大数据开创地学研究新途径:查明相关关系,增强研究可行性

人类已经进入大数据时代,大数据研究的思想、方法在地学领域也备受关注。笔者认为,大数据研究的对象是数据,研究的工具是计算机,研究的方法、手段是查明数据间相关关系,研究的特点是取向高概率做出决策。大数据是通过对大量数据的挖掘,查明数据间的相关关系,研究问题并做出正确决策的思想、方法。本文提出大数据是应用“归纳法”开展科学研究的思想、方法,以及高性能计算机和大数据计算技术使“归纳法”得以升华的观点。文章通过对统计学、机器学习算法的深入探讨,得出大数据将改变人们对自然的理解和认知方式,改变科学研究的思想和方法,改变长期以来人们通过查找因果关系开展科学研究的习惯。大数据必将开创一条跨越复杂的因果关系、直接获得研究结果的全新的科学研究途径。随着数据爆发式增长,随着高性能计算机的普及和计算技术的迅猛发展,统计分析方法将很大程度地突破数据体量的限制,统计分析预测模型以其真实可靠的处理结果、对条件和结果良好的解释能力、结合机器学习算法对半结构化与非结构化数据的处理优势,将推动地质科学进入定量化研究的新高度。     

城乡关联性测度与协调发展研究--以西安市为例

分析城乡关联与协调发展的关系及协调发展的内涵;结合昂温对城乡关系的分析,认为城乡关联性可以通过测度促进城乡间各种要素“流”形成的空间介质的质与量及要素“流”的实际流量、流速和流向来评价,进而提出城乡关联性测度的指标体系及测度方法。通过对西安市1980--2003年城乡关系演变历程的研究与分析,验证该指标体系的科学性,并指出目前西安市城乡协调发展的关键问题。     

四川盆地元坝-通南巴地区关键构造期构造特征及陆相致密砂岩天然气成藏响应

中国多旋回叠合盆地陆相致密碎屑岩层系油气资源丰富,多期、多属性构造作用使其具有复杂而特殊的油气地质特征,四川盆地元坝-通南巴地区位于多旋回、多属性构造作用交接部位,是揭示叠合盆地内多期复杂构造作用与陆相致密碎屑岩油气成藏作用关系和油气富集规律的典型地区.基于地震资料、磷灰石裂变径迹年代学和成藏特征对比,厘定元坝-通南巴地区陆相层系存在燕山晚期（晚白垩世100~70 Ma）和喜山早期（始新世-渐新世40~25 Ma）两个关键构造期.陆相致密砂岩天然气富集主要受这两次关键构造作用的控制,燕山晚期形成NE向主体构造,是NE向弱变形区、NW-SN向过渡变形带（通南巴西部）和NW向密集变形带的关键成藏期,构造-成藏响应模式为早期成藏、陆源充注、背斜控藏、褶皱控缝.喜山早期形成NW向构造和局限在早期NE向构造之间的近SN向构造,是SN向过渡变形带和NW-SN向过渡变形带（元坝东部）的关键成藏期,也是NW-SN向过渡变形带（通南巴西部）和NW向密集变形带的关键改造期,构造-成藏响应模式为晚期成藏、海相混源、断裂控藏、断裂控缝.      

北部湾盆地涠西南凹陷古近系流二段滩坝沉积特征及控制因素

滩坝是含油气盆地重要的油气储集体,对其展开研究可为盆地油气勘探和靶区优选提供指导。北部湾盆地涠西南凹陷流二段滩坝砂体富集,然而前人对其内部构型和控制要素研究较为薄弱,油气富集规律不清楚。利用三维地震、录井、测井和重矿物资料,对涠西南凹陷流二段滩坝砂体的沉积特征、内部构型和控制因素展开了细致分析,结果显示:滩坝砂体物源来自于南部企西隆起的正向鼻状构造和西边顺着3号断裂形成的扇三角洲,以粉砂岩和细砂岩沉积为主,结构成熟度高,表明滩坝砂体的形成经过了反复淘洗和搬运。利用高频层序划分,将滩坝沉积划分为5个期次,5期砂体在垂向上呈现出退积的叠置关系,其平面展布范围受控于水动力强度和物源方向。涠西南凹陷流二段滩坝沉积发育的控制因素主要包括:(1)较缓的古坡度和相对较弱的构造活动;(2)水体较浅且水动力较强;(3)湖平面的高频震荡;(4)点物源(扇三角洲)和线物源(鼻状构造)同时供源。储层物性对比分析显示第五期砂体和第三期砂体的物性最好,勘探潜力最大,其次为第四期砂体和第二期砂体,第一期砂体物性最差。     

场源不同近似处理在直流电法边界元正演中的应用研究

探测地下洞体对我国经济建设十分必要,无论是人工造成的洞道还是天然形成的洞穴,往往规模比较小,造成的物探异常也比较小,需要较高分辨率。这里主要针对探测对象的特点建立适当的地电模型,以不同电阻率值、不同埋深和不同半径大小的长圆柱目标体作为正演模型分别进行模拟,研究2.5维直流电的边界元正演问题,比较采用总场法和二次场近似法的边界元正演模拟结果,发现两种方法都能够满足精度要求。     

百年内全球海平面上升、地壳上升和潮滩沉积对广西英罗湾红树林分布的影响

为有效保护和合理利用广西红树林,探讨了自2000年到2100年全球海平面上升、地壳上升和潮滩沉积对英罗湾红树林分布的影响。采用机理分析方法建立红树林边界位置预测模型;利用预测模型计算在2000年数字高程模型上定位2100年红树林边界的数据;利用Global Mapper软件在2000年数字高程模型上确定红树林边界的位置。利用Mapinfo professional地理信息系统软件分析海平面上升引起的红树林边界的移动。通过研究得到在2000年数字高程模型上表达2100年红树林边界位置的数据,以及自2000年到2100年红树林边界移动专题地图。结果表明:自2000年到2100年,低、中模式海平面上升,英罗湾红树林边界向外扩展,面积增大;高模式海平面上升,红树林边界向陆移动,面积增大;极端模式海平面上升,红树林边界向陆移动,面积减小。     

太康MS4.6级地震与重力场演化特征探讨

通过精细处理华北南部2009~2012年流动重力观测数据,结合地震测深剖面,分析太康两次地震前后的重力场演化特征及其与断裂活动、地震构造的关系。结果表明,太康地震前,在重力场差分动态图像上表现出四象限特征,是许昌-太康断裂走滑型发震的前兆,重力场的正负异常区对应震源机制解的压缩区和拉张区。段差和点值时序变化图表明,应变累积主要集中在许昌-太康断裂的西段和震中附近,断裂又位于地壳内低速体的上方,两者为太康地震的孕育和发震提供了条件。     

不同滤波系数在电磁法数值计算中的应用研究

电磁法存在大量的汉克尔积分,由于积分核函数的复杂性,该类积分不存在解析解,采用数值方法求解汉克尔积分是电磁法正演研究中的关键问题。数值滤波法运算速度快、执行效率高,克服了被积函数的奇异性和高振荡性问题,是数值求解汉克尔积分的重要方法。采用存在解析解的汉克尔积分,对比研究了5套高精度汉克尔滤波系数,总结了不同数值滤波算法的计算精度和误差分布特点。结果表明,5套数字滤波的快速汉克尔变换算法在逼近相应的理论解析解时,不存在振荡现象,且计算精度高;汉克尔积分计算精度均随着发收距的增大而降低;计算精度并不一定随着数值滤波系数个数的增多而提高。分别采用5种滤波系数对水平电偶极子和垂直磁偶极子的电磁场进行计算,得到的电场和磁场的形态基本一致。     

湖南塔山岩体岩石学、地球化学、U-Pb年代学特征及其形成构造背景

塔山岩体处于阳明山-塔山-大义山东西向构造—岩浆带中部,是南岭成矿带的重要组成部分,出露面积约200 km2。该岩体为岩浆多期次侵入形成的中深成复式岩体,整体剥蚀程度较低,可划分为5个侵入期次,从早期到晚期,各侵入期次岩体的岩石学及重矿物特征呈现出规律性变化。塔山岩体富硅、富铝,属铝过饱和钙碱性酸性花岗岩类, 其Ba、Nb、Sr、P、Ti显著亏损,并具有明显的铕负异常及轻稀土元素分馏明显而重稀土元素分馏不明显的特征。塔山岩体第2侵入期次和第3侵入期次岩体的SHRIMP锆石U-Pb同位素年龄分别为(218±3)Ma和(215±3)Ma,属于晚三叠世。岩石学、地球化学特征表明塔山岩体为地壳部分熔融形成的S型花岗岩,源岩主要为上地壳泥质岩石。微量元素和稀土元素特征显示岩浆形成与板内挤压造山运动停止时挤压剪切应力释放导致的压力下降、岩石升温、熔点降低有关,岩浆成岩过程既受部分熔融也受分离结晶作用控制。地球化学判别显示塔山岩体为印支晚期伸展构造环境下形成的后碰撞花岗岩。      

湖南省城步县落家冲钨矿床地质特征及找矿前景分析

湖南省城步县落家冲钨矿床是近年通过中国地质调查局地质调查项目的工作新发现的一个钨矿床。该矿床位于苗儿山复式岩体北西部接触带中的北东向钨铜成矿带上,发育有2种不同类型的钨矿脉,分别是:(电气石-)石英细脉带型钨矿脉和构造蚀变带型钨矿脉。其中(电气石-)石英细脉带型钨矿可类比湖南省汝城县高坳背钨矿和广东省乐昌市和尚田钨矿,为一种全新的具有“五层楼+地下室”成矿特征的钨矿,具有成为大中型钨矿床的远景。该矿床的成岩成矿时代均为加里东晚期,且成矿时间略晚于成岩时间,表明该矿床的成岩和成矿过程在空间和时间上都具有密切的联系,同时也表明加里东晚期是南岭地区一个重要的成岩成矿时代。该矿床的发现对于重新探讨苗儿山复式岩体的成矿时代和成岩成矿机制具有重要的研究价值,对于在苗儿山岩体中,乃至整个南岭地区寻找新类型的钨矿床——产于花岗岩中的具有“五层楼+地下室”成矿特征的钨矿床,更具有重要的指导意义。