[發明專利]基于宇宙成因核素恢復基巖剝露歷史的方法及相關裝置

有效

• 申請號: 202110390878.0
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113076651B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 丁汝鑫
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蘇云輝

本申請公開了基于宇宙成因核素恢復基巖剝露歷史的方法及相關裝置，方法包括：采用蒙特卡洛算法假設多條剝露歷史曲線，并計算每一條剝露歷史曲線對應的模擬最小暴露年齡；根據目標最小暴露年齡和模擬最小暴露年齡計算擬合度；通過擬合度在剝露歷史曲線中選取目標最小暴露年齡對應的目標模擬剝露歷史曲線；計算目標模擬剝露歷史曲線的平均值，得到目標最小暴露年齡對應的平均剝露歷史曲線。本申請可以為通過宇宙成因核素恢復基巖的剝露歷史研究提供一種高效可行的方案。

技術領域

本申請涉及地質學領域，尤其涉及基于宇宙成因核素恢復基巖剝露歷史的方法及相關裝置。

背景技術

剝露歷史是指巖石相對于地表的位移變化。這個概念通常在百萬年至千萬年尺度的時間范圍，地殼淺部幾公里的空間范圍，伴隨著地質熱年代學的發展而被廣泛應用。剝露速率與剝蝕速率大小相等，方向相反(剝露速率以向上為正，而剝蝕速率以向下為正)。對于千年尺度幾米范圍的剝露而言，由于受研究方法和技術手段的制約，從巖石剝露歷史的角度來研究尚屬空白。而且，小尺度巖石的剝露歷史又與人類密切相關，對于揭示地表過程及其人類活動的影響意義重大。

自上世紀80年代以來，隨著加速器質譜(AMS)技術的發展，宇宙成因核素在地質年代學研究方面得到了廣泛的重視和應用，這也使研究和恢復千年尺度數米范圍的巖石剝露歷史成為可能。然而，宇宙成因核素也存在一些亟待解決的問題，其中比較突出的是數據的解釋問題。通常在計算暴露年齡時會假設連續均一的剝蝕速率或者假設剝蝕速率為0，這就忽略了巖石暴露地表之前在近地表附近的垂向位移變化，也忽略了剝露過程的存在性以及具有的潛在復雜性。因此，當前宇宙成因核素研究中缺乏對基巖樣品的剝露歷史的相關研究。

發明內容

本申請提供了基于宇宙成因核素恢復基巖剝露歷史的方法及相關裝置，可以為通過宇宙成因核素恢復基巖的剝露歷史研究提供一種高效可行的方案。

有鑒于此，本申請第一方面提供了基于宇宙成因核素恢復基巖剝露歷史的方法，包括：

采用蒙特卡洛算法假設多條剝露歷史曲線，并計算每一條所述剝露歷史曲線對應的模擬最小暴露年齡；

根據目標最小暴露年齡和所述模擬最小暴露年齡計算擬合度；

通過所述擬合度在所述剝露歷史曲線中選取所述目標最小暴露年齡對應的目標模擬剝露歷史曲線；

計算所述目標模擬剝露歷史曲線的平均值，得到所述目標最小暴露年齡對應的平均剝露歷史曲線。

可選的，所述目標最小暴露年齡的獲取過程為：

根據有限差分變換后的預置核素濃度公式繪制預設剝露歷史曲線；

根據所述預設剝露歷史曲線計算所述目標最小暴露年齡。

可選的，所述計算所述目標模擬剝露歷史曲線的平均值，得到所述目標最小暴露年齡對應的平均剝露歷史曲線，之后還包括：

將所述平均剝露歷史曲線與所述預設剝露歷史曲線進行對比，得到模擬精確度。

可選的，所述根據有限差分變換后的預置核素濃度公式繪制預設剝露歷史曲線，還包括：

依據最小暴露年齡偏差值對所述預設剝露歷史曲線的繪制時間步長進行測試，得到最佳時間步長。

本申請第二方面提供了基于宇宙成因核素恢復基巖剝露歷史的裝置，包括：

模擬單元，用于采用蒙特卡洛算法假設多條剝露歷史曲線，并計算每一條所述剝露歷史曲線對應的模擬最小暴露年齡；

第一計算單元，用于根據目標最小暴露年齡和所述模擬最小暴露年齡計算擬合度；

選取單元，用于通過所述擬合度在所述剝露歷史曲線中選取所述目標最小暴露年齡對應的目標模擬剝露歷史曲線；