试论当今地球科学的某些新进展及其现实意义

近年来地球科学在许多方面取得了进展,板块学说虽未解决板块为什么会运动的问题,但其把大陆与海洋联系起来,把地壳与地幔联系起来,开阔了思维,对整个地学研究起到了划时代的推动作用。在生物的演化和发展过程中,环境变化始终扮演着重要的角色,其一方面保进了生物的发展和演化,另一方面也导致了生物的衰退与绝灭。形成地层序列的过程是不连续的,更浊传统地层学所说的渐变过程。解决当前的环境、资源等问题的主要途径之一就是     

地理信息科学发展与技术应用

本文回顾了中国科学院地理科学与资源研究所在地理信息科学研究与技术应用方面的历史过程,从早期的测量和制图的研究,到开创中国地理信息学科,建立资源与环境信息系统国家重点实验室的历史,是中国特色原创地理信息理论发展的历史,是中国具备自主研发世界级地理信息软件的历史,是地理信息为国家重大战略提供坚实科技支撑的历史。本文主要从地图学、地学遥感、地理信息科学、地学数据共享、重大技术突破和国家战略支撑等方面进行概述,最后从地学知识图谱、地理大数据分析、遥感人工智能、地理系统模拟和知识服务角度展望地理科学发展的新科学范式。     

数字地质与数字矿产勘查

矿产勘探的理念,在西方国家被称为"勘探哲学",是指导矿产勘探的思想、方法、技术、目标和组织.矿产勘查的3个基本要素是"找什么"、"哪里找"和"如何找".随着"三要素"的发展,矿产勘查的概念正在逐渐变化,"三要素"为改变矿产勘探的概念、方法和技术提供了强大的动力.矿产勘查概念的创新是持续的勘查和开发与时俱进的结果."数学...     

揭示青藏高原的隆升——青藏高原亚东—格尔木地学断面

沿着亚东－格尔木地学断面，由地质，地球物理和地球化学综合数据，给出岩石圈演经的一般图像，青藏高原系由６个地体组成的；高原在垂向与横向是不均匀的，各地体间的组构是不同的；高原地壳的缩短与隆升是因素的，包括其中向北运动的印度板块的挤压作用及柴达木盆地阻力，地幔热活动比预期要差；喜马拉雅山带不同于安第斯山和阿尔卑斯山，有其自己的特征。     

Effective Elastic Thickness of Southeast Part of Arctic Ocean—Eurasia Continent—Pacific Ocean Geoscience Transect

The effective lithospheric elastic thickness of the continent is an important parameter for examination of the large-scale structure and analyses of the mechanism of isostatic compensation within the plate, and a parameter standing for the strength of the lithosphere.The Te values along Quanzhou-Heishui,the southeast section of the Arctic Ocean-Eurasian Continent-Pacific Ocean geoscience transect, are estimated by using the coherence technique developed by Forsyth.Studies of the feature of the coher-ence between gravity and topography suggest that at short wavelengths(6.6-100km)for each data box that is used to estimate Te,the plate is strong enough to support topographic loads and gravity and topog-raphy are uncorrelated.At long wavelengths where the plate is deflected by surface and subsurface loads are compensated by the flexure model.Sichuan land-stone with low heat-flow values has high Te values whereas in Ninghua,Datian,land-stone with high heat-flow values has low Te values,which reflects a correlation,low heat-flow values corresponding to high Te values and high heat-flow values corresponding to low Te values.Te values can be divided into two sections:northwest high section and southeast low sec-tion.There is roughly a positive correlation between crustal thickness and effective elastic thickness of the lithosphere.     

格尔木——额济纳旗地学断面综合研究

格尔木－额济纳旗地学断面从南到北穿过昆仑、祁连和北山３个构造带;在断面中划分出北昆仑－柴达木、中南祁连、北祁连、北山南部和北山北部５个构造地层地体;以及昆仑中央、北宗务隆、中祁连北缘、宽滩山及石板井－小黄山５条地体边界断裂带。断面内地壳厚度约５０￣７０ｋｍ,中南祁连地体地壳厚度最大,显示有山根存在;岩石圈厚度约１４０￣１５０ｋｍ。根据地球卫星及地震反射剖面结构表明：青藏高原为一个单独的岩石圈构造单     

黑龙江板块构造地球物理研究基本进展

位于东北亚的黑龙江板块由额尔古纳－兴安、松嫩－张广才岭、佳木斯、兴凯微板块和完达山地体拼贴组成。自中国满洲里－绥芬河地学断面（GGT）地球物理综合研究以来,东北地区进行了大量的地电、重磁、地震探测工作,得到的成果对研究东亚地球动力学、探查矿产资源具有极为宝贵的基础作用。这些成果包括：1）地震波速指示松辽盆地石炭－二叠纪（C－P）基底地层至少在松辽盆地北部和南部都存在,这里成为油气探查的新领域;松辽盆地滨北地区面积约7 万km²,具有良好的油气远景。2）解释MT资料发现,组成黑龙江板块的几个微板块之间都存在陆间洋的俯冲,并时有洋壳残片伴生;而黑龙江板块与其南部的华北板块之间则存在古亚洲洋向黑龙江板块的俯冲。3）对大兴安岭－太行山－武陵山大型重力梯级带的成因机制提出了“三结点模型”。利用近垂直反射地震剖面,发现了松辽盆地一带莫霍（Moho）界面大型近南北向的“断开带”。 4）油气地震成像、去噪、波场与信息方面,建立了三维条件下的有限孔径偏移理论;在提出消减随机噪声的一维时变中值滤波基础上,又建立了二维中值滤波技术;把时频峰值滤波引进到地震勘探消噪领域,建立了Ricker子波核最小二乘支持向量机回归滤波方法;提出了Seislet变换重建技术,以及扩展的高阶Seislet变换方法。由迹变换理论出发建立了消减地震面波的Co-Core迹变换方法。用伪谱法模拟黏弹各向异性介质中波的传播特征,发现黏弹各向异性介质中准S（qS）波比准P（qP）波衰减程度大;通过建立的混沌振子系统,检测出淹没在强随机噪声背景中的地震同相轴,并建立了时空域双曲滤波方法。系统研究了地质雷达的理论和方法,建立的地质雷达偏移成像系统成功地用在了地雷成像中。     

郯庐断裂带的岩石圈结构及其成因分析

横穿郯庐断裂带的五条地学断面揭示,断裂带两侧地壳结构明显不同,这是平移运动造成不同块体拼合的结果。早白垩世走滑期的岩浆活动,指示当时断裂带切入了壳－幔边界。这表明断裂带在走滑中切穿了整个地壳,莫霍面当时应为平缓的大型拆离面,壳－幔之间发生了显著的失耦。断裂带在晚白垩世－早第三纪的伸展活动中,软流圈进行了强烈的上隆,岩石圈出现了显著的细颈化,属于纯剪切伸展模式。在晚第三纪以来的挤压活动中,浅埋软流圈背景上较高的上地幔温度,使郯庐断裂带成为岩石圈薄弱带,从而发生了较强的逆冲活动和大规模幔源玄武岩浆的喷发。     

偏最小二乘降维法在粤西层控型铅锌矿床发育区水系沉积物地球化学测量数据分析中的应用

在当今信息时代,以地球科学数据为基础,数据挖掘技术及方法逐渐成为地球科学领域研究的重要方向。本文以粤西丰村–园垌层控型铅锌矿床发育区水系沉积物微量元素测量数据为研究对象,首先对原始数据进行清洗、变换和规约算法等数据处理,其次应用主成分分析法、聚类分析法及偏最小二乘降维(PLSR)算法挖掘地球化学元素组合异常信息。分析结果表明,基于等距对数比变换的PLSR建模,可以在不损失数据完整性的前提下,充分挖掘元素内部的相关性,并提取组合元素异常。PLSR法与主成分分析和聚类分析的结果对比分析显示,PLSR法提取出的元素组合与研究区铅锌矿床地球化学特征接近,可以充分挖掘地球化学数据的潜在信息,其分析结果与研究区地质条件耦合度高,可以为粤西地区层控型铅锌矿床下一步找矿提供可靠的数据支撑。     

中国满洲里－绥芬河地学断面域的地球动力学模型

在对新取得的地质、地球物理、地球化学资料分析以及对满洲里－绥芬河地学断面域构造单元划分的基础上,提出断面域地质演化所经历的古生代古亚洲域和中新生代太平洋域两大阶段的地球动力学模型,前者主要表现为由微型块体的拼贴造山,形成软碰撞－弱造山性质的造山带;后者主要表现为中生代以走滑－伸展为主要地质演化标志的斜向俯冲活动陆缘和新生代太平洋板块的正向俯冲造成本区深部地幔主动向太平洋方向的蠕散,研究还表明,上地幔中滞留的太平洋板块是导致本区中新生代地质演化的重要原因。