基于主成分分析的青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量评价

土壤质量评价是提高对土壤质量理解的关键环节。为了了解青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量的基本情况,在青藏高原腹地西大滩至安多地区,根据不同海拔梯度和植被盖度共采集了154个土壤样品。通过主成分分析（PCA）法确定了影响青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量的最小数据集（MDS）：全氮、全磷、全钾。根据影响土壤质量的最小数据集对青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量进行评价,得出了不同海拔、不同植被盖度下的土壤质量指数（SQI）。通过对不同海拔、不同植被盖度的土壤质量指数进行对比研究表明：随着海拔的升高,SQI呈增加的趋势,即海拔4 300～4 600 m（0.270±0.043） < 海拔4 600～4 900 m（0.326±0.061） < 海拔4 900～5 200 m（0.410±0.075）;随着植被盖度的增加,SQI也呈现增加的变化趋势,即植被盖度小于50%（0.262～0.265） < 植被盖度大于50%（0.336～0.344）。在分别考虑了有机质、盐分、土壤水分对土壤质量的影响下得出的土壤质量指数值与基于最小数据集得到的土壤质量指数相一致,说明基于主成分分析的最小数据集可以对青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量做出较准确的评价。     

塔里木板块东北缘坡北杂岩体矿物成分和铂族元素特征:对硫化物熔离和构造环境的约束

坡北杂岩体位于塔里木板块东北缘北山裂谷带,主要由橄榄岩相、单辉辉石岩相、二辉岩相、辉长岩相、苏长岩相和辉长苏长岩相组成。坡一岩体中硫化物矿体赋存于超镁铁质岩中,而坡东岩体中硫化物矿体赋存于辉长苏长岩相中。坡一和坡东岩体不同岩相中单斜辉石的MgO和CaO含量、斜长石的An值和SiO_2含量连续变化且呈负相关,说明二者可能是同一原始岩浆分离结晶的产物。根据前人计算的原始岩浆成分,我们利用MELTS软件模拟了坡北杂岩体的分离结晶过程。结果表明矿物结晶顺序为:橄榄石→橄榄石+单斜辉石→橄榄石+单斜辉石+斜长石→单斜辉石+斜长石+斜方辉石,与岩相观察一致。坡北杂岩体原始岩浆经过20%分离结晶达到S饱和而发生早期硫化物熔离,形成坡一岩体中矿体。因此,在利用具有最高Fo值(90.9mol%)的橄榄石成分进行的模拟中,坡一岩体早期结晶的纯橄榄岩中橄榄石成分与分离结晶趋势线一致,而斜长橄榄岩中橄榄石成分低于趋势线,可能形成于早期硫化物熔离之后。随后岩浆中S再一次不饱和,但坡一岩体橄榄单辉辉石岩和辉长岩中橄榄石Fo和Ni含量在分离结晶趋势线之下,同时坡东岩体不含矿岩石中铂族元素总量主要在8.9×10~(-9)～29.0×10~(-9)之间,且相对于Ni和Cu明显亏损,说明在岩浆分离结晶晚期再次发生硫化物熔离,而且可能是地壳混染引起的,并形成了坡东岩体中的硫化物矿体。坡东岩体橄榄二辉岩和橄榄辉长苏长岩中橄榄石Fo值(74.5mol%～81.0mol%)较低,但变化范围较大,且Fo和Ni呈负相关关系,这可能是由于橄榄石和硫化物熔体在不平衡状态下发生成分交换造成的。坡北杂岩体超镁铁质岩石中单斜辉石Ti O2含量为0.21%～0.83%,阳离子中呈四次配位的Al(AlZ)为0.8mol%～7.8mol%,与裂谷环境堆晶岩中单斜辉石成分相似。因此,坡北杂岩体可能形成于和塔里木二叠纪地幔柱活动相关的裂谷环境。然而,超镁铁质岩石全岩Nd同位素指示其来源于亏损地幔,并不是地幔柱物质熔融的直接产物。纯橄榄岩和异剥橄榄岩La/Sm,Sm/Yb和La/Yb比值指示其源区为尖晶石二辉橄榄岩地幔。因此,坡北杂岩体源区应为浅部以尖晶石二辉橄榄岩为主的亏损岩石圈地幔,地幔柱在源区部分熔融过程中提供了大量的热。     

滇西普朗斑岩铜矿床中磷灰石的地球化学特征及其地质意义

滇西普朗斑岩铜矿床位于三江特提斯构造带义敦岛弧南端,是晚三叠世甘孜-理塘洋壳俯冲背景下的成矿作用产物。本文选取普朗矿床含矿石英闪长玢岩和石英二长斑岩中蚀变和未蚀变磷灰石进行研究,以探讨其对成岩、成矿作用的指示意义。结果显示,相比于未蚀变磷灰石,蚀变磷灰石的Na、S、Mn、Ca、Y及REE等元素含量均有不同程度的降低。总体而言,普朗矿床中磷灰石均具有高Sr、δEu,低Y的特征,指示了其母岩浆具似埃达克质特点。本次研究表明磷灰石的卤素、Sr和REE可以用来追踪成矿母岩浆成分、氧化状态和结晶演化过程。与三叠纪不成矿的休瓦促岩体相比,普朗矿床成矿岩体的磷灰石具高δEu、低Mn和δCe的特点,且δEu和δCe总体呈负相关趋势,表明普朗矿床成矿岩体氧逸度相对较高。此外,磷灰石中(La/Sm)_N、(La/Yb)_N和(Sm/Yb)_N比值降低可能是岩浆中独居石结晶或含Cl热液出溶的结果。与邻区的春都矿床、白垩纪休瓦促成矿岩体对比研究表明,普朗斑岩成矿岩浆具有高Cl/F特征,可能形成于典型的大洋俯冲环境。     

宁芜陶村磁铁矿矿床成矿流体及成矿作用

陶村磁铁矿矿床位于长江中下游成矿带宁芜盆地中段,矿床地质特征及岩浆构造背景与Kiruna型磷灰石-铁氧化物矿床相似。本文在野外工作基础上,通过流体包裹体测温和氢氧硫同位素研究,探讨该矿床成矿流体性质、来源及成矿作用。陶村主要矿石类型为浸染状和脉状磁铁矿,脉状矿石形成稍晚。通过包裹体显微测温获得:磷灰石中包裹体的均一温度集中在210~390℃,盐度集中在15%~23%NaCl_(eqv);石英中包裹体的均一温度集中在330~390℃,盐度主要集中在9%~13%NaCl_(eqv),此外还存在部分高盐度原生包裹体。石英的δD为-96‰~-54‰,δ~(18)O_(H2O)除了一个为8.3‰,其余为1.9‰~4.0‰,指示原始成矿流体为岩浆来源,后期有地表水加入。黄铁矿δ~(34)S为4.8‰~9.3‰,平均值为7.4‰,综合中段地区硫同位素资料,认为成矿流体中的硫来自三叠纪膏盐层与岩浆硫的混合。结合矿床地质特征,陶村成矿作用过程可概括为:岩浆出溶形成的高温含矿气液同化三叠纪膏盐层,带入SO_4~(2-)、Cl~-、Na~+等矿化剂;这种高温气液在岩体内以钠质交代形式富集Fe后,于岩体上部形成浸染状磁铁矿,岩体顶部和边部断裂部位形成(网)脉状磁铁矿。     

一种盾构施工引起的地面沉降预测方法

针对盾构施工引起的地面沉降的影响因素众多、关系错综复杂,常规数学模型难以准确预测沉降量的问题,该文提出了采用主成分分析法和粒子群优化的支持向量机方法来建立预测模型。并结合工程实例将预测结果与常用的多元线性回归模型和基于Levenberg-Marquardt算法改进的BP神经网络模型(LM-BP)的预测结果做了比较。结果表明:PCA-PSO-SVM的预测结果精度较多元线性回归模型和LM-BP神经网络有很大的提高,证明了该研究方法具有一定的理论意义和参考价值。     

一种基于最小广义方差估计的TLS点云抗差法向量求解方法

针对地面激光扫描点云中的粗差与不均匀采样对法向量计算的影响,基于最小广义方差估计与局部平面拟合原理提出了一种抗差法向量求解方法。首先通过快速近似最近邻居搜索算法得到最近k邻居点集,然后由确定型最小广义方差估计方法和多元马氏距离得到邻居点集协方差矩阵的抗差估计,最后根据主成分分析法（principal component analysis,PCA）计算得到抗差法向量。通过构造的模拟地面激光扫描（terrestrial laser scanning,TLS）点云数据将提出的方法分别与基于PCA、鲁棒PCA和随机抽样一致的法向量求解方法进行实验比较。结果表明,所提方法的抗差性能优异,且并行优化改进后可以满足大规模TLS点云的计算需求。将该方法应用于实际野外地形TLS点云数据,由求解的抗差法向量重建的泊松表面更符合实际地形,表明了该方法在实际应用中的有效性。     

像素级与对象级结合的变化检测方法

提出一种像素级与对象级结合的变化检测方法。通过像素级的主成分分析法获得代表差异信息的主成分影像;再用多尺度分割算法分割主成分影像,得到最终的变化检测结果。最后利用landsat影像进行实验,不仅可以有效抑制由误差造成的伪变化,同时提取的变化区域更加完整。     

基于独立成分分析的高光谱图像降维及分割

高光谱图像的高维数给图像的进一步处理带来了困难,为了解决这一问题,本文提出了一种基于独立成分分析的高光谱图像降维分割方法。首先,利用波段子空间划分和标准差对高光谱图像预处理,选择部分波段的高光谱图像作为实验对象;然后利用基于负熵的快速不动点算法对实验数据解混,再根据平均绝对权重系数对波段排序并选取;最后使用模糊C均值聚类算法对降维后的图像进行分割。实验结果表明,该方法能够有效实现高光谱图像降维,并获得较好的分割结果。     

滇中地区因民角砾岩类型、特征及找矿意义

滇中地区“因民角砾岩”的成因及归属问题目前暂无定论。笔者通过对东川-易门地区前人所划的因民组“因民角砾岩”进行1：5万野外地质调查工作,对其进行了初步的分类。根据其成因及时代划分为复成分砾岩、冰碛砾岩、滑塌角砾岩、引爆角砾岩和构造角砾岩。对“因民角砾岩”成因及时代的研究,特别是“冰碛砾岩、复成分砾岩”的提出,对于解决滇中早前寒武纪地层层序、时代归属、构造格架、大地构造位置及大区域地层对比,探讨滇中元古宙地史演化、古环境研究以及指导找矿都具有重要的指示意义。     

磁法三维建模在龙王沟磁铁矿勘探中的应用

以龙王沟磁铁矿高精度磁测数据为基础,采用小波多尺度分解方法,对化极后的磁法数据进行多尺度分解,通过功率谱法计算小波多尺度分解后的各阶细节异常的场源深度。结合地形、地质及钻孔资料,采用2.5D人机交互反演对磁测剖面上的磁铁矿体进行拟合,利用Golden Software公司开发的Voxler软件,在虚拟三维环境下实现二维小波多尺度分解数据的可视化,建立三维地质体模型,直观的预测磁铁矿体的空间范围和分布形态,实现地质、物探和地上、地下信息一体化集成展示,进行专业分析评价和辅助决策,可以有效的提高地质找矿效果。