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1、中国地质大学（北京）,成秋明,大数据挖掘与深部资源评价Big Data Mining and Earth Resources Assessment,2017.2.29,qiuming.chengiugs.org,国际地学体系与大科学研究计划,奇异性理论方法与极端事件评价,报告提纲,大数据地质智能与资源-环境预测评价,隐伏矿预测（覆盖区与深部资源评价）,IUGS-RFG,the largest scientific unions supporting 120 nations and a million geoscientists,国际地科联成立于1961年，非政府性学术组织，国际科学联合会理事会
2、(ICSU)成员，现有121个成员国和58个附属国际地球科学学会。,Matters since 35th IGC,35th IGC in Cape Town,36th IGC In Delhi, India,37th IGC In Busan, Korea,4th IUGS-IGC Council Meeting,RFG2018, Vancouver, Canada,Matters since 35th IGC,Election and handover the new EC,First Executive Committee Meeting,First IUGS EC meeting and
3、 IGCP & Geopark Council meeting held in UNESCO headquater, Paris,2017年2月15-18日，国际地科联(IUGS)年度执行委员会会议在联合国教科文组织巴黎总部召开,RFG,IUGS-RS,国际地科联主导或合作的科学计划,国际地质对比计划,世界地质公园,一张地质图计划,未来资源保障计划,遥感技术应用计划,Forensic Geology,法律地质,International standards;Geoscience education;Geoscience information; Resources and energy； En
4、vironmental management； Hazards.,国际标准制定地质教育与普及地学数据与信息资源与能源环境评价与管理灾害预防与管理,Chem-Earth,化学地球,国际地球科学体系,联合国教科文组织,国际科学委员会,国际社会科学委员会,国际专业领域联合会,国际地学联盟科学计划,灾害风险研究与评价,地球科学与未来地球,极端自然灾害与社会影响,灾害和风险管理中的信息价值,国际全球认知年,国际地学体系与大科学研究计划,奇异性理论方法与极端事件评价,报告提纲,大数据地质智能与资源-环境预测评价,隐伏矿预测（覆盖区与深部资源评价）,多尺度“天-地-深一体化”数字地球,深空、深海、深地、深时
5、测试、模拟、观测、探测,ICSU + ISSC ICS,An international accord (2015),国际大科学计划新机遇,国际科学与社科委员会合并新的科学委员会,数据开放与大数据协议,“解决方案”为导向的科技创新,Big Data MiningDecision Support大数据挖掘与资源环境决策支撑,Knowledge Base System Smart Future Earth,大数据云环境物联网+GIS,智能未来地球： 数据-信息-知识-决策系统,复杂数据集成与知识挖掘,Big data and clouds,Internet,Assessment and Big D
6、ata Mining,Data Information-Knowledge Decision,大数据挖掘与资源环境决策支撑,大数据云环境,互联网,预测评价与决策支撑,全球-免费-开放-共享-服务,Critical problems e.g. hazards threatening underrepresented countries along converging plate margins,板块汇聚与资源-环境-灾害效应,“一带一路”计划、 “南-南”合作,国际地学体系与大科学研究计划,奇异性理论方法与极端事件评价,报告提纲,大数据地质智能与资源-环境预测评价,隐伏矿预测（覆盖区与深部资源
7、评价）,地幔对流,地壳重建,Heat flow 洋中脊热流Magmatism 岩浆事件Slab break 板片断离Earthquakes 地震Landslides 滑坡Volcanoes 火山Floods 洪水Hurricanes 飓风Tsunamis 海啸Mineralization 成矿,Mantle Convection vs. plate tectonics (地幔对流与板块运动) Singularity、Anisotropy、Self-similarity and Self-organized criticality,复杂性理论与非线性过程,奇异性理论与极端事件预测评价,洋中脊热流
8、,地震,地震,岩浆活动与成矿,Mount St. Helens Earthquakes: November 2007,Locations of Earthquakes Number of Event and Energy Release,Mount St. Helens Volcano,火山诱发的地震能量释放与时间,Submarine earthquakes can generate tsunamis,Volcano and Earthquakecan cause tsunamis,火山或地震诱发的海啸,Mineralization forms mineral deposits - mines
9、,成矿作用造成矿物质超常富集,Mineralization,地震、成矿等从表象上看都是极端事件，往往表现出随机性和奇异性特征，但深入研究后发现，可以采用多重分形模型定量研究多尺度奇异性及其内在的自相似性，这一发现为定量模拟奇异性（异常）提供了理论基础。,成矿,地震,极端事件多重分形模型,传统密度概念,Unit: g/cm3, kg/m3.,Quartz Gold2.66g 19.3g,Fractal density,c (unit: g/cm, kg/m ):,Fractal density, - fractal dimension of density,e,c,e,分形密度,Ordinary
10、 density Fractal density,分形密度,正常密度,Degree of singularity?,正常 vs. 异常？,Fractal density: implication on earth dynamics systems?Singular fields? Singular physics?,奇异性数学-物理新概念和公式,更新传统地球动力学理论和公式,物理变量,物理参数,大洋中脊热流动力学研究板块热对流模型,GDH1-Global Depth and Heat model (GDH1) PSM-Parsons and Sclater modelHS-Half space
11、 model,大洋中脊热流动力学研究板块热对流模型,大约4万热流测量数据空间分布,q(t) = 166.49t-0.241,分形密度取代传统岩石圏密度不仅改善了模型对观测数据的拟合效果，同时为计算热能损失提出了新的课题和可能的方法。,分形密度和洋中脊板块热对流模型奇异性分析,(Cheng, 2015, Scientific Reports),超大陆形成地壳增生和地壳循环,岩浆或碎屑锆石U-Pb年龄与其它同位素数据结合研究超大陆的“幕式”形成过程和地壳增生与循环演化。,分形密度分析超大陆导致地壳增生和循环的奇异性,对来源于5个研究团队的近25万个碎屑锆石U-Pb年龄数据进行详细的定量对比分析，不
12、仅首次发现年龄峰值具有奇异性，说明，岩浆岩的形成可能受到板块碰触、板片断离、地幔柱等事件影响，而且，奇异性强度随时间降低，可能反应地球变冷造成岩浆活动强度降低，据此可以预测未来2.8GA板块构造将结束活动。 （Cheng，submitted to Geology),分形密度和分布在不同大地构造单元中地震概率-规模模型奇异性分析,发生在1964-2015年大于5级的17万个深成地震分布图,分形密度和分布在不同大地构造单元中地震概率-规模模型奇异性分析,发生概率小-释放能量大具有奇异性,奇异性强度依次：碰触带-俯冲带-洋中脊相关的地震,Singularity analysis of earthqu
13、ake frequency distribution,In about 200 years the singularity will disappear? River morphology changes through time due to weathering.,Singularity analysis of floods (East Humber River, Toronto),普雄,米甲冲,P 普雄,M 米甲冲,Delineated 13 anomalies including 6 in the west district. Among these anomalies two new
14、 Pb/Zn mineral deposits (M and P) have been discovered.,EAST,WEST,Geochemical map,Singularity map,Geology map of Gejiu District,Singularity mapping for mineral deposit prediction,Gejiu Sn mineral deposit model,普雄,米甲冲,国际地学体系与大科学研究计划,奇异性理论方法与极端事件评价,报告提纲,大数据地质智能与资源-环境预测评价,隐伏矿预测（覆盖区与深部资源评价）,非线性矿产预测理论方法覆
15、盖区矿产综合预测,中国地质大学(北京）,成秋明,地质调查局计划项目资助2010-2019,深部资源、隐伏资源、覆盖区资源精细模型建立、先进勘探技术研发、大数据有效利用,国际地科联未来资源重大研究计划,一、问题提出 与 研究目标,美国未来面临的关键挑战和机遇之一尚无有效的方案已经开始覆盖层下的矿产预测与评价方法攻关，如深穿透地球化学、高精度地球物理、空间信息综合与决策技术,如何发现覆盖层下和深部矿产资源？,能源和矿产资源科学战略报告（2013-2023年）,一、问题提出 与 研究目标,Undiscovered resources lie beneath covers,Resourcing Fut
16、ure Generation,普雄,米甲冲,东区,西区,原始地球化学异常图,成矿弱信息地球化学异常图,个旧矿集区地质图,分形密度圈定深部弱异常-弱信息提取技术应用实例,成矿模式示意图,锌地球化学异常图,Zn Anomalies,S-A Filtering,Zn in stream sediments,采用多重分形自相似异常分解技术，在云南三江地区新圈出等距性异常，找到了新的矿床,二、主要科学技术创新,三项技术,原始数据,成矿信息,遥感,化探,物探,弱信息提取,复杂信息分解,综合信息集成,1.以接触交代型铁铜矿为主攻矿床类型,2.以斑岩型铜钼矿和海相火山岩型铁矿为主攻矿床类型3. 以岩浆熔离型铜
17、镍矿为主攻矿床类型,4.以斑岩型和似斑岩型铜钼矿为主攻矿床类型,5.以矽卡岩型铁铅锌多金属矿为主攻矿床,6.以矽卡岩型铁铅锌多金属矿为主攻矿床类型）,7.以火山-次火山热液型铜金矿、斑岩型铜钼矿为主攻矿床类型8. 以层控矽卡岩型铁铅锌矿为主攻矿床类型,9.克拉通背景以斑岩型和似斑岩型钼-铜-铅锌矿为主攻矿床类型,10.三江及周边岩浆热液型锡-铜-铅锌为主攻矿床类型,主要预测矿床类型和预测模型,闽西南矽卡岩型铁多金属矿床,朝不愣矽卡岩型铁多金属矿床,乌日尼图式似斑岩型钨钼矿床,雅满苏铁矿床海相火山型,早石炭火山岩喷流与燕山期岩体改造,燕山期岩体与石炭 二叠系碳酸盐岩,燕山期岩体与碳酸盐岩,燕山期
18、岩体与其它地层,预测模型与综合异常圈定,推断地层及隐伏岩体,接触交代带,热液蚀变带,成矿组合元素富集带,推断岩体及隐伏岩体,推断构造及隐伏构造,知识驱动与数据驱动模型,Mask effect of Q+N sediments on geochemical anomalies in stream sediments,About 5,549 evenly distributed stream sediment samples in density of one sample per 4 km2 . Total study area is about 22,200 km2,处理前,原始水系沉积物地球
19、化学组合元素分布图,多重分形滤波技术获得的地球化学组合元素异常图,第三系覆盖层,出露区,根据不同自相似性分解背景与异常,内蒙沙麦-朝不愣草原覆盖区Fe多金属地球化学组合异常图,Mask effect of Gobi and deserts on geochemical anomalies in stream sediments,Power-law decay behavior of ore element concentration with increase of thickness over altered rocks,Cascade processes for Map Integrati
20、on,Inferred volcanic structures,Evidential layer integration and calculation of posterior probability,Inferred granite layer,Inferred diorite layer,Volcanic rock layer,Geochemical anomaly,Posterior Probability,“Incomplete or missing” information,1/3 of target areas (anomalies) are delineated in the covered areas.,Target areas (red - combined geo-anomalies) with strong singularity are mapped with high probability of finding new mineral deposits.,应用实例,
