浅谈大陆动力学与成矿关系研究的若干发展趋势

传统的板块构造理论提供了解释大陆板块边缘成矿问题的理论框架,但对解释板块碰撞后大陆内部演化阶段的成矿作用则无现成答案.基于这一现状,20世纪90年代以来,以发展板块构造理论、深入理解大陆成矿作用、提高发现大陆内部矿床能力为主要目的的大陆动力学及其与成矿关系的研究,引起了国际地学界的高度重视.纵观近年大陆动力学与成矿关系的研究,可以发现以下若干趋势:在成矿机制上,将成矿作用研究与壳幔相互作用研究密切结合;在成矿时代上,成矿作用与重大地质事件的内在关联受到高度重视;在成矿区域上,除继续重视板块边缘成矿作用的研究外,大陆板块内部的成矿作用成了新的研究热点.     

GIS空间分析在成矿预测中的应用——以西天山为例

GIS作为一种先进技术,以其强大的制图和空间分析功能,在地学领域中得到了广泛应用.以成矿预测理论为基础,用GIS空间分析进行成矿预测并分为三步加以阐述:数据的采集与建库、GIS成矿预测空间模型的建立、预测靶区的圈定,重点介绍了建立成矿预测空间模型中的地质异常与找矿有利度分析.对西天山北部金、铜矿点进行了空间分析,探讨了在GIS平台上开展区域成矿规律及成矿预测研究的方法.     

中国学者在数学地质学科发展中的成就与贡献

在过去的四十年里, 中国学者在矿产资源定量预测与评价、非线性地质学等领域取得了大量研究成果, 如提出和发展了地质异常定量预测理论、“三联式”数字找矿理论、综合信息成矿预测方法、混沌边缘成矿理论、多重分形矿产预测理论与非线性信息提取和综合技术(如C-A模型和S-A模型、模糊证据权模型)等, 并在矿产勘查、环境和地质灾害预报中得到广泛应用.中国学者对数学地质学科的发展做出了重要贡献, 并在国际数学地球科学协会、重要学术期刊和学术会议上担任重要职务.中国数学地质学科已经形成了一些具有较大学术影响的优势领域和特色方向, 并成为当今国际数学地质研究中心之一.      

南岭地区中-酸性花岗岩成矿专属性信息模型研究——以热液型铀矿、钨锡矿为例

以南岭岩体分析数据,根据花岗岩热液成矿原理,初步提出成矿专属性因子团指标体系,利用遥感信息模型原理,建立产铀、产钨锡成矿专属性信息模型.在建立成矿专属性信息模型过程中,根据花岗岩热液成矿过程中岩石元素的地球化学行为和在岩浆演化中的行为,将成矿专属性影响因子大致分为不同功能因子团,然后利用各种统计分析模型,初步分析了一些因子团之间的空间及内在关系,据此对因子团进行了组合筛选,使其更符合地质成矿机理和地球化学原理.在以上基础上,建立了成矿专属性判别标准,对待判岩体进行了预测,结果与实际地质情况基本相吻合,同时也提出了模型在地质成矿研究中的实际作用,这些都表明所建立的成矿专属性信息模型具客观性和操作性,实现了时成矿专属性的定量化评价,为进一步判别成矿岩体提供了科学依据.     

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。     

试论成矿系列与矿产资源评价

成矿系列研究的内容是矿床的区域成矿规律,研究目的之一是根据矿床的自然分类原则指导地质找矿,确定找矿目标和可能的范围.矿产资源评价的工作内容是依据这一理论,结合物探、化探、遥感、数学等工具,确定出与已知成矿系列相类似区域的成矿可能性,从而达到预测找矿的目的.成矿系列理论为矿产资源评价提供指导,矿产资源评价则为成矿系列理论的实际应用提供平台;同时,矿产资源评价的结果也是对成矿系列理论的验证,可据此完成对成矿规律认识的修正,两者相辅相成.在中国新一轮25种重要矿产资源预测评价工作中,明确提出了要以成矿系列理论为指导,开展未发现的矿产资源的潜力评价.通过该项目的实施,将实现两者的有机结合,使成矿预测工作更有成效,同时,将使成矿系列的研究更加深入.     

陕西凤太铅锌矿集区矿化时空结构研究

陕西凤太矿集区铅锌矿床的形成与分布明显受控于各类致矿地质因素,并显示一定的内在成生联系和时空配置关系.在深入分析区内铅锌成矿地质特征的基础上,以重大地质事件致矿理论和现代成矿作用理论为指导,从铅锌矿化的时空结构分析入手,系统研究了矿体的空间定位规律.研究结果表明,在时间结构上,成矿与重大地质事件密切相关,具有多期次多阶段成矿的特点;在空间结构上,形成了"一区二带四中心"的基本矿化格局,矿体沿岩性界面分布,在次级背斜转折端富集,南、北两矿带相背侧伏.     

热液成矿分带的径向对称性

热液成矿分带是普遍存在的规律。在研究银山和铜厂等具体矿床分带规律的基础上,总结出热液成矿分带具有径向对称性,并且用自孤子理论研究了其内在机制,指出热液矿床是活性扩散系统中的自孤子,给出了热液成矿自孤子的定义。用静态径向对称自孤子模型对热液成矿分带的径向对称性进行了描述和分析,得出了一些定性的认识,它们对更深入地研究热液成矿分带的动力学机制和成矿地球化学过程具有一定的意义。     

非线性矿床模型与非常规矿产资源评价

探讨了建立非线性矿床模型对难识别的非常规矿产资源评价的可能性.首先评述了非线性理论在成矿动力学和矿产勘查中的应用, 以及非常规矿床与非常规矿产资源评价的研究现状.然后引进了以岩浆结晶分异成矿作用为例的多维分形非线性成矿系统模型.在此基础上揭示了非线性成矿系统必然导致元素富集和聚集的奇异分布及矿床分布的广义自相似性规律.广义自相似性刻画了成矿的外在多样性和内在相似性.介绍了2种最新研究的“奇异分析”和“广义自相似性”异常分解方法.采用文中所建议的非线性矿床模型方法对加拿大北部Gowganda地区的热液型Co, Ni, Ag, As, Pb 5种元素矿产进行了预测和评价.结果表明, 以“广义自相似性”和“奇异分析”为基础的非线性矿床模型及GIS信息综合技术对非常规难识别矿产资源评价是有效的.      

地幔柱及其成矿作用综述

地幔柱理论在成矿学中的应用使对矿质来源的研究与地球的演化联系起来,而不再是简单地识别地壳来源或地幔来源.文章系统介绍了地幔柱特征、地幔柱成矿机制、地幔柱的演化对成矿的控制及地幔柱成矿系统.     

试论非线性科学在数学地质中的地位和作用

评述了数学地质的发展现状,分析了非线性科学在数学地质中的地位和作用,根据地质数据的分形结构和混沌性质,探讨了非线性科学应用于数学地质的途径。     

Research Status and Development Trends of Mine Floor Water Inrush Grade Prediction

According to the characteristics of mine floor water inrush, its influence factors can be summarized as the geological structure and mining pressure, the aquifer water properties, and the water resistance ability of floor strata; the mechanism of each influence factor is described herein. The research history and status of mine floor water inrush are introduced, and the commonly used prediction methods of mine floor water inrush grade are summarized and categorized as empirical formula methods and GIS technology, mathematical analysis methods, nonlinear mathematical analysis methods and simulation experiment methods; a detailed analysis of each method is presented. With the development of big data, cloud computing and nonlinear algorithm research, the existing deficiencies of floor water inrush prediction methods will likely be addressed by the future research and development trends of mine floor water inrush grade prediction.     

苏北溱潼凹陷非线性动力学特征浅析

混沌动力学研究提出的方法，可以从观测数据角度重建系统的演变规则。本文在扼要介绍非线性数学模型反演理论的基础上，采用时序资料重建复杂系统动力学特征的方法，求得苏北溱潼凹陷演化的非线性动力学方程，并对系统Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数、熵及Ｌｙａｐｕｎｏｖ维数的变化特征和溱潼凹陷演化过程的混沌特征进行了研究和初步分析，为分析盆地演化特征提供了方法。系统信息维的变化特征，反映了滤潼地区断陷阶段活动剧烈、凹陷阶段活     

数学地球科学的新进展

从下列研究方向探讨了数学地球科学的新进展,即数据分析与数据挖掘（多点地质统计学,数据同化方法,数据挖掘和展示,时间序列分析,基于不规则数据集方法,数值分析方法与新算法）、非线性科学（多重分形模型,自组织临界理论,混沌理论,系统固有的复杂性,非线性随机过程的动态建模）、遥感（差分干涉合成孔径雷达,最先进雷达遥感,新的星载和地基微波技术,与遥感相结合的地理信息系统环境建模）、建模（新的数学变形模型与方法,地下蓄水层的流动与运送的预测模型,新油气发现模型,石油采收数学模型,空间与时间建模）、资源环境定量评价（复杂储存环境的地震特性综合反演,油井与储藏动态数据的实时同化处理,不确定性评估储藏动态新方法,资源评价和风险分析的新模式,环境地球化学,定量环境地质学）等     

消退曲线超渗产流模型

考虑土壤蒸发与土壤含水量的非线性关系,建立了土壤蒸发与时间呈反比关系的消退曲线;给合简化的土壤入渗曲线,建立了超渗产流数学模型,并用滁县径流实验站资料对模型进行了验证.     

测井资料在碳酸盐岩洞—裂缝型储层产能评价中的应用

介绍了一种基于测井资料来预测双孔结构碳酸盐岩储层产能的新方法。首先根据碳酸盐岩剖面中双孔结构储层的地质和测井特征,提取与储层产能密切相关的多个测井和地质参数,考虑到这些参数与产能的非线性相关关系以及产能数据的变化特点,采用BP神经网络技术建立其储层产能的预测模型,由此处理了轮南地区的多口井测井资料。所预测的储层段产能与试油产能较为一致,效果良好。     

应用一种改进BP神经网络算法预测密度曲线

利用测井数据与地震数据二者相结合进行综合分析,是地震勘探工作者的重要工作。可以通过分析井位处的地震数据与测井数据,提取地震的多个属性,建立一个与测井属性的统计关系。选取已改进的三层网络结构BP神经网络算法,在应用一个实际例子后表明,该算法的主要特点是收敛速度快、计算简单,同时还具有跳出局部最小的能力。应用此神经网络算法对某油田的二维地震数据进行了处理,提取了多种地震属性,并在井位置建立了地震属性与密度曲线的非线性关系,成功预测了剖面密度曲线,为了解储层状况提供了有益的资料。     

基于非线性理论的大气环境质量预测与评价

大气环境质量的预测和评价是一个典型的多变量和非线性问题。根据大气环境系统的性质，运用灰色系统理论和模糊数学理论建立大气环境质量预测和评价 的数学模型，通过对江西省抚州市环保局提供的实测数据进行科学计算，得到令人满意的结果，有较好的实用价值。     

判定地下水二维水动力弥散参数的直线图解法

弥散参数的求得，是正确认识地下水污染运移及对其控制的前提。本文根据极值理论和非线性方程线性化手段，导出了浓度和时间变化的线性关系，得出了确定弥散参数的直线图解法。它可以弥补其它方法的不足。借用实际弥散试验资料对其进行了检验，表明所建数学模型与实际模型之间吻合良好，即所求得的参数结果可信。     

随机覆盖下堤坝填筑工程非线性可靠度理论研究

基于Mohr-Coulomb破坏准则下材料的非线性特征,结合粘塑性应力空间内破坏准则被有限超越期间的稳定时间步长,对随机数学覆盖下粘塑性数值算法的逻辑实现过程进行推导,在直接偏微分理论基础上建立了三维及平面应变条件下粘塑性非线性随机有限元的本构关系式,进而提出了基于全量理论的粘塑性非线性随机有限元列式,并以堤防填筑工程为例,分析研究了土质堤坝分阶段逐步填筑过程中的随机演化机理及堤坝结构的可靠度安全性,实现了堤防填筑工程的全程随机模拟。