摘要: 为实现县域耕地土壤有机质 (soil organic matter, SOM) 的空间分布预测及制图, 并进一步揭示
其空间异质性的关键驱动机制, 笔者以吉林省农安县为研究区, 于 2023 年 4 月采集 57 个土壤表层样
点测定其 SOM 质量分数, 同步获取同期珠海一号高光谱影像数据。 综合运用多元线性回归 (multiple
linear regression, MLR)、 K 近 邻 算 法 ( K-nearest neighbors, KNN )、 支 持 向 量 机 ( support vector
machine, SVM)、 随机森林 (random forest, RF) 和极端梯度提升 (extreme gradient boosting, XGBoost)
等多种机器学习模型, 对研究区 SOM 进行空间预测及制图, 并结合地理探测器方法, 探究环境因子
对 SOM 空间异质性的驱动作用及多因子协同效应。 结果表明, XGBoost 模型的预测精度最高, 其决定
系数 (R2 ) 达到 0. 830, 能够较好地表征高光谱波段与 SOM 质量分数之间的非线性关系。 基于
XGBoost的空间制图结果显示, 研究区 SOM 质量分数总体呈现中东部较高、 西北部较低的空间格局,
其中东南部高肥力区域存在明显有机质富集, 而西北部盐碱化较严重区域 SOM 质量分数相对较低。
地理探测器的驱动因子分析结果显示, 研究区 SOM 空间异质性受土壤、 地形和气候等多类环境因子
共同影响, 其中土壤颗粒组成和容重等土壤本底因子起主导作用, 各环境因子之间存在显著的耦合增
强效应。 上述研究结果表明, 珠海一号高光谱影像具备良好的土壤有机质光谱响应能力, 结合机器学
习模型可实现土壤有机质高精度空间预测, 能够有效揭示有机质空间分布规律与内在成因, 可为土地
资源保护、 耕地肥力维持与区域粮食安全保障提供科学支撑。

地下水封洞库围岩中断层、 节理等结构面的发育特征直接影响洞库水封性能、 围岩稳定性及施工安全。 针对传统人工地质素描测量范围受限、 效率低、 主观性较强且难以数字化利用等不足, 提出一种面向地下水封洞库围岩结构信息提取的自动解译方法, 构建点云预处理、 结构面识别、 参数解译及成果表达的技术流程。 采用体素重采样和统计离群点滤波对三维激光扫描点云进行预处理; 融合主成分分析 (principal component analysis, PCA)、 密度峰值聚类算法 (density peaks clustering algorithm, DPCA)、 改进 K 均值聚类 ( K-means clustering)、 层 次 密 度 聚 类 ( hierar-chical density-based spatial clustering of applications with noise, HDBSCAN) 和随机采样一致性算法 ( random sample consensus, RANSAC), 实现结构面优势方向识别、 聚类分割与平面拟合; 基于空间几何、 方位概念与参数三维解译方法, 自动提取产状、 迹长、 间距和岩石质量指标 (rock quality designation, RQD), 并通过坐标转换与投影变换等实现二维地质素描图的自动制图。 依托云南省某地下水封洞库工程, 使用上述方法对 7 个洞段的测试结果表明, 该方法能够稳定识别多组围岩结构面, 主要结构面展布特征与人工调查结果一致性较好; RANSAC 拟合优于完整点云中结构面产状解译结果; 解译间距能够较好反映人工调查的间距范围; RQD 计算平均相对偏差为 3. 41% ; 自动生成的二维地质素描图能够直观表达结构面空间展布特征。 该研究可为施工期围岩快速编录、 动态地质分析和支护设计优化提供岩体结构基础数据、 图件与技术支撑。

块状矿石是超大型铜镍硫化物矿床的核心经济矿石类型。 全球同类矿床广泛发育大规模块状矿石, 而金川超大型铜镍硫化物矿床中发现的块状矿石体量较小, 其深部是否存在大量块状矿石受到关注。 金川Ⅱ 矿区 1 号矿体具有矿区最大的资源储量, 以海绵陨铁状矿石为主, 近年深部开采过程中揭露出一定规模的块状矿石, 但该类块状矿石的形成机制尚不明确。 本文以Ⅱ --1 号矿体内新发现的块状矿石为研究对象, 采用矿物综合分析系统 (TESCAN Integrated Mineral Analyzer, TIMA)、 磁性胶体方法、 扫描电镜等技术, 开展硫化物原位硫同位素与全岩铂族元素地球化学分析测试, 明确块状矿石中矿物组合与铂族元素赋存状态, 探讨了块状矿石形成机制。 研究结果显示, 镍黄铁矿在磁黄铁矿基质中呈定向流动结构, 可见少量单斜磁黄铁矿主要沿六方磁黄铁矿裂隙和颗粒边部产出, 矿石中铂族矿物以硫砷铱矿和碲钯镍矿为主; PGE 地幔标准化配分模式与海绵陨铁状矿石基本一致, Pt 亏损可能与岩浆期后热液流体的活化有关。 块状矿石 δ34 S 为 - 3. 74‰ ~ - 2. 14‰, Δ33 S 为 - 5. 63‰ ~ - 2. 33‰, 低于矿区浸染状和海绵陨铁状矿石的同位素值; Δ33 S 异常记录了太古宙地壳物质的硫同位素信号。 综合研究认为, 金川Ⅱ --1 号矿体中块状矿石可能不是深部矿浆单次贯入的产物, 而是早期岩浆中半固结的硫化物熔体在区域构造挤压下发生压滤, 沿构造薄弱面运移、 充填并冷凝结晶。 该构造压滤成矿模型有助于理解金川不同矿体中块状矿石的成因差异, 并可为矿区深部块状矿体勘查提供参考。

偃尾山铜银矿床是大兴安岭东北部呼中—塔源成矿带内典型的中型热液矿床。 以往地质勘查与科研工作多聚焦主成矿元素 Cu、 Ag 的矿体特征、 流体包裹体及硫同位素研究, 而针对碲化物矿物组合类型、 嵌布赋存规律及化学成分特征的研究尚不明确, 这制约了对该区 Te 元素富集机制与深部多金属找矿潜力的深入认识。 为厘清该矿床碲化物矿物学特征, 揭示其沉淀形成环境, 判定成矿物质来源, 完善大兴安岭北段热液矿床碲富集成矿理论, 本文以偃尾山铜银矿床原生硫化矿石为研究对象,通过光学显微镜、 电子探针微区分析等手段, 系统查明碲化物种类、 产出特征及元素组成规律。 结果表明: 矿石中碲化物以碲铅矿、 碲银矿、 碲金银矿、 碲铋银矿为主, 主要赋存于黄铜矿中, 或与黄铜矿、 黝铜矿交代、 共生, 粒径介于 5 ~ 110 μm。 其中碲铅矿分布范围最广, 粒度最大。 电子探针分析显示, 各类碲化物中 Te、 Ag、 Pb、 Bi 主量元素含量差异显著, 构成各自标志性成分区间, 同时普遍含有微量的 Sb、 Se、 Cu、 Fe、 Ni、 S 等元素。 矿物化学特征指示, 碲化物主要沉淀于近平衡热液体系, 晚期叠加了局部物理化学条件的短暂波动。 结合硫铅同位素地球化学特征综合分析认为, 矿床成矿物质主要来源于地壳深部或上地幔。 本研究补充完善了大兴安岭东北部热液铜银矿床碲化物基础地质资料, 明确了区内构造岩浆带 Te 元素富集的成矿优势, 同时指示偃尾山铜银矿床深部以及相邻同构造岩浆岩带具备 Te--Cu--Ag 共生多金属矿床的巨大勘查潜力, 为东北地区关键金属 Te 的矿床研究与勘探提供了矿物学依据。

里东坑钨钼矿地处江南钨矿带东段皖南地区, 对该矿区地质资料开展系统梳理、 分析及综合发掘, 可为矿区找矿潜力评价与找矿方向厘定提供支撑, 同时对总结钨钼矿成矿地质条件、 成矿作用机制与成矿规律, 完善区域成矿理论体系具有重要的理论与应用价值。 在分析区域成矿地质背景的基础上, 结合野外地质调查及矿产勘查工作, 系统研究了里东坑矿区的地质、 地球物理及地球化学特征,明确了矿体产出特征与空间延伸规律, 探讨了矿区深部找矿潜力并指明下一步找矿方向。 研究结果显示, 里东坑矿区已知钨钼矿体呈似层状、 脉状、 透镜体状平行展布, 分布于里东坑岩体内外接触带,矿体赋存于二长花岗斑岩、 斑点角岩、 绿泥石化角岩、 石英网脉等围岩中, 受区域断裂、 岩体产状、节理构造及蚀变分带共同控制, 属中--高温岩浆热液充填型矿床。 晚侏罗世里东坑黑云母二长花岗斑岩为 S 型花岗岩, 具有一定程度的结晶分异, 为钨钼矿成矿地质体, 岩体冷凝收缩形成的同生节理是主要成矿结构面, 与成矿关系密切的矿化蚀变主要有硅化、 绢云母化、 绿泥石化、 云英岩化及钾化等。 矿区地球化学特征显示 W、 Mo、 Bi 等是主成矿元素, 元素异常具有一定的分带规律, Mo、 Bi、Cu 元素异常与岩体及角岩化带相套合, W、 Ag、 Au 元素异常与断裂构造带密切相关。 矿区地球物理特征显示, 里东坑岩体及周边角岩区表现为低磁化率、 中低极化率特征, 表明里东坑岩体抬升剥蚀程度较小, 地表出露青磐岩化带, 与成矿密切相关的绢英岩化带、 钾化带仍埋藏于深部。 结合区域找矿预测模型, 认为该矿区深部仍具有较好的找矿前景, 其中沿着里东坑岩体侧伏延伸的西侧、 西南侧深部为今后该区地质找矿的重点区域, 具有寻找大型斑岩型钨钼矿床的潜力。

河套盆地临华井区临河组储层物性差异显著, 孔隙结构复杂, 储层非均质性较强, 制约了油气勘探开发工作。 以研究区 12 块砂岩样品为研究对象, 综合铸体薄片、 扫描电镜、 高压压汞、 真实砂岩微观模型水驱油可视化实验多种分析手段, 开展储层孔隙类型、 分形特征及水驱油渗流响应综合研究, 阐明分形维数与储层物性、 渗流响应之间的对应关系, 明确其对水驱运移路径和驱替模式的控制作用。 结果表明: 基于物性及试油特征, 研究区储层可划分为Ⅰ 类 (优质)、 Ⅱ 类 (中等) 和Ⅲ 类(差) 3 类。 Ⅰ 类储层以原生粒间孔为主, 局部有溶蚀扩大型孔隙, 并伴生一定数量微孔, 形成较好的有效连通孔隙网络, 优势渗流通道明显; Ⅱ 类储层粒间孔与溶蚀孔共同发育, 局部形成大孔--微孔并存; Ⅲ 类储层以微小粒间孔和晶间微孔为主, 孔隙细小、 连通性差, 整体结构致密。 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 类储层分形维数平均约为 2. 88、 2. 81 和 2. 75, 分别对应复杂、 中等复杂度和相对简单致密的孔隙系统。可视化水驱油实验表明, 3 类储层分别呈 “指状--网状”、 “指状--均匀状” 和 “网状--均匀状” 驱替模式。 总体上, 分形维数与水驱油渗流响应具有较好的对应关系: 高分形维数多对应复杂孔隙结构、 优势渗流通道发育及较强非均质渗流, 低分形维数多对应致密背景下的均匀缓慢渗流。 多尺度孔隙结构表征、 压汞分形计算与真实砂岩微观模型水驱油可视化实验的综合应用, 建立了储层分形特征与驱替模式之间的对应关系, 揭示了静态孔隙结构对动态渗流响应的控制作用, 可为研究区储层精细评价、差异化开发及井位部署提供依据。

针对传统探测方法在深部采空区应用中存在分辨率不足、 成本高等局限性, 笔者基于地震频率 成像法的数据处理原理与方法, 设计了一套地震频率成像数据处理流程, 旨在通过分析地下介质的频 率响应特征, 实现深埋采空区的有效识别。 以长春东南湖大路采空区为研究对象, 采用被动源地震频 率谐振勘探方法, 利用ALLSEIS-3CLF 一体化短周期地震计采集被动源地震信号, 首先通过滤波去 噪、 振幅均衡和仪器响应校正等预处理, 提高原始信号质量, 再采用快速傅里叶变换提取频谱信息, 并结合频率域叠加、 谐振频率与地层深度对应关系、 传递函数正演及最小二乘迭代反演方法, 获得地 层波阻抗参数, 进而构建波阻抗-深度剖面, 最终通过钻孔数据验证反演结果的准确性。 研究结果表 明, 该方法能有效识别深层采空区。 采空区因岩层塌陷、 裂隙发育和充填物性质差异表现出显著的低 波阻抗异常, 且波阻抗成层性变差、 分布形态不规则。 两条测线的成像结果清晰揭示了长春东南湖大 路深层采空区的空间分布特征, 与钻孔揭露的煤层采空区位置吻合, 综合相对误差控制在5%以内, 验证了该方法的可靠性。 地震频率成像法通过谐振效应放大深部信号, 能够根据地下介质的频率响应 特征和波阻抗差异识别深埋采空区, 对采空区的位置、 埋深范围和边界特征具有较好的刻画能力。 该 方法无需人工震源且成本较低, 为采空区安全性评价和治理提供了有效技术支撑。

为评价大杨树盆地九峰山组暗色泥岩生烃潜力及其油气勘探意义, 基于盆地中部 X1 井九峰山组岩心样品, 开展总有机碳 (total organic carbon, TOC)、 岩石热解、 氯仿沥青 “A”、 可溶有机质族组分、 镜质体反射率 (Ro) 及有机碳同位素等测试分析。 结果表明: 九峰山组暗色泥岩有机质丰度纵向非均质性显著, 九三段有机质丰度相对较高, 以中等烃源岩为主; 九一段整体以差烃源岩为主,局部达到好烃源岩标准; 九五段有机质丰度偏低, 生烃贡献有限, 为非烃源岩。 有机质类型总体以Ⅲ型为主, 九三段局部样品显示Ⅱ 2--Ⅱ 1 型特征。 成熟度随埋深增加呈阶段性演化: 九五段处于未成熟阶段, 九三段为低成熟--早期生油阶段, 九一段进入成熟--高成熟阶段, 深部具备生气潜力。 整体上九峰山组可溶有机质以饱和烃为优势、 沥青质质量分数偏低且饱/ 芳比较高, 结合碳同位素特征, 指示沉积水体环境偏还原, 母质来源为陆源高等植物与低等水生生物的混合输入。 综合研究表明, 九三段及九一段局部具备较好的生烃物质基础与热演化条件, 是九峰山组有利的油气勘探层系。

摘要: 为明确松辽盆地边缘浅湖区青山口组沉积期氧化还原条件的垂向演化特征, 以松辽盆地东缘宾 县 PM002 剖面为研究对象, 对青山口组一段上部—二段下部过渡层段约 45 m 厚剖面内 286 个样品开 展 10 cm 级岩性描述、 烧失量 (loss on ignition, LOI) 和 XRF (X-ray fluorescence spectrometry) 主微量 元素测试, 并采用 Al 标准化、 富集因子 ( enrichment factor, EF)、 主成分分析 ( principal component analysis, PCA) 和 CONISS (constrained incremental sum of squares) 聚类等方法, 综合识别氧化还原环 境变化。 结果表明: 研究层段以泥岩、 含介屑泥岩和粉砂质泥岩等细粒沉积为主, 局部夹灰质、 白云 质薄层及白云质结核, 整体发育 5 个 “快速加深--逐渐变浅” 的五级沉积旋回。 U/ Th 均值为 0. 16、 V/ Cr 均值为 0. 45, Mo 平均质量分数为 0. 58 μg / g, Mo--U 协变图中全部样品位于 0. 1 × SW (seawater) 参考线以下, 指示研究层段总体处于氧化--弱氧化背景, 未发生明显大规模自生 Mo 富集。 基于 LOI550 、 S / Al、 Mn / Al、 V/ Sc 和 Fe / Mn 等敏感指标的 Z-score 标准化与 CONISS 聚类结果, 可将剖面划 分为Ⅰ--Ⅵ 6 个氧化还原演化阶段, 表现为 “相对还原--强氧化--弱氧化--强氧化--弱氧化--相对还原” 的非稳态转换特征。 5 级沉积旋回与 CONISS 阶段并非一一对应, 而是呈现交叉耦合关系, 说明氧化 还原变化受沉积旋回、 水动力扰动和局部成岩过程共同影响。 局部 S 质量分数最高达 4. 24% , 但与 Mo 富集明显解耦, 表明硫富集主要反映短期孔隙水还原或局部硫化物固定, 而非稳定硫化水柱。 综 合认为, PM002 剖面记录了边缘浅湖区间歇性水体分层及其阶段性崩塌过程, 氧化还原条件具有明显 的非稳态波动特征。 

摘要: 吉林省白城市洮北区长期地下水超采引发显著地表沉降。 为揭示区域地表沉降时空特征及其与 地下水活动的关联机制, 利用 2018—2021 年 Sentinel--1 影像, 构建基于归一化植被指数 (INDV ) 动态 阈值约束的 SBAS--InSAR 基线优化方法, 反演地表形变时空分布; 采用地理探测器分析地表沉降与 9 项环境因子的空间响应关系, 并通过多元奇异谱分析 (M--SSA) 对地表形变与地下水位时序进行分 解与耦合分析。 结果表明: INDV约束的基线优化方法可有效提升干涉像对质量, 有效干涉比例提升约 17. 3% , 均方根误差明显降低; 洮北区整体以微弱沉降为主, 平均形变速率为 - 1. 93 mm/ a, 速率主 要分布在 - 15 ~ 10 mm/ a, 沉降集中于农田灌溉区。 土壤砂粒与黏粒含量对沉降空间分异解释力最 强; 双因子交互作用显著提升解释能力, 其中距水体距离与土壤砂粒含量交互作用最显著 ( q = 0. 091), 水文条件与土壤性质耦合控制沉降空间格局。 时序分解显示, 季节性波动是地表形变与地下 水变化的主导驱动因子, 二者季节分量高度相关, 地下水位变化对地表形变的驱动存在约 133 d 滞 后, 反映含水层孔隙水压力调整与土层固结压缩的延迟响应特征。 综合表明, 农业灌溉导致的地下水 超采是洮北区地表沉降的主要驱动机制。 

摘要: 松辽盆地长岭断陷龙凤山地区下白垩统火石岭组火山碎屑岩储层广泛发育, 是深层火山岩油气 增储上产的重要目标层系。 针对深层复杂成岩背景下该套火山碎屑岩的就位环境识别困难、 优质储层 形成机制尚不明确等问题, 本文以龙凤山地区火石岭组水下就位火山碎屑岩为研究对象, 综合利用岩 心观察、 铸体薄片鉴定、 扫描电镜与能谱分析以及孔隙度和渗透率测试等手段, 对其判别标志和成储 机制进行了系统研究。 结果表明, 研究对象属于爆发相中的火山碎屑裙亚相, 岩性以粗安质和安山质 火山角砾岩及晶屑岩屑凝灰岩为主。 其水下就位环境在宏观上表现为 “沉积--火山--沉积” 互层序列, 以及半固结泥岩、 碳化植物碎屑等外源组分的混入; 微观上以塑性浆屑淬火边、 长石晶屑炸裂缝以及 绿泥石充填、 钠长石环边等岩浆--水相互作用或成岩蚀变产物为典型标志。 储集空间以次生溶蚀形成 的洞穴状孔、 筛状孔及铸模孔为主, 原生微裂缝对渗流能力改善具有重要作用; 岩石孔隙度平均为 6. 88% , 渗透率平均为 0. 936 × 10 - 3μm 2 , 总体表现为中--高孔、 低渗储层特征。 进一步揭示了水下就 位火山碎屑岩 “早期充填保孔、 后期溶蚀增孔” 的成储演化模式: 早成岩期形成的自生绿泥石充填 与钠长石环边, 在一定程度上抵抗了埋藏过程中的机械压实, 保留了原生粒间孔隙的轮廓; 中成岩期 富含有机酸的流体沿残余孔隙及原生微裂缝注入, 对早期绿泥石充填物及斜长石、 中性岩屑等不稳定 组分进行差异溶蚀, 促使残余原生孔隙重新开启并形成次生孔隙。 研究成果可深化对陆相湖盆水下火 山碎屑岩成储机制的认识, 并为龙凤山地区深层优质储层预测提供理论依据。 

    随着传感器和无人机平台技术的发展, 高分辨率机载点云数据得以快速获取, 为精细地物几何 信息提供支撑。 城镇区域地物类型复杂、 目标混杂, 导致建筑物提取的任务难度显著提升, 尤其在高 分辨率点云中, 建筑物常出现边缘模糊、 与相邻的树木及车辆等黏连, 导致漏提取或误提取等问题。 针对这些问题, 笔者提出一种融合卷积注意力机制的ATCA-ConvNet (adaptive convolutional attention, ATCA) 神经网络, 引入卷积注意力机制 (convolutional block attention module, CBAM) 模块自适应调 整特征图的通道与空间权重, 引导网络聚焦任务关键特征, 增强局部细节识别能力, 提升建筑物点云 提取精度。 为验证模型性能, 选取两个典型的城镇区域构建建筑物点云提取数据集, 并在此基础上完 成模型验证。 实验结果表明, ATCA-ConvNet在处理局部细节特征时有更好的提取效果, 能够有效识 别建筑物边界, 区分与建筑物存在局部特征相似性的其他地物, 该方法在所有类别上的交并比 (intersection over union, mIoU) 为最高的73. 4%, 整体精度 (overall accuracy, OA) 达到91. 7%, 显 著优于对照组其他方法。 其中在建筑物类别上的IoU值为92.9%, 验证了ATCA-ConvNet在处理建筑 物提取任务中的有效性。 综上, ATCA-ConvNet模型能够有效完成城镇区域中建筑物点云的识别与提 取, 在整体精度与类别均衡性上均表现优异, 显著增强了模型面对高分辨率、 结构复杂的城镇场景时 的适应能力与建筑物提取稳定性。

以松辽盆地长岭断陷下白垩统火山岩为例, 基于地震相外部几何形态和内部反射结构, 结合典 型井区孔隙度和储集空间特征及储集空间分布模式, 揭示了不同地震相单元的储层, 并将地震相划分 为6类: 块状-杂乱反射 (Ⅰ类)、 似层状-亚平行反射 (Ⅱ类)、 层状-平行反射 (Ⅲ类)、 似层状-透 镜状反射 (Ⅳ类)、 层状-断续反射 (Ⅴ类) 及层状-亚平行反射 (Ⅵ类)。 各类地震相的地质特征与 储层品质差异显著: 优质储层主要发育于似层状-亚平行反射, 对应喷溢相复合熔岩流亚相及简单熔 岩流亚相流纹岩, 孔隙度均值12.0%, 以原生气孔为主; 层状-亚平行反射, 对应爆发相火山碎屑裙 亚相粗安质凝灰岩, 孔隙度均值9.0%, 以次生溶蚀孔为主; 似层状-透镜状反射, 对应喷溢相简单 熔岩流亚相与爆发相热碎屑流亚相中酸性熔岩或流纹质凝灰岩, 孔隙度均值8.1%, 以原生气孔为 主。 中等储层主要发育于层状-断续反射, 对应爆发相热基浪亚相与热碎屑流亚相互层流纹质凝灰岩, 孔隙度均值7.0%; 层状-平行反射, 对应喷溢相简单熔岩流亚相与爆发相热基浪亚相互层中基性安 山岩、 玄武岩或流纹质凝灰岩, 孔隙度均值5.7%。 差储层主要发育于块状-杂乱反射, 对应侵出相 熔岩穹丘亚相的流纹岩, 孔隙度均值3.8%。

摘要: 车载探地雷达系统可高效探测道路空洞, 在城市道路安全管理中具有重要作用。 城市峡谷区域 GNSS 定位精度显著下降, 降低了车载探地雷达系统 GNSS / IMU 组合定位稳定性。 基于归一化新息平 方的鲁棒滤波可提升 GNSS / IMU 组合导航的鲁棒性, 但各鲁棒核函数的衰减规律和截断机制不同, 对 异常观测的抑制效果和有效信息利用能力有着明显差距。 为明确各核函数在复杂观测环境下的适定性 和鲁棒性差异, 笔者在误差状态卡尔曼滤波 (ESKF) 框架下, 利用长春市城市快速路实测数据对比 Cauchy、 Student-t、 Tukey 和 Huber 四鲁棒核函数的 GNSS / IMU 组合导航性能。 结果表明, Cauchy 和 Student-t 鲁棒核因渐进衰减的重尾分布特性综合表现最佳, 且后者的鲁棒性稍优于前者, 较传统 ESKF在位置 RMSE, 速度 RMSE 和位置误差 95% 分位数 (P95) 上分别提升 11. 1% / 12. 1% 、 3. 0% / 4. 9% 和 22. 3% / 21. 0% 。 Huber 因线性衰减且无截断抑制鲁棒性较弱, 较 ESKF 在位置 RMSE, 速度 RMSE 和 P95 上仅提升 4. 5% 、 0. 6% 和 15. 3% 。 Tukey 由于强截断导致有效信息利用不足, 精度退化 严重, 鲁棒性最差。 本研究为复杂城市环境下车载探地雷达系统 GNSS / IMU 组合导航的鲁棒核函数选 取与算法设计提供了参考依据。 

摘要: 辉绿岩在油气勘探开发过程中被证实为重要储层, 但其强烈的非均质性导致有利储层预测困 难, 现有的研究尚未建立结晶程度与储层物性之间的定量响应关系, 缺乏统一的分级评价标准, 严重 制约了该类储层的精细评价与勘探部署。 以临南洼陷沙三段不同结晶程度的辉绿岩为研究对象, 引入 人工干预的晶体粒度分布方法对辉绿岩结晶程度进行量化表征, 结合浅成侵入岩的冷凝结晶规律, 首 次建立了以 200 μm 和 400 μm 为界线值的临南洼陷辉绿岩细粒--中粒--粗粒三级分类方案, 进一步结 合孔渗测试、 铸体薄片、 扫描电镜和高压压汞数据, 明确了临南洼陷辉绿岩储层物性与其结晶程度呈 正相关。 粗粒辉绿岩在岩浆冷凝结晶过程中, 由于矿物晶体生长时间较长、 晶体粒度较大, 晶间孔发 育, 且粗粒结构长石晶体间连通孔隙发育, 有利于后期成岩流体的进入和溶蚀作用的发生进而形成溶 蚀孔, 因此粗粒辉绿岩孔隙结构与储渗性能显著优于中细粒辉绿岩, 是辉绿岩油藏中最具潜力的有利 储层岩性。 

摘要: 火烧区的精准探测是开展煤矿有效治理的重要前提。 煤田火烧区地形坡度大、 地表煤烟遮蔽严 重, 导致地面物探测量工作难以实施、 探测精度无法保障。 基于火烧区高磁、 低电阻的特点, 半航空 电磁法与航空磁法协同探测技术能够适应复杂地形环境, 弥补单一方法的局限, 提高对火烧区空间分 布的分辨能力。 然而现有的电磁和磁法三维反演方法未有效解决燃烧剩磁和复杂地形的问题, 造成对 地下火烧区分布刻画能力差。 笔者开发了复杂地形区三维磁化强度矢量和电阻率反演技术, 有效获取 地下三维电阻率和磁化强度分布, 为火烧区治理提供精准、 高效的技术手段。 海州露天煤矿曾为亚洲 第一大露天煤矿, 关闭后由残煤自燃与历史开采形成的地下火烧区引发了严重的地面滑坡、 沉降、 地 裂缝等灾害, 该地区地形较为复杂, 常规电磁和磁法三维反演方法无法满足探测需求。 因此, 使用上 述半航空电磁法与航空磁法协同探测方法在海州露天煤矿地区开展了测量工作, 对数据系统处理后采 用所开发的复杂地形反演技术进行三维磁化强度矢量和电阻率反演。 根据高磁与低阻物性的分布规律 进行综合解释, 推断出17 处火烧区。 实地调查验证了推断结果的准确性, 并将火烧区推断结果分为3 种类型: Ⅰ类为地下原生残煤自燃 (4 处), Ⅱ类与浅部矸石燃烧或堆积相关 (12 处), Ⅲ类为疑似 火烧区 (1 处)。 

摘要: 井下加热器作为油页岩原位转化关键设备, 其传热性能直接影响加热效率与能量消耗。 基于传 统的换热器, 通过对其尺寸改善设计, 提出一种适用于油页岩原位转化井筒直径的井下对流管壳式电 加热器, 并引入螺旋折流板对管壳换热结构进行优化, 据此分别研制了两种结构的加热器样机。 为分 析油页岩原位转化井下加热系统的换热性能和不可逆损失, 搭建了高温高压实验平台系统, 针对关键 注热参数, 开展了管壳结构与螺旋结构在多种加热功率和空气体积流条件下的实验研究。 对比壁面温 度、 传热系数、 热效率、 综合性能指标、 无量纲熵产和热阻等参数, 分析了两种结构在换热与能量利 用方面的表现。 实验结果表明: 螺旋结构相对管壳结构能有效降低电加热棒壁面峰值温度, 在试验功 率和流量范围内, 传热系数提升了 51. 4% ~ 66. 5% , 热效率高出了 2. 7% ~ 3. 7% 。 在综合性能指标 K/ Δp 1 / 3方面, 螺旋结构较管壳结构提高了 17. 1% ~ 37. 5% , 表现出更优的换热和阻力的协同作用, 并在熵产与热阻方面表现出更低的不可逆损失, 在提升能量利用方面具有明显优势。

针对无人机和卫星获取的高分辨率遥感图像在国土资源调查、城市规划、生态监测和灾害预警等应用中对目标检测精度要求不断提高的问题, 以及传统目标检测方法在处理目标尺度差异大、背景复杂、低对比度和样本稀缺等情况下表现不足, 特别是在多尺度目标和复杂背景场景中小目标检测能力有限的情况, 本文提出了一种改进的YOLO 小目标遥感图像检测算法PSC--OLO。该算法基于YOLO11n框架, 并通过引入多种特征增强与优化机制提升模型对小目标及复杂背景的表征能力。首先, 在主干网络中引入PMKCA 模块, 通过并行多核卷积与通道注意力机制增强多尺度特征提取能力, 提高模型的全局特征建模能力; 其次, 在PPF 特征融合层嵌入SPPCA 模块, 通过多尺度池化与通道注意力机制提升模型对小目标的感知能力; 随后, 在C3k2 结构中引入C3k2 HLCA 模块, 通过局部特征增强与通道注意力机制优化特征表达, 从而进一步提升小目标检测精度; 最后, 设计自适应置
信度阈值调整函数, 对NMS 过程进行优化, 以减少冗余检测框并提高检测性能。实验结果表明, 在NWPU VHR--10 数据集上, PSC--YOLO 的检测性能优于YOLOv5、YOLOv10、YOLO11n 和YOLOv12。在mAP50 和mAP50--95 指标上, PSC--YOLO 分别比YOLOv5 提升0. 8% 和2. 0% , 比YOLOv10 提升1. 5% 和2. 0% , 比YOLO11n 提升0. 8% 和2. 0% , 比YOLOv12 提升1. 5% 和2. 0% 。实验结果表明,所提出的PSC--YOLO 能够在复杂背景和多尺度目标场景中有效减少漏检, 提高小目标检测精度, 并具有更好的稳定性。该方法为遥感图像的自动化解译与智能化决策提供了更加精准的信息支持。

为了精细表征珠江口盆地白云凹陷重力流沉积的非限制性陆坡水道储层结构, 笔者以白云凹陷
X 气田为研究对象, 综合运用岩心、 测井、 地震反演等资料, 分级次研究了非限制性水道储层内部结
构和定量特征, 建立了非限制性水道内部结构精细表征方法, 并揭示了水道砂体接触连通关系。 研究
结果表明: ①研究区主要发育中--细粒长石石英砂岩, 岩心粒度数据点基本平行于 C = M 基线, 发育
块状泥砾和强烈生物扰动, 无明显下切底形, 为非限制性水道体系; ②研究区水道体系内发育 4 个复
合水道系列、 多条复合水道和孤立水道, 复合水道系列宽度在千米级, 宽深比为 133 ~ 136, 复合水
道宽度在 1 000 m ± , 宽深比为 10 ~ 55, 单一水道规模较难确定, 宽约 50 ~ 100 m, 宽深比为 4 ~ 8;
③非限制性水道内部砂体存在垂向孤立式、 水道--水道侧向切叠式、 水道--水道侧向拼接式和孤立水道
4 种叠置方式, 其中切叠式储层结构连通关系最好, 拼接式储层结构连通关系较好, 孤立式储层结构
不连通。 该研究成果可用于指导非限制性重力流水道油气田精细开发和开发调整。

摘要: 江苏句容西银坑地区出露的岩浆岩属安基山杂岩体, 岩石类型以花岗闪长斑岩为主, 其遭受少
量石英闪长玢岩脉、 闪长玢岩脉及辉绿玢岩脉等中--基性岩脉穿插。 为了确定其成岩时代和地球动力
学背景, 本文对西银坑岩浆岩开展了岩相学、 U--Pb 锆石年代学、 地球化学特征研究。 锆石 U--Pb 测
年结果显示, 花岗闪长斑岩成岩年龄为 (104. 45 ± 0. 29) Ma, 石英闪长玢岩为 (104. 66 ± 0. 52) Ma,
辉绿玢岩 (101. 37 ± 0. 34) Ma, 形成时代均为早白垩世。 地球化学数据显示, 西银坑地区岩浆岩具有
高钾[w (K2O)为 1. 96% ~ 4. 05% ]、 高碱 [ w ( Na2O) 为 2. 29% ~ 4. 68% ] 特征, A/ NK 值介于
1. 38 ~ 2. 15 之间, A/ CNK 值介于 0. 62 ~ 0. 96 之间, 里特曼指数为 1. 76 ~ 2. 59, 为准铝质钙碱性系列
I 型花岗岩; 辉绿玢岩的稀土元素富集 ( ΣREE = 144. 61 × 10 - 6 ~ 182. 84 × 10 - 6, 平均为 163. 73 ×10 - 6), 轻重稀土元素比值 ( LREE/ HREE) 介于 10. 81 ~ 12. 76,( La/ Yb) N 和 ( Gd/ Yb) N 分别为13. 60 ~ 17. 62 和2. 16 ~ 2. 33; 花岗闪长斑岩、 石英闪长玢岩及闪长玢岩的稀土元素质量分数相比辉绿玢岩较低 (ΣREE = 94. 43 ×10 - 6 ~ 143. 47 × 10 - 6, 平均为 118. 79 × 10 - 6), 轻重稀土元素比值 (LREE/HREE) 介于 14. 43 ~ 24. 48, (La/ Yb) N 和 (Gd/ Yb) N 分别为 22. 16 ~ 43. 70 和 2. 57 ~ 2. 87。 大离子亲石元素 (Rb、 La) 相对富集, 高场强元素 (Nb、 Ti、 Ta) 相对亏损, 具有明显的岛弧岩浆岩特征;Nb/ Ta 比值为 11. 57 ~ 24. 68, 与大陆地壳接近, 指示有壳源物质大量参与。 结合前人的研究成果, 认为西银坑地区岩浆岩形成于太平洋板块俯冲后撤的弧后拉张环境, 是下地壳物质与地幔物质相互作用的产物, 属壳幔型花岗岩。

摘要: 条带状铁建造 (banded iron formation, BIF) 是地球早期演化历史中形成的重要铁矿类型。 那西郭勒 BIF 型矿床位于东昆仑造山带西段, 赋存于新元古代金水口群中--高级变质斜长角闪岩组合中, 呈层状--透镜状产出。 该矿床资源量达 75 Mt, 铁品位介于 15% ~ 28. 83% , 矿石主体为具典型条带状 构造的磁铁石英岩。 为深入理解该矿床成因并为区域找矿提供依据, 基于系统的野外地质调查, 结合
磁铁矿电子探针微区分析及全岩主、 微量元素地球化学研究, 系统阐明了矿床的地质特征、 成矿物质 来源及成因类型。 电子探针分析表明, 磁铁矿具有高 TFeO (90. 01% ~ 92. 98% ) 和极低的 TiO2、MgO、 MnO、 CaO、 Al2O3 等质量分数 (均 < 0. 4% ), 符合典型 BIF 型磁铁矿的成分特征。 全岩地球 化学数据揭示矿石具有变化的 w (TFeO) (15. 45% ~ 74. 74% ) 和 w (Al2O3) (1. 84% ~ 17. 04% ), 并具显著的 Eu 正异常 (Eu/ Eu∗PAAS = 1. 38 ~ 2. 12)、 Y 正异常 (Y/ Y∗PAAS = 0. 98 ~ 1. 42)、 较低的 Eu/Sm 比值 (0. 30 ~ 0. 51) 以及较高的 Sm/ Yb (0. 69 ~ 2. 17) 和 Y/ Ho (26. 55 ~ 40. 73) 比值。 综合上述地球化学特征, 指示成矿物质主要来源于海水与极少量 (约 0. 1% ) 海底高温热液的混合。 矿石中缺乏显著的 Ce 负异常, 结合赋矿围岩属性, 暗示矿床形成于还原性边缘海环境。 综合其严格受层位 控制的地质产状、 典型的磁铁石英岩矿物组合以及上述特征性地球化学证据, 确定那西郭勒铁矿为典 型的苏必利尔型 (Superior-type) BIF 矿床。

摘要: 针对现有地下空间评价方法多基于二维平面, 难以准确反映三维立体空间的开发利用适宜性这
一问题, 笔者提出一种基于规则体元模型的多要素地下空间开发利用适宜性三维评价方法, 使用规则
体元模型作为评价的统一载体, 运用多种三维空间分析方法, 建立地下空间地质体模型和多要素三维
体元属性模型, 结合层次分析法构建包含限制和分级指标的体系, 对郑州高新区地下空间开发利用适
宜性进行三维评价。 结果显示, 郑州高新区地下空间开发适宜性优良区域占比 > 65% , 限制开发区域
占比较小, 工程地质和水文地质条件较好, 适合进行地下空间的开发利用; 在空间分布上, 研究区地
下空间浅层适宜性最佳, 随着埋深增加, 适宜区域比重略有下降, 水平空间上呈现西部开发潜力和适
宜性较东部更大。 相较于二维平面的地下空间评价方法, 本研究所采用的基于三维体元模型的多要素
地下空间开发利用适宜性评价方法, 有助于组织、 管理、 计算和表达任意位置的地下空间适宜性情
况, 解决了传统二维分层评价深度信息损失的问题, 提升了深度方向的评价分辨率和结果可视性, 有
利于为地下空间规划和建设提供更为丰富的信息和服务。

摘要: 为确定长白山玄武岩覆盖区东部边缘奶头山大理岩的层位归属, 笔者利用岩石学、 岩石化学对
其古沉积环境展开研究。 研究结果表明, 奶头山大理岩主要岩石类型有中厚层大理岩、 中薄层白云质
大理岩, 反映其形成于离大陆稍近的滨海--浅海相蒸发环境。 大理岩主量元素 w (SiO2) 介于 2. 04% ~
6. 21% 之间, 与 Zr 相关系数为 0. 38, 指示 SiO2 与陆源碎屑物质关系不大, 多为化学沉积成因;
w (MgO + CaO + LOI)为 91. 37% ~ 96. 77% , 表明岩石中以碳酸盐矿物为主, 碎屑成分很少; CaO/
MgO 比值介于 1. 41 ~ 24. 34 之间, 表明岩石形成于较封闭的滨海--海湾相环境; Fe3 + / Fe2 + 比值介于
0. 05 ~ 0. 80 之间, 可能反映岩石形成于相对动荡的较弱的偏中性环境。 微量、 稀土元素研究结果表
明, Ce 异常 (Ce/ Ce∗) 与 Eu 异常 (Eu/ Eu∗) 的相关系数为 - 0. 46, 与稀土总量的相关系数为 -
0. 25, Mn/ Sr 比值介于 0. 01 ~ 0. 05 之间, 表明研究区大理岩样品稀土元素几乎没有受到成岩作用影
响; Zr 与 Th 相关系数为 0. 75, 与∑REE 相关系数为 0. 14, 与 Ce/ Ce∗相关系数为 0. 47, 与 Eu/ Eu∗
的相关系数为 - 0. 48, 表明研究区大理岩样品稀土元素受外来物质影响程度较低; Ce/ Ce∗比值介于
0. 82 ~ 1. 00 之间, 表明大理岩形成于弱氧化环境中; 岩石样品 (Tb/ Pr) N = 1. 02 ~ 3. 13, (Tb/ Yb) N =
0. 96 ~ 1. 56, 说明样品的中稀土轻度富集, 可能有热液输入; Eu/ Eu∗平均值为 1. 17, 与 Fe2 + 相关系
数为 0. 12, 与 Mn2 + 相关系数为 0. 56, 与 (Fe2 + + Mn2 + ) 相关系数为 0. 20, 也说明可能有热液输
入; Gd/ Gd∗平均比值为 1. 05, 表明基本排除样品测试中的人为因素影响; Y/ Ho 比值介于 31. 53 ~
44. 00 之间, 平均为 35. 17, 表明研究区内大理岩形成于近岸或受限的海洋环境中。 结合区域地质资
料, 认为奶头山大理岩形成于较封闭的滨浅海相氧化--弱氧化海水中, 并伴随有热液输入, 岩石组合
相当于珍珠门岩组下部层位, 为珍珠门岩组东部延伸部分。