基于地质大数据理念的模型驱动矿产资源定量预测

在大数据科学成为新的科学范式的背景下,基于地质大数据理念,提出了模型驱动的矿产资源定量预测评价的新方法,以及模型流程建模技术贯穿整个矿产资源预测评价过程的新思路,以地质理论指导地质大数据分析和计算机技术实现地质大数据挖掘2条主线展开研究,实现了面向地质大数据的数据挖掘与矿产资源的定量预测评价。结合青海祁漫塔格铁铜多金属矿床、山东焦家金矿床、云南个旧锡铜多金属矿床等不同地区、不同成矿类型和矿种开展了应用研究,完成了找矿模型工作流的设计与实现,进行了有利成矿信息的挖掘,取得了较好的效果,为大数据时代数字地质研究提供了新的思路。     

不同类型大尺度环流背景下强对流天气的短时临近预报预警研究

利用2001-2014年共14 a的北京首都国际机场(以下简称机场)观测资料和Micaps高空及地面观测资料, 将发生在机场的雷暴日分为八类(即强雷暴、弱雷暴、湿对流、干对流、弱冰雹、强冰雹、冰雹大风和混合对流), 对每种类型雷暴的气候特征进行了统计研究, 得出如下结论:(1)机场雷暴以弱雷暴为主, 其次为干对流。弱雷暴和干对流在6月出现最多, 强雷暴和湿对流在7月最多, 弱冰雹出现在春末夏初及秋季, 而冰雹大风出现在6-7月, 混合对流仅在7月出现一次。(2)从500 hPa形势来看, 西风槽造成的雷暴过程最多, 其它为西北气流型。500 hPa为西风槽和低涡、西北气流时, 地面辐合线触发的雷暴最多, 其次为冷锋。500 hPa为横槽时, 冷锋触发的雷暴比例增加, 没有由地形辐合线触发的雷暴。而副高边缘和低压倒槽类型的雷雨过程, 触发系统主要为辐合线。(3)从月分布来看, 低涡和西北气流型造成的雷雨在6月最多, 但横槽和西风槽造成的雷雨出现最多的分别在7月和8月。西风槽、低涡和西北气流型造成的弱雷雨均最多, 其次为干对流。而雷暴的地面触发系统以辐合线最多, 主要出现在6月, 冷锋触发的雷雨主要集中在5-6月, 地形辐合线主要集中在7、8月。(4)横槽、西北气流型雷暴的日循环分布只有一个峰值, 分别出现在05-12UTC和08-14UTC, 但低涡和西风槽却有两个峰值, 主峰值分别出现在12-13UTC和08-17UTC, 次峰值分别在07-08UTC和00-01UTC。

     

传统海图和电子海图一体化数据模型的构建与应用研究

针对国内在一定时期内既要生产传统纸质海图保证传统导航,又要生产电子海图满足电子导航的需求,构建了一个能够包容S-57电子海图和传统海图信息全集的一体化海图数据模型,基于此模型分析了两种数据到一体化数据模型的转换机制,并应用此模型开发原型系统,实现了二者之间的一体化组织和切换显示,为探索传统海图和电子海图的数据融合提供了思路和参考。     

胶东海阳所超镁铁岩中强亲铁元素的地球化学特征及其构造环境探讨

强亲铁元素与亲石元素具有不同的地球化学行为,因此能够从不同的角度为造山带中超镁铁岩的成因及演化提供重要信息。位于苏鲁造山带东北端的胶东海阳所超镁铁岩主要由橄榄岩和辉石岩组成,它们常以团块状赋存于花岗质片麻岩中。虽然前人对这些超镁铁岩已经开展大量岩石学研究,但关于其成因及构造属性仍存在较大争议。本文开展了海阳所超镁铁岩的全岩主微量元素、强亲铁元素及Re-Os同位素的分析工作,结果显示蛇纹石化橄榄岩具有较高的MgO和Fe₂O₃^T含量,较低的Al₂O₃、TiO₂和CaO含量,明显富集流体迁移元素（U、Pb）,亏损高场强元素（Zr、Hf）,强亲铁元素没有发生明显分异,但Ru显示正异常,表明海阳所蛇纹石化橄榄岩是经历了低-中等程度部分熔融及熔/流体交代作用影响的残余地幔橄榄岩。海阳所辉石岩的主量元素表现出明显的结晶分异特征,稀土元素较原始地幔富集,铂族元素（PGEs）含量较低且发生了明显的分异,表明辉石岩的地幔源区经历过高程度的部分熔融和硫化物的分离。海阳所蛇纹石化橄榄岩的Os同位素地球化学特征表现出大洋亲和性,与辉石岩不具有熔体-残留体的关系。由于该地区发育较深层次的韧性剪切带,蛇纹石化橄榄岩中的橄榄石与辉石表现出韧性变形的特征,同时有辉石岩侵入到橄榄岩的现象,表明该地区的蛇纹石化地幔橄榄岩与辉石岩既不同时,也不同源,因此,暗示了该套岩石组合可能形成于大洋核杂岩（OCC）与洋脊型蛇绿岩（MOR）堆晶岩交互发育环境。

     

导线环垂直激发场高精度数值模拟

导线环垂直激发场是导线环在地下产生的激发场中垂直于地磁场的分量,在地面核磁共振找水方法中,垂直激发场在地下的分布直接决定地面核磁共振响应,探讨影响垂直激发场地下分布的诸因素进而研究这些因素对地面核磁共振响应的作用,对核磁共振找水正确野外施工具有一定的指导意义,有助于采集更高质量的野外数据.利用经典Chave算法对含有贝塞尔函数的强振荡积分核进行了数值积分试验,将其计算结果和对应的解析解进行了对比,试验结果显示该算法用于强震荡函数无穷积分的计算具有良好的收敛性、较高的精度和较快的计算速度,采用Chave算法对含有贝塞尔函数的强振荡函数进行积分是可行的.在此基础上,进一步计算并数值模拟了导线环垂直激发场及其相位,分别从地磁倾角、磁偏角、地下介质导电性、深度等方面探讨了影响垂直激发场及其相位分布的主要因素.     

地面核磁共振找水反演

简要介绍了地面核磁共振找水的正演理论方法,采用高斯求积并结合连分式展开的方法对核磁共振核函数中包含双重贝塞尔函数的积分核进行了数值积分,进而计算出精度较高的核函数值,在此基础之上,讨论了导电性对地面核磁共振信号的影响.基于奇异值分解算法,对核磁共振找水理论模型进行了反演研究,在不导电的情况下,重构出了比较理想的含水率分布.总结并改进了模拟退火算法,用改进的模拟退火算法分别对覆盖层高阻和导电条件下的核磁共振人工合成数据进行了反演,试验结果表明,利用改进的模拟退火算法反演地面核磁共振是可行的,而且反演结果较稳定,收敛速度较快.     

万象盆地不同成钾区的水不溶矿物对比及其指示意义

老挝万象盆地属于沙空那空盆地的次级盆地,沉积了厚层的钾石盐矿,而钾石盐中还存在着部分水不溶物,通过研究不同成钾区域的钻孔发现:水不溶物主要包括硬石膏、方硼石、白云母、石英、水氯硼钙石、碳酸盐矿物以及零散的黄铁矿,通过水不溶矿物在钻孔中的分布及组合特征发现,钾盐从析出到结束,水不溶物出现规律性特征:钾石盐含量越多方硼石含...     

A microscale model for air pollutant dispersion simulation in urban areas: Presentation of the model and performance over a single building

A microscale air pollutant dispersion model system is developed for emergency response purposes. The model includes a diagnostic wind field model to simulate the wind field and a random-walk air pollutant dispersion model to simulate the pollutant concentration through consideration of the influence of urban buildings. Numerical experiments are designed to evaluate the model's performance, using CEDVAL(Compilation of Experimental Data for Validation of Microscale Dispersion Models) wind tunnel experiment data, including wind fields and air pollutant dispersion around a single building. The results show that the wind model can reproduce the vortexes triggered by urban buildings and the dispersion model simulates the pollutant concentration around buildings well. Typically, the simulation errors come from the determination of the key zones around a building or building cluster. This model has the potential for multiple applications; for example, the prediction of air pollutant dispersion and the evaluation of environmental impacts in emergency situations; urban planning scenarios;and the assessment of microscale air quality in urban areas.