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。

摘要: 本文以河南省山西断隆和南秦岭两个细鳞片石墨成矿带为研究对象, 通过野外地质调查、 样品测
试和综合分析等方法, 系统研究了细鳞片石墨的分布特征、 富集规律及成因机制。 研究表明, 细鳞片石
墨矿体主要赋存于山西断隆银鱼沟群赤山沟组和南秦岭陡岭群大沟组地层中, 具有显著的地层赋矿专属
性。 时空分布特征显示, 赋矿地层主要为古元古代, 矿床呈北西—南东向展布, 与区域构造线方向一
致, 矿体严格受地层控制且产状与赋矿地层一致。 成矿物质来源于有机质与无机质的共同参与, 矿床类
型为区域变质型。 研究进一步揭示, 石墨的细小鳞片特征主要受控于构造应力作用、 变质作用及混合岩
化作用。 研究结果为深入认识河南省细鳞片石墨矿的成矿规律提供了科学依据。

摘要: 水源地水质安全事关民生福祉, 其评价指标众多、 影响因素复杂, 及时开展水质评估尤为关
键。 目前多数评价方法都是建立在现行质量标准基础上的相对宏观的评价, 缺乏对水源地水体不同时
期进行相对微观的科学评价, 因此建立一个综合评价体系可为饮用水源地污染风险预警和改善水环境
质量提供理论依据和技术支撑。 在单因子指数评价法和内梅罗指数法的基础上, 引入环境容量指数概
念, 构建了多因子综合环境容量指数评价模型和内梅罗法环境容量指数模型, 利用这两种模型对江苏
省盐城市大丰区某饮用水源地进行了综合评价, 并在水质评价基础上引入健康风险评估, 分析水源地
人体健康风险, 综合保障饮用水安全。 评价结果表明, 该水体整体环境质量有变好的趋势, 化学需氧
量指标有变差的趋势, 其他指标均有变好的趋势, 一年中八月份环境质量相对较差, 建立的多因子综
合环境容量指数模型和内梅罗法环境容量指数模型均可用于评估具有稳定类别水源地水体。 其中改进
的内梅罗法环境容量指数计算了各污染因子的权重, 避免忽视某些浓度小而危害大的污染因子。 水源
地总健康风险在 1. 81 × 10 - 4 a - 1
~ 2. 30 × 10 - 4 a - 1之间, 属于高风险等级, 其中受到致癌物
砷的影响占比最大, 其次为致癌物六价铬。 相比非致癌风险, 致癌物质是饮水途径潜在风险的主要
来源。

为探究白云鄂博稀土--铌--铁共生矿床不同矿段稀土元素的配分模式、品位及其影响因素, 同时为白云鄂博稀土元素赋存规律的研究和定向选矿指引方向, 笔者利用电感耦合等离子质谱仪对白云鄂博主矿TK13--04 钻孔不同矿段的样品进行了元素质量分数的测试分析。结果显示, 主矿体矿石中稀土元素存在两种配分模式, 中部白云岩Fe--REE 矿石与上下部白云岩REE 矿石的稀土配分模式不同,前者表现为从La 到Nd 逐渐升高、从Nd 到Lu 逐渐降低的“先上倾后右倾” 特征, 而后者为从La 到Lu 逐渐降低的“右倾型” 特征; 矿体中部白云岩Fe--REE 相较于矿体上下部白云岩REE 具有更低的稀土元素质量分数; 总稀土质量分数与矿石中轻重稀土分馏程度、稀土配分模式及总铁质量分数息息相关, 轻--重系数分馏程度越高、La 相对于Nd 越高, 总稀土质量分数越高, 当总Fe 质量分数在20%以下时, 总稀土质量分数与总Fe 质量分数之间并不存在必然的联系, 但当总Fe 质量分数超过20%时, 总稀土质量分数会明显下降; 相较于矿区各轻稀土平均质量分数, 钻孔TK13--04 中部白云岩Fe--REE 矿段中Ce 的质量分数明显降低, 约为37% , Nd 的质量分数明显升高, 约为40. 7% , 超过了矿区主要稀土元素Ce 的质量分数, La 的质量分数下降为~ 9% ; 此外Pr 与Sm 的质量分数有所升高。因此, 中部白云岩Fe--REE 矿段更具有利用Nd、Pr、Sm 元素的潜力, 对于La 与Ce 元素的利用, 上下部白云岩REE 矿段的开发效果会更可观。

论文首次从地热地球物理、地热水同位素化学两个方面, 分析了山西省太原市南部地质地热资源赋存条件及形成演化机制。基于地球物理勘探数据和地热水同位素化学分析, 结合区域地质资料,对山西省太原市南部地热田进行综合研究。地球物理方法主要包括重力、磁法、电法勘探, 用于分析地热田的构造特征和热储层分布; 地球化学方法主要包括水化学分析和同位素分析, 用于揭示热矿水的来源、演化过程和水--岩相互作用。地球物理勘探结果表明, 太原盆地整体表现为低重力场和负磁异常, 反映了盆地基底埋深大、构造活动强烈, 为地热田的形成提供了良好的热源和储集空间。山西省太原市南部地热田位于盆地东南缘,重力场呈现明显的梯度带, 磁异常表现为负异常区, 推测该区域存在隐伏断裂构造, 为深部热流上涌提供了通道。此外, 太原市南部地热田范围内存在明显的弧形低阻圈层, 推测为热储层的反映, 进一步展现了该区域地热资源的良好赋存条件。地热水同位素化学分析山西省太原市南部地热田热矿水的成因类型为渗透水→溶滤→沉积( 半封闭) 水, 水与围岩发生了盐分的淋滤、溶解和阳离子交换作用, 稳定组分在地下水中聚积积累, 不稳定组分发生沉淀, 从而形成了现代地下热水水文地球化学特征。山西省太原市南部地热田的形成主要受控于良好的区域地质构造背景、隐伏断裂构造发育以及热储层良好的储集性能和渗透性。

本文旨在开发一种新的基于集成学习的火成岩储集层流体识别方法, 以解决全球油气资源开发中火成岩储层因岩性和岩相多变、储集空间复杂等因素导致的传统流体识别方法效果不佳的问题。该方法创新性地将自适应多目标群体优化算法(AMSCO) 与基于极端梯度提升( XGBoost) 的深度森林算法相结合, 利用常规测井数据集, 对复杂岩性火成岩储层进行流体识别。在方法设计上, 本研究首先采用AMSCO 算法对不平衡常规测井数据集进行优化, 有效解决了数据集中存在的类别不平衡问题, 为后续模型训练提供了更为均衡的数据基础。其次, 充分利用XGBoost 在处理大规模数据和高维度数据上的优势, 以及深度森林在特征提取和分类任务上的卓越性能, 构建了一个融合了XGBoost 和深度森林的高效的集成学习模型CXDF ( Cross-adaptive XGBoost and Deep Forest), 从而实现了对复杂岩性火成岩储层流体的准确识别。为验证该方法的有效性, 本文将其与支持向量机( SVM)、XGboost和基于XGboost 的深度森林一起应用于模拟井中进行模型验证比较, 并将模型应用于实际地层。结果表明, 该方法在模拟井中的各项评价指标均优于其他方法, 特别是在识别非产水层流体时表现出更高的准确性。在实际地层的应用中, 该方法在不同流体结构的储层中均保持了较高的识别性能, 展现出良好的泛化能力和稳定性。

四川盆地川中地区下二叠统栖霞组碳酸盐岩气藏多口井钻遇工业气流, 但单井储层各向异性较强, 且物性参数差异明显, 常规地球物理手段难以指导该类型气藏井位部署。因此, 明确栖霞组气藏主控因素, 准确预测白云岩薄储层的分布, 进一步提高该气藏开发效益是地球物理工作的重点与难点。本文综合岩心、测井、地震等资料, 首先确定了研究区内栖霞组气藏富集高产的主控因素, 总结了白云岩储层的岩石物理特征以及地震响应模式; 利用高分辨率处理技术, 在子波重构基础上, 对储层进行了定性预测; 通过层约束的古地貌精细刻画、重构曲线约束的反演、孔隙度曲线约束的缝洞预测等多项技术手段, 对薄储层预测进行攻关, 提高了研究区1 ~ 8 m 薄储层纵向分辨的能力, 最终刻画白云岩储层发育有利区面积为75 km2。研究结果表明: ① 研究区栖霞组气藏缝洞型白云岩薄储层的厚度、缝洞发育程度与产能之间具有明显的正相关性; ② 栖霞组沉积前, 在古地貌的低部位储层较为发育, 岩溶期斜坡区储层物性较好; ③ 研究区栖霞组储层主要发育于中上部, 地震剖面上表现为“弱波峰” 反射特征, 储层越发育, “弱波峰” 响应特征越明显。本文首次将地震相、古地貌、储层厚度与缝洞分布等参数结合, 建立适合研究区的白云岩储层预测关键技术系列, 实现了栖霞组薄储层空间分布的有效预测, 为油田增储上产奠定基础。

摘要: 烃源岩地球化学特征与潜力评价是油气藏研究体系中的核心要素, 对油气资源的勘探与开发具有关键性的指导作用。 为系统评价松辽盆地梨树断陷沙河子组烃源岩的生烃潜力, 明确其地球化学特征与分布规律, 笔者通过岩心观察与测井资料解释, 确定了富有机质泥岩段的宏观沉积相与纵向展布; 采用一系列地球化学测试手段 (总有机碳含量分析、 岩石热解分析、 干酪根碳同位素组分鉴定、镜质体反射率测试及对饱和烃生物标志化合物气相色谱--质谱测试) 对烃源岩的关键参数进行定量表征。 研究结果表明: 沙河子组沙一下段和沙二中段发育滨浅湖和半深湖--深湖亚相的泥岩沉积, 为梨树断陷的主要烃源岩层位, 沉积环境为弱氧化--还原条件, 沉积演化中心的迁移控制着优质烃源岩的分布。 在有机质地球化学特征方面, 沙河子组烃源岩表现出较高的有机质丰度, 总有机碳含量主要分布在 1. 0% ~ 6. 8% 之间, 平均值为 2. 5% , 绝大多数样品超过了优质烃源岩 [w (TOC) ≥2. 0% ] 的评价标准, 其干酪根类型以Ⅲ型为主, 其次为Ⅱ2 型, 少量样品表现出Ⅱ1 型和Ⅰ型特征, 热演化程度的评价结果显示烃源岩已达到成熟--过成熟生气阶段 (Ro > 1. 3% , 平均 Tmax = 455. 1 ℃ )。 综合评价认为, 松辽盆地梨树断陷沙河子组主力烃源岩丰富; 有机质丰度高, 其类型以生气为主; 热演化程度高, 已进入生气阶段; 空间分异明显, 具备优良的生烃潜力。

摘要: 藕塘滑坡是三峡库区典型的特大型蠕动型滑坡, 体积高达 9 000 万 m3, 迄今最大地表水平位移近 1 600 mm, 最大深部位移超过 500 mm, 其地表变形具有广泛性、 持续性和速率递增, 深部变形具有顺层性、 多层性和持续性的特点, 滑坡的深层复活--变形机制与长期稳定性是地质灾害领域研究的热点问题。 针对藕塘滑坡是否存在整体深层滑动、 复活--变形演化机理、 重大潜在风险防控源以及如
何有效防治等问题, 笔者根据对滑坡长达 14 年的高分辨率监测数据和多源勘察结果, 综合地质环境、滑体特征、 复活--变形机制模型等研究, 进行了长周期连续地质跟踪调查、 变形演化阶段复盘、 变形速率--降雨量关联度分析等, 证实了藕塘滑坡存在整体深层滑动, 其整体变形格局具有 “三级滑体下滑→推移二级滑体→推移一级滑体” 的链式传导特征; 复活--变形机制内在诱因发端于下伏易于滑动的多层软弱夹层结构, 高暴雨频率、 强库水淹没效应和三级滑体稳定性不足等因素对滑坡整体复活--变形造成了显著影响, 强降雨成为滑坡持续变形的主驱动力。 暴雨工况下趋势变形特征为: 一级滑体变形速率 (0. 3 mm/ d)< 二级滑体变形速率 (1. 0 ~ 3. 2 mm/ d)< 三级滑体变形速率 (1. 6 ~ 6. 0 mm/ d)。据此, 提出蠕动型滑坡深层滑带土严重劣化趋势的判据指标为, 地表位移速率连续 90 d 以上 > 1. 0 mm/ d,汛期或雨季显著高于这一速率。 滑坡的风险防控源管控在于做好三级滑体和前缘反翘段滑体的加密监测和数值预警。

摘要: 为研究干密度和基质吸力对非饱和火山土抗剪强度特性的影响, 笔者以吉林省安图县火山土为研究对象, 制备了3 种干密度和6 个含水率水平的火山土试样。 采用压力板仪法测定不同密度火山土的土--水特征曲线, 利用 Van Genuchten 模型进行土--水特征曲线拟合, 经直接剪切试验获得不同含水率条件下试样的抗剪强度指标。 结果表明: 火山土的土--水特征曲线受干密度的影响, 在相同体积含水率条件下,火山土基质吸力随着干密度的增加而增大。 土的干密度与 Van Genuchten 模型进气值的倒数 a、 参数 n、m 以及残余含水率 θr 均具有良好的线性关系。 土的内摩擦角 φ 和内聚力 c 随干密度的增大而增大, 随基质吸力的增大, 先增大后减小。 火山土的抗剪强度受到干密度和基质吸力的共同影响。 干密度增大不仅增强了颗粒之间的咬合, 也减小了土体内部的孔隙, 增大了基质吸力, 从而导致火山土抗剪强度的提高。 本研究建立了火山土的内摩擦角、 内聚力与干密度、 基质吸力的相关关系, 为火山土地区岩土工程建设中强度参数的选取提供参考。

为查明鄂尔多斯盆地致密砂岩储层的导电机理、流体分布特性, 构建精确的饱和度模型, 笔者通过孔隙度渗透率实验、离心法岩石电阻率实验和核磁响应法的岩石物理实验手段对研究区11 块岩样展开研究。通入氮气对岩石进行孔隙度渗透率实验, 孔隙度范围为5. 21% ~ 11. 26% , 渗透率范围为(0. 132 8 ~1. 261 1) ×10 -3μm2。离心法岩石电阻率实验通过测量不同离心时长下的岩石样本,得到其岩电参数胶结指数m (2. 053 ~ 3. 293) 和饱和度指数n (0. 714 ~ 2. 131)。核磁响应法利用岩石中氢核的弛豫时间来揭示储层储集空间特征及流体可动性, 同时通过T2 谱可以区分孔隙大小及其比例。结果表明研究区致密砂岩性质相似, 孔隙结构也相似。核磁响应法得到的核磁T2 谱值分布较宽, 介于0. 1 ~1 000. 0 ms, T2 谱形态表现出双峰形态(以10 ms 为界)。根据经验法结合岩样的压汞数据和核磁T2 谱特征, 将小孔的T2 范围定为0. 01 ~5 ms, 大孔为5 ~10 000 ms。结果表明, 大孔中流体的可动性明显高于小孔, 且在离心过程中, 小孔含水量增加。将T2 值转换为对应孔径值后, 可动水主要分布在1 ~10 um 的范围内, 其次是0. 01 ~0. 1 μm 和0. 1 ~1 μm 这两个范围。利用分形维数方法可得导电性与流体分布的关系为大孔内流体分布越多, 分形维数越小, 导电性越大, 流体分布与导电性呈现正相关的趋势。

摘要: 辽宁省鞍山地区铁架山花岗岩是华北克拉通已知最古老的富钾花岗岩。 为了查明中太古代富钾 花岗岩的成因、 构造背景及其形成的动力学机制, 本文对铁架山花岗岩进行了岩相学、 锆石 U--Pb 年 代学、 全岩地球化学、 Lu--Hf 同位素和构造特征分析。 锆石 U--Pb 定年结果显示铁架山钾质花岗岩形 成于中太古代 3. 0 ~2. 9 Ga。 铁架山花岗岩具有较高的 w(SiO2)(68. 03% ~71. 24%)、 w(Fe2O3 T) (3. 31% ~4. 90% )、 w(K2O + Na2O) (7. 73% ~ 7. 99% ) 和 Ga/ Al 比值, 较低的 w (MgO) (0. 53% ~ 0. 80% )。稀土元素表现出明显的负 Eu 异常 (δEu = 0. 21 ~ 0. 31)。 铁架山花岗岩明显富集 Rb、 Th、 U、 K 等大离子亲石元素, 亏损 Nb、 Ta、 P、 Ti 等高场强元素, 并具有较高的锆饱和温度 (822 ~ 926 ℃ )。 上述地球化学特征表明铁架山花岗岩属于 A 型花岗岩。 鞍山地区未发现同期基性岩体, 铁架山花岗岩表现为 准铝质至过铝质, 具有低的 εHf (t) 值, 为 -8. 23 ~ -14. 75, TDM2为 4. 0 ~ 3. 7 Ga, 表明岩浆来源于古 老地壳的重熔。 哈克图解显示 TiO2、 CaO、 MgO、 P2O5、 Sr、 Zr 等化合物和元素的变化与w (SiO2)呈 线性关系, 表明铁架山花岗岩的岩浆经历了连续的岩浆演化和分异。 结合地球化学和构造特征可知, 中太古代期间岩石圈地幔的底侵作用导致鞍山地区进入区域伸展体制, 岩石圈地幔的热量促使下地壳 部分熔融和岩浆向上快速底辟上升, 从而形成了铁架山花岗岩。

本文以晚白垩世青山口组二—三段为研究对象, 利用松辽盆地古龙地区J2C 井的岩心与测井资料, 开展了钻井沉积相和层序地层划分、磁化率与色度测试、测井曲线小波变换分析, 结合聚类分析等方法, 系统揭示了陆相湖盆高频气候振荡与层序发育的耦合关系。主要取得以下认识: ①研究区青山口组二—三段发育湖泊相与三角洲相两种沉积环境, 可进一步细分为深湖泥、半深湖泥、介壳砂、浊积岩、前三角洲泥及席状砂6 类微相, 建立了三角洲--湖泊沉积演化模式。②通过岩性组合、测井响应特征及小波变换时频分析, 在研究层段识别出2 个完整三级层序, 划分出低位( LST)、水进(TST)、高位(HST) 及水退( RST) 体系域, 其中层序界面表现为GR 曲线拐点、岩性突变及时频能量团转换特征。③基于SPSS 聚类分析的磁化率与色度指标定量重建了古气候演化序列, 揭示研究层段经历“变冷--变暖--变冷--变暖--变冷” 的旋回过程, 其中86. 895 ~86. 364 Ma 异常暖湿期与湖泊缺氧事件(LAEs) 密切相关, 其形成机制可归因于水文循环加速引发的陆源粗碎屑输入增强与还原环境强化。总体来看古气候通过调控水文循环与物源供给驱动层序结构分异: 温暖湿润期水循环增强,细粒泥岩发育, 形成水进与高水位体系域; 相对干燥寒冷期水循环减弱, 沉积物以粗粒重力流沉积为主, 形成水退与低水位体系域。

为深入揭示松辽盆地四方台组古气候特征, 推断气候变化的控制因素, 完善气候演化蕴藏的信息, 本文对乾安地区ZKQA1--1 井140. 0 ~380. 5 m 岩心进行了磁化率和色度测试。皮尔逊相关性分析发现, 磁化率和色度数据与地层深度相关性较弱, 亮度L∗与红度a∗和黄度b∗呈负相关, 红度a∗与黄度b∗呈正相关, 显示数据受后期成岩作用影响很小, 具有可靠的古气候指示意义。通过spss 聚类分析, 分别将高频磁化率、低频磁化率、频率磁化率、亮度L∗、红度a∗和黄度b∗进行一次滤波处理, 每种数据得到4 个滤波均值; 并将滤波后的数值根据古气候替代指标指示情况分为冷干、较冷干、较暖湿和暖湿4 种气候类型。为避免磁化率和色度数据在半定量分析气候类型过程中产生误差,对6 组数据代表的气候类型分别进行赋值处理( 冷干0. 5, 较冷干1. 5, 较暖湿2. 5, 暖湿3. 5), 根据深度求和取均值并结合岩性和测井资料在时间尺度上综合分析。结果显示: ZKQA1--1 井四方台组岩心磁化率和色度数据指示Campanian 中期76. 08 ~75. 65 Ma 时期为较冷干气候, 此阶段的古温度降低与赤道辐合带迁移响应; Campanian 中晚期75. 65 ~74. 32 Ma 时期为较暖湿--暖湿气候, 在75. 55 Ma出现古温度极高值, 而75. 55 ~74. 32 Ma 的古温度略下降与Campanian 中晚期的CMBE 气候事件响应;Campanian 晚期, 74. 32 ~73. 19 Ma 时期为冷干--较冷干气候, 73. 19 ~ 72. 86 Ma 时期为较暖湿气候,在74. 13 Ma 出现古温度的极低值, 此阶段74. 13 ~72. 86 Ma 的古温度上升可能与Campanian 晚期的德干玄武岩喷发事件前夕间歇性火山活动响应。总体来看四方台组古气候与全球气候响应良好, 为相对温暖干燥的气候类型。

利用机器学习技术, 根据测井数据集中各样本的特征向量对岩性进行分类时, 通常需要先对数据集进行清洗和预处理, 发现其中缺失的数据集和异常值。受测井曲线失真或井间曲线数量差异的影响, 用于岩性识别的测井数据集通常是不完整的, 存在大量缺失数据和异常值, 使得大多数机器学习方法难以直接应用。针对这一问题, 提出了基于部分距离策略的K--近邻算法(PDSKNN)。该算法基于一种能够计算含有缺失值的特征向量间距离的方法(PDS) 改进传统的K--近邻算法( KNN), 实现了对不完整数据集的直接应用。在某地区复杂火成岩储层的岩性识别任务中, 对PDSKNN 算法进行了实际应用测试。当数据缺失率为2. 7%，PDSKNN 算法岩性识别准确率高达91. 90% 。这一结果表明, PDSKNN 算法在算法层面有效地解决了数据集不完整的问题。为了进一步验证PDSKNN 算法的有效性, 通过随机删除数据集部分数据来提高缺失率, 并观察识别准确率的变化。实验结果显示, 随着缺失率的升高, 识别准确率逐渐降低。但即使缺失率达到20% , PDSKNN 算法的识别准确率依然保持在80% 以上。这一结果证明了PDSKNN 算法能够在数据缺失较为严重的情况下保持较高的识别准确率。最后, 通过模拟不同井中曲线缺失情况, 对PDSKNN 算法的识别效果变化进行了对比分析, 随着曲线缺失数量的增加, 井中岩性识别效果有所降低, 但依然保证了大部分井段的识别效果。表明PDSKNN 算法对井中曲线缺失有着较强的鲁棒性。

准噶尔盆地的勘探重心开始由凹陷生烃中心逐渐转到周缘凸起区, 了解油气藏在达巴松凸起的展布特征尤为重要, 笔者利用岩心观察、薄片鉴定、测井解释与多种实验分析等手段, 对达巴松凸起优质储层主控因素及发育模式进行研究。研究认为, 达巴松凸起在喷发时期处于水下的还原环境, 石炭系火成岩以中基性岩为主, 包括火山通道相的辉绿岩、水下降落沉积亚相的晶屑凝灰岩、水下火山碎屑流亚相的角砾岩屑凝灰岩、水下溢流相的玄武岩和安山岩以及火山沉积相的沉凝灰岩, 其中水下火山碎屑流亚相的角砾岩屑凝灰岩与火山通道相的辉绿岩为研究区优势岩性岩相, 角砾岩屑凝灰岩的孔喉分布较集中, 连通性好, 小孔喉贡献较大, 辉绿岩的孔喉分布较分散, 连通性较好; 研究区火成岩储集空间以晶内溶蚀孔、基质溶蚀孔、构造裂缝和溶蚀缝为主; 石炭系火成岩孔隙度小于5% 占51. 9% , 介于5% ~12% 占29. 6% , 大于12% 占18. 5% , 渗透率小于1 × 10 -3 μm2 占81. 5% , 介于(1 ~5) ×10 -3μm2 占16. 6% , 大于5 ×10 -3μm2 占1. 9% , 整体属于中低孔--低渗储集层; 有效储集层的形成受岩性岩相、溶蚀作用、裂缝的控制, 是岩性岩相为基础, 裂缝主导下的风化溶蚀改造型储层。在具备优势岩性岩相、遭受风化溶蚀、活动性流体溶蚀以及裂缝发育地区是油气勘探的有利区带。

摘要: 针对东北虎豹国家公园内独特的温带森林植被, 开展了关于多源遥感影像覆盖分类的研究, 旨
在利用现代遥感技术与先进的机器学习方法, 对复杂的植被类型进行精细分类, 从而更好地理解该区
域的生态环境状况, 并为东北虎豹国家公园的保护工作提供科学依据。 首先采用多尺度图像分割技
术, 将原始遥感影像分解成一系列具有相似纹理和颜色特征的小区域, 有助于减少数据冗余并突出植
被的不同特征; 接着对这些分割后的图像进行特征优化, 提取能够有效区分不同植被类型的特征参
数; 随后将这些优化后的特征参数输入至 3 种不同的机器学习分类器中进行训练和测试, 包括支持向
量机、 C5. 0 决策 树 以 及 随 机 森 林。 实 验 结 果 显 示, 在 分 类 精 度 方 面, 随 机 森 林 精 度 最 高, 达
91. 33% , C5. 0 决策树精度达到 89. 59% , Kappa 系数分别为 0. 90 和 0. 88, 而支持向量机的分类精度
较低, 仅为 58. 96% , Kappa 系数为 0. 54。 这一结果表明, 对于植被覆盖类型区分以及其他地物的识
别, 随机森林算法具有显著优势, 不仅能够在复杂背景下准确区分不同的植被类型, 还能有效识别其
他地物, 如道路、 建筑物等。