本發(fā)明涉及古地理重建，具體為利用碎屑鋯石年齡時空分布特征開展古地理重建的方法。

背景技術：

1、古地理重建對深入認識全球或區(qū)域大地構造演化有重要的科學意義與研究價值。它可以恢復地表系統(tǒng)過去的地貌、水系變遷，為地質學、古氣候學、古生態(tài)學、古海洋學等研究工作提供很好的時空約束。隨著大量碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)被報道，為我們重塑沉積物路徑系統(tǒng)創(chuàng)造了可能，基于此可以為重建古地理提供了一種新的方法。通過古地理重建，可以為重要地質事件的研究提供可靠依據(jù)，比如對于大型走滑斷裂帶的走滑位移量，如果能重建走滑作用之前的古地理格局，就可以對走滑位移量進行很好的約束。

2、但是現(xiàn)有技術中針對走滑斷裂位移量的測定，一般是根據(jù)斷裂兩側的標志物的錯斷距離來確定走滑位移量。這一方法對于發(fā)生長期走滑的大型走滑斷裂帶，可能很難有效約束其總走滑位移量，主要原因包括：后期構造改造、剝蝕作用等導致有效標志物缺失；多數(shù)大型斷裂帶發(fā)育若干條平行的分支走滑斷裂，利用標志物可能僅能判斷某條分支走滑斷裂的位移量，無法約束斷裂帶總走滑位移量。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的是提供利用碎屑鋯石年齡時空分布特征開展古地理重建的方法，以解決上述背景技術中提出的問題，本發(fā)明能夠更加準確地反映碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)的時空分布特征，有效刻畫碎屑物源隨著時間演變，在空間上的演變規(guī)律，重建古地理格局，并為重要地質事件的研究(如造山作用導致的古地理變遷、大型走滑斷裂帶走滑位移量的有效測定、水系演化導致的碎屑物源改變等)提供可靠依據(jù)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術方案來實現(xiàn)：利用碎屑鋯石年齡時空分布特征開展古地理重建的方法，包括以下步驟：

3、步驟一：獲取碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)，獲取的方法包括收集已報道的數(shù)據(jù)和開展碎屑鋯石u-pb年代學測試。

4、步驟二：對獲取的碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)進行整理，采用概率密度圖(pdp)分析方法對碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)進行分析，獲取該組數(shù)據(jù)的年齡分布特征，并且按照區(qū)域或地層時代確定主要的年齡分布區(qū)間(例如：根據(jù)kde圖，將某一組24個樣品共計2000個年齡數(shù)據(jù)，劃分為5個主要的年齡區(qū)間：200-300ma、400-550ma、750-980ma、1750-1890ma、2470-2580ma)。

5、步驟三：獲得每個主組分內單個樣品的年齡數(shù)據(jù)，在各個年齡區(qū)間中年齡數(shù)量占該樣品年齡總數(shù)的比例(例如：某個單樣品年齡數(shù)據(jù)共計100個，其中在200-300ma和750-980ma的年齡數(shù)據(jù)分別有25個和15個，那么200-300ma和700-900ma兩個年齡區(qū)間的年齡比例分別為25％和15％)。

6、步驟四：針對每個年齡區(qū)間，將單個樣品的年齡比例作為鋯石u-pb年齡空間分布圖的z軸，其中x、y值是樣品采樣位置的經緯度。在計算出所有單個樣品的每個組分的比例之后，對x、y和z坐標進行克里金插值，繪制出該年齡區(qū)間所有樣品的主組分的空間分布。

7、步驟五：根據(jù)獲得的碎屑鋯石年齡空間分布圖，結合潛在物源區(qū)的鋯石年齡特征，開展碎屑物源體系分析，進而實現(xiàn)古地理重建。

8、進一步的，所述步驟一中，對于鋯石年齡>1000ma的數(shù)據(jù)，采用n(207pb)/n(206pb)年齡，而對于<1000ma的數(shù)據(jù)，采用n(206pb)/n(238u)年齡。諧和度位于90％-110％之間為有效數(shù)據(jù)。

9、進一步的，鋯石年齡諧和圖、核密度估計圖、多維定標圖以及概率密度圖采用isoplot以及isoplotr分析處理軟件完成。

10、進一步的，所述步驟二中核密度估計圖的計算公式如下：

11、

12、式中：h代表帶寬，也被稱為窗口寬度或者平滑參數(shù)；k(x)是核函數(shù)，xi是顆粒年齡平均值。fh(x)是由n個具有相同核函數(shù)的密度估計組成的混合密度函數(shù)。

13、進一步的，所述帶寬h的選擇采用帶寬優(yōu)化算法、局部自適應kde(la-kde)和反褶積技術，其中在la-kde模型中局部帶寬與局部樣本空間上的數(shù)據(jù)密度呈反比，高密度區(qū)域平滑減少，低密度區(qū)域平滑增加。

14、進一步的，采用擴散的自適應帶寬模型估計最優(yōu)帶寬并均勻應用于整個樣本空間，用于解決pdp年齡峰值失真現(xiàn)象。

15、進一步的，所述步驟三中，將碎屑鋯石的u-pb年齡看作是一個或者多個離散年齡組分的總和，然后將組分定義為以平均值為中心的一組不連續(xù)的鋯石年齡，每一個年齡組分代表一些鋯石形成事件。

16、進一步的，計算每個峰值區(qū)間的平均值及標準差，定義每個主組分的年齡區(qū)間為平均值±兩倍的標準差，在總體樣品的鋯石年齡中得出這些主組分，并且計算出存在于單個樣品中的每個主組分的近似比例，該比例作為鋯石u-pb年齡空間分布圖的z軸，其中x、y值是樣品采樣位置的經緯度，在計算出所有單個樣品的每個組分的比例之后，對x、y和z坐標進行克里金插值，繪制出所有樣品的主組分的空間分布。

17、本發(fā)明的有益效果：

18、1.利用碎屑鋯石年齡時空分布特征開展古地理重建的方法針對碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)的分析，使用kde圖作為pdp的一種替代方法，舍棄了與數(shù)據(jù)獲取相關的不確定性，同時引入了特定的帶寬，能夠更加準確地反映碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)的分布特征。同時對帶寬優(yōu)化算法、局部自適應kde和反褶積技術對碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)的分布特征的計算方法進行優(yōu)化，從而有效解決pdp年齡峰值失真的問題。

19、2.利用碎屑鋯石年齡時空分布特征，更直觀地建立“源-匯”系統(tǒng)，為古地理重建提供直接證據(jù)，進而為重要地質事件的研究提供可靠依據(jù)，如造山作用導致的古地理變遷、斷裂走滑位移量的有效測定、水系演化導致的碎屑物源改變等。

技術特征：

1.利用碎屑鋯石年齡時空分布特征開展古地理重建的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的利用碎屑鋯石年齡時空分布特征開展古地理重建的方法，其特征在于：所述步驟一中，對于鋯石年齡>1000ma的數(shù)據(jù)，采用n(207pb)/n(206pb)年齡，而對于<1000ma的數(shù)據(jù)，采用n(206pb)/n(238u)年齡，諧和度位于90％-110％之間為有效數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權利要求2所述的利用碎屑鋯石年齡時空分布特征開展古地理重建的方法，其特征在于：鋯石年齡諧和圖、核密度估計圖、多維定標圖以及概率密度圖采用isoplot以及isoplotr分析處理軟件完成。

4.根據(jù)權利要求1所述的利用碎屑鋯石年齡時空分布特征開展古地理重建的方法，其特征在于：所述步驟二中核密度估計圖的計算公式如下：

5.根據(jù)權利要求4所述的利用碎屑鋯石年齡時空分布特征開展古地理重建的方法，其特征在于：所述帶寬h的選擇采用帶寬優(yōu)化算法、局部自適應kde(la-kde)和反褶積技術，其中在la-kde模型中局部帶寬與局部樣本空間上的數(shù)據(jù)密度呈反比，高密度區(qū)域平滑減少，低密度區(qū)域平滑增加。

6.根據(jù)權利要求5所述的利用碎屑鋯石年齡時空分布特征開展古地理重建的方法，其特征在于：采用擴散的自適應帶寬模型估計最優(yōu)帶寬并均勻應用于整個樣本空間，用于解決pdp年齡峰值失真現(xiàn)象。

7.根據(jù)權利要求1所述的利用碎屑鋯石年齡時空分布特征開展古地理重建的方法，其特征在于：所述步驟四中，將碎屑鋯石的u-pb年齡看做是一個或者多個離散年齡組分的總和，然后將組分定義為以平均值為中心的一組不連續(xù)的鋯石年齡，每一個年齡組分代表一些鋯石形成事件。

8.根據(jù)權利要求7所述的利用碎屑鋯石年齡時空分布特征開展古地理重建的方法，其特征在于：計算每個峰值區(qū)間的平均值及標準差，定義每個主組分的年齡區(qū)間為平均值±兩倍的標準差，在總體樣品的鋯石年齡中得出這些主組分，并且計算出存在于單個樣品中的每個主組分的近似比例，該比例作為鋯石u-pb年齡空間分布圖的z軸，其中x、y值是樣品采樣位置的經緯度，在計算出所有單個樣品的每個組分的比例之后，對x、y和z坐標進行克里金插值，繪制出所有樣品的主組分的空間分布，點x，y(zxy)處的節(jié)點值的計算公式為：

技術總結
本發(fā)明提供利用碎屑鋯石年齡時空分布特征開展古地理重建的方法，包括以下步驟：獲取碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)；對獲取的碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)進行整理和分析，獲取該組數(shù)據(jù)的年齡分布特征；按照區(qū)域或地層時代進行分組，確定主要的年齡分布區(qū)間；獲得每個主組分內的單個樣品的年齡數(shù)據(jù)及所占比例；繪制出該年齡區(qū)間內所有樣品主組分的空間分布；根據(jù)獲得的碎屑鋯石年齡空間分布圖，結合潛在源區(qū)的鋯石年齡特征，開展碎屑物源體系分析，并實現(xiàn)古地理重建，本發(fā)明能夠更加準確地反映碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)的時空分布特征，有效刻畫碎屑物源隨著時間在空間上的演變規(guī)律，重建古地理格局，為開展重要地質事件的研究提供可靠依據(jù)。

技術研發(fā)人員：顏照坤,顏晨雨,邵崇建,溫定軍,朱志軍,秦耀祖,關寶文,張代柱,葉婷婷,白浩田,黃宇瑩
受保護的技術使用者：東華理工大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9