黔西北五指山地区铅锌矿床研究新进展:成矿带归属的启示

黔西北成矿区为川滇黔接壤矿集区的重要组成部分之一,但该地区以往未见有大型以上铅锌矿的报道。近些年来,贵州科技工作者在五指山地区取得重大的找矿突破,发现多个大中型铅锌矿床,提交铅锌金属资源量超过250万吨。为了使地质工作者更好地认识该矿田铅锌矿成矿作用,并为研究区及邻区找矿预测提供理论依据,本文系统总结五指山地区铅锌矿近些年的研究进展,并与川滇黔与湘西-黔东地区铅锌矿床从地质、地球化学以及成矿时代进行对比,尝试探讨五指山地区铅锌矿成矿带归属。地质和地球化学的综合研究表明,五指山地区的铅锌矿床的成矿物质主要来源于变质基底,水岩反应作用致使围岩贡献了少量的成矿物质,成矿流体具有多源性,主要为低温、中高盐度的卤水,可能混入少量的地层水,矿床成因类型属于MVT型铅锌矿床。年代学数据揭示,五指山地区铅锌矿成矿时代为(458.2±2.9) Ma,可能与武夷—云开陆内造山事件有关,暗示湘西—黔东地区同时代的铅锌成矿作用可能延伸到该地区。通过系统的地质和地球化学对比发现,五指山矿田内铅锌矿床与川滇黔接壤地区典型的铅锌矿床存在差异明显,而与湘西—黔东铅锌成矿带内典型矿床相似,故暂将其划分到该成矿带。     

湘西花垣矿田热液方解石稀土元素地球化学

近年来,位于扬子板块东南缘的花垣铅锌矿田取得重大找矿突破,杨家寨和大脑坡等一系列大型-超大型铅锌矿的发现,该区新增铅锌资源储量已经超过1000万t,有望成为世界级铅锌资源基地。虽然该矿田地质地球化学研究已经积累了较多成果,但关于铅锌成矿流体的来源及其演化过程研究相对薄弱,制约了花垣矿田的成矿机制深入。本文通过对该矿田不同成矿阶段热液方解石稀土组成研究,并与矿区围岩和不同时代地层对比,探讨矿田内铅锌成矿流体来源及其演化。研究表明,不同成矿阶段的方解石稀土元素及配分模式差异明显,其中成矿早晚2阶段方解石REE与围岩较相似,而主成矿阶段方解石明显富集REE,暗示成矿流体不可能完全由赋矿地层提供,应有来自下伏地层以及基底岩石相对富集REE的流体加入,这种流体可能携带了大量的Pb、Zn成矿物质,为铅锌矿成矿提供了物质来源。此外,成矿早阶段到主成矿阶段,δEu值均小于1,暗示成矿早阶段到主成矿阶段的流体呈现相对还原的特征;而成矿晚阶段方解石的δEu远大于1,表明成矿晚阶段热液流体呈现较氧化特征,总体而言,本区成矿环境在铅锌成矿过程中由相对还原向相对氧化的演化。     

地震序列作用下液化场地条件影响研究

砂土液化前后场地条件的变化研究对于改进液化判别方法具有重要意义。基于美国加利福尼亚州野生动物园强震动观测竖井台阵资料,采用互相关分析和傅里叶谱比方法,研究了布劳雷强震动序列作用下台阵场地液化前后等效剪切波速和卓越频率的变化特征。强震作用下孔压监测结果表明,场地液化层的超孔隙水压力已经达到临界液化状态,并在震后迅速消散,但是在地表没有发生喷水冒砂现象。超孔隙水压力的累积导致竖井台阵不同观测位置之间的剪切波传播时间发生延迟,台阵场地卓越频率在砂土液化过程中发生显著下降。在孔压消散之后,剪切波传播时间和场地卓越频率在4 d内恢复正常。这一现象对于基于液化之后场地原位测试资料建立液化判据具有重要参考价值。     

KAGRA引力波探测器中蓝宝石测试镜光学性质研究

低温制冷技术是下一代激光干涉仪引力波探测器的核心技术之一. 日本引力波探测器KAGRA (Kamioka Gravitational Wave Detector)作为该技术的前沿开拓者, 将运行在20K的超低温环境中, 并使用在低温下热噪声较低的单晶蓝宝石晶体作为测试镜. 然而, 高质量大尺寸低吸收率的蓝宝石晶体极难制备. 此外, 由于蓝宝石晶体存在晶格结构不均匀, 很容易导致不必要的双折射效应, 从而影响探测器的目标灵敏度. 基于上述问题, 开发了两套大尺寸光学测量系统, 首次系统研究了KAGRA低温蓝宝石测试镜的光学特性. 首先, 根据探测器对测试镜热噪声的要求, 开发了一套基于光热共光路干涉技术的光学测量系统, 该系统可对测试镜以及测试镜表面涂层的光学吸收进行有效的表征. 其次, 基于光学吸收测量系统, 开发了一套双折射效应测量系统, 该系统可以有效表征测试镜中双折射的均匀性. 目前两套测量系统的搭建与调试已完成, 对蓝宝石测试镜光学吸收的测量灵敏度达到了1.5ppm/cm, 双折射测量系统的空间分辨率小于0.3mm times 0.3mm. 该工作对降低大尺寸低温测试镜双折射效应及提高探测器灵敏度具有重要意义.     

滇中富碱斑岩风化成土过程中元素地球化学行为及其主控因素

富碱斑岩带分布较广,目前对其风化过程中的元素地球化学行为研究较少。笔者等以滇中姚安富碱斑岩为例,通过对其化学风化过程的研究,有助于了解富碱斑岩成土过程中元素富集贫化控制因素,丰富碱性岩浆岩风化成土理论。笔者等分析了富碱斑岩风化过程中的矿物风化特征、元素含量分布特征、化学风化趋势、元素迁移富集特征及主控因素,结果表明：富碱斑岩各风化层元素含量与基岩具有继承性,体现了原位风化的特征,符合北亚热带季风气候下云南境内上扬子地块岩石的风化特征;与大陆上地壳组成（UCC）相比,风化成土过程中Ca、Na、K等阳离子强烈淋失亏损,Fe、Al富集;化学风化过程主要发生脱Ca、Na、K、Mg、Si与富Al、Fe作用,风化早期主要为去Ca、去Na过程,风化中、晚期为去K、去Mg、富Al、富Fe过程,并伴随着强烈的脱硅作用;结合迁移系数,常量元素活动性强弱顺序为：Ca>Na>K>Mg>Si>Al>Fe;微量元素地球化学行为一方面主要受地球化学性质相似的常量元素行为控制,另一方面Al、Fe氧化物/氢氧化物和受黏土矿物吸附作用的影响,Sm、Nb、Sc、Th、Ti、U、Y、Cu、Cr、Ni随风化原地残余富集,Ba、Rb、Sr与K、Na、Ca、Mg等常量元素行为一致,随风化而淋失迁出。     

苏里格气田致密砂岩气藏差异化水平井设计方法

水平井是提高致密砂岩气藏采收率的有效手段,但该类气藏具有强非均质性,砂岩多期叠置,有效砂岩零散发育,实施水平井会出现井漏、卡钻等现象,从而影响气田的产能建设,不合理的轨迹设计也会造成储量动用不充分,遗漏有效砂岩。为了避免出现以上现象,需要加强致密砂岩储层的地质研究,采用一井一设计的差异化水平井地质设计思路,从井轨迹上规避风险。收集了苏里格气田完钻井地质参数,统计了该气田的砂岩及有效砂岩钻遇情况,结合前人研究,确立了3种适合水平井开发的叠置砂体类型(块状叠置型、多层叠置型和削截式叠置型)及其有效砂体展布特征,在此基础上设计了3类水平井轨迹和节约井场的三维水平井(平直型水平井、大斜度水平井和阶梯型水平井),为气田稳产增效提供了保障。      

结合E-YOLO和水体指数约束的大面幅影像水利设施检测

水利设施对水资源与水量调度、自然湿地生态保护与修复、资源和生态功能的利用及经济效益发展有重要作用。传统方法统计水利设施位置、数量等依赖于汇编资料,存在耗时长、资料更新不够及时以及具体地理位置不详等缺点,遥感为大规模监测水利设施提供了新的可能。本文以YOLO v3网络为基础,结合水利设施的特点,提出了一种基于大面幅影像快速检测水利设施的算法,主要分为两个方面：（1）改进的YOLO算法（E-YOLO）。E-YOLO提出PPA特征融合方法和等比预测框与四特征图交叉预测方法,对小样本等问题进行优化;改进损失函数,突出置信度损失;同时使用迁移学习的方法,读取特征提取部分的预训练模型参数。（2）基于E-YOLO算法和水体指数约束的大面幅水利设施检测算法。通过水体指数约束滑动步幅来解决影像面幅大、目标尺度小的问题,同时降低漏检率和误检率,再结合轮廓合并方法,优化检测结果。本研究中采用高分二号影像数据实现大面幅影像水利设施检测,实验结果表明：E-YOLO算法可以明显提高水利设施检测效果,相比平均F2精度相比YOLO v3提高了1.25%。且有更好的稳定性;水体指数约束的大面幅检测方法可以在保证效率的情况下提高检测精度,其F2精度相比大步幅和小步幅方法分别提高了3.72%和2.70%,为遥感水利设施检测提供了良好方案。     

山区等高线内插生成DEM的精度评价

文章以中国北方山区为试验研究区,对其大比例尺地形图进行了等高线矢量化,利用典型的3种内插算法分别建立DEM。然后采用数值精度指标结合显著性检验进行精度定量分析,并辅以视觉特征上能够体现插值质量的方法(地形属性可视化分析和等高线分析)对生成的DEM进行质量评价。结果表明,TIN方法生成的DEM精度最高,且晕渲图能够较好地反映山区的真实地形,由其回放的等高线与原始等高线吻合度高;相对高差越大,TIN插值较IDW插值的优越性越明显。     

结合模糊度和形态学指数约束的深度学习建筑物提取

基于高分辨率遥感影像的建筑物提取一直是研究的热点问题,深度学习的深层次特征提取方法,非常适合高分辨率影像中建筑物的提取,但使用深度学习提取建筑物时,大多以改变网络结构为主进行算法优化,很少与其他方法结合.本文研究在改进深度学习网络结构的基础上,结合影像模糊度约束增强、形态学建筑指数约束增强等方法,对建筑物提取方法进行更...     

多星融合的土壤湿度滚动式估算模型

全球定位系统干涉反射测量(GPS-IR)是一种新的遥感技术,可用于估算近地表土壤水分含量。考虑到多卫星融合的优势和土壤湿度的时空尺度性,提出一种基于多星融合的土壤湿度最小二乘支持向量机(LS-SVM)滚动式估算模型。首先通过低阶多项式拟合分离GPS卫星直射和反射信号,进而建立反射信号正弦拟合模型,获取相对延迟相位。最后,通过线性回归模型有效分析和选取多卫星相对延迟相位,并建立基于多星融合的最小二乘支持向量机模型进行滚动式估算土壤湿度。以美国板块边界观测计划PBO提供的监测数据为例,对比分析利用单颗、多颗GPS卫星进行土壤湿度滚动式估算的可行性和有效性。经理论分析和两个测站实验表明:该模型充分发挥了LS-SVM的优势,有效综合了各卫星的性能,改善了采用单颗卫星进行土壤湿度估算时,其结果极易出现异常跳变的现象;模型只需较少的建模数据,采用滚动式能实现较长时间的估算,估算误差较为稳定;模型所估算的结果与土壤湿度实测值之间的相关系数R2以及均方根误差分别为0.942和0.962、0.072和0.032,相对于部分单一卫星至少提高了18.18%。因此,土壤湿度问题可作为非线性事件处理,采用多卫星融合估算是可行和有效的。