地球化学场精细结构解析方案与应用

为满足勘查地球化学对化探数据处理越来越精细的要求，把人工神经网络和统计分析结合起来形成地球化学场精细结构解析方案。该方案包括对地球化学样品的分类和对各类样品性质的详细研究，目的在于提供便捷的数学和计算机软件工具，以提取化探数据中的深层信息。可以用于：①研究各组样品中元素含量水平和组合特征以解释可能的矿种；②研究元素组合特征与指示元素的关联和区别以揭示可能的成矿作用过程；③研究异常样品的空间组合属性以揭示地球化学场的精细结构；④研究异常样品之间的差异性以缩小找矿靶区；⑤综合分析以确定剥蚀深度和找矿前景。该方案也适用于环境地球化学及矿产资源预测研究。     

河南塔山萤石矿地球化学特征及成矿年龄

为探究河南塔山萤石矿的成矿流体、成矿温度、成矿年龄及矿床成因,对研究区稀土元素、流体包裹体和Sm-Nd同位素特征进行了研究。研究区经历多期次的成矿作用,紫色萤石形成时间较早,紫色萤石成矿早期成矿流体中的稀土元素由吸附状态逐渐过渡到络合物状态,成矿晚期成矿流体中的稀土元素主要以络合物形式存在,为主成矿阶段,其球粒陨石标准化稀土元素配分模式和Y/Ho值与牛心山黑云母二长花岗岩、大理岩基本一致,指示三者之间有一定的成因联系。浅绿色萤石形成时间相对较晚,其与紫色萤石的稀土元素配分模式差异较大,表明二者具有不同成矿物质来源。塔山萤石矿发育气液两相包裹体,包裹体均一温度为143.6～168.5℃,盐度(NaCl_eqv)为7.02%～10.43%,密度为0.95～1.01 g/cm³;包裹体气-液相成分以H₂O为主,含有少量C₂H₆,成矿流体属于低温、中低盐度、低密度的NaCl-H₂O体系。测得的浅绿色萤石的成矿年龄为(141±13)Ma,为研究区萤石成矿年龄上限,推断...     

铜矿数字矿床模型专家系统的原理与技术实现

数字矿床模型是指将传统的地质学语言描述的矿床特征,转化成计算机可以识别的数字和符号,并加入人工智能的推理规则和知识,使之具备矿床自动推理和勘查辅助决策的功能。本项研究是在基于前人的工作基础上,结合国内外数字矿床模型的先进理论和经验进行了系统的实现。本文论述了铜矿床数字化的方法原理以及在系统实现时的关键性技术问题。系统知识库和规则库的建立是在多位铜矿专家的协助下完成的,专家对一系列先验概率等相关参数进行赋值,并用统计学方法下进行了处理。铜矿专家系统中知识库和规则库的保存和管理使用了数据库开发技术,采用数据挖掘作为知识发现的新手段。系统使用产生式规则,采用主观贝叶斯方法为推理的总体算法,搜索策略采用广度优先向前搜索的策略;在地质证据的输入方面不只提供与铜矿类型直接相关的证据,同时系统也提供了更为充分的地质证据,使推理的过程更加可靠和合理,同时地质词典功能的加入方便用户对相关地质术语进行查询和检索。系统不仅能实现单一成因的矿床进行推理,也能对复合矿床类型进行推理。     

基于地基遥感的灰霾气溶胶光学及微物理特性观测

近年来北京地区冬季频繁遭受灰霾污染的侵袭,在2013年1月又出现了长时间、大范围的严重灰霾污染天气,引发广泛关注和热议。为了解北京地区2013年1月严重灰霾污染过程中大气气溶胶特性,本文基于地基太阳-天空辐射计CE318观测数据,反演了气溶胶光学和微物理参数,并据此对1月份第二次严重污染过程进行了详细分析。研究表明：（1）2013年1月北京地区灰霾污染期间,气溶胶光学厚度较大,在440 nm处均值达到0.87,在个别严重污染天气下高达3左右;（2）气溶胶光学与物理参数与灰霾过程密切相关,Ångström指数由清洁大气时的1.3降到灰霾污染时的0.95,复折射指数虚部均值由污染前的0.04下降为污染过程中的0.01,单次散射反照率均值则由0.73增大到0.92,同时不对称因子均值从0.58增大到0.67;（3）灰霾污染过程中细模态气溶胶比例较高,占总体积比例平均达到73.0%,最高达90.5%,在灰霾污染中气溶胶细模态平均峰值半径随光学厚度增大而增大,清楚表明了灰霾过程中颗粒物的吸湿增长效应,粗模态平均峰值半径随光学厚度的增加而减小,在污染最严重时,粒子谱分布峰值半径约为0.43 μm。     

大气气溶胶成分遥感研究进展

大气气溶胶成分的复杂变化导致其在气候变化评估中具有很高的不确定性。气溶胶成分遥感利用遥感观测的气溶胶光学—微物理参数,定量估计整层大气气溶胶主要成分含量,具有实时快速、空间覆盖、保持气溶胶自然状态等特点。本文介绍了近年来气溶胶成分遥感在理论基础和观测研究方面的进展情况。首先,在简要回顾反演算法发展的基础上,以目前较先进的成分遥感分类模型(包括黑碳、棕色碳、沙尘、非吸光有机物、细粒子无机盐、海盐和水)为例,详细分析了气溶胶成分遥感反演的思路。据此提出了基于气溶胶综合光学—微物理特性(包括光学吸收/散射、粒径尺度、形状等敏感性特征参数)的气溶胶成分遥感识别方法。之后,结合气溶胶混合方式,讨论了复折射指数计算方法及其对成分反演的影响,并给出了利用同步化学采样观测验证气溶胶成分遥感的一些结果示例。最后,结合观测手段拓展、成分模型优化、反演精度提升、应用能力推广等4个方向,展望了大气气溶胶成分遥感的发展趋势,及其在全球气候变化评估等领域的应用。     

Intercalation Assembly and Chemical Product Engineering of Layered Intercalated Functional Materials Based on Efficient Utilization of Magnesium Resources in Salt Lakes

正1 Introduction Magnesium salts are very important by-product of salt lake industry in West China.Nearly 200 million cubic meters of waste brine are released to the environment     

北京区域冬季灰霾过程中人为气溶胶光学厚度估算

本文使用北京地区不同时期（2009年1月和2013年1月）的地基气溶胶观测资料,估算了灰霾天气的人为气溶胶光学厚度,在此基础上结合气溶胶光学参数进行了对比分析。结果表明：（1）2013年1月人为气溶胶光学厚度（440 nm）较2009年1月有所增加,月平均值分别为0.88和0.44;（2）2013年1月灰霾污染中人为气溶胶占统治地位的天数比例是86.7%,高于2009年1月的62.5%;（3）2013年1月人为成分在气溶胶光学厚度（440 nm）中的贡献平均达88%,说明灰霾污染主要是由人为气溶胶造成的。     

极端降雨事件对南方红壤区径流和输沙的影响——基于赣江支流濂江上游流域的长序列分析(1984—2020年)

为探究极端降雨对南方红壤区流域水沙的影响,本文基于江西省鄱阳湖水系赣江上游濂江流域1984—2020年逐日降雨量、径流量和输沙量数据,使用95百分位法计算极端降雨,并采用最小事件间隔时间法分割降雨事件,综合应用Pettitt检验和线性回归方法对水沙突变、影响因子进行定量分析。结果表明:(1)发生极端降雨事件的时期是流域泥沙输出的关键时期,极端降雨对输沙量的贡献率达85.58%～87.79%,而对径流量的贡献为38.33%～43.42%。(2)在极端降雨情景下,年径流量从1984—1995年的209.21×10⁶ m³下降到1996—2020年的165.23×10⁶ m³,而年输沙量从1984—1995年的3.65×10⁴ t增加到1996—2020年的12.8×10⁴ t,相比于1984—1995年,1996—2020年的极端降雨所产生的径流量和输沙量占比有缩小趋势,分别表现为从43.42%到38.33%和从87.79%到85.58%。(3)极端降雨情景下...     

气溶胶定量遥感的机器学习方法综述

机器学习方法近年来取得突破进展,其遥感应用从目标识别和地物分类领域,发展到定量化反演的多个领域。气溶胶定量遥感因其机理复杂,反演参数的种类和精度受到限制,机器学习为气溶胶遥感带来了新的研究和应用技术手段。本文汇总现有研究进展将气溶胶机器学习方法归纳为卫星遥感反演气溶胶光学厚度AOD（Aerosol Optical Depth）、卫星遥感反演其他气溶胶参数、卫星遥感反演颗粒物浓度（PMx）、地基气溶胶遥感4类。结合作者研究工作,通过分析讨论,归纳机器学习用于气溶胶定量遥感的条件为：（1）物理模型无法使用;（2）已有模型卫星产品精度低;（3）已有模型精度高但计算速度低。从应用的角度来说,可以借助于更多的具有相关性的输入信息,发挥机器学习在反演产品种类、反演精度、计算效率等方面的优势;而对定量遥感来说,应该同时重视挖掘遥感数据本身的信息来提高反演能力,并通过误差分析等手段反馈对遥感机理的理解,使机器学习与遥感机理研究相互促进。     

极地区域气溶胶地基遥感观测及分析

依据全球气溶胶自动观测网在极地区域的观测,对以下问题进行了讨论:(1)温度订正在极地气溶胶光学厚度观测中的重要性及订正方法;(2)在极地进行仪器常数标定的可行性分析及温度效应的影响;(3)利用天空散射光观测反演气溶胶微物理和光学特性参数(粒子谱分布、散射相函数、复折射指数、单次散射反照率等)时,关于观测几何选择的问题,以及针对极地区域气溶胶特性的初步反演结果。这些研究可以为中国未来在两极地区开展基于自动太阳-天空辐射计的气溶胶地基遥感观测提供参考,为极地区域气溶胶卫星遥感及气候效应评估等研究提供重要支撑。