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花岗岩矿物正交偏光镜下图像人工智能识别研究

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矿物学报 2024年第1期44卷 11-23页

作者：王名越狄永军张春禹中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

人工智能在地球科学领域中的应用是近年来研究的热点,对地球科学的发展有着重要意义,其应用之一就是使用计算机视觉技术实现岩石或矿物的自动化识别分类。然而,目前大多研究直接对岩石薄片图像进行分类,不能够精细定位并识别薄片中多且... 详细信息

人工智能在地球科学领域中的应用是近年来研究的热点,对地球科学的发展有着重要意义,其应用之一就是使用计算机视觉技术实现岩石或矿物的自动化识别分类。然而,目前大多研究直接对岩石薄片图像进行分类,不能够精细定位并识别薄片中多且复杂的矿物目标。虽然现已有许多学者将目标检测技术应用于岩石矿物的图像识别分类中,但这些方法识别的对象大多是岩石手标本图像,只能对图像中的单一对象检测。在识别分类研究领域中,缺少对岩石薄片镜下图像识别的算法及质量较好的相关数据集。为了解决这些问题,本文首先采集了3000张正交偏光镜下花岗岩薄片图像,标注矿物样本10000余个,并通过数据增广方式对数据集进行增强,建立了一个质量较好、具有多样性的数据集。其次本文提出基于Yolov5x的改进算法RDB-Yolov5x。这种方法在特征提取过程中添加了密集连接方式,使用密集连接残差模块(RDB)替代传统的残差结构,有效地保留了图像的语义和位置信息细节。实验结果表明该方法泛化能力较好,在对图像中小尺寸、特征模糊的矿物颗粒的识别中表现出优秀的性能,可以准确有效地对花岗岩中的五类目标矿物(石英、黑云母、白云母、斜长石、钾长石)进行识别,平均精度均值m AP达到94.1%。较对比方法,在IoU阈值为50%时提高了0.5%,阈值为95%时提高了1%。

关键词：人工智能识别岩石矿物 RDB-Yolov5x 镜下图像

识别富斜长石花岗岩类的岩石化学图解:评价与辨析

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地质论评 2024年第5期70卷 1963-1980页

作者：张金朋汪洋中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

富斜长石花岗岩类指其实际矿物含量中斜长石在长石中的比例超过65%的花岗质侵入岩,包括英云闪长岩(tonalite)、奥长花岗岩(trondhjemite)和花岗闪长岩(granodiorite)。前寒武纪大陆地壳所包含的英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩组合... 详细信息

富斜长石花岗岩类指其实际矿物含量中斜长石在长石中的比例超过65%的花岗质侵入岩,包括英云闪长岩(tonalite)、奥长花岗岩(trondhjemite)和花岗闪长岩(granodiorite)。前寒武纪大陆地壳所包含的英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩组合被称为TTG岩套,现今弧岩浆组合也包括相当数量的英云闪长岩或奥长花岗岩以及花岗闪长岩。有效判别富斜长石花岗岩类对了解大陆地壳的组成以及地壳形成的过程和机制具有重要意义。本文基于全球典型英云闪长岩(含奥长花岗岩)、花岗闪长岩及其相关岩性的687组数据,以实际矿物v(Q)—v(A)—v(P)分类图为基准,对n(An)—n(Ab)—n(Or)、n(Q′)—n(ANOR)和w(SiO_(2)′)—w(CaO)/[w(K_(2)O)+w(CaO)]3种分类图解识别富斜长石花岗岩类的可靠性进行检验。结果表明三种判别图解对富斜长石长英质侵入岩的判别正确率在70%左右。对实际矿物含量v(Q)—v(A)—v(P)图解投影在英云闪长岩(含奥长花岗岩)的样品,w(SiO_(2)′)—w(CaO)/[w(K_(2)O)+w(CaO)]图解的判别准确率达90%,n(Q′)—n(ANOR)图解和n(An)—n(Ab)—n(Or)图解约为75%。对实际矿物含量QAP图解投影在花岗闪长岩的样品,3种图解的判别准确率均在70%左右。w(SiO_(2)′)—w(CaO)/[w(K_(2)O)+w(CaO)]和n(Q′)—n(ANOR)图解是识别英云闪长岩(含奥长花岗岩)有效岩石化学方法。实例研究表明,福建长乐—南澳构造带早白垩世和台湾大南澳晚白垩世侵入岩组合均不属于经典定义的TTG岩套。

关键词：富斜长石花岗岩类英云闪长岩奥长花岗岩花岗闪长岩 TTG岩套 QAP图解 Q′—ANOR图解 SiO_(2)′—CaO/[K_(2)O+CaO]图解 An—Ab—Or图解

川东红星地区上二叠统吴家坪组沉积相演化与核形石发育条件

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地球科学 2024年

作者：易雨昊朱红涛陆亚秋李凯孟志勇陈发垚中国地质大学(武汉)资源学院中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司勘探开发研究院中国地质大学(武汉)地球科学学院

微生物岩或微生物相关沉积的广泛发育是生物大灭绝之后常见的沉积学响应。近期研究认为中二叠世末灭绝事件是地质历史上第六大生物灭绝事件，但目前关于该灭绝后微生物沉积记录研究较为缺乏。本次研究对川东红星地区HY3井上二叠统吴家... 详细信息

微生物岩或微生物相关沉积的广泛发育是生物大灭绝之后常见的沉积学响应。近期研究认为中二叠世末灭绝事件是地质历史上第六大生物灭绝事件，但目前关于该灭绝后微生物沉积记录研究较为缺乏。本次研究对川东红星地区HY3井上二叠统吴家坪组底部的一套核形石灰岩展开了详细调查，并分析了其相关地层的沉积相演化。在HY3井茅口组顶部至长兴组底部，共识别出5个沉积相（组合）和11种沉积微相。纵向上，吴家坪组沉积相演化显示出3个整体水深逐步加大的三级海平面变化旋回，其中核形石仅见于吴家坪期第1沉积旋回海侵阶段的中-后期。根据核心和纹层特征，可将HY3井吴家坪组核形石分为4种类型。随着沉积水深加大，核形石的类型、直径、密度等参数在纵向上呈现出3个差异明显的发育阶段，这些参数变化均指示合适的水动力条件是核形石发育的关键因素之一。此外，这些核形石的发育可能还受到生物灭绝和陆源输入的影响。核形石发育层位对应于中二叠世末生物灭绝的灾后期，后生生物多样性锐减为以微生物诱导为沉积机制的核形石发育提供了充足的生态空间。在核形石灰岩之上相邻层位、水深条件相当的地层中，可能由于更靠近煤层，陆源输入增强，导致核形石不再发育。

关键词：晚二叠世吴家坪组沉积微相核形石生物灭绝海平面变化

塔里木盆地现代分支河流体系形态、分布及其主控因素

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岩性油气藏 2024年第4期36卷 44-56页

作者：孟庆昊张昌民张祥辉朱锐向建波长江大学地球科学学院武汉430100

结合野外地质考察成果,运用地理信息软件测量了塔里木盆地及其周缘发育的分支河流体系(DFS),对比盆地不同区域DFS几何形态参数差异,以探究DFS发育规律及其主控因素。研究结果表明:(1)塔里木盆地沉积体系划分为DFS、轴向沉积体系、沙漠... 详细信息

结合野外地质考察成果,运用地理信息软件测量了塔里木盆地及其周缘发育的分支河流体系(DFS),对比盆地不同区域DFS几何形态参数差异,以探究DFS发育规律及其主控因素。研究结果表明:(1)塔里木盆地沉积体系划分为DFS、轴向沉积体系、沙漠沉积体系及其他沉积体系4种类型,DFS总面积占比最高,约为36%,主要发育在南天山山前区、昆仑山山前区以及阿尔金山山前区3个区域。(2)盆地DFS可划分为小型、大型、巨型3种类型,昆仑山山前区DFS发育规模最大,阿尔金山山前区其次,南天山山前区最小。规模大的DFS控制着盆地DFS格局,在测量的846个DFS中,盆地小型DFS数量占比高达89.4%,总面积占比5%;巨型DFS数量占比为2.2%,总面积占比达68%。(3)DFS几何形态主要参数包括面积、半径、坡度。面积与半径拟合优度R2为0.966 4,具有较强的正相关性;坡度与半径拟合优度R2为0.463 0,具有一定程度的负相关性;坡度与面积拟合优度R2为0.498 8,具有一定程度的负相关性。(4)DFS形态及分布的主控因素包括气候、水文、构造隆升程度。极端干旱的气候条件下,河流更易干涸,DFS发育规模受到限制;DFS半径与河流径流量相关性较强,河流径流量越大,DFS发育规模越大;构造隆升程度起主导作用,山体隆升越大,越容易发育更大规模的DFS。盆地内部负向构造单元促进DFS发育,正向构造单元阻碍DFS发育。

关键词：分支河流体系河流扇巨型扇几何形态构造隆升程度负向构造单元正向构造单元第四纪塔里木盆地陆相盆地

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中国黄土磁性地层研究进展与展望

海洋地质与第四纪地质 2024年第2期44卷 1-15页

作者：陈天然肖国桥林欣如潘卿中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院流域关键带演化湖北省重点实验室武汉430078 中国地质大学(武汉)地球科学学院生物地质与环境地质国家重点实验室武汉430078 中山大学大气科学学院行星环境与宜居性研究实验室珠海519000

中国黄土是最重要的第四纪陆相气候记录之一,磁极性地层是建立第四纪黄土年代框架的主要方法之一。本文总结了中国黄土所记录的布容/松山(Brunhes/Matuyama)、加拉米诺(Jaramillo)、奥尔都维(Olduvai)和松山/高斯(Matuyama/Gauss)等几... 详细信息

中国黄土是最重要的第四纪陆相气候记录之一,磁极性地层是建立第四纪黄土年代框架的主要方法之一。本文总结了中国黄土所记录的布容/松山(Brunhes/Matuyama)、加拉米诺(Jaramillo)、奥尔都维(Olduvai)和松山/高斯(Matuyama/Gauss)等几个作为主要定年依据的极性倒转界限的研究结果,并将黄土记录的这些界限位置与深海记录进行了对比。结果发现,不同黄土剖面所记录的各地磁极性倒转界限的位置并不一致,其差异可超过一个黄土-古土壤旋回,且不能用lock-in效应、气候和沉积速率差异、黄土地层划分差异来解释。这些地磁极性界限位置的差异指示极性界限附近的黄土可能经历了不同程度的重磁化。同时,这些差异也导致了不同研究者基于磁极性地层所建立的轨道尺度的黄土年代标尺与深海氧同位素记录的对比存在较大分歧。未来对黄土所记录的地磁场相对古强度(RPI)的研究可望为识别极性倒转界限的真实位置提供依据,并最终解决中国黄土与深海记录轨道尺度对比方案的分歧。

关键词：黄土第四纪磁性地层重磁化地磁场相对古强度

青海沟里地区斜长角闪岩锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素特征及其指示意义

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第3期54卷 862-876页

作者：吴胜宝孙国胜李雪孙九达齐雨宁王卓一马冬吉林大学地球科学学院长春130061

东昆仑造山带金水口群的沉积和变质时代一直存在争议。本文利用LA-ICP-MS技术对青海省都兰县沟里地区金水口群中的斜长角闪岩进行了锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素研究。结果显示:斜长角闪岩中6个测点的碎屑锆石年龄集中在2.1~2.0 Ga之间... 详细信息

东昆仑造山带金水口群的沉积和变质时代一直存在争议。本文利用LA-ICP-MS技术对青海省都兰县沟里地区金水口群中的斜长角闪岩进行了锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素研究。结果显示:斜长角闪岩中6个测点的碎屑锆石年龄集中在2.1~2.0 Ga之间,碎屑锆石最小年龄为1829 Ma,变质锆石的上交点年龄为(1905±300)Ma,误差较大,但暗示金水口群沉积时间漫长,沉积时代不晚于中元古代早期,故本文认为金水口群沉积时代在1800 Ma左右;年龄集中于2100 Ma的碎屑锆石具有麻粒岩相变质锆石特征。变质锆石年龄集中于450~420 Ma之间,12个点的加权平均年龄为(444.3±5.3)Ma,为早古生代,该年龄与东昆仑造山带响应原特提斯洋俯冲拼合并发生区域深熔作用的年龄基本一致;锆石^(176)Lu/^(177)Hf值较低,变质锆石ε_(Hf)(t)值为-35.41~-3.75,T_(DM2)介于3641~1666 Ma之间,源岩物质为古老地壳再循环的产物;古元古代碎屑锆石ε_(Hf)(t)值为-2.98~25.58,T_(DM2)介于2833~920 Ma之间,源区为来源于亏损地幔的陆壳,与太古宙TTG岩系相似,暗示阿尔金地块的TTG岩系为金水口群提供了部分物质来源。金水口群沉积于活动大陆边缘或初始裂谷盆地,上部沉积盖层冰沟群与万宝沟群沉积于浅海陆棚,沉积过程具有连续性。

关键词：金水口群斜长角闪岩锆石U-Pb定年锆石Lu-Hf同位素分析东昆仑造山带

青藏高原东北缘循化盆地中中新世—早上新世黏土矿物及其古气候意义

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地质学报 2024年第4期98卷 1291-1309页

作者：胡飞殷科姬凯鹏刘钊肖唐付黄蔚何翔骆满生张克信广州大学环境科学与工程学院广东广州510006 广东省地质调查院广东广州510000 中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074 湖北省地质局水文地质工程地质大队湖北荆州434020 河北地质大学宝石与材料学院河北石家庄050031 中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学地质调查研究院湖北武汉430074

青藏高原东北缘古气候可能受控于全球变冷、青藏高原隆升及局地地形变化的影响。为解析气候演化过程及驱动因素,本文以青藏高原东北缘循化盆地西沟剖面作为研究对象,在已有古地磁年龄约束基础上,分析了中中新世—早上新世沉积物中黏土... 详细信息

青藏高原东北缘古气候可能受控于全球变冷、青藏高原隆升及局地地形变化的影响。为解析气候演化过程及驱动因素,本文以青藏高原东北缘循化盆地西沟剖面作为研究对象,在已有古地磁年龄约束基础上,分析了中中新世—早上新世沉积物中黏土矿物的组成和微观形貌特征。结果表明,西沟剖面沉积物中黏土矿物主要由伊利石、蒙脱石、绿泥石和高岭石组成,其中伊利石含量最高,平均为59.3%;蒙脱石次之,平均为18.2%,绿泥石平均含量为12.3%,高岭石平均含量为10.2%。根据剖面中黏土矿物含量和比值的变化特征,结合循化盆地西沟剖面的沉积速率、孢粉记录、有机质碳同位素和沉积岩地球化学比值,并与深海氧同位素值(δ^(18)O)变化曲线对比,将循化盆地14.6~5.0 Ma气候环境演化划分为3个阶段:14.6~12.7 Ma,气候干冷期,与北半球冰盖扩展引发的全球性降温事件有关;12.7~8.0 Ma,气候相对温暖湿润期,可能与循化盆地周围山体隆升有关,即积石山在~12.7 Ma隆升至临界高度,成为西风带输送水汽的地形屏障,使得循化盆地内的降水增强;8.0~5.0 Ma,气候再次转向干冷期,该阶段气候的干旱化对应于青藏高原在8 Ma左右的快速隆升,高原进一步的隆升阻碍东亚季风西风带的暖湿气流向内陆的输送,从而引起区域干旱化。

关键词：中中新世—早上新世黏土矿物循化盆地干旱化全球变冷青藏高原隆升

混合分解多目标进化算法求解绿色置换流水车间调度问题

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控制与决策 2024年第8期39卷 2737-2745页

作者：罗聪龚文引中国地质大学计算机学院武汉430074

针对考虑能量消耗的绿色置换流水车间调度问题,以最大完工时间和总能量消耗为优化目标,提出一种混合分解多目标进化算法(HMOEA/D).首先,为了保持初始种群的多样性,使用一种混合初始化策略产生高质量初始种群;其次,采用禁忌搜索策略作为... 详细信息

针对考虑能量消耗的绿色置换流水车间调度问题,以最大完工时间和总能量消耗为优化目标,提出一种混合分解多目标进化算法(HMOEA/D).首先,为了保持初始种群的多样性,使用一种混合初始化策略产生高质量初始种群;其次,采用禁忌搜索策略作为局部搜索算子,强化算法跳出局部最优能力;最后,提出节能策略,以进一步优化总能量消耗目标.通过对标准测试集进行仿真实验并与代表性算法进行比较,验证所提出算法的优越性.

关键词：置换流水车间调度绿色调度禁忌搜索策略节能策略分解多目标进化算法多目标优化

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川西高原毛垭坝盆地全新世气候变化

地质科技通报 2024年第1期43卷 173-183页

作者：邹司雅季军良徐亚东朱宁中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院武汉430074 中国地质大学(武汉)流域关键带演化湖北省重点实验室武汉430074 中国地质大学(武汉)地球科学学院武汉430074 中国地质调查局自然资源实物地质资料中心河北廊坊065201

在西风带、东亚季风和印度季风的共同影响下,青藏高原不同区域全新世气候变化过程存在显著差异,加强不同区域古气候变化研究对重建青藏高原全新世气候变化过程及理解其变化机制具有重要意义。以青藏高原东部川西高原理塘县毛垭坝盆地全... 详细信息

在西风带、东亚季风和印度季风的共同影响下,青藏高原不同区域全新世气候变化过程存在显著差异,加强不同区域古气候变化研究对重建青藏高原全新世气候变化过程及理解其变化机制具有重要意义。以青藏高原东部川西高原理塘县毛垭坝盆地全新世地层为研究对象,在14C测年的基础上,通过沉积环境和多个古气候代用指标的分析,重建了全新世气候变化过程。毛垭坝盆地早-中全新世冰水湖沉积物覆盖在末次冰期冰碛物之上,晚全新世为冲洪积物。全新世沉积物在筛除砾石(粒径>2 mm)后的粒度组成以中粉砂以下粒级(粒径80%,是冰川磨蚀作用的产物。磁化率在古土壤层明显增大,结合粒径<1μm粒度组分的出现,可能说明成壤作用生成的强磁性矿物是磁化率值增大的原因。在冰水湖还原环境中磁化率值显著减小,可能与磁性矿物溶解有关。结合总有机碳(TOC)和色度参数的综合分析表明,毛垭坝盆地早全新世气候温干,中全新世暖湿,晚全新世温干,这一变化过程与青藏高原东部全新世气候变化总的趋势相符。在晚全新世气候温干的趋势下,毛垭坝盆地在2 700 a BP古土壤发育,气候温湿。

关键词：青藏高原川西高原毛垭坝盆地全新世气候变化

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