大数据时代地理信息科学专业培养方案改革探讨——以中南大学地理信息科学专业为例

大数据时代的来临对地理信息科学专业人才的培养提出了新要求。培养方案是高校实施人才培养工作的纲领性文件,是指导教学活动和教学管理的重要依据[1]。本文以中南大学地理信息科学专业2016版培养方案为例,对培养方案修订的技术路线、课程体系构建、课程设置进行了详细介绍,并阐述了培养方案的特色,以期为高校地理信息科学专业建设提供借鉴和参考。

青海省卡尔却卡铜多金属矿床流体包裹体特征及成矿流体

卡尔却卡多金属矿床位于祁漫塔格成矿带,矿区主要有斑岩型和矽卡岩型两种矿化类型,均与印支期花岗闪长岩关系密切。流体包裹体研究表明,矽卡岩矿石中可见水溶液包裹体(Ⅰ型);斑岩型矿化岩体中发育有水溶液包裹体(Ⅰ型)和含子矿物的包裹体(Ⅱ型)。斑岩型矿化岩体中的流体包裹体气液均一温度在274～495℃,盐度介于5.9%～59.1%(质量分数,NaCl equiv,下同)之间;矽卡岩矿石样品的气液均一温度集中在137～322℃,盐度介于0.7%～12.7%之间。研究显示矿区成矿流体来源于富Na+及成矿物质的高温(达500℃)、高盐度(达60%)的岩浆流体,具有超高压特征。流体演化至290～320℃时由于围岩碎裂减压而发生沸腾现象,并和外来流体混合,改变流体的成分和物理化学性质,有利于成矿物质沉淀富集。

稀土元素地球化学在成矿系统厘定及矿床成因分析中的应用——以印度尼西亚塔里亚布岛铁多金属矿田为例

以印度尼西亚塔里亚布岛铁多金属矿田为典型实例,探讨了稀土元素地球化学在厘定成矿系统中的作用及相同成矿系统的稀土元素地球化学叠加与演化规律。研究表明:除辉绿岩外,花岗岩、大理岩、变质砂岩及矽卡岩都是铁多金属成矿系统的组成部分,矿浆型和矽卡岩型磁铁矿矿石及铜锌硫化物矿石均属相同系统的成矿作用产物。矿浆型磁铁矿矿石为该系统的一个相对独立的子系统,即印支期花岗岩结晶分异成矿系统;矽卡岩型磁铁矿矿石和热液充填交代型铜锌硫化物矿石同属一个子系统,即接触交代成矿系统;两个子系统是一个从岩浆阶段至热液阶段的完整成矿演化系列。从矿浆型矿石至接触交代型再到热液充填交代型负铕异常逐渐减弱,分馏程度逐渐增强,由重稀土富集型转变为轻稀土富集型。因此,稀土元素地球化学研究是厘定复杂成矿系统、分析矿床成因的有效手段。

广东大宝山多金属矿的成矿模式

大宝山多金属矿床是南岭中段粤北中部多金属成矿区带上的重要矿床,对其次英安斑岩体和花岗闪长斑岩体及地层围岩中矿化元素进行研究,并研究其微量和稀土元素、硫同位素、铅同位素、O和H和同位素、大宝山多金属矿床可能的形成过程,建立该矿床的成矿模式。研究结果表明:次英安斑岩体和花岗闪长斑岩体及地层围岩中矿化元素均为矿化元素的来源;矽卡岩矿体的形成受花岗闪长斑岩体岩浆作用的影响较大,似层状铜铅锌矿体主要源于当时的海底喷流热液,薄层状菱铁矿体与东岗岭组地层有成因上的联系,亦受斑岩体岩浆活动改造的影响;似层状铜铅锌矿体的形成与海底火山-热液活动有关;斑岩型和矽卡岩型矿体的硫主要来自与斑岩体相关的深部岩浆;铅的来源较复杂,但主要源于上地壳,少量铅具深源特性;斑岩型钨钼矿体和矽卡岩型钨钼矿体的成矿流体来自岩浆水与少量大气降水混合源;似层状铜矿体与铅锌矿体的成矿流体来源不同,薄层状菱铁矿体的成矿流体以海底喷气作用形成的热卤水为主。

基于GIS的证据权重法在桂西南地区优质锰矿成矿预测中的应用

文章针对传统缓冲区方法在证据因子构造方面的局限性、证据因子设置的主观性及证据因子二值化时的信息损失等问题,引入场模型表达线状地质体对成矿的影响作用,提出利用线性回归分析结果来筛选证据因子。在桂西南优质锰矿形成条件分析的基础上,利用GIS空间分析方法构造了优质锰矿的地层与岩性、同沉积断裂、沉积盆地、沉积相、岩性组合、地层等厚线、切割度、航磁异常等证据因子共15个,并采用证据权重法对桂西南地区优质锰矿成矿有利度进行了预测,划分了1个Ⅰ类和2个Ⅱ类优质锰矿成矿远景区。

长城岭铅锌锑多金属矿床矿石矿物组构特征及成矿阶段划分

通过全面的野外地质调查与室内岩矿鉴定,对长城岭铅锌锑多金属矿床的矿石组构特征及矿物生成顺序进行了系统研究.矿区矿石结构主要为结晶作用和交代作用形成的结构,其次为固溶体分离结构和揉皱结构;构造主要为脉状、浸染状、角砾状等构造.根据矿物组合特征及生成顺序,将成矿分为两期四阶段;两期分别为热液成矿期和表生氧化期,其中热液成矿期包括菱铁矿矿化阶段、中温硫化物阶段和中低温硫化物阶段.综合研究认为长城岭铅锌锑多金属矿床为中低温热液充填交代矿床.

虎头崖多金属矿床成矿物质来源及演化

虎头崖矿床是祁漫塔格成矿带中一个典型的铅锌多金属矿床。依据野外矿床地质调查和室内光薄片鉴定工作将该矿床划分为4个成矿期,7个成矿阶段。16件具代表性硫化物矿石单矿物硫、铅同位素测试显示,硫、铅同位素具有如下特征:δ(34S)变化范围为+0.6×10-3^+9.8×10-3,平均值为+5.2×10-3,从岩体边部至远离岩体处硫同位素含量呈逐渐增大趋势;铅同位素变化范围小,208Pb/204Pb为38.717~38.261,207Pb/204Pb为15.718~15.560,206Pb/204Pb为19.502~18.476。结合矿床地质特征和前人研究成果,分析硫、铅同位素特征,估算地幔、地壳中各组分,获得地幔、地壳中Pb组分分别为0.07~0.22、0.78~0.93,并推断矿床成矿物质来源为以地壳成分为主、含地幔成分的岩浆岩。成矿物质演化为在靠近岩体处S主要来源于岩体,远离岩体处地层物质含量逐渐增加,但主要为岩浆成分。

宜章长城岭铅锌多金属矿床成矿构造

为了分析长城岭矿区构造控矿作用以指导矿产勘查工作,本文研究了区内成矿构造特征,进行了构造期次及应力分析,并利用R型聚类分析、因子分析等手段进行了构造地球化学研究.结果表明:区内的铅锌矿体、岩浆岩以及硅化体都受构造控制;矿区复杂的构造形迹由海西、印支、燕山等多期构造活动所致;燕山早期为成矿期,成矿作用与该期岩浆活动关系紧密;燕山早期形成的F_(101)断裂为区内主要的导矿、配矿构造,F_(102)和F_(103)断裂经历自海西期的多期构造活动,为主要的容矿构造,燕山晚期形成的F_(104)断裂为成矿期后构造,而于印支期形成的F_(201),和F_(202)断裂,于喜山期重新活动,成为区内主要破矿构造.

西昆仑卡拉牙斯卡克Pb--Zn--Cu多金属矿床控矿构造及成矿模式

运用地质与地球化学方法,对西昆仑卡拉牙斯卡克矿区控矿构造及成矿模式进行了研究。矿床地球化学测试δ34S为-5.3‰^-32.6‰,206Pb/204Pb为17.712~18.082,207Pb/204Pb为15.358~15.664,208Pb/204Pb为37.513~38.399。分析显示,泥盆—石炭纪时期深部成矿物质在构造或其他动力的作用下沿区域深大断裂上涌至地表,与碎屑物质共同沉淀形成矿源层。后经主要成分为天水的流体萃取,形成含矿热液,然后在矿区构造系统中运移、富集成矿—即区域构造控制矿源层形成。矿区内低角度逆掩断层(导矿构造)和高角度逆冲断层及其派生的次级节理裂隙(容矿构造)控制矿体的形成。

塞国苏拉山–坎尕瑞山地区金铁矿特征与成矿远景

本区是塞国出露面积最大的太古代绿岩带,南北长120 km,东西宽10 km,在此区域内各支流均有砂金矿床分布。在本区内坎尕瑞山南部宝马洪一带已提交大型原生金矿。该区域构造发育,岩石变质、变形强,虽然前人已进行大规模的砂金矿开采,并找到大型原生金矿。但是,从成矿带的规模分析仍具有很好的找矿前景,特别是苏拉山北部地区至今没有发现较好的原生金矿。研究区内金、铁矿的形成与绿岩带、花岗岩、韧性剪切带有一定的关系,金铁矿均受一定层位控制,金矿主要赋矿层位为太古宙Ls变质基性–超基性岩,铁矿主要的赋矿层位为太古宙Lt变质沉积岩;金矿与造山后期侵入岩有一定时空关系,且提供了热源条件;韧性剪切带为金的活化迁移提供了通道和富集空间;金矿矿化类型主要为中低温的构造蚀变岩型,其次为石英脉型,铁矿矿化类型为条带状磁铁石英岩(BIF)型。

安桃地区优势矿产成矿地质条件及找矿靶区优选

安化-桃江地区处于扬子陆块雪峰弧形构造北段向东偏转的成矿有利部位。本文在以往地质科研资料的基础上,以造山带成矿学理论为纲领,以成矿地质条件研究和靶区优选为核心,以金锑钨为研究对象,以资料收集、整理、分析与整合为研究基础,以成矿地质作用、成矿构造和成矿作用标志为研究重点,以路线地质调查与异常查证为研究手段,以重点地段大比例尺填图、化探剖面与工程验证为技术支撑,运用预测理论和方法优选矿权空白区,查清了本区成矿地质条件与成矿规律,进行了区内的找矿靶区优选。

基于BP人工神经网络的城市PM_(2.5)浓度空间预测

针对PM2.5日均质量浓度,采用BP人工神经网络模型,预测研究区空气中PM2.5浓度的空间变异,通过与普通克里格(Ordinary Kriging)插值方法对比验证BP人工神经网络预测模型的精度。结果表明:BP人工神经网络预测模型下研究区检验样本点位置的PM2.5仿真浓度与观测浓度之间的均方差、平均绝对误差、平均相对偏差和相关系数分别为0.296μg2/m6、0.412μg/m3、1.650%和0.851;而与此同时,普通克里格插值方法下的对应结果分别为1.041μg2/m6、0.689μg/m3、11.910%、0.638。研究成果在肯定BP人工神经网络预测模型可用于揭示PM2.5浓度空间变异特征的同时,也证实了其相对于普通克里格插值方法在固定空间点位准确预测PM2.5浓度方面的优势。

凤凰山矿田成矿地质体三维结构与控矿地质因素分析

安徽铜陵凤凰山铜矿正面临资源保有程度严重不足的问题,建立凤凰山矿田成矿地质体三维结构和控矿地质因素模型,开展矿田深部隐伏矿体立体定位预测具有重要的现实意义。凤凰山矿田矿床矿体的定位主要受接触带和断裂构造的复合控制,新屋里岩体与围岩呈侵入接触,局部地段超覆于围岩之上,接触带的形态和产状控制了矿体的空间分布。在分析矿田地质特征及与成矿关系的基础上,采用三维地质建模技术构建新屋里岩体、接触带、地层和张性断层等地质体的三维结构栅格模型。地质体三维结构模型表明,新屋里岩体结构复杂,向东南方向延伸,有大量的剧烈弯曲变形,向北东方向呈扇形;岩体与围岩的接触带构造控制了矿体的产出位置和空间分布;地层结构是一复式向斜;断层结构主要为4条走向北西的横向张性断层。采用数学形态学和欧氏距离变换相结合的方法,基于栅格模型对新屋里岩体的形态结构进行滤波分解和几何分析,获得岩体的二级趋势与二级起伏等结构成分。利用空间分析方法建立岩体热力场因素(dG)、岩体形态因素(wr1G、wr2G)、褶皱构造因素(dD3)和横向张性断层因素(dF)的三维栅格模型,制作统计数据散点图得到控矿地质因素与矿化指标的关联关系,以三维栅格模型表达矿化富集空间及其立体单元。地质体结构模型和控矿地质因素栅格模型可以描述各种地质体和控矿地质作用在空间中的分布,分析地质体三维结构、控矿地质因素与矿化空间分布的关联关系,为隐伏矿体立体定位预测提供空间分析依据和三维可视化模型。

招平断裂带大尹格庄—后仓段深部矿体定位预测

大尹格庄—后仓测区位于招平断裂带中段之大尹格庄金矿东侧。根据深部探矿目标区的特点和方法的有效性试验,选择构造地球化学测量和大地电磁测深作为深部矿体定位预测的手段。本次地表构造地球化学测量范围约8 km2,在测区中部、东部和西部发现3处成规模的Au元素异常带,结合因子分析,提出Au-As-Hg-Cu-Pb-Zn元素组合异常对应深部成矿流体活跃地段,Au和As元素可作为深部矿体预测的主要标志元素,Cu、Pb、Zn等元素异常更多地反映了多金属硫化物成矿阶段流体活跃的地段,可作为辅助标志。岩、矿石样品电阻率测定显示,与招平断裂带有直接空间关系的富矿石、黄铁绢英岩化蚀变岩及断层泥表现为显著的低阻体,与上、下盘的胶东群变质岩和玲珑花岗岩电阻率值差异明显,为大地电磁测深的有效性提供了依据。根据大地电磁法获得的深部呈串珠状分布的低阻异常,圈定出玲珑花岗岩与胶东群变质岩界线、招平断裂带位置,深部低阻异常中心指示了断裂带局部膨大和成矿有利部位。根据构造地球化学元素组合异常和大地电磁测深电阻率异常的空间分布关系,共圈定找矿靶位8处,钻探工程验证在1 150～1 450 m深度发现了金矿体。

安徽铜陵冬瓜山铜(金)矿床H-O-S-Pb同位素组成及其示踪成矿物质来源

冬瓜山铜(金)矿床中主矿体成层状,受石炭系层位控制,对于其物质来源尚存在较大分歧。为了查明冬瓜山铜(金)矿床成矿物质来源,本文对冬瓜山铜(金)矿床不同类型矿体的氢、氧、硫、铅同位素进行了系统地测定。并将冬瓜山铜(金)矿床与铜陵矿集区内典型矽卡岩型矿床的硫、铅同位素组成进行了对比研究。结果表明:冬瓜山铜(金)矿床不同类型矿体之间具有相同的物质成分来源,不同类型矿体的成矿流体主要来源于岩浆水,硫源均为岩浆硫,且与区域上典型矽卡岩型矿床的硫同位素组成一致,铅同位素特征表明,不同类型矿体铅的来源主要为与岩浆作用有关的幔源铅。

变权靶心贴近度在岩爆烈度预测中的应用

针对岩爆烈度预测的不确定性和影响岩爆发生的各单个指标间互不相容的问题,将变权理论和靶心贴近度相结合,进行岩爆烈度预测。首先,该方法在考虑评判者偏好度的基础上,引入了一种均衡函数,给出了一种变权模式,用来计算各个指标的权重;然后,该方法构造了一种区间关联函数,将单指标关联函数的最大值作为靶心坐标,根据样本与靶心的贴近度来预测岩爆烈度,即靶心贴近度值越大,则岩爆烈度越接近该贴近度所对应的岩爆烈度等级;最后,将该方法应用于灵宝东峪矿区、冬瓜山铜矿和秦岭隧道岩爆预测等实例中,结果表明:该方法不仅可以准确、合理地预测岩爆烈度,而且相比其他方法,该方法不需要任何先验知识,使用起来更直接、更方便。

青海省东昆仑地区铜矿成矿地质特征及靶区优选

青海东昆仑地区位于秦—祁—昆古陆边缘深断裂成矿构造带西端。区内大地构造演化先后经历了4次较大规模的拉伸与闭合过程,以昆北、昆中和昆南三大断裂为界分为祁漫塔格晚元古—早古生代叠加裂陷带(Ⅰ)、东昆仑古生代岛弧带(Ⅱ)和古生代消减杂岩带(Ⅲ)3个三级大地构造单元。在对典型矿床地质特征及前人资料系统分析的基础上,提出了造山晚期斑岩型+矽卡岩型铜多金属矿床、造山晚期斑岩型铜多金属矿床、晚元古代热水喷流沉积并经岩浆叠加改造富集的铜金多金属矿床3种重点寻找的铜矿床类型。根据区域总体成矿规律,优选出了7处铜矿找矿靶区,并分析了其找矿前景,认为雪山峰斑岩型铜矿靶区和东大滩斑岩与喷流沉积复合型铜矿靶区找矿前景最好。

广西武宣县盘龙铅锌矿矿床成矿地球化学特征

盘龙铅锌矿是桂中地区典型的大型铅锌矿床,它位于广西大瑶山西侧铅锌多金属成矿带南段。为了确定该矿床成矿流体性质和成矿金属来源,作者系统研究了矿床的稀土元素、硫铅同位素和流体包裹体特征。研究结果表明：矿石和围岩的ΣREE较低,LREE富集、具有显著的Eu正异常和弱Ce负异常;矿石的硫同位素除了3件黄铁矿样品δ34SV-CDT为-17.90×10-3、-21.00×10-3和-20.60×10-3,其它硫化物的δ34SV-CDT均落在-7.10×10-3~7.70×10-3之间,而重晶石样品的δ34SV-CDT较高,达17.3×10-3~29.2×10-3,硫同位素分析结果暗示成矿物质来源于深源岩浆和泥盆纪海水的共同作用;矿石的铅同位素206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb的变化范围分别为18.376~18.438、15.763~15.852和38.763~39.060,相似的铅同位素特征表明矿石的来源和成因是均一的、相同的,并且具有壳源的特征。喷流成矿期成矿流体均一温度属中-低温（166~289℃）、低盐度（4.01%~14.07%）、低密度（0.804~0.955 g/cm3）,成矿流体属于H2O-NaCl体系。综合矿床地质和地球化学特征可知,盘龙铅锌矿床显著区别于MVT型铅锌矿,应属于海底喷流-沉积型铅锌矿。

红透山铜矿外围隐伏矿体三维定量预测

介绍红透山铜矿外围隐伏矿体三维定量预测的技术组合和方法体系。首先,借助三维可视化仿真环境,实现红透山铜矿的地表面、矿体、断层、地层实体模型的三维可视化。其次,将成矿信息场、地层形态场、断裂影响场、地球物理场等多元地学空间数据在统一的三维空间数据场构架下有效集成,实现了三维空间信息的综合研究和地学多专业的有机结合。其次,基于三维地质空间相关场分析,为三维定量预测提取定量指标集和建立预测模型。最后,使用三维定量预测模型对红透山矿外围的矿化位置与分布规律进行预测和评价,圈定找矿靶区。三维地质建模与可视化及三维地质空间相关场等技术的使用,为进行红透山矿外围隐伏矿体在三维空间中的分布及形态的定量预测提供支撑。

分银渣中有价金属高效回收利用

以锡、铅及砷含量较高的分银渣为原料,研究了高效回收锡、铅、砷、锑等有价金属的工艺流程。采用分银渣制团-高温脱砷锑-还原熔炼-硅氟酸电解工艺,考察了还原剂种类、还原剂加入量以及MeS加入量对高温脱砷锑过程的影响,结果表明:当还原剂R1加入量为8.8%,MeS加入量为2.4%时,高温处理团矿后锡回收率达到87.64%,脱砷锑效果好。经硅氟酸电解,锡、铅以铅锡焊料形式回收,锑以锑氧形式脱除,银、铋等富集进入阳极泥。