试论地质现象的分形统计学

基于近年来非线性科学的发展及其在地质科学中的应用，讨论了地质现象分形统计学的三个基本问题，即初始条件，临界状态和自相似性，并在此基础上阐述了地质现象分形统计学的主要内涵：地质数据的分形结构及其地质学意义，地质时空结构的自相似性及其动力学机制，地质现象的分形重建与矿床分形统计预测方法。     

床面粗糙形态的二元分形插值模拟

针对床面粗糙形态具有自相似性的特点,应用二元分形插值迭代函数系统,对床面粗糙形态进行了分形插值模拟,模拟中分形插值邻域Ak根据Kriging空间插值方法的变异函数球状模型确定,垂直比例因子sm,n通过基于插值点数据的多元统计分析确定.结果表明:分形插值重构的床面粗糙形态与原床面形态的相似程度将随着插值点信息量ic的增加...     

成矿预测数据统计方法

利用统计方法对已有数据进行处理,进而推断其内部规律,并据此进行隐伏矿体定位仍是成矿预测的主流。从数学理论分析角度,讨论多元统计、地质统计分析、分形和随机过程等多种方法的数学表述及其物理内涵,并分析了这些方法及其分支的内在联系。针对数学方法的特点与地质数据的属性,提出了Weibull分布模型、自仿射分形和随机点过程分析是成矿预测领域较有应用前景的方法;多种传统方法相互配合使用,不但有利于数据集的深度挖掘,还会促进更有效的数学工具的开发。给出了Weibull分布与分形模型的配合使用有效描述胶东矿集区大尹格庄金矿成矿元素分布的应用实例。     

岩石断裂表面的分形模拟

根据岩石断裂表面粗糙度所具有的统计自仿射分形的特征,提出了改进的自仿射分形插值的概念。运用改进的自仿射分形插值方法,根据实测岩石断裂表面粗糙度数据,对岩石断裂表面粗糙形态进行了分形模拟,给出了二元分形插值数学模型。将以不同数量的观测数据模拟出的插值曲面与实际测量的岩石断裂表面相比较,得出了不同数量信息点的模拟精度,它们之间的关系曲线显示为幂函数关系的规律。这就意味着不仅可以得到模拟结果,还可以得到模拟结果的估计精度。运用少量已知数据值,模拟出未知曲面,给出了由局部模拟整体的方法这对于根据少量数据研究、模拟和直观显示复杂物体的几何形态,如地形地貌、断层表面和材料裂隙表面,具有重要的应用意义。     

多重分形与地质统计学方法 用于勘查地球化学异常空间结构和奇异性分析

勘查地球化学和地球物理场的局部空间结构变化性应包括空间自相关性以及奇异性 .前者可通过地质统计学中常用的变异函数来实现 ;后者可用多重分形模型进行刻划 .具有自相似性或统计自相似性的多重分形分布 (multifractaldistributions)的奇异性 (α)可以反映地球化学元素在岩石等介质中的局部富集和贫化规律 .而多重分形插值和估计方法可以同时度量以上两种局部结构性质 (空间自相关性以及奇异性 ) ,因而 ,它不仅能够进行空间数据插值 ,同时还能保持和增强数据的局部结构信息 ,这对于地球化学和地球物理异常分析和识别是有益的 .应用该方法处理加拿大NovaScotia省西南部湖泊沉积物地球化学砷等元素数据表明 ,地球化学数据的局部奇异性在该区能够反映局部金和钨 -锡 -铀矿化蚀变带或岩相变化以及构造交汇等局部成矿有利部位 .     

一种计算断裂信息维的方法及其应用

对断裂数据化处理,得到断裂控制点。以断裂控制点为约束,对断裂进行点插值,以单个统计单元为视窗,统计落入不同栅格内的插值点数目,进而求得插值点落入不同栅格的概率,对变量数据拟合,得到断裂信息维以及相关系数。将该思路应用在金湖凹陷阜二段断裂分形评价中,分别计算了断裂长度信息维、面积信息维。结果表明,90%以上的统计单元相关系数0.9,断裂发育区具有较高的自相似性,断裂总体分形特征曲线的相关系数0.999。金湖凹陷断裂的计算表明,该思路是测量断裂信息维的有效方法,能够提高工作效率,具有较好的应用前景。     

复杂地质地貌区地球化学异常识别非线性研究

应用现代数学非线性理论与方法对西南地区三江北段恒星错测区1：50000水系沉积物测量数据进行了异常识别的非线性研究。率先尝试用人工免疫算法对地球化学数据降噪，并采用分形含量面积法对降噪数据寻求异常下限，从而弥补传统方法确定异常下限出现的缺陷。在此基础上构造了测区地球化学元素分布的分形插值曲面，做出异常等值线图和异常分形插值图。处理结果令人满意。     

小波分析在地质分形科学中的应用前景

近年来，小波分析在研究ＤＬＡ模型等分形现象中取得了很大进展，本文在概述小波分析在分开有研究中的应用原理的基础上，探讨了小波分析与地质分形科学间的关系，展望了小波分析在地质分形科学中的应用前景。     

分形分布函数及其在大型矿床中的应用

分形概念应用在地球科学中来刻画地质量和物体的自相似特征.研究表明,分形模型常常提供有力工具来刻画地质量和物体的基本空间分布结构.许多地质现象具有尺度不变性,分形分布的特点要求大于某一尺度物体的数目,与物体大小之间存在着幂指数关系.本文论证了幂函数分布、帕累托分布、对数正态分布和齐波夫定律在一定的条件下具有分形不变性质,它们是分形模型的数学基础.基于分形模型,用求和方法确定中国山东省金地球化学元素异常值范围.等值线大于或等于金地球化学元素临界值(200×10-9)围成的异常面积包含了已知的大型、超大型金矿床.     

分形理论在成矿预测中的应用

分形理论是人类进行思维和探索复杂性而定量描述的一种新方法，是研究大自然界中不规则现象的有力数学工具，在地质领域中的应用非常广泛。介绍Ｒ／Ｓ分析法原则，并结合实例来研究地质体和地质现象的分形特征，确定地质异常，建立地质异常分形模型。