数学地质之我见

随着科技的发展,社会的进步,人们的认识也在不断的深化.地质科学正从数字地质学为主向知识地质学为主过渡.知识地质学是基于知识信息处理、运用定性结构方法来解决复杂的地质问题.地球系统是一个复杂的封闭系统,其表层的任一子系统--地壳、大气、海洋、土壤、生态等都是开放的复杂巨系统.解决这种复杂巨系统,通常不得不采用计算机建模和模拟,而不是像以往研究简单系统那样,采用数学描述和数学模型.用计算机程序来表示一种理论,是信息技术发展的必然趋势,是比较容易理解的.而对于以定性结构表示的比较模糊的定律,也是以经验为基础的科学发展的必然结果.从数学理论的角度看,以上的定律(指定性结构定律)是不太严格的,但客观世界本身就不很严格,往往是模糊的.生命现象、社会现象、人的感知与经验等,难以用数学定理加以描述,只好采用定性结构定律来描述.运用定性结构定律也能准确地解决用定量方法解决不了的复杂问题.以往基于数学模型,定量方法解决地质问题的数学地质,面对以上的新形势,产生了新的矛盾数学地质用数学方法解决地质问题,而地质问题又不能准确用数学方法来刻画.面对这种形势,数学地质有两种选择一是维持现状,内涵与名称不变,顺其自然发展…….二是拓宽内涵,更改名称.作者倾向第二种选择,并建议将"数学地质"、更名为"信息地质".     

中国大型-超大型铜矿床品位-吨位模型

矿床品位-吨位模型研究属于学科前沿领域,它是系统勘查理论的重要组成部分.依据"97年全国矿产储量数据库"资料,对全国27个大型-超大型铜矿床建立了地质模型、品位模型、吨位模型、吨位-品位联合模型、以及中国斑岩型铜矿床吨位序列模型.模型类型包括频率直方图、累积频率分布图以及双对数坐标表示的理论分布模型.分别总结了中国大型超大型铜矿床的品位及吨位分布的典型数学地质特征,并探讨了吨位-品位模型在资源预测评价中的意义和作用.     

长英质岩浆中不混溶流体的运移机理——兼论成矿作用发生的条件

与岩浆作用有关的热液矿床的形成,在一定程度上是岩浆体系内富含挥发分流体的组成、压力及性质演变的结果。长英质岩浆中无水硅酸盐矿物的结晶导致挥发性组分以气泡形式存在。气泡的体积随岩浆演化程度增强而不断增大,由于两不混溶流体之密度差而产生的力的作用使气泡相对硅酸盐熔体（＋晶体）超前向上迁移,最终到达岩浆房顶部。长英质岩浆中富含挥发分流体的迁移运动是通过气泡的上浮实现的。气泡能否上浮主要取决于气泡的体积大小和受力的强度。只有体积较大的气泡才可能迅速迁移并到达岩浆房顶部。修正后的Ｄａｒｃｙ定律对气泡（岩浆体系中的流体）的上述运动特征给予了物理学方法的描述。     

晶体化学第二定律研究水滑石热稳定性与离子交换性能

水滑石层间阴离子热稳定性、离子交换性能等物化性质与LDHs材料主客体间以静电作用为主的超分子作用密切相关,但LDHs材料的晶格能计算目前仍相当困难。本文以层间阴离子作为负电荷基团、对应等电量氢氧化物层板作为正电荷基团,构建水滑石(LDHs)主客体静电作用模型。采用晶体化学第二定律,对LDHs材料晶格能进行理论计算,并与层间阴离子交换性能以及热稳定性等物化性质进行了比较。研究结果表明:改变层间阴离子种类,晶格能大小次序为Mg3Al-F-LDHs>Mg3Al-OH-LDHs>Mg3Al-Cl-LDHs>Mg3Al-Br-LDHs>Mg3Al-I-LDH,Mg3Al-CO3-LDHs>Mg3Al-CrO4-LDHs>Mg3Al-SO4-LDHs>Mg3Al-NO3-LDHs,与文献报道的LDHs层间阴离子交换性能相一致。改变层板金属离子比例,计算得到晶格能大小顺序为Mg2Al-CO3-LDHs>Mg3Al-CO3-LDHs>Mg4Al-CO3-LDHs,与层间碳酸根热稳定性相一致。改变层板金属离子种类,预测得到层间碳酸根热稳定顺序为:Mg3Al-CO3-LDHs>Cu3Al-CO3-LDHs>Ni3Al-CO3-LDHs>Zn3Al-CO3-LDHs-Co3Al-CO3-LDHs>Fe3Al-CO3-LDHs>Mn3Al-CO3-LDHs>Cd3Al-CO3-LDHs>Ca3Al-CO3-LDHs;Mg3Al-CO3-LDHs>Mg3Ni-CO3-LDHs-Mg3Co-CO3-LDHs-Mg3Fe-CO3-LDHs>Mg3Cr-CO3-LDHs。本文中对于LDHs材料晶格能的计算,为其热稳定性与离子交换性能的预测提供了理论依据。此外,LDHs材料的静电作用模型构建方法,对于其他层状主客体材料晶格能计算也有较高的参考价值。     

复杂构造区域的初至波走时计算

有限差分法初至波走时计算是一种十分快速、有效及实用的方法，而且不会碰到传统射线法的阴影区、焦散面等问题．文中指出了ＶａｎＴｒｉｅｒ方法存在的问题，并提出了解决的办法．计算结果表明，方法是有效可行的．对速度变化很大的介质模型，仍能得到较精确的解．     

地理相似性：地理学的第三定律?

定律对知识的理解和传播具有极大的推动作用。本文通过对比地理学中的定律和物理学中的定律的异同之处,认为地理学的定律虽然在形式上和提出的方式上与经典的力学定律有所区别,但仍符合人们对“定律”的定义。在共识地理学定律存在的前提下,本文阐述了地理学的第一定律和第二定律中所体现出的地理学定律的特征——描述性和归纳性。基于这些对地理学定律所具有的特征的认识,本文首先介绍了Zhu等从空间推测的角度将所提出的地理学第三定律,即“地理环境越相似,地理特征越相近”,或称地理相似性定律。本文从普遍性、独立性和应用性3个方面探讨了地理相似性是否可以作为地理学的一个定律,认为地理相似性与地理学第一和第二定律相比,有着同样的普遍性,且与第一和第二定律所涉及的规律有着本质上的区别,在应用上可能解决第一和第二定律所面临的挑战,因此应可作为地理学第三定律。     

全型垂直涡度倾向方程和倾斜涡度发展

文中证明了不仅包括动力因子,而且包括热力因子、摩擦耗散及非绝热加热作用的和可用于三维空间的全型垂直涡度倾向方程。证明经典的、平面上的涡度方程只是它的特例。并且用该全型涡度方程严格证明了倾斜涡度发展（ＳＶＤ）理论。沿着倾斜等熵面下滑的气块,当热力参数ＣＤ减小时,其垂直涡度将发展。最后通过用θ坐标模式模拟一次西南低涡的形成,证明ＳＶＤ引起的涡度发展要比传统所考虑的辐合项的贡献大一个量级。     

洛特卡分布和普赖斯定律在中国地震学文献统计的应用

利用１９００￣１９８５年发表的中国地震学文献，用洛特卡定律检验结果表明，地震学文献的作者分布完全符合洛特卡定律，根据普赖斯定律，求得发表等于和大于５篇论文的作者人数占总作者数的４４．５％，接近１／２的理论值基本符合普赖斯定律，应用普氏定律确定了地震系统的高层次人数约为５１３人，相当于研究员和有资格申报研究员的人数。     

不规则三角网土方量计算数学模型及精度分析

土方量的计算是铁路、公路勘察、场地平整等土木工程中经常碰到的问题,在实际生产应用中,有时不同方法计算的土石方量相差较大,因此确定不同方法的土方计算精度显得尤为重要。本文首先介绍了利用不规则三角网进行土方量计算的方法,给出了单个三角形对应的几何体的体积计算公式。在此基础上,根据误差传播定律,以点位误差和高程误差为影响因子,对不规则三角网土方量计算结果精度进行评价。最后利用野外实测的地形点数据对本文的方法进行了验证和分析。