Non-Linear Theory and Power-Law Models for Information Integration and Mineral Resources Quantitative Assessments

Singular physical or chemical processes may result in anomalous amounts of energy release or mass accumulation that, generally, are confined to narrow intervals in space or time. Singularity is a property of different types of non-linear natural processes including cloud formation, rainfall, hurricanes, flooding, landslides, earthquakes, wildfires, and mineralization. The end products of these non-linear processes can be modeled as fractals or multifractals. Hydrothermal processes in the Earth’s crust can result in ore deposits characterized by high concentrations of metals with fractal or multifractal properties. Here we show that the non-linear properties of the end products of singular mineralization processes can be applied for prediction of undiscovered mineral deposits and for quantitative mineral resource assessment, whether for mineral exploration or for regional, national and global planning for mineral resource utilization. In addition to the general theory and framework for the non-linear mineral resources assessment, this paper focuses on several power-law models proposed for characterizing non-linear properties of mineralization and for geoinformation extraction and integration. The theories, methods, and computer system discussed in this paper were validated using a case study dealing with hydrothermal Au mineral potential in southern Nova Scotia, Canada.     

中国南方离子吸附型稀土矿床成矿类型及其母岩控矿因素探讨

传统认为中国南方的离子吸附型稀土矿床可划分为以“足洞式”为代表的重稀土型和以“河岭式”(或“花山式”)为代表的轻稀土型两种矿化类型。然而，近年来发现的许多矿床(如清溪、寨背和馒头山等)的赋矿风化壳中出现了轻稀土矿与重稀土矿并存现象，表现出特殊的“上轻下重”双层矿体结构。这指示了除重稀土型和轻稀土型之外，还存在着轻重稀土共生型的过渡类型。本研究通过对三种不同成矿类型的若干典型矿床系统对比，指出成矿类型的多样性与母岩性质密切相关，尤其是母岩的稀土元素地球化学和稀土载体矿物属性是制约成矿类型变化的关键因素。统计数据表明，从重稀土型→轻重稀土共生型→轻稀土型，成矿母岩的全岩稀土总量变化不大(ΣREY: 200×10-6~450×10-6→200×10-6~500×10-6→200×10-6~800×10-6)，但轻重稀土配分值出现较显著的区间性差异(ΣLREE/ΣHREY: 02~1→1~5→2~10)。与之同时，母岩中能为离子相稀土提供物源且具有重稀土配分属性的稀土副矿物类型和数量明显减少，这与全岩稀土元素地球化学特征中重稀土分量占比的降低趋势也互相匹配。该结果指示，以往认为重稀土配分母岩形成重稀土矿床、轻稀土配分母岩形成轻稀土矿床的传统观点需要外延，即一部分具有低度轻稀土配分属性(1＜ΣLREE/ΣHREY＜5)且含有丰富易风化稀土副矿物的母岩还可能形成轻重稀土共生型矿床，该认识可为今后离子吸附型稀土矿床勘查工作提供新的找矿依据。     

寒武系古流体地球化学特征及其对页岩气保存的指示意义 ——以中扬子地区寒武系页岩气发现井宜地2井为例

保存条件是中扬子地区页岩气富集的关键因素之一，宜地2井是中扬子寒武系页岩气发现井，通过对该井全井段岩芯裂缝古流体的地球化学分析，探讨了寒武系古流体成因和对水井沱组页岩气保存条件的指示意义。结果认为：① 覃家庙组膏岩层之上方解石脉缺少Fe2+、Mn2+，且δ13C和δ18O值较围岩偏负，指示其形成于氧化的环境，石牌组方解石脉δ13C偏负，黄铁矿脉δ34S值与膏盐相似，表明其成因与TSR密切相关；水井沱组脉体δ13C和δ18O与围岩相似，形成于封闭的环境。② 方解石脉包裹体群SO42-、Ca2+、Mg2+含量整体上由覃家庙组向上向下分别递减，钠氯系数以水井沱组最低，整体上向上升高，表明覃家庙组是高盐度卤水的主要来源，水井沱组受外来流体影响弱；包裹体水溶液δD和δ18O也指示娄山关组、石牌组方解石脉成因分别与大气水、TSR相关。③ 古流体地球化学研究表明宜昌地区页岩气保存条件整体较好，页岩气散失的主要通道是垂直裂缝，页岩气保存条件好与膏盐盖层发育、后期构造破坏弱、脉体对裂缝的及时封闭以及白垩系盖层等因素密切相关。     

基于眼动实验的专题海图点状符号设计评价研究

海洋强国战略和"一带一路"政策的深入推进,对海图的设计和评价手段提出了更高的要求.目前已有研究中,对海图认知实验开展的针对性和精细度还不够,海图要素表达方式比较单一,社会效益不高,服务性不强.本文基于眼动实验,展开对专题海图点状符号要素的评价.通过不同款式符号的设计,结合不同任务对比分析实验数据,提出一种以点状符号为例的专题海图评价的量化指标和具体量化过程.     

西部大开发促进区域经济协调发展的理论与实践探索

区域经济协调发展是国民经济发展的客观要求,关系到整个国民经济的战略全局。西部大开发是区域经济协调发展的内在要求和具体体现。非均衡区域经济理论是西部大开发与区域经济协调发展这一重大实践问题的核心理论,我国西部地区以其丰富的资源优势及潜在的区位优势已成为中国经济持续、快速、健康发展的新的增长点。     

湿地生态系统碳循环过程及碳动态模型

从地上、地下有机物质生产对湿地碳输入的贡献,湿地土壤碳库以及土地利用变化对湿地土壤碳库和碳排放的影响,甲烷排放和可溶性有机碳输出以及影响因子,湿地生态系统碳循环动态模型4个方面对湿地生态系统碳循环国内外研究进展和研究成果进行综述、分析,提出了我国亚热带区域天然湿地碳循环研究的主要热点和方向:⑴沿海湿地碳库估算及土地利用转化对土壤碳库和温室气体排放的影响;⑵酸沉降对于我国东南沿海低纬度地区湿地甲烷排放的影响;⑶沿海湿地生态系统碳循环动态模型的应用与开发;⑷湿地系统可溶性有机碳的输出机理探讨.     

大气CO2浓度升高对土壤中不同粒级碳的影响

不同粒级土壤中的碳有着不同的周转规律，在高CO2浓度条件下，它们含量的变化将在一定程度上反映土壤碳是累积还是减少，对明确土壤碳的变化趋势有重要意义．采用田间培养试验初步模拟研究在高CO2浓度条件下土壤不同粒级碳的分布．结果表明，加入秸秆培养1年，由于CO2浓度升高的原因导致在低氮（LN）、常规氮（NN）和高氮（HN）水平下土壤中碳分别增加0．01、1．10、1．22g／kg，表现为粒级〈53μm土壤颗粒中碳分别增加1．53、2．19、2．70g／kg．粒级〈53μmm土壤颗粒碳量的增加，主要是由于其重量分配百分数显著增加36．2％，碳浓度增加5．4％；粒级〉250μm和250～53μm土壤颗粒部分虽然其碳浓度分别增加20．8％和17．3％（P〈0．05），怛由于重量分配百分数分别显著降低22．8％和36．1％，结果碳量降低．试验表明高CO2浓度导致不同粒级土壤的分配及碳浓度的变化；高氮施肥水平下有增加土壤碳量特别是小粒级土壤碳量的趋势．     

This issue of Earth Science Frontiers

This issue is the second part of the ＂Research on the Qinghai-Tibet Plateau＂ including 16 papers in Chinese with English abstract（an interesting long paper dealing with the essential observations relevant to the along-strike variation of Himalayan geologic framework）, and three papers dealing with other topics.     

论信息时代的城市发展

城市信息化是中国城市发展的新主题与新动力,是解决目前我国城市发展中诸多难题的重要途径。本文首先对比了数字城市和信息城市,然后指出了建设信息城市的迫切性和重要性,最后提出了城市信息科学的学科范畴。     

QTPV Data Model and Algorithm and Its Application to Geological Exploration Engineering

3D spatial data model and simulating are the core of 3D GIS can be adopted in different domains. A data model based on Quasi Tri-Prism Volume (QTPV) has been proposed. QTPV definition and its special cases have been discussed. Using QTPV and its special cases, irregular natural geological bodies and regular subsurface engineering can be described efficiently. The proposed model is composed of five primitives and six objects. Data structures and topological relationship of the fives primitives and three objects describing stratigraphy are designed in detail Some schemes are designed for the QTPV modelling of stratigraphy and subsurface engineering according to modelling data. The model manipulation method of QTPV cutting by an arbitrary plane is discussed. Using VC 6.0 programming language integrated with SQL database and OpenGL graphic library under windows environment, a system prototype 3DGeoMV has been developed. The experiment result shows that the QTPV model is feasible and efficient in modelling subsurface engineering.