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小样本下基于改进ACGAN数据增强的X射线矿石图像分类方法

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有色金属工程 2024年第3期14卷 122-132页

作者：王文何剑锋朱文松李卫东聂逢君夏菲汪雪元钟国韵瞿金辉东华理工大学江西省核地学数据科学与系统工程技术研究中心南昌330013 东华理工大学信息工程学院南昌330013 东华理工大学江西省放射性地学大数据技术工程实验室南昌330013

针对工业领域利用深度学习模型对矿石进行在线分类时,矿石样本稀少导致的模型过拟合、分类准确率低的问题,提出一种结合X射线透射成像技术的矿石数据增强分类方法。该方法基于改进辅助生成对抗网络(Enhance-based Classification ACGAN-... 详细信息

针对工业领域利用深度学习模型对矿石进行在线分类时,矿石样本稀少导致的模型过拟合、分类准确率低的问题,提出一种结合X射线透射成像技术的矿石数据增强分类方法。该方法基于改进辅助生成对抗网络(Enhance-based Classification ACGAN-gp, EC-ACGAN-gp),采用卷积和连续残差块构建判别器和生成器,引入注意力机制捕捉矿石细节特征,生成高质量样本扩充原始数据集,同时使用带梯度惩罚的Wasserstein距离重构判别器的损失函数提高对抗训练的稳定性,避免模式崩溃。通过增加辅助分类器重建样本标签信息,最终实现矿石样本的类别预测。结果表明,该方法能实现矿石品位分类的精准预测,准确率可达89.62%,比现有传统方法提高3.98%。该模型生成的矿石样本泛化性良好,能够显著提高小样本数据集的泛化性,在SVM、LeNet5、VGGNet、ResNet上测试,精度分别提升了2.83%、2.36%、1.89%和3.74%,可进一步用于提升其他分类模型在矿石品位预测方面的性能。

关键词：矿石分类小样本数据增强辅助生成对抗网络 X射线成像自注意力机制

海拉尔盆地克鲁伦凹陷伊敏组绿泥石特征及其与铀成矿关系

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矿物岩石 2024年第3期44卷 78-89页

作者：孟繁敏聂逢君夏菲杜宝华严兆彬周文博孙达张荣王长虹东华理工大学地球科学学院江西南昌330013 核工业二四三大队内蒙古赤峰024000 湖南省核地质与核技术应用中心湖南长沙410014

克鲁伦凹陷含矿目的层伊敏组铀矿化与绿泥石关系密切。本次研究针对克鲁伦凹陷伊敏组中灰白色砂岩、灰绿色砂岩和灰色砂岩的绿泥石开展岩相学和电子探针原位微区分析,旨在查明绿泥石特征及其与铀矿化关系。通过化学定量分析确定了绿泥... 详细信息

克鲁伦凹陷含矿目的层伊敏组铀矿化与绿泥石关系密切。本次研究针对克鲁伦凹陷伊敏组中灰白色砂岩、灰绿色砂岩和灰色砂岩的绿泥石开展岩相学和电子探针原位微区分析,旨在查明绿泥石特征及其与铀矿化关系。通过化学定量分析确定了绿泥石种类并大致确定其形成条件,在此基础上探讨了不同种类绿泥石性质及其与铀成矿关系。结果显示,研究区绿泥石可以分为孔隙充填型和黑云母蚀变型。Fe-Si图解表明伊敏组中灰色砂岩和少量灰白色砂岩中绿泥石主要为蠕绿泥石,多数灰白色砂岩和个别灰绿色砂岩中绿泥石为密绿泥石,少数灰白色砂岩和灰绿色砂岩中绿泥石为铁斜绿泥石。根据Mg/(Fe+Mg)-Al/(Al+Fe+Mg)关系图解确定不同颜色中绿泥石主要来源于镁铁质流体,少量为泥质来源。依据经验公式计算所得灰白色砂岩的绿泥石形成温度为150~170℃;灰绿色砂岩的绿泥石形成温度为150~180℃;灰色砂岩的绿泥石形成温度为170~200℃,结合绿泥石中主要阳离子与镁的关系图解共同确定出绿泥石是由多期次的中低温热液流体作用产物。与铀成矿有关的灰色砂岩中绿泥石较灰白色砂岩和灰绿色砂岩的绿泥石形成于更还原环境,其形成机制包括溶蚀-结晶和溶蚀-迁移-结晶两种方式。绿泥石化过程以及与绿泥石形成有关的热液作用既能够促进了铀的活化迁移,也促进了铀的吸附沉淀。

关键词：绿泥石电子探针铀成矿克鲁伦凹陷

基于T值映射的双能X射线透射识别矿石算法与分选技术研究

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有色金属（选矿部分） 2024年第2期 36-41页

作者：朱文松何剑锋王文聂逢君夏菲钟国韵汪雪元张雄杰瞿金辉东华理工大学江西省核地学数据科学与系统工程技术研究中心南昌330013 东华理工大学信息工程学院南昌330013 东华理工大学江西省放射性地学大数据技术工程实验室南昌330013

将与矿石原子序数相关的R值图像映射方法运用在矿物识别中能够较准确的识别矿石,但是由于R值的推导直接忽略了矿石厚度的影响,这必然会导致R值识别结果受厚度的影响较大,所以由R值算法为基础的图像映射方法必然存在一定的缺陷。而与矿... 详细信息

将与矿石原子序数相关的R值图像映射方法运用在矿物识别中能够较准确的识别矿石,但是由于R值的推导直接忽略了矿石厚度的影响,这必然会导致R值识别结果受厚度的影响较大,所以由R值算法为基础的图像映射方法必然存在一定的缺陷。而与矿石厚度及密度相关的T值算法保留了厚度和密度两个重要参数,因此使用T值识别算法得到的图像信息量将会更多。使用T值图像映射方法对采集到的双能X射线透射矿石的图像进行验证。首先,对铝和铜试件进行T值与R值曲线拟合识别算法的优劣对比,经过试验可知,R值曲线拟合的相关系数分别为0.900 24和0.880 31,而T值曲线拟合的相关系数则分别达到了0.998 4和0.991 16,因此可得出T值识别算法相对减小了厚度对物质识别的影响且T值算法相比R值算法更优。本文在此研究的基础上提出一种基于T值的图像映射方法。该方法首先利用灰度值来代替信号强度值计算出T值,得到由T值作为等大小的灰度图像,然后再先后使用数学形态学图像处理以及中值滤波技术对图像进行清晰化处理,最后使用RGB伪彩色处理得到最终的图像。经过试验对比可知,T值图像映射方法相较于R值图像映射方法不仅在运行速度上得到了提高,而且在图像清晰度以及矿石识别的准确率上都得到了较好的提升。

关键词：双能X射线矿石识别 T值算法图像映射

松辽盆地东北缘姚家组岩石地球化学特征、物源构造环境及其与铀成矿关系浅析

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地质学报 2021年第11期95卷 3472-3491页

作者：李研聂逢君严兆彬东华理工大学江西南昌330013 核工业二四○研究所辽宁沈阳110000

对于砂岩型铀矿找矿工作及评价而言,赋铀砂体的物源是其关键。松辽盆地东北缘姚家组是其重要的赋矿层位,本文通过对松辽盆地东北缘姚家组砂岩及蚀源区花岗岩21件样品进行主量、微量、稀土元素及磷灰石裂变径迹年代学进行分析,并结合前... 详细信息

对于砂岩型铀矿找矿工作及评价而言,赋铀砂体的物源是其关键。松辽盆地东北缘姚家组是其重要的赋矿层位,本文通过对松辽盆地东北缘姚家组砂岩及蚀源区花岗岩21件样品进行主量、微量、稀土元素及磷灰石裂变径迹年代学进行分析,并结合前人成果,旨在探讨姚家组氧化-还原条件、源区构造背景及古气候演变对铀成矿的影响。研究表明:(1)姚家组砂岩主要为长石岩屑砂岩,与蚀源区花岗岩具有相似的地球化学特征,均具有高硅(SiO_(2)=66.38%~77.71%)、富碱(Na_(2)O+K_(2)O=6.22%~9.35%)、铝(Al_(2)O_(2)=12.11%~17.25%)、贫镁钙(MgO=0.13%~1.15%,CaO=0.21%~2.41%)的特征,稀土总量不高(∑REE=84.29×10^(-6)~239.38×10^(-6)),轻稀土分馏系数(La/Sm)_(N)为2.62~4.69,重稀土分馏系数(Gd/Yb)_(N)为1.48~3.30,具有壳源岩浆特点。(2)元素B、Sr/Ba、B/Ga组合及U/Th、V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co的组合指示姚家组沉积时的古水体介质均为富氧的淡水环境,Fe^(2+)/Fe^(2+)指示姚家组成岩阶段经历了后生还原作用。(3)ICV值为0.65~0.74,平均值为0.69,均小于1,修正后的CIA平均值为64.01,代表可能经历了再旋回作用或者首次沉积过程中经历了中等风化作用。(4)姚家组砂岩在La/Th-Hf和Co/Th-La/Th判别图解上显示沉积物源主要来自上地壳的长英质岩石,且在构造判别图解上,姚家组砂岩和蚀源区花岗岩样品几乎全部落入活动大陆边缘与火山弧花岗岩区,显示其构造背景为活动大陆边缘环境。(5)磷灰石裂变径迹年代学表明松辽盆地北部在中晚侏罗世以来整体为持续降温过程,可分为4个阶段:即晚侏罗世—晚白垩世初(160~90 Ma)的急剧冷却隆升过程;晚白垩世初—古近纪中新世(90~40 Ma)缓慢冷却(稳定)阶段;古近纪中新世—古近纪末(40~25 Ma)较快速升温阶段;古近纪末(25~0 Ma)缓慢冷却(稳定)阶段,其中在晚白垩世—古近纪期间发生了一次构造岩浆热事件改造的作用,是后期大规模铀成矿物质基础,为铀成矿作用创造了必需的构造和水动力条件,且在区域上基性岩浆活动与主要铀成矿作用同期,表明在松辽盆地北部有可能存在热液或热动力辅助成矿作用。综合以上分析认为,松辽盆地东北缘姚家期的构造条件、古气候、富氧古水体、有利的沉积相及厚大砂体对本区砂岩型大规模成矿具有重要地质意义。

关键词：地球化学磷灰石裂变径迹姚家组砂岩型铀矿松辽盆地东北部

开鲁盆地宝龙山地区姚家组物源及铀源分析:来自地球化学特征及碎屑锆石U-Pb年代学证据

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矿物岩石 2023年第4期43卷 33-48页

作者：陈梦雅聂逢君东华理工大学地球科学学院江西南昌330013

开鲁盆地位于松辽盆地西南部,是中国北方砂岩型铀矿勘查的重点地区。自钱家店铀矿床发现以来,盆地内上白垩统姚家组中相继发现了一系列具有工业价值的铀矿床,显示其勘探潜力。为查明研究区目的层砂岩的沉积物源和铀源特征,本次研究对开... 详细信息

开鲁盆地位于松辽盆地西南部,是中国北方砂岩型铀矿勘查的重点地区。自钱家店铀矿床发现以来,盆地内上白垩统姚家组中相继发现了一系列具有工业价值的铀矿床,显示其勘探潜力。为查明研究区目的层砂岩的沉积物源和铀源特征,本次研究对开鲁盆地宝龙山地区姚家组砂岩进行了碎屑组分、全岩地球化学和碎屑锆石LA-ICP-MS定年分析。结果表明:研究区砂岩主要为岩屑砂岩,成分成熟度低,具有近物源,沉积较快的特征。样品轻稀土元素(LREE)含量为80.27×10^(-6)~184.67×10^(-6),平均119.21×10^(-6);重稀土元素(HREE)的含量为11.38×10^(-6)~23.31×10^(-6)(平均15.02×10^(-6)),LREE/HREE为6.91~8.93(平均7.92),表明轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土高度分馏。稀土元素球粒陨石标准化曲线具有明显的右倾及负Eu异常(δEu=0.49~0.84,平均0.57)。CIA指数(58.41~74.80)及CIW指数(74.52~95.74)指示姚家组母岩经历了中等至强烈的风化蚀变。物源主要形成于上大陆地壳活动大陆边缘环境。碎屑锆石U-Pb年龄为126~2501 Ma,具有两个主要的年龄范围:126~155 Ma和245~276 Ma,此外还有少量早古生代及古元古代的锆石。通过区域对比分析,明确了姚家组碎屑物质主要来自大兴安岭南段,少量来自燕山造山带的贡献。母岩主要为物源区广泛出露的长英质火成岩,并混合有少量变质岩组合。除了为研究区提供碎屑物质外,源区富含铀的长英质火成岩还提供了长期、稳定和良好的铀源,表明研究区的铀矿勘探潜力巨大。

关键词：开鲁盆地姚家组地球化学特征 U-Pb年龄铀源

小波变换导数法X射线荧光光谱自适应寻峰研究

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光谱学与光谱分析 2020年第12期40卷 3930-3935页

作者：汪雪元何剑锋刘琳聂逢君东华理工大学江西省放射性地学大数据技术工程实验室江西南昌330013 东华理工大学江西省核地学数据科学与系统工程技术研究中心江西南昌330013 东华理工大学软件学院江西南昌330013

重峰分辨能力和弱峰识别能力是衡量X射线荧光光谱寻峰的关键性指标,常见寻峰方法难以同时满足较高的重峰分辨能力和弱峰识别能力。应用单个常见寻峰方法对复杂地质样品的X射线荧光光谱寻峰,往往难以识别出光谱中所有的特征峰。通过对导... 详细信息

重峰分辨能力和弱峰识别能力是衡量X射线荧光光谱寻峰的关键性指标,常见寻峰方法难以同时满足较高的重峰分辨能力和弱峰识别能力。应用单个常见寻峰方法对复杂地质样品的X射线荧光光谱寻峰,往往难以识别出光谱中所有的特征峰。通过对导数法、小波变换法等经典寻峰方法的分析,可知:导数法具有较强的弱峰识别能力,但光谱的光滑效果影响光谱寻峰结果;小波变换法具有较强的重峰分辨能力,但小波分解尺度的选择影响光谱寻峰结果。提出了一种基于导数法和小波变换法的X射线荧光光谱自适应寻峰算法。该算法先对原始光谱进行连续小波变换,得到不同分解尺度的小波变换系数谱;然后对不同分解尺度的小波变换系数谱进行一阶导数寻峰并合并寻峰结果;最后根据X荧光分析仪的能量刻度和元素特征X射线参数表确定原始光谱中元素特征峰。该算法在寻峰过程中,无需对原始光谱进行光滑,也无需确定光谱的小波变换分解尺度。应用一阶导数法、连续小波变换法和该算法对一标准样品的X射线荧光光谱进行寻峰。实验结果表明:该算法具有较高的重峰分辨能力和弱峰识别能力,优于导数法和小波变换法在寻峰中的表现,并在实际应用生产中取得了优良效果。

关键词： X射线荧光光谱寻峰导数法小波变换

Improved tilt-depth method for fast estimation of top and bottom depths of magnetic bodies

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Applied Geophysics 2016年第2期13卷 249-256,416页

作者：王彦国张瑾葛坤朋陈晓聂逢君东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室南昌330013

The tilt-depth method can be used to make fast estimation of the top depth of magnetic bodies. However, it is unable to estimate bottom depths and its every inversion point only has a single solution. In order to resolve such weaknesses, this paper presents an improved tilt-depth method based on the magnetic anomaly expression of vertical contact with a finite depth extent, which can simultaneously estimate top and bottom depths of magnetic bodies. In addition, multiple characteristic points are selected on the tilt angle map for joint computation to improve reliability of inversion solutions. Two- and three- dimensional model tests show that this improved tilt-depth method is effective in inverting buried depths of top and bottom bodies, and has a higher inversion precision for top depths than the conventional method. The improved method is then used to process aeromagnetic data over the Changling Fault Depression in the Songliao Basin, and inversion results of top depths are found to be more accurate for actual top depths of volcanic rocks in two nearby drilled wells than those using the conventional tilt-depth method.

关键词： Tilt-depth method Buried depth Changling Fault Depression Volcanic rocks

新疆十红滩铀矿床含矿目的层物质来源及其构造背景分析:来自岩石学和地球化学的证据

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科学技术与工程 2019年第18期19卷 86-92页

作者：张鑫聂逢君东华理工大学地球科学学院南昌330013 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室南昌330013

十红滩铀矿床位于中国新疆吐哈盆地西南缘艾丁湖斜坡,是典型的层间氧化带型铀矿床,西山窑组为最重要含矿目的层之一。明确其岩石学和地球化学特征,对于盆地找矿和地浸采铀均十分重要。通过对矿区西山窑组碎屑岩岩石学研究、微量元素和... 详细信息

十红滩铀矿床位于中国新疆吐哈盆地西南缘艾丁湖斜坡,是典型的层间氧化带型铀矿床,西山窑组为最重要含矿目的层之一。明确其岩石学和地球化学特征,对于盆地找矿和地浸采铀均十分重要。通过对矿区西山窑组碎屑岩岩石学研究、微量元素和稀土元素测试分析,可知西山窑组碎屑岩成分成熟度和结构成熟度均较低,以岩屑砂岩为主,为近物源沉积产物;母岩经历了较强风化作用,其成分特征与上地壳相似,轻稀土富集,重稀土较平坦,铕亏损较明显,物源主要来源于上地壳长英质岩石,母岩沉积构造背景为活动大陆边缘岛弧相关的沉积盆地。

关键词：十红滩铀矿床西山窑组岩石学地球化学特征

伊犁盆地南缘洪海沟矿床富大矿体地质特征与成因机制研究

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地质学报 2016年第12期90卷 3324-3336页

作者：陈奋雄聂逢君张成勇张占峰东华理工大学南昌330013 核工业二一六大队乌鲁木齐830011

洪海沟矿床是近年来伊犁盆地南缘发现的大型铀矿床,既有砂岩型工业铀矿体也有煤岩型工业铀矿体。本文从洪海沟矿床地质特征研究入手,分析该地区铀成矿的主控因素,从构造和沉积的角度探讨其对氧化带发育和铀空间定位的约束。研究认为,构... 详细信息

洪海沟矿床是近年来伊犁盆地南缘发现的大型铀矿床,既有砂岩型工业铀矿体也有煤岩型工业铀矿体。本文从洪海沟矿床地质特征研究入手,分析该地区铀成矿的主控因素,从构造和沉积的角度探讨其对氧化带发育和铀空间定位的约束。研究认为,构造斜坡带中次级隆起为成矿体提供流体的补给与氧化流体运移的动力,构造坡度的变异部位是成矿物质卸载的有利部位。主砂体是氧化流体运移的通道,制约并引导氧化流体的运移方向,砂体变异造成氧化带尖灭并控制着铀矿体的空间定位。氧化流体分带的多样性造成矿体类型和形态的多样,层间氧化带的平面分带性控制着砂岩型铀矿体的产出,氧化流体的垂向分带性控制煤岩型铀矿体的空间产出。

关键词：洪海沟砂岩型铀矿床氧化流体分带性垂向分带矿床成因