基于多重分形理论的地球化学场分解与元素组合研究——以铜山岭—祥霖铺地区为例

铜山岭—祥霖铺地区位于湖南省西南部,南岭成矿带的中部,已发现多处钨锡、铜多金属矿床,具有较大的成矿潜力。笔者应用多重分形理论——奇异性指数模型对研究区1∶5万地球化学测量数据进行地球化学场分解,选取具有代表性的Sn、Ag进行详细分析,取得了较好的应用效果:奇异性指数有效降低了岩体高背景、系统背景差异的影响,并且强化了低背景区的弱异常;分形密度有效压制了数据噪声的影响,使异常更为清晰可靠。应用奇异性指数对元素组合特征进行了初步讨论,指出在元素组合特征分析中可结合元素原始值与奇异性指数各自的优势进行综合分析。

矿产地球化学调查采样密度理论初步研究

矿产地球化学采样密度受到地球化学景观、水系分布和地貌发展阶段的控制,分形面密度、流域面积比和比降系数揭示了三者的形成机制。采样密度因素模型是采样密度理论的基础,可以指导矿产地球化学调查采样密度和采样布局的制定。

胶西北金矿集区地球化学多重分形模型与异常识别

能谱密度-面积多重分形模型能够有效分解复杂地球化学异常模式,处理地球化学数据中的复杂非线性关系。这里采用能谱密度-面积多重分形模型,开展胶西北金矿集区地球化学异常识别和资源潜力评价研究。在对原始地球化学数据进行对数比变换的基础上,通过因子分析提取反应成矿过程的主要元素组合,将得到的元素组合图,采用能谱密度-面积多重分形模型进行地球化学异常与背景的分解,最后将得到的地球化学异常与研究区已知矿床(矿点)、控矿断裂、构造-蚀变体进行综合分析。结果表明,地球化学异常空间分布受到研究区矿床(矿点)、控矿构造、构造-蚀变体空间展布的共同作用。依据异常提取结果,在招平断裂带中段、北段以及焦家断裂带的北东延展方向圈定了四个成矿潜力区。

一种将人造物边界从自然背景中分离的新方法

对象的边界是图象识别的主要依据 ,但若对象处于一定的自然背景中 ,则自然背景的边界会给识别过程增加计算的负担 ,因此在识别前有必要将对象与背景的边界区别开 .该问题通常是通过基于“试探性阈值的方法”来解决 ,由于该方法未考虑边界点的局部特性 ,故该方法不能保留对象的细节 .为了解决这一问题 ,提出了一种将人造物边界从自然背景中分离出来的基于分形几何的新算法 .该算法基于对边界点的梯度强度阈值与曲线分形维数的考虑 ,用聚类分析的方法对边界点进行筛选 ,并利用以云 ,树丛为背景的飞机图象为实验对象 ,来验证该算法的有效性与优越性 .在这些例子中 ,可以看到大量自然背景的边界被滤掉了 ,而飞机的局部细节得到了保留 .最后又进一步探讨了该算法的适用范围 .

动荷载巷道围岩裂隙演化的实验研究

运用相似模拟理论,针对巨厚薄层状复合顶板条件, 进行了大比例三维巷道相似模拟实验。实验结果表明,随着 工作面的推进,巷道围岩的动载系数增大,围岩内开始产生 裂隙并扩展、贯通,最后导致巷道破坏。运用分形几何理论 进行分析,认为裂隙分布密度符合分形特征,可定量描述巷 道围岩裂隙的分布,分析结果为制定巷道支护方案,优化支 护设计参数,提供了理论依据。

极端地质事件定量模拟与预测

研究地球演化过程中发生的一系列重大地质事件(如板块聚散、气候极冷与极热、生物灭绝与复兴、地震与火山、成矿与成藏等),对了解地球演化的“突变”规律和深入认识宜居地球的物质-生命-环境协同演化均具有重要意义.然而,由于重大地质事件发生的时空异常性和复杂性,导致经典数理模型无法有效应用于这类事件的定量化研究.长期研究发现,这类极端地质事件往往具有“奇异性”(在狭小的空间或时间间隔中物质超常聚集与亏损或能量巨量释放与吸收的异常性).在此基础上,给出了极端地质事件的定义,提出了定量研究极端地质事件的“分形密度”概念和度量指标,建立了“局部奇异性”度量模型和计算方法,并在大数据应用基础上成功应用于以上多种极端地质事件的定量表征、模拟和预测,形成了具普适性的极端地质事件定量化研究的奇异性理论和方法体系.