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    2011年  36卷  第2期

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    科学选靶的理论与途径
    赵鹏大, 陈永清
    2011, 36(2): 181-188. doi: 10.3799/dqkx.2011.019
    摘要:
    针对隐伏矿床和新类型矿床, 科学选靶是矿产勘查成功的关键.根据地质异常致矿理论, 将地壳结构复杂的地质异常区域定义为找矿有利地段; 在找矿有利地段内, 根据成矿系统理论, 将成矿关键要素(源、运、储、盖)发育的地段定义为找矿潜在地段; 在找矿潜在地段内, 根据成矿系列理论, 将可能出现矿床共生组合的地段定义为找矿远景地段.研究表明: (1)矿产资源体等级性和不均一分布, 矿集区内, 矿床规模-频率幂律分布和大型矿床通常在找矿初期发现的规律奠定了多尺度聚焦找矿战略的理论基础; (2)地质矿化单一信息的多解性和不确定性奠定了应用综合致矿信息找矿战略的理论基础; (3)基于成矿系统模式的概率模拟和基于综合找矿模型的概率模拟是从成矿的本质和现象两个方面评价可能矿化地段的最有效途径.
    Principles of Probabilistic Regional Mineral Resource Estimation
    Agterberg Frits
    2011, 36(2): 189-200. doi: 10.3799/dqkx.2011.020
    摘要:
    Five principal sources of uncertainty in quantitative mineral resource estimation are listed and illustrated by means of a simple example (mosaic model) and a case history study for large copper deposits in the Abitibi area of the Canadian Shield. Abitibi copper potential originally was estimated on the basis of 1968 estimates of production and reserves totalling 3.12 Mt Cu. This prognostication now could be evaluated on the basis of 2008 copper production and reserves totalling 9.50 Mt Cu. An earlier hindsight study performed on the basis of 1977 data (totalling 5.23 Mt Cu) showed seven new discoveries occurring either in the immediate vicinities of known deposits or on broad regional copper anomalies predicted from the 1968 inputs. By 1977, the global geographic distribution pattern of large copper deposits in the Abitibi area had stabilized. During the next 30 years, new copper was essentially found close to existing deposits, much of it deeper down in the Earth's crust. In this paper, uncertainties associated with copper ore tonnage are analyzed by comparison of 2008 data with 1968 data using (a) log-log plots of size versus rank, and (b) lognormal QQ-plots. Straight lines fitted by least squares on these plots show that 1968 slopes provide good estimates of 2008 slopes but 1968 intercepts are much less than 2008 intercepts. In each linear log-weight versus log-rank plot, the slope is related to fractal dimension of a Pareto frequency distribution, and in a lognormal QQ-plot it is determined by logarithmic variance. The difference between 2008 and 1968 intercepts represents the increase in copper ore production and reserves from 1968 to 2008. The Pareto model fits actual copper and massive sulphides increase over the past 40 years better than the lognormal frequency distribution model for 10 km×10 km cells on favorable environments in the Abitibi area.
    A Lognormal Distribution of Metal Resources
    Singer Donald A.
    2011, 36(2): 201-208. doi: 10.3799/dqkx.2011.021
    摘要:
    For national or global resource estimation of frequencies of metals, a lognormal distribution has commonly been recommended but not adequately tested. Tests of frequencies of Cu, Zn, Pb, Ag, and Au contents of 1 984 well-explored mineral deposits display a poor fit to the lognormal distribution. When the same metals plus Mo, Co, Nb2O3, and REE2O3 are grouped into 19 geologically defined deposit types, only eight of the 73 tests fail to be fit by lognormal distribution, and most of those failures are in two deposit types suggesting a problem with those types. Estimates of the mean and standard deviation of each of the metals in each of the deposit types are provided for modeling.
    Spatial Modeling Techniques for Characterizing Geomaterials: Deterministic vs.Stochastic Modeling for Single-Variable and Multivariate Analyses
    Koike Katsuaki
    2011, 36(2): 209-226. doi: 10.3799/dqkx.2011.022
    摘要:
    Sample data in the Earth and environmental sciences are limited in quantity and sampling location and therefore, sophisticated spatial modeling techniques are indispensable for accurate imaging of complicated structures and properties of geomaterials. This paper presents several effective methods that are grouped into two categories depending on the nature of regionalized data used. Type I data originate from plural populations and type II data satisfy the prerequisite of stationarity and have distinct spatial correlations. For the type I data, three methods are shown to be effective and demonstrated to produce plausible results: (1) a spline-based method, (2) a combination of a spline-based method with a stochastic simulation, and (3) a neural network method. Geostatistics proves to be a powerful tool for type II data. Three new approaches of geostatistics are presented with case studies: an application to directional data such as fracture, multi-scale modeling that incorporates a scaling law, and space-time joint analysis for multivariate data. Methods for improving the contribution of such spatial modeling to Earth and environmental sciences are also discussed and future important problems to be solved are summarized.
    张性盆地裂后异常沉降的正反演数值模拟方法
    周蒂, 廖杰, 赵忠贤
    2011, 36(2): 227-235. doi: 10.3799/dqkx.2011.023
    摘要:
    世界上许多张性沉积盆地存在远大于McKenzie模型理论值的裂后异常沉降, 南海北部陆缘的沉积盆地也是如此; 确定裂后异常沉降的特征和分布是认识其成因机制和对油气成藏影响的前提.介绍了估算裂后异常沉降的3种方法: 古水深比较法、应变速率反演法和沉降过程二维正反演法, 并指出了各方法的应用前提和优缺点.对于由作者提出的后一种方法还结合在珠江口盆地的应用实例进行了较详细的讨论, 表明这种方法能在考虑岩石圈挠曲强度的基础上正演模拟出单幕或多幕盆地沉降及相应的岩石圈伸展系数, 从而计算出盆地理论热沉降, 与通过回剥反演得到的实测构造沉降进行对比; 还指出了该方法存在的问题和需进一步研究之处.
    内蒙花敖包特Pb-Zn-Ag多金属矿床原生晕分带特征与深部矿体预测模型
    陈永清, 韩学林, 赵红娟, 程志中, 唐宇, 陈武
    2011, 36(2): 236-246. doi: 10.3799/dqkx.2011.024
    摘要:
    花敖包特Pb-Zn-Ag多金属矿床构造上位于滨西太平洋成矿域内蒙古大兴安岭成矿带南段, 是一个近年来发现的与白垩纪早期构造岩浆活动有关的隐伏热液脉状矿床.研究表明: (1)矿体原生晕发育, 且分带明显.据其异常强度建立的元素横向分带顺序(从强到弱)为Cd→Pb→Zn→Ag→Sb→In→Hg→As→Cu→Sn→W→Mo→Bi, 排在序列前面的Cd、Pb、Zn、Sb、Ag等5种元素, 可作为远矿指示元素; 排在序列后端的As、Bi、Mo、W等4种元素, 可作为近矿指示元素.(2)根据Grigorian原生晕分带计算方法, 获得矿体原生晕轴向分带序列(自矿体头部至尾部)为Sb→Pb→Cd→Ag→Zn→Hg→Cu→In→As→Bi→Sn→Mo→W, 与Grigorian建立热液矿床标准分带基本一致.(3)构建深部矿体找矿模型, 其预测评价指标(Sb×Pb×Cd×Ag)D/(As×Sn×Mo×W)D在矿体头部为1.30、矿体中上部为0.35、矿体中下部为0.056、矿体尾部为0.005, 这表明该指标随深度的增加有规律地降低, 是预测深部矿体资源潜力的有效指标.
    斑岩型矿床——非传统矿产资源研究的重要对象
    张寿庭, 赵鹏大
    2011, 36(2): 247-254. doi: 10.3799/dqkx.2011.025
    摘要(3553) HTML全文 (1008) PDF 532KB(179)
    摘要:
    多年来, 斑岩型矿床在传统意义上被认为是铜和钼的主要来源.然而, 斑岩型矿床成岩成矿地质条件复杂, 矿化类型丰富, 尤其是对一些大型-超大型斑岩矿床, 均为多元素综合性的巨型矿床, 除传统意义上的铜、钼等矿产外, 非传统矿产的成矿-找矿潜力巨大, 包括: 金、银、锡、钨、铋、铅、锌、铼、铀、钴、硫、硒、碲、铂族元素、磁铁矿等, 金红石和稀有金属如钽、铌等也值得关注.开展斑岩型矿床成岩成矿地质背景、矿床地质特征与非传统矿产矿化富集分布规律研究, 总结斑岩型矿床非传统矿产资源潜力预测评价标志, 指导找矿预测与资源潜力评价, 具有重要的理论价值和现实意义.
    三峡库区地质灾害数据仓库的设计与实现
    胡光道, 李振华, 梅红波, 吴湘宁, 肖敦辉, 于炳飞, 丁露薇, 江山, 谭照华
    2011, (2): 255-261. doi: 10.3799/dqkx.2011.026
    摘要:
    在地学数据仓库的设计中, 应当充分考虑地学数据自身的空间特点, 采用区域维、时间维及属性维等多个维度, 按不同主题所涉及的数据要求, 进行相应的粒度与度量的定义, 以建立不同特点的多维数据模型.以三峡库区地质灾害数据仓库的设计为例, 对三峡库区时空范围各异的各类数据进行集成与融合, 按5个主题对数据进行了归类.实验表明, 该数据仓库可依不同灾害类型的、不同预警级别及不同分级对信息进行重组, 能适应快速检索查询的需要; 另一方面, 利用库中的数据挖掘工具能在海量数据中挖掘地质灾害体的变化规律, 从而使预测预报决策过程更加科学、准确、迅速.
    三江南段-中南半岛特提斯蛇绿岩大地构造与成矿
    张宏远, 刘俊来
    2011, 36(2): 262-276. doi: 10.3799/dqkx.2011.027
    摘要:
    青藏高原东南部特提斯研究是世界地质研究的热点之一, 而三江南段-中南半岛地区是该研究的薄弱而分散地区.因此在特提斯构造域背景下, 结合地层学、岩石学、构造学及古生物学等前人成果资料, 利用中小尺度构造解析, 厘定蛇绿岩混杂带构造古地理并论述成矿规律具有重要意义.(1)在特提斯构造格局基础上, 圈定出与蛇绿岩空间配套的构造岩浆带, 并厘定了缝合带的展布和消减极性规律, 建立了构造古地理图, 从中可以看出古、中、新特提斯变形依次变弱.(2)古特提斯蛇绿岩带典型蛇绿岩区的地质构造解析研究表明其经历印支期以来多期强烈构造活动改造.(3)蛇绿岩带对部分重要矿产资源的形成及分布具有显著控制作用: 蛇绿岩带内的超基性岩是岩浆型钴、镍矿带的重要成矿物质来源; 洋壳关闭及板块碰撞过程中形成的与蛇绿岩带平行分布的大面积酸性岩浆是热液型钨锡矿带的重要物质来源; 中新世前后的构造转折促进了全区热液型矿床的形成.
    个旧东区蚀变花岗岩型锡铜多金属矿床成矿特征及找矿意义
    陈守余, 赵鹏大, 童祥, 武俊德, 莫国培, 陈兴寿
    2011, 36(2): 277-281. doi: 10.3799/dqkx.2011.028
    摘要:
    云南个旧东矿区西部凹陷带岩体内部蚀变花岗岩型Sn、Cu多金属矿床是近年来新发现的矿床.通过对矿床地质特征、蚀变分带特征、含矿岩体地球化学组成以及深部找矿远景的系统研究,认为该类矿床属于个旧东区花岗岩岩浆热液成矿多样性系统的组成部分,是产于花岗岩岩体边缘相-过渡相的蚀变花岗岩型多金属矿床,它属于岩浆期后中高温热液矿床.钾长石化、黄铁矿化、萤石化、电气石化与富集成矿密切相关;该类型矿床的发现使传统的"两楼一梯"成矿模式更新为"两楼一梯+地下室"的成矿模式,并对云南个旧深部找矿和接替资源补充具有重要的意义.
    江西中部徐山钨铜矿床单颗粒白云母Rb-Sr等时线定年及其地质意义
    李光来, 华仁民, 韦星林, 王旭东, 黄小娥
    2011, 36(2): 282-288. doi: 10.3799/dqkx.2011.029
    摘要:
    徐山钨铜矿位于江西省中部,是一个由石英脉型、矽卡岩型、花岗岩型3种类型"叠置"的三位一体矿床,其中石英脉型和花岗岩型矿体及其相互关系基本符合"五层楼+地下室"或者"上脉下体"型钨矿床的特征.首次利用Rb-Sr等时线法对该矿床含黑钨矿石英脉的镶边白云母进行了亚样品定年,获得其成矿年龄为147.1±3.4 Ma(MSWD=0.71).该矿床的形成年龄与江西南部的石英脉型钨矿床相似,都形成于燕山中期;而与赣东北、赣西北的铜矿床成矿时间有较明显差异.白云母的ISr值很高,为0.849±0.026,其原因可能是成矿花岗岩浆本身来源于演化程度和成熟度较高的壳源岩石,而成矿流体在水-岩反应的过程中又萃取了岩石中具有异常高87Sr/86Sr比值的Sr.高ISr值也反映了相关的花岗岩及矿床形成过程中基本上没有幔源物质的参与.
    浙西南毛断铅锌多金属矿床辉钼矿Re-Os年代学及地质意义
    李艳军, 魏俊浩, 伍刚, 谭俊, 蒋永建, 付乐兵, 屈文俊, 楼望平, 谢常才
    2011, 36(2): 289-298. doi: 10.3799/dqkx.2011.030
    摘要:
    毛断铅锌多金属矿床位于浙西南江山-绍兴断裂和政和-大埔断裂间的隆起区,为区内代表性的铅锌多金属矿床之一.应用Re-Os同位素定年方法对该矿床5件辉钼矿样品进行了成矿时代测定,获得辉钼矿Re-Os同位素模式年龄为(138.6±2.0)Ma~(140.0±1.9)Ma,等时线年龄为137.7±2.7 Ma(MSWD=0.7),模式年龄加权平均值为139.0±0.8 Ma(MSWD=0.5).该年龄与毛断隐伏岩体成岩时代相吻合,表明成矿与成岩关系密切.辉钼矿Re-Os年龄的精确厘定,表明毛断铅锌多金属矿床为早白垩世初期华南岩石圈伸展背景下的产物.同时结合前人同时代的W、Mo、Pb、Zn等矿床的研究成果指出140±7 Ma可能为华南另一重要的成矿时限.
    块状硫化物矿床成矿构造环境研究进展
    孙华山, 吴冠斌, 刘浏, 谢小峰, 段磊
    2011, 36(2): 299-306. doi: 10.3799/dqkx.2011.031
    摘要:
    对VHMS型、SEDEX型和VSHMS型3种块状硫化物矿床近年来成矿构造环境研究进展进行了较全面的回顾.其中,VHMS型块状硫化物矿床重点对弧间裂谷及弧后盆地构造环境下矿床时空演化及分布规律、古代VHMS型块状硫化物矿床全球对比认识及沟-弧-盆体系下现代海底块状硫化物研究热点地区的岩石类型、组合及岩浆演化规律进行了总结;SEDEX型块状硫化物矿床重点对澳大利亚北部元古代SEDEX型块状硫化物矿床集中区近年来成矿动力学背景研究进展进行了介绍.指出该区巨大的SEDEX型矿床成矿构造环境不是以往认为的被动大陆边缘裂谷,而是汇聚板块地球动力学背景之下远离弧后的大陆拉张盆地.尤其值得关注的是不仅元古界SEDEX型矿床如此,而且那些古生代的典型SEDEX型矿床(如沙利文,红狗矿床)同样被认为具有相同的产出构造背景.同时认为此种构造背景形成的SEDEX型矿床具有更大的找矿价值;VSHMS型矿床是近十年来逐渐得到重视的一类块状硫化物矿床,矿化特征及成矿作用与以上两类矿床相似,但其成矿构造环境应当位于上述两类矿床的过渡部位,对构造环境判断具有重要的指示意义.因此,在汇聚板块动力学背景下,上述3种块状硫化物矿床,自板块边缘岛弧一侧向远离板块边缘的大陆内部,构成了一个很好的矿床分带或成矿序列,即从VHMS型→VSHMS型→SEDEX型.
    地质异常的奇异性度量与隐伏源致矿异常识别
    成秋明
    2011, 36(2): 307-316. doi: 10.3799/dqkx.2011.032
    摘要:
    以个旧锡多金属矿床为例,研究了致矿地质异常的非线性特征.从异常地质事件和成矿作用的奇异性出发,定量分析了地质异常的奇异性、不连续性、非平稳性、混沌性、自相似性、临界性等非线性特征.在此基础上,详细介绍了局部奇异性分析原理和方法,论述了奇异性指数对隐伏源异常的识别能力.结果表明,奇异性分析方法在个旧地区水系沉积物地球化学数据处理和隐伏源地球化学异常识别和圈定应用中是有效的.分析结果一定程度上消除了隐伏源深度的影响,所圈定的局部地球化学异常不仅在个旧东区较好地对应了已发现的大型锡矿床的分布,而且在其他低缓地球化学异常区也圈定了多处局部异常,为进一步开展锡矿勘查提供了重要靶区.奇异性理论和方法有望为深部矿产预测、隐伏矿预测、覆盖区矿产预测等特殊环境开展矿产预测提供了新的实用性理论和方法技术.
    东天山地区Cu-Au异常信息提取与评价
    黄静宁, 赵鹏大
    2011, 36(2): 317-326. doi: 10.3799/dqkx.2011.033
    摘要:
    东天山成矿带是我国重要的铜金矿集区之一.复杂的地质演化历史导致了成矿地质背景的复杂性、成矿作用的多期性和多样性.本文分别应用地质统计学和多重分形滤波法(S-A法)对Cu、Au含量数据进行分析,获取了不同层次的致矿异常信息.结果表明:(1)东天山地区Cu、Au含量最大变程分别为80 km和47 km,最大变程方向与深大断裂走向一致,表明Cu、Au异常受深大断裂控制;Cu含量分布比Au具有更好的连续性,Cu的含量变化表现出较强的结构性特征,而Au的含量变化表现出更强的随机性特征.(2)泛克立格法和多重滤波分形分析中的低通滤波获取致矿异常信息具有相似性,均反映Cu、Au区域上的分布趋势和浓集特征.(3)多重分形滤波法能够提取不同层次的致矿异常信息,包括区域异常信息和局部异常信息,S-A法揭示的局部Cu异常突出了某些低背景中的隐蔽异常;而呈北东向串珠状分布的局部Au异常,可能暗示区内NE向次级断裂系统控制了金矿床的发育.
    基于二维经验模态分解的重磁异常分离
    陈建国, 肖凡, 常韬
    2011, 36(2): 327-335. doi: 10.3799/dqkx.2011.034
    摘要:
    由于地质过程的复杂性及成矿过程的多期次叠加性,原始重磁异常往往是多种地质因素的混合信息,既包含区域背景异常信息,也包含与矿床(体)、矿化蚀变带以及隐伏岩体等与找矿密切相关的地质要素所引起的局部重磁异常.如何从复杂的叠加重磁异常中分离出具有找矿意义的局部异常,是当前矿产勘查和资源潜力评价工作中面临的难题之一.采用经验模态分解(EMD)方法来分解重磁异常,为提高分解的稳健性提出了用双调和样条插值(BSI)进行包罗面插值的新方法,并以云南个旧地区重磁数据为例,对其进行非线性多尺度分解,实现对区域异常与局部重磁异常的分离,揭示了深层次找矿信息并拓宽了经验模态分解方法的应用领域.
    便携式X射线荧光光谱技术在泥河铁矿岩心矿化蚀变信息识别中的应用
    夏庆霖, 成秋明, 陆建培, 肖文, 桑浩, 袁兆宪, 刘艳, 邱俊玲
    2011, 36(2): 336-340. doi: 10.3799/dqkx.2011.035
    摘要:
    便携式X射线荧光光谱(PXRF)是针对野外原位快速分析而发展起来的一项新技术,常被用于岩石露头地球化学研究和土壤重金属污染评价等方面.本研究以安徽省泥河铁矿钻孔为例,在野外对5个钻孔的岩心系统划分岩性段,利用便携式X射线荧光光谱仪原位测量每个岩性段的Fe、Mn、Cr、Co、Ni、Ti、V、Cu、Zn、Pb、Ag、Mo、K、Ca、As、Sb、Bi、Cs、Zr、Nb等元素含量,绘制钻孔各元素含量分布图.研究发现,(1)利用PXRF技术获得的岩心Fe元素高含量部位与根据化学分析得到的铁矿石品位数据而圈定的磁铁矿体范围吻合较好;(2)Fe元素和Fe-V-Mn-Cr-Ni-Ti-Bi组合异常、Zn元素和Zn-Cu-Cd组合异常分别对铁矿化和铜、锌矿化具有较好的指示作用;(3)K、Ca异常分别对钾长石化、硬石膏化等蚀变具有较好的指示作用.由此可见,PXRF技术在野外岩心矿化和蚀变信息识别中具有方便、快捷、实用、可靠、无损、成本低廉等优点.
    应用奇异值分解(SVD)技术提取鲁西铜石金矿田致矿重力异常
    赵彬彬, 陈永清
    2011, 36(2): 341-346. doi: 10.3799/dqkx.2011.036
    摘要:
    基于MATLAB平台编制的奇异值分解(SVD)程序有效地应用于铜石金矿田1∶50 000重力数据分解.首先,利用奇异值分解将重力数据分解为一系列的特征值空间;然后运用多重分形技术确立反映不同层次控矿因素的特征空间值的临界值,最后将这些具有不同控矿因素特征的特征空间值按一定的规则进行数据重构.结果获取三幅刻画不同尺度控矿因素的重力异常图像.(1)区域控矿地质因素是位于平邑火山沉积盆地(重力异常值-56~-974 μm/s2)南西侧NW向基底隆起(重力异常值-55~567 μm/s2)的鞍谷部位(重力异常值-55~51 μm/s2),这里为构造上的局部拉张区,控制铜石杂岩体以及所有金矿床的整体分布,是金成矿的有利地段.(2)局部控矿因素是具有重力负异常特征(重力异常值-339~-11 μm/s2)的铜石杂岩体和围绕杂岩体形成的具有环形重力正异常(重力异常值37~345 μm/s2)接触交代带,斑岩型金矿化位于岩体内部,矽卡岩型金矿化形成于接触带中,而隐爆角砾岩型和卡林型金矿化形成于接触交代带外围;因此,岩体及其环形接触交代带是金矿成矿的潜在地段.(3)具体控矿因素是NE和NW向重力异常反应的两个方向断裂交汇域,几乎所有金矿化都位于这些交汇域,因此,这里是金成矿的远景地段.(4)铜石金矿田具有典型的多重因素控矿的复杂性特征.
    激光雷达测量技术在地学中的若干应用
    马洪超
    2011, 36(2): 347-354. doi: 10.3799/dqkx.2011.037
    摘要:
    对激光雷达测量技术在全球冰川监测、局部断裂带提取、滑坡监测和稳定性评价以及海岸线提取和海岸侵蚀等方面的应用做了较为全面的综述.作为一种新型的对地观测手段,激光雷达(含星载、机载、车载和地面)的应用已经从传统的测绘扩大到包括文物保护在内的诸多其他应用领域.所综述的激光雷达技术在地学研究中的4个应用方面,是传统地学研究中与全球变化和人居环境最为密切的方向.分析表明,激光雷达技术在这些研究方向中的应用大有作为.
    MML-EM方法及其在化探数据混合分布中的应用
    刘向冲, 侯翠霞, 申维, 张德会
    2011, 36(2): 355-359. doi: 10.3799/dqkx.2011.038
    摘要:
    概率图法在筛分混合分布的问题上,只能对混合分布的各项参数作出粗略的估计.为了解决这一问题,引入了MML-EM法.模拟研究表明,在混合分布参数估计上,该方法比概率图法有更高的精度.以江西大吉山钨矿石英脉原生晕数据为例,经过该方法的筛分,得到钨、钽和铌的含量服从由2个子分布组成的混合对数正态分布,即双峰分布.结合前人的地质研究,可以初步得出结论:钨的高值总体代表了岩浆期后热液成矿期的热液充填石英脉型矿化,低值总体可能代表其他成矿期的事件,其中高值部分可能构成岩浆晚期浸染型的弱钨矿化.钽和铌的高值总体代表岩浆晚期的浸染型富矿化,低值总体代表其他成矿期的叠加矿化.该方法为化探数据中混合分布的筛分以及解释多地质成因总体提供了一种良好的定量化工具.
    基于地质与重磁数据集成的栾川钼多金属矿区三维地质建模
    王功文, 张寿庭, 燕长海, 宋要武, 陈天振, 李冬, 马振波
    2011, 36(2): 360-366. doi: 10.3799/dqkx.2011.039
    摘要:
    三维地质建模是当前国内外矿产资源勘查与评价研究的重要途径和热点.以栾川钼多金属矿区为例,针对研究区地质背景复杂、成矿地质条件多样性特征,开展了基于地质(岩性地层及其物性特征、地质体产状数据)与重磁正反演集成技术组合的三维地质模型建模研究,其研究内容为:(1)根据研究区地质背景和成矿条件,确定研究区矿床地质特征以及近地表地质体的空间属性特征;(2)利用重磁数据,在定性解译地质信息的基础上,开展二度半正演方法定量解译研究,并运用三维位场概率成像方法反演和解译深部地质体;(3)根据研究区地质与重磁反演解译资料综合分析,确定晚侏罗世斑岩岩体和控矿构造的时-空-因关系.研究结果表明,基于地质岩性属性特征的重磁正反演联合解译,能够综合利用地质体之间的物性差异、成因关系界定其几何形态,从而在三维环境中建立它们的时空关系,即三维地质模型,为研究区深部找矿、矿体定位预测以及金属矿产资源定量评价提供技术支撑和新途径
    地上下一体化的三维空间数据库模型设计与应用
    刘刚, 吴冲龙, 何珍文, 翁正平, 朱庆, 张叶廷, 李晓明
    2011, 36(2): 367-374. doi: 10.3799/dqkx.2011.040
    摘要:
    大规模地上、地下三维实体建模与空间分析应用中,由于三维模型的多样性和对象空间分布的不均衡性,如何高效地一体化组织和管理海量三维空间数据成为当前三维GIS的核心问题之一.提出了一种兼顾空间关系与语义关系的三维空间数据库模型,给出了相应的概念模型、逻辑模型和物理模型.特别针对地质体的复杂性,给出了顾及语义的多尺度地下空间目标概念模型和多层次三维空间索引机制.用武汉市和南京市三维数字城市示范区模型数据进行了应用试验分析,验证了该模型的有效性.
    构造应力场三维数值模拟的有限单元法
    田宜平, 刘雄, 李星, 魏民
    2011, 36(2): 375-380. doi: 10.3799/dqkx.2011.041
    摘要:
    目前构造应力场的研究主要是基于平面的二维分析,随着油气成藏过程三维模拟的发展,应力场的三维数值模拟显得越来越重要.从三维空间角度出发,分析了应力场的有限元模拟与求解的整个过程.基于不规则六面体单元的角点网格数据模型,对有限元求解法进行了分析与研究并提出计算方法.基于不规则角点网格数据模型的三维构造应力场有限元计算方法是本文的创新点.最后用上述方法对东营凹陷的牛庄-王家岗区域三维应力场进行了实际模拟计算,计算结果相比于其他数据模型更符合实际情况.
    基于整数小波变换的空间矢量数据压缩方法
    余先川, 张君兰, 张立保
    2011, 36(2): 381-385. doi: 10.3799/dqkx.2011.042
    摘要:
    针对空间曲线矢量数据相邻坐标点间坐标值大小差别不大的特点,提出一种新的矢量数据压缩方法:首先将空间坐标点间的差值转换为整型的偏移量,使用偏移量表示矢量数据的坐标点;然后利用整数小波变换(IWT)处理偏移量序列,最后对变换后的小波系数进行无损熵编码.使用此方法对中国数字地理地图数据的SHP文件进行压缩,实验结果显示, 压缩比超过11,高于其他类似方法,表明本压缩方法能够实现较高压缩比的空间矢量数据无损压缩.
    末次间冰期以来渭南黄土地区土壤有机碳碳库的演变
    秦小光, 宁波, 殷志强, 穆燕
    2011, 36(2): 386-392. doi: 10.3799/dqkx.2011.043
    摘要:
    冰期-间冰期的陆地碳库变化成为最近十几年来碳循环研究的热点之一,以深海氧同位素、模型模拟和古环境证据等手段展开对不同时间尺度上不同碳库之间碳通量变化研究.土壤碳库的巨大储量导致了土壤碳库的任何微小波动都比陆地生态系统其他碳库更容易影响陆地生态系统碳循环以及大气CO2浓度,并最终影响到全球气候变化.通过对过去4万年来黄土高原地区土壤有机碳碳库的演变研究发现,深海氧同位素第3阶段期间,土壤有机碳碳密度相对于磁化率在细节上更能够表现出气候的小波动,这一期间的土壤有机碳碳密度快速上升,在较高的水平上多次波动,可能是因为这一时期的气候环境整体上更适宜碳在黄土古土壤中的累积和保存.在末次盛冰期(LGM)时,土壤有机碳碳密度急剧下降,伴随气候的快速波动,其间有一次较大规模的反弹,持续约2 ka,最低值出现在14 ka BP和19 ka BP.对比深海氧同位素曲线,土壤有机碳碳库与其在末次盛冰期和全新世都表现出良好的一致性.而磁化率在大约15 ka BP以后就开始增加,似乎超前于土壤有机碳碳密度和深海氧同位素的增加.并且,在全新世早期到晚期土壤有机碳碳密度经历了逐渐上升继而下降的变化过程,该时段的最高值出现在大约7~5 ka BP.