基于Hyperion高光谱数据和随机森林方法的岩性分类与分析

探索利用高光谱数据的岩性填图新方法是遥感地质应用领域的重要需求之一。本文运用随机森林方法和EO-1Hyperion高光谱数据,对新疆塔里木西北部柯坪地区的局部区域进行岩性分类,并对相关问题进行分析。分别利用光谱特征以及加入光谱一阶导数特征进行岩性分类,并对不同特征对岩性分类的重要性进行分析,同时与现有的基于光谱角制图方法(SAM)进行比较。结果表明,与SAM方法相比,随机森林方法得到了更高精度的岩性分类结果,是一种有效可行的岩性分类方法。根据特征重要性的排序,蓝绿光波段、短波红外波段以及相应的一阶导数特征对研究区Hyperion数据的沉积岩岩性分类贡献更大。     

华北地台北缘集宁地区古元古代片麻状石榴花岗岩的深熔成因及地质意义

本文对华北克拉通北缘集宁地区空间上密切共生的片麻状石榴花岗岩和孔兹岩系富铝片麻岩的岩相学、地球化学及年代学特征进行了对比研究。SHRIMP锆石U-Pb定年方面,在富铝片麻岩中获得了1910±10Ma和1839±13Ma变质锆石年龄,在片麻状石榴花岗岩中获得了1919±17Ma的变质重结晶锆石年龄。在石榴花岗岩的石榴石包裹体中识别出与富铝片麻岩相对应的进变质阶段(M1)和峰期阶段(M2)的矿物组合,由此确认富铝片麻岩的变质作用和导致石榴花岗岩形成的深熔作用是同一构造热事件的产物。通过对二者变质作用演化及特征变质矿物的对比,认为深熔作用主要发生在峰期后等温降压阶段(M3),石榴花岗岩中的石榴石为深熔作用过程中的残留矿物相或转熔矿物相,而石榴花岗岩则是混合有大量残留矿物相的熔体结晶的产物。对片麻状石榴花岗岩和富铝片麻岩的地球化学组成特征进行了对比分析,片麻状石榴花岗岩既有一定的继承性,又有十分明显的变异性。变异性表现为:1)石榴花岗岩主量和微量元素含量分布极不均匀,微量元素含量普遍低于源岩(Cs、Rb、Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等);2)大离子亲石元素Cs和生热元素U、Th亏损明显,Sr相对富集;3)高场强元素Nb、Ta、P、Ti的明显亏损;4)铕异常变化大,存在铕富集型、铕平坦型和铕亏损型共存的稀土配分曲线的岩石,这是深熔成因石榴花岗岩最突出的表现,也可能是原地-半原地深熔花岗岩的主要地球化学标志。综合区域上的地质资料,认为深熔作用与碰撞后伸展构造背景下基性岩浆底侵事件有关。     

敦煌造山带长山子地区变质演化及年代学研究

长山子地区位于敦煌造山带东北部,瓜州南部约100km处。该区主要出露一套中-高级变质表壳岩,主要岩石类型有长英质片麻岩、变泥质麻粒岩、高压基性麻粒岩、斜长角闪片麻岩。高压基性麻粒岩岩块、斜长角闪片麻岩岩块以构造透镜体或布丁(长度为0. 5~15m)的形式,被夹持于长英质片麻岩、变泥质麻粒岩组成的基质之中,呈现典型"基质夹岩块"的混杂带特征。高压基性麻粒岩、斜长角闪片麻岩、泥质麻粒岩中,普遍保留了二至三个阶段的变质矿物组合。进变质阶段矿物组合(M1)为石榴子石变斑晶中的细小矿物包裹体,变质高峰期矿物组合(M2)为石榴子石变斑晶和基质矿物,退变质阶段矿物组合(M3)主要为围绕石榴子石变斑晶边部发育的"白眼圈"状后成合晶。本区各类变质岩石均记录了顺时针型变质作用P-T轨迹,系典型俯冲-碰撞造山带变质作用特征。退变质阶段P-T轨迹属于西阿尔卑斯型,说明变质岩折返速率较快。变质高峰期(M2)属于中压变质相系,P-T条件分别为790~870℃/1.29~1.37GPa(高压基性麻粒岩)、680~685℃/0.89~0.97GPa(斜长角闪片麻岩)、860~880℃/0.90~1.14GPa(变泥质麻粒岩),它们之间存在大的差异。这说明,它们是形成于同一俯冲隧道内不同深度的变质岩石,在构造折返阶段才混杂在一起形成构造混杂岩。二次离子质谱(SIMS)锆石U-Pb定年表明,长山子地区变质杂岩记录了早泥盆世的俯冲事件(419~417Ma)。     

蒙脱石伊利石化的水热实验模拟

以蒙脱石为初始材料,通过水热实验模拟在不同温度压力条件下蒙脱石的伊利石化过程。利用X射线粉末衍射及X射线荧光光谱、红外光谱和扫描电镜等方法对样品的矿物物相、化学成分、晶体结构与微观形貌等进行分析,其结果表明:(1)蒙脱石至伊利石的转化受温度和压力条件的控制;(2)随着温度和压力的增高,蒙脱石伊利石化沿着蒙脱石-无序伊蒙混层-有序伊蒙混层-伊利石的转化序列进行转化;(3)水热实验模拟表明蒙脱石至伊利石的转化以溶解重结晶机制为主。实验结果不仅有助于了解埋藏与低级变质作用中的蒙脱石伊利石化过程,同时为研究断层活动所致断层泥中黏土矿物的转化及反演断层形成时温度压力条件提供基本参数。     

柴西地区扎哈泉致密油储层特征及评价

柴西地区致密油储层内部结构复杂、非均质性强,为了更高效地进行致密油勘探开发,利用岩芯薄片、X衍射、场发射扫描电镜、CT扫描和物性分析等方法,对扎哈泉地区上干柴沟组开展致密储层特征及储层物性控制因素研究。研究表明,上干柴沟组为典型的致密储层,以细砂岩和粉砂岩为主,填隙物含量较高,以原生孔隙为主,微米级孔隙是主要的储集空间,有效储层平均孔隙度为5. 9%,平均渗透率为0. 43 m D。储层内部孔隙分布较均匀,总体呈现微米级孔隙加纳米级喉道的特征,其中微米级孔隙基本呈片状分布,连通性好,纳米级孔隙则呈点孤立状分布。储层物性受原始沉积条件和后期成岩作用控制,坝砂泥质含量低,纯度高,物性较好。压实作用和碳酸盐胶结使储层变差,硬石膏胶结对孔隙的影响具有两面性,晚成岩期的溶蚀作用对储层改善作用明显。研究区致密油有效储层可分为三类,其中Ⅰ类有效储层为本区的"甜点"区,是下一步优先勘探开发的重点区块,Ⅱ-Ⅲ类有效储层则是重要的挖潜区,通过工程技术攻关可切实实现柴西地区的增产扩能。     

西藏措勤盆地的地层学研究进展及上二叠统—侏罗系地层序列的厘定

本文简要总结了西藏措勤盆地相关区域的地层学研究进展。近年来,笔者及研究团队对措勤盆地及邻区进行了多次野外地质调查和室内古生物鉴定和研究,获得了一些新的发现和认识,在结合前人在相关地区取得的地层学成果和资料的基础上,厘定了该地区上二叠统—侏罗系的地层序列。措勤盆地的上二叠统是以文布当桑组为代表的灰岩和以木纠错组为代表的白云岩。三叠系存在着广海陆棚相和碳酸盐岩台地两种地层序列:前者自下而上划分为下三叠统嘎仁错组、中三叠统至上三叠统卡尼阶珠龙组、上三叠统诺利阶江让组、上三叠统瑞替阶至下侏罗统敌布错组;后者自下而上划分为木纠错组、待建的中三叠统、上三叠统诺利阶麦隆岗组和上三叠统瑞替阶至下侏罗统的确哈拉组。下侏罗统与上三叠统瑞替阶难以区分开。中侏罗统的岩性为深海-半深海相泥岩夹有基性-超基性岩。上侏罗统自下而上划分为萨波直不勒组和吐卡日组,目前尚未发现提唐阶的化石,因此推测下白垩统多尼组和吐卡日组之间有沉积间断。措勤盆地在晚二叠世—早三叠世、晚三叠世诺利期和晚侏罗世牛津期—基默里奇期都处于碳酸盐岩台地环境,冈底斯地区在中三叠世和中侏罗世发生了2期构造伸展事件,在晚三叠世诺利期末期和晚侏罗世基默里奇期晚期发生了两次构造抬升事件。构造伸展和挤压抬升造成了海平面的反复升降变化,导致了深水和浅水沉积相的垂向叠置,为油气成藏创造了良好的沉积建造组合条件。上二叠统—侏罗系地层序列还有待于进一步完善,应该加大地层古生物学的投入力度。     

基于地质与重磁数据集成的河北迁安铁矿集区三维成矿预测

河北迁安铁矿矿集区是我国典型的早前寒武纪条带状铁矿富集区和重要的铁矿石原料基地, 近年来其保有资源量不断下降, 急需开展深部资源找矿工作。基于地质与重磁数据等多源信息融合开展地质理论指导下的三维地质建模是当前深部矿产资源勘查与评价的重要途径和研究热点。本文以迁安铁矿集区为研究对象, 基于地质与重磁数据资料综合解译, 建立了1:5万迁安幅三维地质结构模型; 在此基础上, 以区域成矿理论和找矿勘查模型为指导, 总结沉积-变质型铁矿的控矿要素, 建立了综合信息定量预测模型; 进一步应用“立方体预测模型”提取成矿有利信息, 依据信息量值, 圈定了5个找矿远景区。研究表明, 重磁异常能够有效推断矿集区内断裂构造分布和含铁建造, 为区域性三维地质模型的建立提供支撑; 同时将传统的二维综合信息成矿预测方法拓展到三维空间, 预测结果为该区深部及外围找矿工作提供参考。     

水库运行对漫湾库区洲滩水热交换影响

以澜沧江漫湾水库库区洲滩为研究对象,依据水库运行导致的水位波动特征,同步监测洲滩内部水位、水温变化过程,核算洲滩侧向潜流交换量,建立水温与水位之间的响应关系,分析潜流交换水流路径上溶解氧、溶解性碳素变化。结果表明:水库运行引起洲滩水位周期性波动,侧向潜流交换加强,洲滩水位最大变幅达2.2 m,水库一次蓄泄过程进出洲滩的水量达3 956 m^3,洲滩边缘区潜流交换量为中心区的4~5倍;在涨水过程中,洲滩水温下降,中底层温度梯度较大,而在落水过程中,洲滩水温上升,中表层温度梯度较大;溶解氧、溶解性有机碳和无机碳在河流至洲滩潜流交换路径上同步递减,分别从3.27 mg/L、7.3 mg/L和66.0 mg/L下降至0.17 mg/L、2.4mg/L和40.6 mg/L。水库运行导致的水位波动加强了库区洲滩潜流交换,对河流物质循环产生潜在影响。     

青海南山吾口侵入岩体锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

本文对青海南山吾口正长花岗岩和花岗闪长岩进行了岩石学、岩石地球化学及年代学研究。首次测得吾口侵入岩体正长花岗岩的锆石206Pb/238U年龄为253. 8±3. 3Ma(MSWD=0. 96),形成时代为晚二叠世。岩石中Al_2O_3为(14. 13～16. 51)×10~(-2),K_2O为(1. 66～3. 59)×10~(-2),A/NK=1. 15～2. 35,A/CNK=0. 75～1. 03,TFe O/(TFe O+MgO)=0. 53～0. 81,岩石具偏铝质中-高钾钙碱性花岗岩特征;吾口岩体表现为富集大离子亲石元素Rb、K等,亏损高场强元素Nb、Ta、Ba等;轻重稀土分异较明显,具右倾特征,中等负Eu异常(δEu=0. 44～0. 68),具壳幔岩浆混合特征。吾口岩体代表了阿尼玛卿洋盆向北削减俯冲运动在青海南山构造带与西秦岭造山带和南祁连造山带的构造转换衔接部位的构造演化的地质记录。该侵入岩体形成时代及构造环境的确定,为研究印支早期青海南山构造演化及动力学机制提供重要依据。     

基于邻域最优概率的GRAPES快速更新循环同化预报系统逐时降水订正方法

针对高分辨率数值天气预报的时空不确定性, 利用邻域最优概率方法对华南区域GRAPES快速更新循环同化预报系统的24 h预报进行逐时降水订正和检验评估。结果表明: (1)邻域法能改善模式降水预报的空间不确定性, 最优邻域半径随降水等级增加而减小, 强降水的最优邻域半径约为60 km; (2)通过引入时间滞后因子, 可进一步改善模式不同时间起报的不确定性, 结合Brier评分确定了时间滞后窗为4 h; (3)提出基于邻域最优概率阈值的降雨进行分级订正方法, 有效提升了降水客观预报能力, 晴雨预报较模式全部为正技巧, TS评分达到0.89以上, 总体提升幅度约5.3%;强降水预报同样均为正技巧, TS评分呈先降后升趋势, 在12 h时效前后预报效果最优, 进一步提升了GRAPES快速更新循环同化预报系统的业务预报水平。