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矿区土壤Cu含量高光谱反演建模

光谱学与光谱分析 2018年第2期38卷 575-581页

作者：涂宇龙邹滨姜晓璐陶超汤玉奇冯徽徽中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室地球科学与信息物理学院湖南长沙410083

为探究高光谱遥感手段反演土壤Cu含量方法的可行性,以湖南省某矿区为例,利用ASD地物光谱仪和实验室电感耦合等离子发射光谱法测定83个土壤样品350~2 500nm光谱信号和Cu含量。在光谱重采样、一阶/二阶微分、标准正态变换预处理对比分析... 详细信息

为探究高光谱遥感手段反演土壤Cu含量方法的可行性,以湖南省某矿区为例,利用ASD地物光谱仪和实验室电感耦合等离子发射光谱法测定83个土壤样品350~2 500nm光谱信号和Cu含量。在光谱重采样、一阶/二阶微分、标准正态变换预处理对比分析基础上,分别采用主成分分析与相关分析对潜在建模变量进行初步筛选,运用逐步回归方法确定最终模型变量,建立土壤Cu含量反演模型,基于最优模型识别Cu含量光谱指示特征波段。结果表明,相对于传统主成分分析方法,标准正态变换后的光谱全要素主成分分析逐步回归建模方法因保留土壤样品弱光谱信号能有效提升土壤Cu含量估算能力,R2达0.86,模型对于预测样本的估计效果较好,建模样本和预测样本的残差分别为0.76和1.29,且通过F检验;360~400,922~1 009,1 833~1 890与2 200~2 500nm波段对研究区土壤Cu含量有较好指示性。研究结果将丰富南方矿区土壤Cu含量估算典型案例,同时为发展基于高光谱遥感的土壤环境监测手段提供理论支撑。

关键词：重金属土壤高光谱遥感主成分分析逐步回归

Contrast between 2D inversion and 3D inversion based on 2D high-density resistivity data

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2014年第1期24卷 224-232页

作者：冯德山戴前伟肖波中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 有色金属成矿预测教育部重点实验室长沙410083

The 2D data processing adopted by the high-density resistivity method regards the geological structures as two degrees, which makes the results of the 2D data inversion only an approximate interpretation;the accuracy and effect can not meet the precise requirement of the inversion. Two typical models of the geological bodies were designed, and forward calculation was carried out using finite element method. The forward-modeled profiles were obtained. 1% Gaussian random error was added in the forward models and then 2D and 3D inversions using a high-density resistivity method were undertaken to realistically simulate field data and analyze the sensitivity of the 2D and 3D inversion algorithms to noise. Contrast between the 2D and 3D inversion results of least squares inversion shows that two inversion results of high-density resistivity method all can basically reflect the spatial position of an anomalous body. However, the 3D inversion can more effectively eliminate the influence of interference from Gaussian random error and better reflect the distribution of resistivity in the anomalous bodies. Overall, the 3D inversion was better than 2D inversion in terms of embodying anomalous body positions, morphology and resistivity properties.

关键词： high-density resistivity method finite element method forward simulation least square inversion 2D inversion 3D inversion apparent resistivity

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时间域航空电磁2.5维非线性共轭梯度反演

地球物理学报 2016年第12期59卷 4701-4709页

作者：强建科满开峰龙剑波鲁凯 ZHU Yue 陈龙伟李俊营毛先成中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点验室长沙410083 Department of Geology and Geophysics University of Utah

对于时间域航空电磁法二维和三维反演来说,最大的困难在于有效的算法和大的计算量需求.本文利用非线性共轭梯度法实现了时间域航空电磁法2.5维反演方法,着重解决了迭代反演过程中灵敏度矩阵计算、最佳迭代步长计算、初始模型选取等问题... 详细信息

对于时间域航空电磁法二维和三维反演来说,最大的困难在于有效的算法和大的计算量需求.本文利用非线性共轭梯度法实现了时间域航空电磁法2.5维反演方法,着重解决了迭代反演过程中灵敏度矩阵计算、最佳迭代步长计算、初始模型选取等问题.在正演计算中,我们采用有限元法求解拉式傅氏域中的电磁场偏微分方程,再通过逆拉氏和逆傅氏变换高精度数值算法得到时间域电磁响应.在灵敏度矩阵计算中,采用了基于拉式傅氏双变换的伴随方程法,时间消耗只需计算两次正演,从而节约了大量计算时间.对于最佳步长计算,二次插值向后追踪法能够保证反演迭代的稳定性.设计两个理论模型,检验反演算法的有效性,并讨论了选择不同初始模型对反演结果的影响.模型算例表明:非线性共轭梯度方法应用于时间域航空电磁2.5维反演中稳定可靠,反演结果能够有效地反映地下真实电性结构.当选择的初始模型电阻率值与真实背景电阻率值接近时,能得到较好的反演结果,当初始模型电阻率远大于或远小于真实背景电阻率值时反演效果就会变差.

关键词：时间域航空电磁法 2.5D瞬变电磁反演伴随方程法非线性共轭梯度灵敏度矩阵

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线性EIV模型的TLS估计及其典型应用

中国有色金属学报 2012年第3期22卷 948-953页

作者：周拥军邓才华中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083

推导了将线性GM模型转换为变量含误差(EIV)模型并采用总体最小二乘(TLS)平差的方法,介绍了加权总体最小二乘、混合总体最小二乘和附限制条件的总体最小二乘问题及其解算方法。以经典大地测量控制网平差和数据拟合算例比较各种TLS估计的... 详细信息

推导了将线性GM模型转换为变量含误差(EIV)模型并采用总体最小二乘(TLS)平差的方法,介绍了加权总体最小二乘、混合总体最小二乘和附限制条件的总体最小二乘问题及其解算方法。以经典大地测量控制网平差和数据拟合算例比较各种TLS估计的精度和计算效益。理论分析和算例表明:对于EIV模型,WTLS为最优估计,实际应用时需根据具体函数模型和随机假设选择合理的TLS平差方法。

关键词：线性EIV模型 GM模型测量平差:总体最小二乘

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潜孔钻头复合片球齿的抗冲击性能

粉末冶金材料科学与工程 2014年第3期19卷 479-485页

作者：王佳亮张绍和杨昆中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083

利用CEAST 9340落锤式冲击试验机,通过高周期疲劳方式加载,测试冲击功、球表面积、WC-Co硬质合金球齿衬底厚度及聚晶金刚石层(PCD)层厚度对复合片球齿抗冲击性能的影响;利用ANSYS软件对PCD层厚度对球齿抗冲击性能的影响进行有限元分析;... 详细信息

利用CEAST 9340落锤式冲击试验机,通过高周期疲劳方式加载,测试冲击功、球表面积、WC-Co硬质合金球齿衬底厚度及聚晶金刚石层(PCD)层厚度对复合片球齿抗冲击性能的影响;利用ANSYS软件对PCD层厚度对球齿抗冲击性能的影响进行有限元分析;利用JSM-6360LV型扫描电子显微镜对样品断口形貌进行观察。研究结果表明:球齿的冲击破碎率随冲击功的增大而升高,随WC-Co硬质合金球齿衬底厚度增加及PCD层厚度减小而下降;在相同冲击功条件下,增大球齿球表面积则导致冲击破碎率下降;球齿抗冲击性能随WC-Co硬质合金球齿衬底厚度减小及PCD层厚度增加而下降。直径为14 mm和16 mm球齿部分可满足低风压抗冲击性要求但无法满足高风压抗冲击性能要求。

关键词：潜孔钻头聚晶金刚石球齿冲击损伤有限元分析界面结构

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自然邻域支持下的空间同位模式挖掘方法

测绘学报 2019年第1期48卷 95-105页

作者：刘文凯刘启亮蔡建南中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室湖南长沙410083 中南大学地理信息系湖南长沙410083

空间同位模式指频繁发生在邻近空间位置的事件集合,此类模式对于深入理解不同空间要素间的交互关系具有重要意义。空间同位模式挖掘的一个核心内容是空间要素邻近关系构建,然而现有方法在空间要素分布不均匀时难以准确地描述要素间的邻... 详细信息

空间同位模式指频繁发生在邻近空间位置的事件集合,此类模式对于深入理解不同空间要素间的交互关系具有重要意义。空间同位模式挖掘的一个核心内容是空间要素邻近关系构建,然而现有方法在空间要素分布不均匀时难以准确地描述要素间的邻近关系,容易导致挖掘结果的遗漏或误判。为此,本文提出了一种基于自然邻域的空间同位模式挖掘方法。首先从同位模式的产生机理分析入手,过滤同位模式挖掘中的干扰要素;进而,从距离邻近性、密度变化一致性和关系紧密性的原则出发,自适应地构建空间要素实例的自然邻近关系;最后,以自然邻域为基础,基于图的连通性从整体到局部发现多层次同位模式。试验分析与比较发现,本文方法能够有效发现空间要素分布不均匀情况下的同位模式,而且降低了人为设置邻域参数对挖掘结果的影响。

关键词：空间同位模式自然邻域 Delaunay三角网自适应

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湘南金鸡岭辉绿岩脉的岩石成因及动力学意义

地质学报 2019年第8期93卷 1998-2019页

作者：杜日俊赖健清欧权肖文舟刘烨刘超云李双连中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室地球科学与信息物理学院

华南中生代基性岩脉的形成通常与板内伸展活动有关,它们既是探索深部地幔演化的探针,又是研究地球动力学背景的手段。本文选取湘南金鸡岭辉绿岩脉进行了高精度LA- ICP- MS锆石U- Pb同位素定年、全岩主微量元素和Sr- Nd同位素以及矿物地... 详细信息

华南中生代基性岩脉的形成通常与板内伸展活动有关,它们既是探索深部地幔演化的探针,又是研究地球动力学背景的手段。本文选取湘南金鸡岭辉绿岩脉进行了高精度LA- ICP- MS锆石U- Pb同位素定年、全岩主微量元素和Sr- Nd同位素以及矿物地球化学测试分析,旨在探讨它们的岩石成因与岩石圈地幔演化的关系及华南内陆地区的地球动力学背景。研究显示金鸡岭辉绿岩脉的锆石U- Pb年龄为153. 1±1. 0 Ma,为晚侏罗世岩浆活动的产物。该岩石微量元素组成具有类似于洋岛玄武岩(OIB)的特征,表现出轻稀土元素(LREE)、大离子亲石元素(LILE)和高场强元素(HFSE)不同程度的富集,无Nb、Ta负异常,表明岩浆源区与岛弧环境无关,并且地壳物质混染程度较低。87Sr/86 Sr初始比值为0. 7062~0. 7080,εNd( t )值为+1. 76^+3. 75,也类似于OIB地幔源区。研究表明,金鸡岭辉绿岩脉来源于受软流圈熔体侵蚀/交代的岩石圈地幔的部分熔融,相应岩浆在上升侵位过程中发生了分离结晶和轻微的地壳混染作用,是板内拉张环境下的产物,为地幔改造/岩石圈减薄的岩浆岩响应及软流圈-岩石圈之间相互作用的表征。华南内陆地区中生代的岩浆作用可能与古太平洋板块俯冲无关,而是在陆内裂谷背景下软流圈上涌和岩石圈伸展减薄的产物。

关键词：湘南金鸡岭辉绿岩脉晚侏罗世岩石圈地幔软流圈熔体交代板内拉张

花岗岩在不同温度劈裂载荷下的损伤演化与失稳前兆

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第3期34卷 977-994页

作者：王李昌王璐徐蒙隆威中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室长沙410083

为了阐明深地钻探中花岗岩在劈裂载荷与高温作用下的复杂机械和损伤特性,对经50~600℃处理的花岗岩试样进行巴西劈裂声发射(AE)试验。结果表明,温度变化会使花岗岩的机械与声发射特性发生改变,从而改变其破裂演化过程。当温度超过500℃... 详细信息

为了阐明深地钻探中花岗岩在劈裂载荷与高温作用下的复杂机械和损伤特性,对经50~600℃处理的花岗岩试样进行巴西劈裂声发射(AE)试验。结果表明,温度变化会使花岗岩的机械与声发射特性发生改变,从而改变其破裂演化过程。当温度超过500℃时,花岗岩的抗拉强度大幅降低,剪切损伤模式占比增加。此外,破裂速率亦呈现明显增长趋势。在基于撞击数和能量计数的损伤参数演化曲线的基础上,定义“损伤参数突变点”来判断作为岩石破坏的前兆信息。基于撞击数的“突变点”比岩石失稳的信号提前到达,且岩石损伤越大,提前的时间越久。通过这个时间差,可以达到预警岩石失稳的效果。

关键词：深地钻探岩石损伤声发射高温劈裂荷载

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青海省果洛龙洼金矿多因复成成矿作用

中国有色金属学报 2016年第2期26卷 402-414页

作者：赖健清鞠培姣周凤中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083

果洛龙洼金矿位于东昆仑造山带东段,华力西.印支期是最重要的成矿期。矿体受近东西向断裂控制,地-层为矿源层和隔挡层,对矿质进行圈闭,变质热液及岩浆提供热源和物质。成矿作用分为变质热液期和岩浆热液期,前者包括乳白色石英脉阶段（A... 详细信息

果洛龙洼金矿位于东昆仑造山带东段,华力西.印支期是最重要的成矿期。矿体受近东西向断裂控制,地-层为矿源层和隔挡层,对矿质进行圈闭,变质热液及岩浆提供热源和物质。成矿作用分为变质热液期和岩浆热液期,前者包括乳白色石英脉阶段（A）和含金石英黄铁矿阶段（B）,为主成矿期,后者对应石英硫化物再富集阶段（C）,起叠加改造作用。综合稳定同位素及包裹体的特征,从多因复成的角度探讨其成矿作用。稳定同位素反映成矿物质及流体为多来源。包裹体研究表明：B、C阶段发育3种包裹体：Ⅰ型水溶液包裹体、Ⅱ型水溶液-CO_2包裹体、Ⅲ型纯CO_2包裹体。B阶段发育的3种包裹体温度集中于260~360℃,Ⅰ型、Ⅱ型包裹体盐度分别为10.70%~22.69%和3.52%~12.42%,流体可能来源于变质热液,属变质热液期。C阶段发育Ⅰ型包裹体及少量Ⅱ型包裹体,温度集中于160~320℃,Ⅰ型、Ⅱ型包裹体盐度分别为15.90%~23.32%和10.62%~13.57%,成矿热液可能主要来源于岩浆热液,为岩浆热液期。矿床在变质热液期成矿,后期受到岩浆热液叠加改造,矿质进行再富集。因此,矿床具多大地构造阶段、多控矿因素、多成矿物质来源、多成矿作用及多成因类型,属多因复成矿床。

关键词：成矿作用多因复成果洛龙洼金矿