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广西扶绥喀斯特型铝土矿氢氧同位素特征及地质意义

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中国有色金属学报 2016年第7期26卷 1505-1514页

作者：戴塔根李洁兰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

扶绥铝土矿是近年来在桂西南地区探获的一个典型喀斯特型铝土矿床。在野外地质工作的基础上,通过显微镜观察、X射线衍射、氢氧同位素测试等手段,对矿床中矿物组合及一水硬铝石、高岭石的氢氧同位素进行分析,探讨成矿环境的变化及硬水铝... 详细信息

扶绥铝土矿是近年来在桂西南地区探获的一个典型喀斯特型铝土矿床。在野外地质工作的基础上,通过显微镜观察、X射线衍射、氢氧同位素测试等手段,对矿床中矿物组合及一水硬铝石、高岭石的氢氧同位素进行分析,探讨成矿环境的变化及硬水铝石的成因。结果表明:硬水铝石、高岭石是铝土矿石中的主要矿物,其次为勃姆石、赤铁矿、锐钛矿,沉积期矿石中还含有绿泥石和黄铁矿等,沉积期后矿石中含叶腊石、伊利石等,堆积矿石中均不含勃姆石。氢氧同位素测试表明:一水硬铝石的δ^(18)O值为0.95%~1.98%,δD值为-6.5%^-7.94%;高岭石δ^(18)O值为1.3%~1.89%,δD值为-7.04%^-8.97%。矿物组合指示,铝土矿沉积于缺氧环境中,沉积期后转变为富氧环境,且经历了干湿交替的气候变化。一水硬铝石氢氧同位素组成与钙红土三水铝石有较好的协调性,且兼具"风化壳"及"红土"的特征,反映其由钙红土风化壳演化而来。高岭石氢氧同位素组成推算沉积阶段温度为33℃,沉积期后为18℃,与二叠纪末期—中三叠世海水温度相似。扶绥沉积铝土矿的形成是对二叠—三叠纪全球气候变化的响应,且沉积阶段三水铝石或勃姆石向硬水铝石的转换与古特提洋俯冲作用有关的火山活动有密切关系;堆积铝土矿的形成则与印支运动及后来的表生喀斯特化作用密切相关。

关键词：硬水铝石氢氧同位素喀斯特型铝土矿沉积

基于空间分析和模态自适应建模的桂西—滇东南锰矿潜力制图

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2020年第4期30卷 1058-1070页

作者：汪凡云毛先成邓浩张宝一中南大学地球科学与信息物理学院有色金属成矿预测教育部重点实验室长沙410083 中南大学出版社长沙410083

桂西—滇东南地区是我国著名的锰矿远景区,但由于地质因素的多样性、地质过程的复杂性和地质信息的不对称性,在该地区进行锰资源潜力制图具有挑战性。基于空间分析和模态自适应建模,对该地区锰矿资源潜力进行预测,为下一步找矿工作奠定... 详细信息

桂西—滇东南地区是我国著名的锰矿远景区,但由于地质因素的多样性、地质过程的复杂性和地质信息的不对称性,在该地区进行锰资源潜力制图具有挑战性。基于空间分析和模态自适应建模,对该地区锰矿资源潜力进行预测,为下一步找矿工作奠定基础。首先基于成矿系统方法,利用空间分析提取预测变量以识别地质过程特征;提出一种成矿场分析方法提取成矿信息,量化同沉积断裂和同沉积盆地的区域影响;在综合分析提取预测变量的基础上,建立适应不同数据可用性和地质过程的模态自适应预测模型。预测结果不仅与已知锰矿床分布具有高度的一致性,而且为今后的找矿工作提供了重要的参考。

关键词：资源潜力制图锰矿桂西—滇东南场分析方法模态自适应预测建模

相干度分析用于强干扰背景下多频激电信号处理

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中国有色金属学报 2016年第3期26卷 655-665页

作者：刘卫强陈儒军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教育部重点实验室长沙410083

提出将相关度分析用于强噪声环境下的m序列多频激电信号处理。多频激电各周期电压电流数据的相关度与数据观测质量、信噪比存在明显的对应关系。当相关系数在0.5以上时,数据信噪比较高,可用于后续数据处理与复电阻率计算;而当相关系数在... 详细信息

提出将相关度分析用于强噪声环境下的m序列多频激电信号处理。多频激电各周期电压电流数据的相关度与数据观测质量、信噪比存在明显的对应关系。当相关系数在0.5以上时,数据信噪比较高,可用于后续数据处理与复电阻率计算;而当相关系数在0.5以下甚至接近于0时,信噪比很低,有用信号已基本被噪声淹没,无法用于后续数据处理。将相关度分析应用于甘肃白银矿区实测数据,设置阈值提取出质量较高的观测数据用于后续数据处理,从而获得更为准确的复电阻率计算结果。对于干扰特别严重的测点,可使复电阻率相位误差由1000mrad以上降至150 mrad以下,高频相位误差降至40 mrad以下。幅值误差由100%以上降至10%以下,应用效果较好。

关键词： m序列多频激电噪声压制复电阻率相关度阈值

海南省东方市踏王山金矿床流体包裹体特征及矿床成因

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中国有色金属学报 2016年第6期26卷 1281-1292页

作者：熊瑛朱自强胡祥昭鲁光银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

踏王山金矿位于海南省戈枕金矿带东南部,矿体主要产于东西向构造蚀变带中,矿石类型为蚀变岩型和石英脉型。在详细的野外地质调查基础上,对踏王山金矿床流体包裹体特征进行研究,并结合矿体产出形态特征,对流体来源以及矿床成因进行探讨... 详细信息

踏王山金矿位于海南省戈枕金矿带东南部,矿体主要产于东西向构造蚀变带中,矿石类型为蚀变岩型和石英脉型。在详细的野外地质调查基础上,对踏王山金矿床流体包裹体特征进行研究,并结合矿体产出形态特征,对流体来源以及矿床成因进行探讨。结果表明:矿区流体包裹体主要为气液两相包裹体和纯CO_2包裹体,成矿流体具有中低温(均一温度为192~362℃)、中盐度(平均值为7.52%)及低密度(0.46~0.87g/cm^3)的特征,成矿深度为中深环境。从包裹体成分上看,流体包裹体既有岩浆水特征(高H_2O、H_2含量,w(F-)/w(Cl-)≥1),又具有地下热卤水的特征(w(Na^+)/w(K^+)>1),明显富集Ca^(2+)或者Ca^(2+)含量较高的成分,显示可能为混合流体。矿床成因为岩浆热液与地下热卤水叠加的复合型中低温热液矿床。

关键词：流体包裹体矿床成因金矿海南

利用ESAR极化数据的复杂地形区森林地上生物量估算

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测绘学报 2018年第10期47卷 1353-1362页

作者：张海波汪长城朱建军付海强中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室湖南长沙410083

利用机载E-SAR传感器获取的P-波段全极化SAR数据与实测林分样地数据,分析不同极化方式后向散射系数在地形起伏区与森林地上生物量(AGB)的响应关系,以改进的水云模型为基础,建立了融入地形因子的分析性模型。采用遗传算法确定模型的最优... 详细信息

利用机载E-SAR传感器获取的P-波段全极化SAR数据与实测林分样地数据,分析不同极化方式后向散射系数在地形起伏区与森林地上生物量(AGB)的响应关系,以改进的水云模型为基础,建立了融入地形因子的分析性模型。采用遗传算法确定模型的最优参数,并对模型在不同坡度情况下的可靠性、稳定性进行分析,同时通过与常用模型相对比,确定水云分析模型在复杂地形区估算AGB的优势。结果表明:在森林AGB处于较低值的情况下,后向散射系数(HH、HV、VV)变化趋势与AGB变化趋势保持一致,但随着AGB值的增大,这种一致性仅在HV极化方式下继续保持,因此相比之下,HV极化方式更适用于复杂地形区生物量的估算。地形对森林AGB的估算具有极大的影响,后向散射系数与AGB的相关性随着地形坡度的增加而减小。5种模型估算森林AGB的能力大小排序为:水云分析模型>二次模型>对数模型>指数模型>线性模型。地形起伏较小的地区估算稳定性排序为:水云分析模型>二次模型>对数模型>指数模型>线性模型。地形起伏较大的地区估算稳定性排序为。水云分析模型>二次模型>线性模型>指数模型>对数模型。利用水云分析模型对研究区AGB估算,其实测AGB与模型估算的生物量值决定系数为0.597,RMSE为30.876t/hm^2,拟合精度为77.40%。

关键词：极化SAR 森林地上生物量地形局部入射角遗传算法

基于汉南-奎因信息准则的电阻率层析成像径向基神经网络反演

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地球物理学报 2014年第4期57卷 1335-1344页

作者：戴前伟江沸菠董莉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

径向基神经网络(RBFNN)具有结构简单、学习速度快、不易陷入局部极小等优点,能够有效地提高电阻率层析成像反演的收敛速度和求解质量.本文针对电阻率层析成像反演的非线性特征,提出了一种基于汉南-奎因信息准则(HQC)的正交最小二乘法(O... 详细信息

径向基神经网络(RBFNN)具有结构简单、学习速度快、不易陷入局部极小等优点,能够有效地提高电阻率层析成像反演的收敛速度和求解质量.本文针对电阻率层析成像反演的非线性特征,提出了一种基于汉南-奎因信息准则(HQC)的正交最小二乘法(OLS)学习算法(HQOLS).该算法通过计算HQC的最优值来自动选择RBFNN的网络结构,避免了传统OLS学习算法中阈值参数的设定,保证了网络的泛化性能.通过比较聚类法、梯度法、OLS和HQOLS等学习算法的反演性能,构建了基于RBFNN的电阻率层析成像反演模型.数值仿真和模型反演的结果表明,该方法实现简单,在准确性上优于BP反演,成像质量优于传统最小二乘法反演.

关键词：电阻率层析成像径向基神经网络非线性反演汉南-奎因信息准则

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基于遗传神经网络的大地电磁反演

地球物理学报 2018年第4期61卷 1563-1575页

作者：王鹤刘梦琳席振铢彭星亮何航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

为进一步提高大地电磁非线性反演的稳定性、运算效率及准确度,将遗传神经网络算法引入大地电磁反演.首先针对大地电磁二维地电模型建立BP(Back Propagation)神经网络基本框架进行学习训练,网络输入为已知地电模型的视电阻率参数,输出为... 详细信息

为进一步提高大地电磁非线性反演的稳定性、运算效率及准确度,将遗传神经网络算法引入大地电磁反演.首先针对大地电磁二维地电模型建立BP(Back Propagation)神经网络基本框架进行学习训练,网络输入为已知地电模型的视电阻率参数,输出为该地电模型参数;再利用遗传算法对神经网络学习训练过程进行优化,计算出多种地电模型网络连接权值和阈值的最优解;最后将最优连接权值和阈值对未知模型进行反演测试,网络输入为未知地电模型的视电阻率参数,输出为该地电模型参数.模型实验表明:遗传神经网络算法充分结合了遗传算法的全局寻优性和神经网络的局部寻优性,相比单一神经网络算法,在网络学习训练中提高了解的收敛成功率和计算速度,在反演测试中能更准确地逼近真实模型.将遗传神经网络算法与最小二乘正则化反演进行对比,理论模型和实测数据都验证了遗传神经网络算法在大地电磁反演中的可行性和有效性.

关键词：大地电磁反演遗传算法神经网络

在频率域基于小波变换和Hilbert解析包络的CSEM噪声评价

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地球物理学报 2018年第1期61卷 344-357页

作者：杨洋何继善李帝铨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

传统CSEM一般只提取主频信号,或以谐波与主频的振幅比为依据提取部分低阶谐波信号,但缺乏判断标准,实际操作中存在很大的不确定性.本文基于小波变换和希尔伯特解析包络提出一种新的CSEM信号噪声评价方法,首先在时间域中基于混合基快速... 详细信息

传统CSEM一般只提取主频信号,或以谐波与主频的振幅比为依据提取部分低阶谐波信号,但缺乏判断标准,实际操作中存在很大的不确定性.本文基于小波变换和希尔伯特解析包络提出一种新的CSEM信号噪声评价方法,首先在时间域中基于混合基快速傅里叶变换获得原始信号准确功率谱;其次在频率域中根据CSEM频率位置相邻频率幅值进行频谱预处理,基于离散小波变换将预处理后的频谱分成低频部分和高频部分,基于希尔伯特变换识别高频部分的上包络线,并与低频部分重构得到频谱的整体上包络线;最后根据包络线与对应CSEM频率振幅的比值估计噪声的影响幅度,根据阈值筛选出高信噪比的主频和谐波信号.本方法不需增加野外工作量即可提取大量的频率信号,特别是高阶谐波信号,实现频率加密,提高CSEM的纵向分辨能力和能源利用率.

关键词： CSEM 快速傅里叶变换小波变换希尔伯特变换解析包络极值包络谐波勘探

各向异性介质空间—波数混合域直流电阻率法三维数值模拟研究

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地球物理学报 2022年第7期65卷 2729-2740页

作者：戴世坤凌嘉宣陈轻蕊张莹李昆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 中南大学有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 西南石油大学地球科学与技术学院成都610500

将各向异性介质分成各向同性背景介质和各向异性异常介质,并提出一种空间-波数混合域方法实现了各向异性介质下直流电阻率法的三维数值模拟.不同于传统直流电阻率数值模拟方法,本文算法直接对空间域异常电位满足的偏微分方程沿水平方向... 详细信息

将各向异性介质分成各向同性背景介质和各向异性异常介质,并提出一种空间-波数混合域方法实现了各向异性介质下直流电阻率法的三维数值模拟.不同于传统直流电阻率数值模拟方法,本文算法直接对空间域异常电位满足的偏微分方程沿水平方向进行二维傅里叶变换,使水平方向转换成波数域,保留垂直方向为空间域,可根据地下介质电流密度变化的快慢灵活剖分.这样可把空间域异常电位满足的三维偏微分方程转化成不同波数满足的一维常微分方程,把一个大规模三维数值模拟问题分解为多个一维数值模拟问题,利用一维有限单元法求解方程组,并通过采用压缩算子迭代计算,最终获得较为精确的数值解.与自适应有限单元法对比验证了本文算法的正确性;测试了算法的收敛性,结果表明在满足精度要求的情况下,算法的收敛性只与异常体和围岩之间的电导率差异相关,而与异常体大小和埋深无关;分析了算法计算效率,结果表明算法的计算效率与剖分网格节点成线性关系,算法可在微型计算机中较快计算出剖分节点总数超过千万的各向异性模型的结果;设计简单观测系统并验证其具有反映地下各向异性结构特性的能力;最后模拟异常体沿着不同方向旋转不同角度时的响应特征,对比分析可知异常体为各向异性情况下,沿不同方向旋转相同角度或沿同一个方向旋转不同角度,在同一个位置上测量得到的视电阻率有差异.

关键词：空间波数混合域二维正反傅里叶变换有限单元法压缩算子