了区域地球化学的理论与方法,并应用于南岭地区研究;在地质学与地球化学中系统全面地引进多元统计分析的理论与方法,为开辟地球化学学科发展的新方向、发展理论地球化学、矿床地球化学、区域地球化学和数学地质做出了卓越的贡献.     

山区煤矿矿山地质环境多层次灰色综合评价

以山区煤矿矿山地质环境为研究对象,从地质环境条件、矿山开发程度、资源损毁、地质环境问题和环境污染问题等5个方面构建一个3层次的矿山地质环境综合指标评价体系,运用灰色系统理论,建立了山区矿山地质环境多层次灰色综合评价模型,并结合实例进行计算,得出矿山地质环境综合评价值。评价结果与实际情况基本相符,表明该模型能有效地利用评价指标的信息,所给出的综合评价值能够对受评矿山地质环境进行定性或定量的评判,为政府和企业进行矿山地质环境恢复治理及矿产资源合理利用提供科学依据。     

地质系统的复杂性——地质科学的基本问题（I）

笔者根据其所提出的“地质作用与时空结构是一切地质现象的本质与核心”的自然哲学理念将地质科学的学科体系划分为地球物质的成分与结构，地质作用，地质学场与地质系统的演化等四大基本领域，它与9个重大基础地质问题以及与其相关的基础理论问题相对应（表2）。笔者将其已发表的地质科学的复杂性理论“地质作用的临界过程动力学－－地质系统以混沌边缘分形生长”应用于研究9个重大基础地质问题，着重对于其中所包含的主要基础理论问题的实质及其理论与研究方法作较深入而简要的剖析。目的是通过将地质系统的复杂性作为地质科学的基本问题的新视角对古老而常新的地质科学进行再认识，将重大基础地质问题的研究提高到非线性科学和复杂性理论的层次，并实现地质科学向精确科学的跨越，取得突破性进展。     

矿床地质学进展

当前,矿床地质学正经历着深刻的变革。自从“水成论”和“火成论”的剧烈论争之后,矿床的成因问题似乎获得了大体的解决,即以“火成论”的系统成矿论的建立而告终。可是,这一“定论”正受到大量新的地质事实的冲击,并在步步退却。与此同时,一些新的成矿理论则正在崛起,并得到很大的发展。1.沉积成矿作用的被重视,是当前成矿理论重新认识自己的一大进步。自60年代以来,     

基于灰色关联度的可拓学理论在岩体质量评价中的应用

为了建立更好的岩体质量分级系统,改进传统岩体质量分级方法以及其它数学评价方法,结合红岩水库通航隧洞现场工程地质条件,建立了可拓学理论岩体质量分级评价的物元模型,并采用灰色关联度方法改进可拓学理论中求取各评价指标权重主客观因素考虑不充分的缺点.研究结果表明,采用灰色关联度法充分考虑了岩体质量评价的主客观因素,计算出的各指...     

数学地质之我见

随着科技的发展,社会的进步,人们的认识也在不断的深化.地质科学正从数字地质学为主向知识地质学为主过渡.知识地质学是基于知识信息处理、运用定性结构方法来解决复杂的地质问题.地球系统是一个复杂的封闭系统,其表层的任一子系统--地壳、大气、海洋、土壤、生态等都是开放的复杂巨系统.解决这种复杂巨系统,通常不得不采用计算机建模和模拟,而不是像以往研究简单系统那样,采用数学描述和数学模型.用计算机程序来表示一种理论,是信息技术发展的必然趋势,是比较容易理解的.而对于以定性结构表示的比较模糊的定律,也是以经验为基础的科学发展的必然结果.从数学理论的角度看,以上的定律(指定性结构定律)是不太严格的,但客观世界本身就不很严格,往往是模糊的.生命现象、社会现象、人的感知与经验等,难以用数学定理加以描述,只好采用定性结构定律来描述.运用定性结构定律也能准确地解决用定量方法解决不了的复杂问题.以往基于数学模型,定量方法解决地质问题的数学地质,面对以上的新形势,产生了新的矛盾数学地质用数学方法解决地质问题,而地质问题又不能准确用数学方法来刻画.面对这种形势,数学地质有两种选择一是维持现状,内涵与名称不变,顺其自然发展…….二是拓宽内涵,更改名称.作者倾向第二种选择,并建议将"数学地质"、更名为"信息地质".     

矿床灰色预测系统观

矿床是在漫长的时间、广阔的空间、复杂的介质中，由一定的成矿作用形成，赋存于地质环境发生局部性变异的地区。这种异常变化可分为地理、地球物理、地球化学三大类。它们概有各自的特殊性，又有相经的关联性。人们采用地质、地球物理、地球化学勘探方法获提的找矿信息，可以将其视为成矿作用在3个侧面的表现形式。显然，用现代灰色系统思想来分析，长期、复杂、多源的成矿作用是灰色动态过程；综合方法寻找矿床是地质找矿灰色系统工程，矿床形成和分布是多种控矿地质因素综合作用、相互关联、发展变化的灰色系统。因此，从矿床的预测的意义上说，就是对这个系统进行整体上的考察，揭示灰色成矿场的展布，以圈定矿床赋存的最有利部位。 在新的矿床预测方法的研究中，我们把灰色系统理论与地质、物探、化探方法相结合，提出了以已知矿床上建立的参考数列系为灰色子波，对研究区的比较数列系进行关联度扫描，从中圈定关联度异常，预测矿床赋存部位的矿床灰色预测法。在新疆哈密研究区作了隐伏铜镍矿床预测试验，证实了该方法具有矿床信息提取、综合处理、靶区优选、定位预测的功能，适用于大比例尺隐伏矿床预测。     

地质环境容量与评价研究

本文系统总结了当今地质环境容量研究存在的主要问题及发展趋势,应用地质环境容量评价指标体系,初步建立了地质环境容量评价理论框架.在此基础上结合上海市主要环境地质问题,分析其主要影响因素,分层次选取合适的评价指标,对上海市地质环境容量进行实证分析.     

数学地质在1997～1999年期间的主要进展

数学地质是地质学的一个重要的新分支.本文主要介绍数学地质在1997～1999年期间的主要进展,其内容主要涉及"数字地球"概念建立并向数学地质引进以后得到的新启示.地质统计学在近年来取得的新进展以及计算机地质图形学、地理信息系统(GIS)、人工神经网络、灰色系统理论、突变论、小波变换、遗传算法、遗传规划在地质学中的应用和取得的新进展.