CN112685909B - 基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种基于多颗粒U‑Th/He年龄的热史模拟方法及装置，包括：从岩石样品中获取多个矿物颗粒，并通过U‑Th/He对各个矿物颗粒进行测年，得到每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差；获取若干条热史曲线，并计算每条热史曲线的模拟年龄，根据每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差、获取的颗粒数量以及每条热史曲线的模拟年龄计算对应的拟合优度；根据所述拟合优度筛选出符合条件的热史曲线，并根据筛选结果生成最终的热史模拟结果；本发明突出了多颗粒年龄分布与有效铀浓度呈现规律性变化的情况，在热史模拟过程中不但避免了对部分颗粒的舍弃，也提高了热史模拟的精度，为热历史模拟提供了新的提升方案。
Description
技术领域
本发明涉及地质学领域，尤其涉及一种基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法及装置。
背景技术
U-Th/He测年技术是二十世纪末期发展起来的一项热年代学技术，这项技术目前已经广泛应用于地球科学相关领域研究，例如地貌学、油气与金属矿产勘探、气候变化等方面的研究。
起初，这项技术主要用于给出一个岩石样品的年龄，并且作为裂变径迹方法的辅助约束来模拟岩石地质时期经历的热历史。后来，其单个样品U-Th/He年龄也可以进行热历史模拟，具体的方法是把样品中的多个颗粒U-Th/He年龄进行平均，以均值作为样品的U-Th/He年龄，进行热历史模拟。而有些时候，样品中各个颗粒的U-Th/He年龄值差异较大、比较分散，且随着有效铀浓度的增加而增加，如果使用它们的年龄均值进行热史模拟，一方面会明显增大样品U-Th/He年龄误差，另一方面忽略了年龄分散本身所蕴含的热史信息，使得热史模拟精度较低。
发明内容
本发明的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中以均值作为样品的U-Th/He年龄，进行热历史模拟会明显增大样品U-Th/He年龄误差，并且忽略了年龄分散本身所蕴含的热史信息，使得热史模拟精度较低的技术缺陷。
本发明实施例提供了一种基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法，包括：
从岩石样品中获取多个矿物颗粒，并通过U-Th/He对各个矿物颗粒进行测年，得到每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差；
获取若干条热史曲线，并计算每条热史曲线的模拟年龄，根据每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差、获取的颗粒数量以及每条热史曲线的模拟年龄计算对应的拟合优度；
根据所述拟合优度筛选出符合条件的热史曲线，并根据筛选结果生成最终的热史模拟结果。
可选地，所述根据每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差、获取的颗粒数量以及每条热史曲线的模拟年龄计算对应的拟合优度的步骤，包括：
根据每个矿物颗粒对应的实验年龄误差和获取的颗粒数量计算对应的实验年龄平均误差；
根据每个矿物颗粒对应的实验年龄以及单条热史曲线的模拟年龄计算多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差；
通过所述实验年龄平均误差、所述多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差计算对应的拟合优度。
可选地，所述根据每个矿物颗粒对应的实验年龄误差和获取的颗粒数量计算对应的实验年龄平均误差的计算公式为：
其中，σi为第i个矿物颗粒的实验年龄误差，n为颗粒数量，为实验平均误差。
可选地，所述根据每个矿物颗粒对应的实验年龄以及单条热史曲线的模拟年龄计算多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差的计算公式为：
其中，为多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差，oi为第i个矿物颗粒的实验年龄，Mi为第i个矿物颗粒所对应的单条热史曲线的模拟年龄范围。
可选地，所述通过所述实验年龄平均误差、所述多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差计算对应的拟合优度的计算公式为：
其中，p-value为概率值，即拟合优度。
可选地，根据所述拟合优度筛选出符合条件的热史曲线，并根据筛选结果生成最终的热史模拟结果的步骤，包括：
获取若干条热史曲线与每个矿物颗粒之间的拟合优度，并根据所述拟合优度筛选出符合条件的热史曲线；
将所述符合条件的热史曲线对应的均值作为最终的热史模拟结果。
可选地，所述获取若干条热史曲线，并计算每条热史曲线的模拟年龄的步骤之后，还包括：
在单个矿物颗粒的实验年龄误差范围内，将所述矿物颗粒对应的实验年龄与每条热史曲线的模拟年龄之间进行比对，并筛选出符合筛选标准的热史曲线；
重复上述过程，直到所有的矿物颗粒均完成反演过程，得到最终符合筛选标准的热史曲线，并根据所述热史曲线生成最终的热史模拟结果。
本发明还提供了一种基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟装置，包括：
数据获取模块，用于从岩石样品中获取多个矿物颗粒，并通过U-Th/He对各个矿物颗粒进行测年，得到每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差；
区间确定模块，用于获取若干条热史曲线，并计算每条热史曲线的模拟年龄，根据每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差、获取的颗粒数量以及每条热史曲线的模拟年龄计算对应的拟合优度；
热史模拟模块，用于根据所述拟合优度筛选出符合条件的热史曲线，并根据筛选结果生成最终的热史模拟结果。
本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如上述实施例中任一项所述基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机设备，所述计算机设备中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如上述实施例中任一项所述基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法的步骤。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明提供的一种基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法及装置，包括：从岩石样品中获取多个矿物颗粒，并通过U-Th/He对各个矿物颗粒进行测年，得到每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差；获取若干条热史曲线，并计算每条热史曲线的模拟年龄，根据每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差、获取的颗粒数量以及每条热史曲线的模拟年龄计算对应的拟合优度；根据所述拟合优度筛选出符合条件的热史曲线，并根据筛选结果生成最终的热史模拟结果。
本发明突出了多颗粒年龄分布与有效铀浓度呈现规律性变化的情况，在多颗粒年龄差异较大且与年龄随有效铀浓度增加而增加的情况下，非常适用；并且，在热史模拟过程中不但避免了对部分颗粒的舍弃，也提高了热史模拟的精度，为热历史模拟提供了新的提升方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的对含有三个磷灰石颗粒U-Th/He年龄的样品进行热史模拟的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的根据热史模拟最终结果得到的对应的年龄-有效铀浓度曲线的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的对含有三个锆石颗粒U-Th/He年龄的样品进行热史模拟的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的根据热史模拟最终结果得到的对应的年龄-有效铀浓度曲线的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种对含有三个磷灰石颗粒U-Th/He年龄的样品进行热史模拟的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种根据热史模拟最终结果得到的对应的年龄-有效铀浓度曲线的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种对含有三个锆石颗粒U-Th/He年龄的样品进行热史模拟的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的另一种根据热史模拟最终结果得到的对应的年龄-有效铀浓度曲线的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟装置的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的一种计算机设备的内部结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像本申请实施例中一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
U-Th/He测年技术是二十世纪末期发展起来的一项热年代学技术，这项技术目前已经广泛应用于地球科学相关领域研究，例如地貌学、油气与金属矿产勘探、气候变化等方面的研究。
起初，这项技术主要用于给出一个岩石样品的年龄，并且作为裂变径迹方法的辅助约束来模拟岩石地质时期经历的热历史。后来，其单个样品U-Th/He年龄也可以进行热历史模拟，具体的方法是把样品中的多个颗粒U-Th/He年龄进行平均，以均值作为样品的U-Th/He年龄，进行热历史模拟。而有些时候，样品中各个颗粒的U-Th/He年龄值差异较大、比较分散，且随着有效铀浓度的增加而增加，如果使用它们的年龄均值进行热史模拟，一方面会明显增大样品U-Th/He年龄误差，另一方面忽略了年龄分散本身所蕴含的热史信息，使得热史模拟精度较低。
因此，本发明的目的是解决现有技术中以均值作为样品的U-Th/He年龄，进行热历史模拟会明显增大样品U-Th/He年龄误差，并且忽略了年龄分散本身所蕴含的热史信息，使得热史模拟精度较低的技术问题。
具体请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法流程示意图，本发明提供了一种基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法，具体包括如下步骤：
S110：从岩石样品中获取多个矿物颗粒，并通过U-Th/He对各个矿物颗粒进行测年，得到每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差。
本步骤中，在对岩石样品进行U-Th/He测年分析时，通常情况下，会将岩石进行粉碎，并从中挑选出几颗矿物颗粒，然后对这些矿物颗粒进行单颗粒定年，以得到每个矿物颗粒所对应的实验年龄和实验年龄误差，继而利用该实验年龄和实验年龄误差来进行热历史模拟。
具体地，其岩石样品的制备过程包括筛选矿物、挑选晶体以及计算校正参数FT；首先，采集的岩石样品需要进行矿物的分选，包括破碎、碾磨、过筛、淘洗、重液分离和磁选分离，得到矿物颗粒，该矿物颗粒包括但不限于磷灰石颗粒和锆石颗粒；以磷灰石颗粒为例，分选出磷灰石颗粒后，需要从中手工挑选自形磷灰石晶体，然后使用显微镜对挑选出的磷灰石晶体尺寸进行测量，计算出校正参数FT，以进行年代校正。
样品制备后，可将单颗粒样品放入金属箔容器中，用激光束恒温加热，以释放磷灰石晶体中的He，测试完毕后，需要继续对U、Th的含量进行测试，然后根据相应的计算公式进行计算后，便可得出矿物在He同位素体系封闭以后所经历的时间。
与其他定年方法相比，本申请使用U-Th/He定年体系最大的优点是对低温条件的敏感性。研究表明，磷灰石氦封闭温度一般为75±5℃(冷却速率为10℃/Ma时)，比任何其他已知热年代学方法的封闭温度都要低，因此，可将此方法用于地质体定年、低温热年代史演化、地形地貌演化等研究。
S120：获取若干条热史曲线，并计算每条热史曲线的模拟年龄，根据每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差、获取的颗粒数量以及每条热史曲线的模拟年龄计算对应的拟合优度。
本步骤中，当通过U-Th/He对每个矿物颗粒进行定年后，可利用该矿物颗粒测定的实验年龄，即岩石所经历的时间段来选取若干数量的热史曲线，然后计算出每条热史曲线所对应的模拟年龄。
进一步地，选取热史曲线的过程可以包括：先假设岩石在所经历的时间段内的冷却模式，例如逐渐冷却或冷却加热交替等。如果认为岩石样品经历的冷却模式是逐渐冷却，则选取热史曲线为单调上升的曲线，如果认为岩石样品经历的冷却模式是冷却加热交替，则选取热史曲线为折线；选取的数量可以人为设定，热史曲线是通过计算机仿真得到的。
当获取到若干条热史曲线后，可根据相应的计算公式得到该热史曲线对应的模拟年龄，然后根据每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差、获取的颗粒数量以及每条热史曲线的模拟年龄计算对应的拟合优度，通过拟合优度来选择相应的热史曲线。
可以理解的是，拟合优度(GOF)是指回归直线对观测值的拟合程度，度量拟合优度的统计量是可决系数(亦称确定系数)R2，R2最大值为1，R2的值越接近1，说明回归直线对观测值的拟合程度越好；反之，R2的值越小，说明回归直线对观测值的拟合程度越差。
本申请中的拟合优度是通过计算多个矿物颗粒的实验年龄与单条热史曲线的模拟年龄之间的拟合程度，来判断该条热史曲线是否符合要求，若符合，则留下，若不符合，则继续对下一条热史曲线进行拟合优度的计算。
并且，本申请中可选定GOF>0.5的区域为高精度区域，GOF>0.05的区域为可接受区域，在进行热历史反演时，可为不同区域选择不同的颜色进行区分。
S130：根据所述拟合优度筛选出符合条件的热史曲线，并根据筛选结果生成最终的热史模拟结果。
本步骤中，通过步骤S120计算得到每条热史曲线对应的拟合优度后，可根据人为设定的拟合优度值来筛选出符合条件的热史曲线，比如，选定GOF>0.5的区域为高精度区域，那么拟合优度值在该范围内的热史曲线都属于高精度区域的热史曲线；选定GOF>0.05的区域为可接受区域，那么拟合优度值在该范围内的热史曲线都属于可接受区域的热史曲线，该区域的热史曲线的误差相对较大，但在合理范围内。
当筛选出符合条件的热史曲线后，即可根据多条热史曲线生成最终的热史模拟结果；例如，取多条热史曲线的均值或加权平均值作为最终的热史模拟结果。
另外，本申请中的多颗粒U-Th/He年龄的热历史反演不但可以用于单矿物，也可用于多矿物。例如磷灰石的多颗粒U-Th/He年龄与锆石的多颗粒U-Th/He年龄联合进行热历史反演，对提高热历史模拟的精确度有帮助；并且，在多颗粒U-Th/He年龄的热历史反演基础上，该热史模拟方法还可以与裂变径迹、基岩光释光、Ar-Ar等方法联合使用，共同反演恢复热史，提升热史模拟质量。
本发明突出了多颗粒年龄分布与有效铀浓度呈现规律性变化的情况，在多颗粒年龄差异较大且与年龄随有效铀浓度增加而增加的情况下，非常适用；并且，在热史模拟过程中不但避免了对部分颗粒的舍弃，也提高了热史模拟的精度，为热历史模拟提供了新的提升方案。
在一个实施例中，步骤S120中根据每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差、获取的颗粒数量以及每条热史曲线的模拟年龄计算对应的拟合优度的步骤，可以包括：
S121：根据每个矿物颗粒对应的实验年龄误差和获取的颗粒数量计算对应的实验年龄平均误差；
S122：根据每个矿物颗粒对应的实验年龄以及单条热史曲线的模拟年龄计算多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差；
S123：通过所述实验年龄平均误差、所述多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差计算对应的拟合优度。
本实施例中，通过多个矿物颗粒来对单条热史曲线进行拟合优度计算时，可先计算出多个矿物颗粒之间的实验年龄平均误差，然后根据各个矿物颗粒的实验年龄与单条热史曲线的模拟年龄计算多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差，最后根据实验年龄平均误差、多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差计算对应的拟合优度。
上述计算过程，不但突出了多颗粒年龄分布与有效铀浓度呈现规律性变化的情况，而且在多颗粒年龄差异较大且与年龄随有效铀浓度增加而增加的情况下，非常适用；另外，在热史模拟过程中不但避免了对部分颗粒的舍弃，也提高了热史模拟的精度。
在一个实施例中，步骤S121中根据每个矿物颗粒对应的实验年龄误差和获取的颗粒数量计算对应的实验年龄平均误差的计算公式为：
其中，σi为第i个矿物颗粒的实验年龄误差，n为颗粒数量，为实验平均误差。
在一个实施例中，步骤S122中根据每个矿物颗粒对应的实验年龄以及单条热史曲线的模拟年龄计算多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差的计算公式为：
其中，为多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差，oi为第i个矿物颗粒的实验年龄，Mi为第i个矿物颗粒所对应的单条热史曲线的模拟年龄范围。
在一个实施例中，步骤S123中通过所述实验年龄平均误差、所述多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差计算对应的拟合优度的计算公式为：
其中，p-value为概率值，即拟合优度。
在一个实施例中，步骤S130中根据所述拟合优度筛选出符合条件的热史曲线，并根据筛选结果生成最终的热史模拟结果的步骤，可以包括：
S131：获取若干条热史曲线与每个矿物颗粒之间的拟合优度，并根据所述拟合优度筛选出符合条件的热史曲线；
S132：将所述符合条件的热史曲线对应的均值作为最终的热史模拟结果。
本实施例中，当获取到若干条热史曲线与每个矿物颗粒之间的拟合优度，并筛选出符合条件的热史曲线后，可将符合条件的热史曲线对应的均值作为最终的热史模拟结果。
具体地，以磷灰石颗粒为例，如图2所示，图2为本发明实施例提供的对含有三个磷灰石颗粒U-Th/He年龄的样品进行热史模拟的结构示意图；图2中，灰色区域为GOF>0.05的可接受区域，黑色热史曲线为高精度区域(如果没有GOF>0.5的热史曲线构成的高精度区域出现，则选取GOF>0.05的热史曲线的可接受区域)的均值(即作为热史模拟最终结果)，另外，图2中的横坐标为时间轴，Ma为百万年，纵坐标为温度轴，℃为摄氏度。
进一步地，如图3所示，图3为本发明实施例提供的根据热史模拟最终结果得到的对应的年龄-有效铀浓度曲线的结构示意图；该图可形象展示出年龄(Age)-有效铀浓度曲线(eU)与三个磷灰石颗粒实验年龄之间的关系。
其中，有效铀浓度指的是磷灰石中铀的浓度与钍的浓度之间的加权之和，有效铀浓度的高低会带来年龄误差，即同一个岩石样品中的三个磷灰石颗粒实验年龄之间存在一定的浮动。
如图3所示，图3中的三个圆点分别对应三个磷灰石颗粒的实验年龄，每个圆点上的误差线指的是实验年龄误差，黑色热史曲线即最终的热史模拟结果，通过图3可见，最终的热史模拟结果与岩石样品的实验年龄之间是大致吻合的。
示意性地，再以锆石颗粒为例，如图4所示，图4为本发明实施例提供的对含有三个锆石颗粒U-Th/He年龄的样品进行热史模拟的结构示意图；图4中，灰色区域为GOF>0.05的可接受区域，黑色热史曲线为高精度区域(如果没有GOF>0.5的热史曲线构成的高精度区域出现，则选取GOF>0.05的热史曲线的可接受区域)的均值(即作为热史模拟最终结果)。
进一步地，如图5所示，图5为本发明实施例提供的根据热史模拟最终结果得到的对应的年龄-有效铀浓度曲线的结构示意图；该图可形象展示出年龄(Age)-有效铀浓度曲线(eU)与三个锆石颗粒实验年龄之间的关系。
图5中的三个圆点分别对应三个锆石颗粒的实验年龄，每个圆点上的误差线指的是实验年龄误差，黑色热史曲线即最终的热史模拟结果，通过图5可见，最终的热史模拟结果与岩石样品的实验年龄之间是大致吻合的。
在一个实施例中，步骤S120中获取若干条热史曲线，并计算每条热史曲线的模拟年龄的步骤之后，还可以包括：
S210：在单个矿物颗粒的实验年龄误差范围内，将所述矿物颗粒对应的实验年龄与每条热史曲线的模拟年龄之间进行比对，并筛选出符合筛选标准的热史曲线；
S220：重复上述过程，直到所有的矿物颗粒均完成反演过程，得到最终符合筛选标准的热史曲线，并根据所述热史曲线生成最终的热史模拟结果。
本实施例中，获取到若干条热史曲线(如10000条)后，在已知该矿物颗粒U、Th、Ft、实验年龄及实验年龄误差条件下计算每一个热史曲线对应的模拟年龄，然后将模拟年龄与实验测试年龄对比，并按照筛选标准(例如GOF>0.05)筛选热史曲线，留下达到标准的热史曲线。
接着在已知下一个矿物颗粒U、Th、Ft、实验年龄及实验年龄误差条件下计算留下的每一个热史曲线对应的模拟年龄，将模拟年龄与实验年龄进行对比，然后按照筛选标准(例如GOF>0.05)筛选热史曲线，留下达到标准的热史曲线。
重复上述流程，直到每一个矿物颗粒都完成了上述反演流程，这样最终留下的热史曲线就是最终达到整个颗粒组筛选标准的热史。然后我们取这最终留下的热史曲线的均值或者加权平均值作为热史模拟结果输出。此种方法的实质是突出了每个颗粒对热历史的约束作用，相当于把每个颗粒都视为一个单独的样品去进行热历史反演。
具体地，取最终留下的热史曲线的均值或者加权平均值作为热史模拟结果输出可以是，将最终留下的热史曲线按照温度进行均值计算，或按照每条热史曲线对应的GOF取加权平均值，然后将均值计算或加权平均值计算后的热史曲线作为最终的热史模拟结果。
示意性地，以磷灰石颗粒为例，如图6所示，图6为本发明实施例提供的另一种对含有三个磷灰石颗粒U-Th/He年龄的样品进行热史模拟得结构示意图；图6中，深灰色区域为GOF>0.5的高精度区域，浅灰色区域为GOF>0.05的可接受区域，黑色热史曲线为高精度区域(如果没有GOF>0.5的热史曲线构成的高精度区域出现，则选取GOF>0.05的热史曲线的可接受区域)的均值(即作为热史模拟最终结果)。
进一步地，如图7所示，图7为本发明实施例提供的另一种根据热史模拟最终结果得到的对应的年龄-有效铀浓度曲线的结构示意图；该图可形象展示出年龄(Age)-有效铀浓度曲线(eU)与三个磷灰石颗粒实验年龄之间的关系。
示意性地，再以锆石颗粒为例，如图8所示，图8为本发明实施例提供的另一种对含有三个锆石颗粒U-Th/He年龄的样品进行热史模拟的结构示意图；图8中，灰色区域为GOF>0.05的可接受区域，黑色热史曲线为高精度区域(如果没有GOF>0.5的热史曲线构成的高精度区域出现，则选取GOF>0.05的热史曲线的可接受区域)的均值(即作为热史模拟最终结果)。
进一步地，如图9所示，图9为本发明实施例提供的另一种根据热史模拟最终结果得到的对应的年龄-有效铀浓度曲线的结构示意图；该图可形象展示出年龄(Age)-有效铀浓度曲线(eU)与三个锆石颗粒实验年龄之间的关系。
在一个实施例中，如图10所示，图10为本发明实施例提供的一种基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟装置的结构示意图；本发明还提供了一种基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟装置，包括数据获取模块110、区间确定模块120、热史模拟模块130，具体包括如下：
数据获取模块110，用于从岩石样品中获取多个矿物颗粒，并通过U-Th/He对各个矿物颗粒进行测年，得到每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差；
区间确定模块120，用于获取若干条热史曲线，并计算每条热史曲线的模拟年龄，根据每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差、获取的颗粒数量以及每条热史曲线的模拟年龄计算对应的拟合优度；
热史模拟模块130，用于根据所述拟合优度筛选出符合条件的热史曲线，并根据筛选结果生成最终的热史模拟结果。
本发明突出了多颗粒年龄分布与有效铀浓度呈现规律性变化的情况，在多颗粒年龄差异较大且与年龄随有效铀浓度增加而增加的情况下，非常适用；并且，在热史模拟过程中不但避免了对部分颗粒的舍弃，也提高了热史模拟的精度，为热历史模拟提供了新的提升方案。
在一个实施例中，本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如上述实施例中任一项所述基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法的步骤。
在一个实施例中，本发明还提供了一种计算机设备，所述计算机设备中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如上述实施例中任一项所述基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法的步骤。
示意性地，如图11所示，图11为本发明实施例提供的一种计算机设备的内部结构示意图，该计算机设备200可以被提供为一服务器。参照图11，计算机设备200包括处理组件202，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器201所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件202的执行的指令，例如应用程序。存储器201中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件202被配置为执行指令，以执行上述任意实施例的基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法。
计算机设备200还可以包括一个电源组件203被配置为执行计算机设备200的电源管理，一个有线或无线网络接口204被配置为将计算机设备200连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口205。计算机设备200可以操作基于存储在存储器201的操作系统，例如WindowsServer TM、Mac OS XTM、Unix TM、Linux TM、Free BSDTM或类似。
本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法，其特征在于，包括：
从岩石样品中筛选矿物、挑选晶体以及计算校正参数后获取多个矿物颗粒，并通过U-Th/He对各个矿物颗粒进行测年，得到每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差；
根据所述岩石样品在所经历的时间段内的冷却模式选取若干条热史曲线，并计算每条热史曲线的模拟年龄；
根据每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差、获取的颗粒数量以及每条热史曲线的模拟年龄计算对应的拟合优度；根据所述拟合优度筛选出符合条件的热史曲线，并根据筛选结果生成最终的热史模拟结果，包括：
根据每个矿物颗粒对应的实验年龄误差和获取的颗粒数量计算对应的实验年龄平均误差，计算公式如下：
其中，σi为第i个矿物颗粒的实验年龄误差，n为颗粒数量，为实验平均误差；
根据每个矿物颗粒对应的实验年龄以及单条热史曲线的模拟年龄计算多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差，计算公式如下：
其中，为多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差，oi为第i个矿物颗粒的实验年龄，Mi为第i个矿物颗粒所对应的单条热史曲线的模拟年龄范围；
通过所述实验年龄平均误差、所述多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差计算对应的拟合优度；
获取若干条热史曲线与每个矿物颗粒之间的拟合优度，并根据所述拟合优度筛选出符合条件的热史曲线；
将所述符合条件的热史曲线对应的均值作为最终的热史模拟结果；
或者，在单个矿物颗粒的实验年龄误差范围内，将所述矿物颗粒对应的实验年龄与每条热史曲线的模拟年龄之间进行比对，并筛选出符合筛选标准的热史曲线；
重复上述过程，直到所有的矿物颗粒均完成反演过程，得到最终符合筛选标准的热史曲线，并根据所述热史曲线生成最终的热史模拟结果。
2.根据权利要求1所述的基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法，其特征在于，所述通过所述实验年龄平均误差、所述多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差计算对应的拟合优度的计算公式为：
其中，p-value为概率值，即拟合优度。
3.一种基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于从岩石样品中筛选矿物、挑选晶体以及计算校正参数后获取多个矿物颗粒，并通过U-Th/He对各个矿物颗粒进行测年，得到每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差；
区间确定模块，用于根据所述岩石样品在所经历的时间段内的冷却模式选取若干条热史曲线，并计算每条热史曲线的模拟年龄；
热史模拟模块，用于根据每个矿物颗粒对应的实验年龄、实验年龄误差、获取的颗粒数量以及每条热史曲线的模拟年龄计算对应的拟合优度；根据所述拟合优度筛选出符合条件的热史曲线，并根据筛选结果生成最终的热史模拟结果，包括：
根据每个矿物颗粒对应的实验年龄误差和获取的颗粒数量计算对应的实验年龄平均误差，计算公式如下：
其中，σi为第i个矿物颗粒的实验年龄误差，n为颗粒数量，为实验平均误差；
根据每个矿物颗粒对应的实验年龄以及单条热史曲线的模拟年龄计算多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差，计算公式如下：
其中，为多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差，oi为第i个矿物颗粒的实验年龄，Mi为第i个矿物颗粒所对应的单条热史曲线的模拟年龄范围；
通过所述实验年龄平均误差、所述多颗粒模拟年龄与实验年龄之间的平均误差计算对应的拟合优度；
获取若干条热史曲线与每个矿物颗粒之间的拟合优度，并根据所述拟合优度筛选出符合条件的热史曲线；
将所述符合条件的热史曲线对应的均值作为最终的热史模拟结果；
或者，在单个矿物颗粒的实验年龄误差范围内，将所述矿物颗粒对应的实验年龄与每条热史曲线的模拟年龄之间进行比对，并筛选出符合筛选标准的热史曲线；
重复上述过程，直到所有的矿物颗粒均完成反演过程，得到最终符合筛选标准的热史曲线，并根据所述热史曲线生成最终的热史模拟结果。
4.一种存储介质，其特征在于：所述存储介质中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如权利要求1至2中任一项所述基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法的步骤。
5.一种计算机设备，其特征在于：所述计算机设备中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如权利要求1至2中任一项所述基于多颗粒U-Th/He年龄的热史模拟方法的步骤。
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