2011~2020年勘查地球化学数据处理研究进展

我国建立了包含海量数据的高质量的勘查地球化学数据库,为矿产勘查、环境评价和地质调查等提供了重要的数据支撑。如何高效处理勘查地球化学数据,并从中发掘和识别深层次信息一直是勘查地球化学学科研究的热点和前沿领域。本文在系统调研国内外学者过去十年发表的论著基础上,对勘查地球化学数据处理方法进行分析与对比,从勘查地球化学数据库建设、地球化学异常识别及其不确定性评价等方面概述了我国近十年来在该领域取得的主要研究进展,包括:(1)分形与多重分形模型由于考虑了地球化学空间模式的复杂性和尺度不变性,在全球范围内得到极大的发展和推广,我国学者引领了基于分形与多重分形的勘查地球化学数据处理;(2)机器学习和大数据思维开始在该领域启蒙,并迅速得到关注,正在成为研究热点和前沿领域,我国学者率先开展基于机器学习算法的勘查地球化学大数据挖掘研究;(3)我国学者需要进一步加强勘查地球化学数据缺失值处理以及成分数据闭合效应研究。今后该领域应进一步加强对弱缓地球化学异常识别、异常不确定性评价以及异常识别与其形成机理相结合等方面的研究。     

2019年甘肃夏河Ms5.7地震前后重力场异常特征分析

地震的孕育发生过程伴随着构造运动、物质迁移和密度变化,将引起地球重力场变化,流动重力重复观测有可能捕捉到与地震孕育有关的前兆信息,从而为中短期地震预测提供重要依据.基于南北地震带2017-2020年的流动重力观测资料,获得了甘东南地区的区域重力场时空变化图像,分析了区域重力场动态变化及其与2019年甘肃夏河Ms 5.7地震发生的关系.结果 表明:①震前测区重力异常变化等值线与临潭—宕昌断裂走向基本一致,且在震中附近出现四象限分布特征,夏河Ms5.7地震发生在重力高梯度带和四象限中心附近;②地震前后区域重力场经历了"区域性重力异常—四象限分布特征—反向变化发震"的时空演化过程;③九寨沟地震的发生可能引起附近断层区域应力场的调整,从而加速了夏河地震的发生;④区域重力场时变与临潭—宕昌断裂在空间上有较好的对应,综合分析可认为该次地震的发震断裂为临潭—宕昌断裂.     

南图尔盖盆地Aryskum坳陷钾盐的测井响应特征及其分布

钾盐作为战略资源,在农业、工业等领域具有重要的使用价值。世界大多数固态钾资源发现于大规模的石油勘探过程中,充分利用各种油气地质、地球物理资料开展钾盐勘探对于国家发展尤为重要。位于哈萨克斯坦的南图尔盖盆地地质构造简单、资源勘探潜力较大。文中以南图尔盖盆地Aryskum坳陷为研究区块,基于其沉积地质特点,结合多口井的常规测井资料及前人研究成果,综合分析自然伽马、自然电位、三孔隙度等测井曲线的响应特征,含钾层段具体表现为自然伽马异常高值,并通过无铀伽马曲线等排除铀、钍元素影响,扩径使得中子值偏高,自然电位异常幅度由砂岩层的负异常变化为正异常,电阻率值偏高,密度值介于2.25~2.45 g/cm³,声波时差在270~350 μs/m范围内。基于含钾层测井曲线特点,利用测井曲线综合识别法、重叠法、交会图法进行研究区钾盐识别。在研究区30余口井中发现有可溶性钾盐层分布,分布在M-Ⅱ-3、M-Ⅱ-2小层底部,其中M-Ⅱ-3层底部为主要钾盐层段,并对各井含钾层段累计厚度进行统计分析。最后,借助地层对比分析含钾层段在横向和纵向上的展布情况,通过等厚图的绘制开展了找钾有利区分析,拓展了测井资料在南图尔盖盆地钾盐勘查中的应用,进而为今后研究区钾盐找矿提供重点方向。     

安徽淮北徐楼铁矿地质地球物理特征

通过对安徽淮北徐楼铁矿的地质地球物理特征分析,总结发现低视电阻率异常区、重力梯度带、高地磁异常与铁矿赋存区域对应良好.该矿区地球物理特征明显,矿体产于奥陶系下统萧县组(少量马家沟组)碳酸盐岩(大理岩)与强烈钠化的闪长(玢)岩的接触带,特别是在分叉入侵的岩枝与萧县组钙镁质碳酸盐岩接触带极易成矿,对发现该类型矿床具有一定的参考意义.     

"AHCORS"在国家地下水监测工程建设中的应用研究

随着区域连续运行卫星定位综合服务系统(CORS)在高精度的区域似大地水准面基准上的技术发展越来越成熟,服务范围越来越宽,服务水平越来越高,在实际工程中的应用也越来越多.文章基于地下水监测站点工程所要求的常规测量方法无法实施的D级GPS高精度平面点位和高程的测定,采取利用AHCORS加以解决,成果精度分析与验证表明,各项指标满足规范与设计要求.     

安徽上金山钨钼矿化探异常特征及找矿潜力分析

通过1:50000水系沉积物测量、1:25000土壤地球化学测量工作,在安徽上金山地区圈定出多个强度大、峰值高、组合好的W、Mo组合异常,经工程验证,在AP-4、AP-5、AP-8异常范围内发现了钨钼矿体,经过勘查工作最终探获一大型层控矽卡岩型钨钼矿床,实现了江南隆起带东段找矿的重大突破.依据成矿地质条件、地球化学异常及工程验证成果对比研究认为,矿区内AP-3、AP-7化探异常仍有较大的找矿潜力,若进一步开展勘查工作,钨钼资源量将显著增加.     

利用地面LiDAR精细化测量活断层微地貌形态——以毛垭坝断裂禾尼处断层崖为例

受地壳内部持续运动和沉积、风化等自然动力及人类生产与生活活动影响,活断层微地貌形态往往比较复杂,传统测量方法较难快速、高效地获取大范围内精细化的活断层微地貌形态,激光雷达扫描技术的出现和发展为活断层微地貌的精细化与定量化研究提供了新的技术手段。以川西理塘毛垭坝盆地北缘的正断层崖为研究对象,利用地面LiDAR获取活断层微地貌高精度点云后,经过点云配准、滤波、重采样和三角构网处理后,建立了0.05 m分辨率的数字高程模型和真彩色三维模型,在此基础上分析了断层崖地貌特征,并获取了正断层错动两期最新地貌面的精确垂直位错量。研究结果表明,地面LiDAR技术是精细测量活断层微地貌形态和量化相关地貌特征参数的有效手段,提高了活断层微地貌形态测量的精度和认识水平。     

陕西省2016年自动土壤水分数据质量分析

采用数据缺测检查、范围(极值)检查、数据时变检查、物理常数检查和僵尸数据检查等方法,对陕西2016年53套固定地段土壤水分观测10～30 cm土层的体积含水量数据进行质量控制和原因分析。结果表明:各站缺测率均小于0.5%,最大为0.33%,最小为0.03%;1 h缺测时长最多,占比为64.4%;通信问题是短时缺测主要原因。范围检查检出数据为0的异常记录131 h,主要由该层传感器故障或因连接线松动、脱落造成,没有检出小于0或大于55%的记录。时变检查10、20、30 cm土层分别检出异常记录41、22、26 h,其中,10 cm土层检出率最高;突变主要是由于传感器防护管周围土壤发生龟裂或下陷。物理常数检查有17站发生一层或多层数据异常,其中, 53735等站三个土层全部出现异常,而且异常记录较多,异常站点随土层加深而减少。僵尸检查没有发现异常。物理常数检查异常表明这些地方的土壤结构和生态功能可能正在发生变化,需要进一步加强监测。     

新巴尔虎左旗2018年5月逐时相对湿度异常偏低检验

使用新巴尔虎左旗国家级气象站、以及3个临近且海拔高度相差不大的区域无人自动气象站的2018年5月1—31日逐时相对湿度观测资料,采用单测站数据时间序列跃变点检测、多测站数据差值时间序列超差点和跃变点检测的方法,对新巴尔虎左旗在5月出现的14个时次的异常低相对湿度观测值进行了分析。结果发现:单站序列跃变点、多站差值序列超差点和跃变点均存在1个共同的与报警时次相重合的统计检验断点,但经人工分析,确定该断点与冷空气活动造成的大风、降温和阵雨天气现象有关,并非仪器故障;而其余13个异常值的出现时次均不与统计检验断点相重合,从数值检验的角度判断其是由仪器故障造成的可能性较小。通过统计分析,修正了该台站的"观测设备可用性"业务考核指标的误报警,提高了综合气象观测运行监控业务系统(Atmospheric Observing System Operations and Monitoring,简称ASOM)在日常监测中的数据有效性审核能力和运行管理能力。     

华南地区7-10月两类区域性极端降水事件特征及环流异常对比

利用1981—2016年7—10月中国753站逐日降水资料、气象信息综合分析处理系统（MICAPS）逐日站点降水资料、日本东京台风中心西北太平洋热带气旋（TC）最佳路径资料和NCEP/NCAR再分析资料集,分析了华南地区区域性日降水极端事件（RDPE事件）的统计特征及环流异常。根据华南地区RDPE事件的发生是否受热带气旋影响将其分为TCfree-RDPE和TCaff-RDPE两类事件,其中TCaff-RDPE事件占42%且集中发生在8月4—5候;TCfree-RDPE事件以7月发生频数最多,占其总频次的1/2以上。TCfree-RDPE事件发生时,华南地区受异常气旋性环流控制,来自西太平洋和中国南海的暖湿气流与北方冷气团在此汇合并形成一条狭长的水汽辐合带,低层辐合、高层辐散,显著强烈的上升运动为TCfree-RDPE事件的发生与维持提供了有利条件;与此同时,波扰动能量由高原东北侧及河西走廊地区向华南一带传播并在华南显著辐合,有利于华南上空扰动的发展和维持。TCaff-RDPE事件发生时,华南上空由低层到高层的斜压环流结构更为明显,异常上升运动更加强烈,热带气旋在其运动过程中携带了大量源自孟加拉湾、中国南海和西太平洋地区的水汽并输送至华南地区,水汽辐合气流更为强盛。同时,波扰动能量由高纬度地区沿河西走廊向下游传播,但在华南地区辐合不甚明显。两类极端事件发生时,加热场上的差异亦明显。华南及邻近地区上空的大气净加热及其南侧大范围区域的净冷却所形成的加热场梯度对TCfree-RDPE事件的发生有利。而TCaff-RDPE事件发生时,〈Q₁〉和〈Q₂〉在经向上由18°N以南、华南及其邻近地区、32°N以北呈负—正—负的异常分布型,正距平值更高,加热场梯度更大,有利于TCaff-RDPE事件的维持。这些结果有利于人们认识和预测华南区域性日降水极端事件的发生。