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大数据智能预测评价 被引量：6
1
作者 肖克炎 李程 +4 位作者 唐瑞 王瑶 孙莉 柳炳利 樊铭静 《地学前缘》 北大核心 2025年第4期20-37,共18页
随着大数据时代的到来,大数据技术在矿产勘查中的应用已成为未来发展的趋势。本文系统梳理了大数据找矿和综合信息预测理论的发展历程,探讨了大数据在矿产预测中的关键技术,并结合实际案例,得出以下主要结论:首先,大数据找矿能够有效应... 随着大数据时代的到来,大数据技术在矿产勘查中的应用已成为未来发展的趋势。本文系统梳理了大数据找矿和综合信息预测理论的发展历程,探讨了大数据在矿产预测中的关键技术,并结合实际案例,得出以下主要结论:首先,大数据找矿能够有效应对数据量和复杂性增加的问题,提供更准确的数据解读和预测支持;其次,大数据找矿作为一种技术手段,必须依赖于坚实的矿产找矿理论,特别是综合信息预测理论,后者不仅为大数据方法提供理论支撑,还能提高矿产资源预测的精度和效率;最后,基于综合信息预测理论,结合卷积神经网络(CNN)模型对内蒙古白音查干东山-毛登地区进行成矿预测,展示了其在矿产资源预测中的应用潜力。研究成果为大数据找矿的应用和理论发展提供了重要的参考和实践经验。 展开更多
关键词 大数据 矿产资源预测 机器学习 综合信息矿产预测 智能预测
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论热液成矿系统中构造体系控矿作用 被引量：6
2
作者 韩润生 刘飞 张艳 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期371-389,共19页
构造体系是李四光先生创立的地质力学理论和方法的灵魂。针对目前相关文献中对构造体系的各种表述和用法,本文从构造体系基本概念出发正本清源,深刻理解构造体系的内涵,发展和应用地质力学理论和方法,为揭示地壳构造和地壳运动的规律、... 构造体系是李四光先生创立的地质力学理论和方法的灵魂。针对目前相关文献中对构造体系的各种表述和用法,本文从构造体系基本概念出发正本清源,深刻理解构造体系的内涵,发展和应用地质力学理论和方法,为揭示地壳构造和地壳运动的规律、深入研究构造与成岩成矿(藏)的关系,以及指导矿产资源探测和评价提供依据。本文讨论了主压应力作用、力偶持续作用下发生序次转化形成的构造体系的力学机制,总结了构造体系具有统一性、区域性、层次性、复合性(继承性)和复杂性的特点;研究提出构造型式具有层次性,成矿构造体系具有一致性、阶段性、差异性、多样性和转换性的特点,并总结揭示了其控岩控矿规律;基于成矿构造体系(控矿构造型式)与成矿系统的成生联系,从矿集区、矿田和矿床分布的规律性,构造变形作用、岩浆活动和成矿作用的同时性,以及含矿构造和矿石中物质组成特征的一致性等方面,厘定成矿构造体系,进而提出成矿构造体系研究方法,为矿床(体)找矿预测和深部勘探提供依据。在此基础上,以非岩浆热液型多金属成矿系统(川滇黔成矿区富锗铅锌矿床)和岩浆热液型多金属成矿系统(湘南坪宝铜锡多金属矿田)为例,论证了构造体系控矿作用及其研究的重要意义。 展开更多
关键词 成矿构造体系 控矿构造型式 控矿作用 矿田地质力学 热液成矿系统
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社会-生态系统科学与人类世可持续发展 被引量：4
3
作者 李磊 徐鹏 +3 位作者 曾昭 赵丹丹 马韶君 刘丛强 《地学前缘》 北大核心 2025年第3期105-117,共13页
社会-生态系统科学在“人类世”背景下,为应对全球可持续发展挑战提供了重要理论指导与实践路径。本文首先从社会、经济、环境与生态四个维度分析当前全球可持续发展目标面临的主要挑战;其次,梳理了社会-生态系统科学的理论框架及历史演... 社会-生态系统科学在“人类世”背景下,为应对全球可持续发展挑战提供了重要理论指导与实践路径。本文首先从社会、经济、环境与生态四个维度分析当前全球可持续发展目标面临的主要挑战;其次,梳理了社会-生态系统科学的理论框架及历史演进,阐明了这一跨学科整合框架在全球变化背景下的应用前景;第三,本文聚焦社会-生态系统科学在促进跨部门协作、优化资源配置和推动政策创新中的核心作用,揭示了其在推动全球可持续发展目标实现中的关键意义;最后,本文展望了社会-生态系统科学的未来研究方向,特别强调了跨学科合作、系统建模与技术创新在实现可持续发展目标中的决定性作用。 展开更多
关键词 人类世 系统科学 可持续发展 生态系统
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副矿物包裹体和信号采集时间对锆石U-Pb年龄和微量元素分析结果的影响 被引量：2
4
作者 黄宇 钟世华 +5 位作者 李三忠 赵鸿 薛梓萌 郭广慧 刘嘉情 牛警徽 《地学前缘》 北大核心 2025年第1期388-400,共13页
锆石原位微区U-Pb定年和微量元素分析已成为当前地球科学领域常规的分析手段。然而,锆石微区分析结果的解译受到分析点选取、仪器稳定性和采集信号校正等诸多因素的影响,定量揭示这些因素如何影响锆石微区分析结果是准确探讨该结果地质... 锆石原位微区U-Pb定年和微量元素分析已成为当前地球科学领域常规的分析手段。然而,锆石微区分析结果的解译受到分析点选取、仪器稳定性和采集信号校正等诸多因素的影响,定量揭示这些因素如何影响锆石微区分析结果是准确探讨该结果地质意义的重要前提。本文以来自青海野马泉铁多金属矿床晚三叠世二长花岗斑岩岩体中的锆石为研究对象,开展了LA-ICP-MS锆石原位U-Pb定年和微量元素分析,以探究副矿物包裹体和信号采集时间对锆石微区分析结果产生的影响。研究结果显示,尽管信号采集时间较短时会得到较大的U-Pb定年误差,但它的改变并不会对U-Pb年龄和微量元素分析结果产生明显影响。对比含矿物包裹体和不含矿物包裹体的分析点可知,矿物包裹体的存在同样不会对定年结果产生明显干扰。然而,若选择的锆石分析位置含有磷灰石等副矿物包裹体,得到的分析数据会具有“轻稀土富集”的假象,从而造成诸多误判,如推断出错误的岩浆氧逸度特征等。因此,锆石微区分析前必须首先查明所分析的位置是否存在副矿物包裹体,而在探讨锆石微量元素数据的地质意义前必须将受到矿物包裹体混染的锆石数据予以剔除。 展开更多
关键词 LA-ICP-MS 锆石 U-PB定年 副矿物包裹体 信号采集时间
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辽河坳陷西部凹陷雷家地区沙四段杜三层细粒沉积岩储层特征及评价 被引量：1
5
作者 李阳 李晓光 +7 位作者 陈昌 崔向东 赖鹏 郭鹏超 任铌 刘洋 戚雪晨 郭美伶 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期277-289,共13页
西部凹陷雷家地区沙四段杜三层沉积了以黏土、长英质、碳酸盐和方沸石矿物混合的湖相细粒沉积岩,为该区近年致密油和页岩油勘探重点对象。在前人研究基础上,使用钻井、测井、录井和分析化验等资料,并结合无监督学习方法,对研究区目的层... 西部凹陷雷家地区沙四段杜三层沉积了以黏土、长英质、碳酸盐和方沸石矿物混合的湖相细粒沉积岩,为该区近年致密油和页岩油勘探重点对象。在前人研究基础上,使用钻井、测井、录井和分析化验等资料,并结合无监督学习方法,对研究区目的层细粒沉积岩进行分类,研究细粒岩储层基本地质特征并对其评价和有利区带预测。对303个X射线衍射全岩定量分析数据进行K-means聚类分析,将杜三层岩性划分为碳酸盐岩类、长英质混合细粒岩类和方沸石质混合细粒岩类3种类型,其中碳酸盐岩类和方沸石质混合细粒岩类具有更好的脆性特征,容易产生裂缝,并且溶孔和溶洞沿着裂缝发育,使得此类岩石储渗性能更佳,杜三层储层孔喉半径细小,分选差,均质系数小,孔隙结构较差,形成有效储层依赖微孔隙和微裂缝。基于叠合概率评价方法,将脆性指数、碳酸盐岩和方沸石质混合细粒岩厚度、裂缝密度、平均孔隙度、平均渗透率和总有机碳含量6种影响储层发育因素进行融合并评价,储层发育有利区沿湖盆长轴雷15井—雷84井—雷59井—曙90井—雷93井等井区分布。 展开更多
关键词 辽河坳陷 西部凹陷 细粒沉积岩 无监督学习 叠合概率 储层评价
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青藏高原东南缘营盘金顶北衙盘龙剖面地壳结构与化学成分 被引量：1
6
作者 赵志丹 雷杭山 +6 位作者 白志明 刘栋 王珍珍 许博 苗壮 侯增谦 莫宣学 《地学前缘》 北大核心 2025年第6期256-275,共20页
大陆地壳的结构、组成和演化是地球区别于其他星球的独一无二的重要特征和现今地球科学中最重要的科学问题之一。大陆地壳在地球系统各圈层中扮演着极为重要的角色,是岩石圈与地表圈层相互作用的纽带,也是揭示壳幔物质与能量交换、岩浆... 大陆地壳的结构、组成和演化是地球区别于其他星球的独一无二的重要特征和现今地球科学中最重要的科学问题之一。大陆地壳在地球系统各圈层中扮演着极为重要的角色,是岩石圈与地表圈层相互作用的纽带,也是揭示壳幔物质与能量交换、岩浆作用和成矿作用等地质过程的重要场所。研究地壳结构、组成和演化的方法主要包括深部物理探测、岩浆携带的深源包体、古老变质岩基底和岩浆作用反演等方法。本文选择青藏高原东南缘呈北西南东向横穿西南三江造山带扬子克拉通西缘的主要地质单元,西起云南兰坪县营盘,经过兰坪县金顶、鹤庆县北衙,东至昆明盘龙的地壳剖面(简称营盘盘龙),开展了剖面宽度50 km走廊带及其邻区的地壳结构和化学成分研究。从构造上穿越了兰坪思茅地块,横跨金顶矿区、北衙矿区,东至扬子地台西缘。本文基于已有地球物理测深剖面、古老变质岩系、岩浆岩及深源地壳包体和沉积岩盖层的地球化学和年代学数据,应用地球物理、实验岩石学和岩石地球化学资料的联合限制,尝试建立了营盘—盘龙走廊带内各构造单元的地壳岩石组成模型,估算了上、中和下地壳的元素地球化学成分,并探讨了走廊带和邻区各构造单元的地壳演化、构造岩浆成矿作用过程。 展开更多
关键词 地壳结构 岩石组成模型 化学成分 地壳演化 扬子克拉通西缘 青藏高原东南缘
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大陆碰撞成矿作用:新认识与新进展 被引量：1
7
作者 侯增谦 杨志明 +7 位作者 张洪瑞 王瑞 宋玉财 刘琰 郑远川 许博 王庆飞 刘英超 《地学前缘》 北大核心 2025年第6期179-209,共31页
大陆碰撞成矿理论框架已经初步构建,但在碰撞带岩石圈结构与深部致矿过程、碰撞带热状态与成矿差异控制、关键成矿过程与矿床成因机理等方面仍认识不足。近年来,通过地球物理地球化学岩石学成矿学等多学科交叉研究和实验模拟,大陆碰撞... 大陆碰撞成矿理论框架已经初步构建,但在碰撞带岩石圈结构与深部致矿过程、碰撞带热状态与成矿差异控制、关键成矿过程与矿床成因机理等方面仍认识不足。近年来,通过地球物理地球化学岩石学成矿学等多学科交叉研究和实验模拟,大陆碰撞成矿作用研究取得了诸多新认识和新进展。研究表明,碰撞带可以分为冷碰撞和热碰撞两种基本类型。其中,比利牛斯、阿尔卑斯和加里东造山带为冷碰撞演化序列代表,扎格罗斯、喜马拉雅和华力西造山带为热碰撞演化序列代表。冷/热结构受控于碰撞带深部过程和地幔热扰动强度。碰撞前大洋俯冲对上覆岩石圈的改造,导致岩石圈地幔交代富集、新生下地壳形成和古老地壳活化再造,为碰撞期含铜、金、稀土等岩浆系统形成提供了重要物源。碰撞期软流圈上涌交代、改造、吞噬上覆岩石圈,导致强烈的壳幔物质能量交换,为碰撞成矿提供了深部动力机制。碰撞成矿作用主要形成斑岩铜金矿床、MVT铅锌矿床、碳酸岩型稀土矿床、造山型金矿床以及淡色花岗岩有关的稀有金属矿床等。碰撞型大型斑岩铜矿床的形成要求:大陆板片中缓角度俯冲、俯冲板片垂向撕裂、新生下地壳部分熔融和壳内硫化物分解;MVT超大型铅锌矿的形成要求:褶冲系和前陆带环境、压/张构造转换、盆地卤水沿拆离带的迁移汇聚和前锋带的构造圈闭;碳酸岩型稀土矿床的形成要求:富稀土沉积物俯冲循环、碳酸岩化地幔根部分熔融、富REE碳酸岩浆壳内演化、高密度盐熔体与围岩交代反应;造山型金矿床的形成要求:岩石圈立交桥结构与壳/幔解耦变形、富水幔源超钾质岩浆集聚与去气、流体沿超壳断裂迁移与交代;与淡色花岗岩有关的稀有金属矿床的形成要求:活化改造地壳的部分熔融、拆离构造驱动的岩浆分异或者热驱动的岩浆高度分异。基于上述要素,结合典型矿床对比,建立和完善了大陆碰撞带4种典型矿床的成矿模型。 展开更多
关键词 大陆碰撞 新生下地壳 俯冲角度 板片撕裂 岩石圈架构 成矿作用
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海洋天然气水合物工程地质学的提出、学科内涵与展望 被引量：1
8
作者 吴能友 李彦龙 +10 位作者 蒋宇静 孙金声 谢文卫 胡高伟 王韧 于彦江 王金堂 陈强 申凯翔 孙志文 陈明涛 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期216-229,共14页
能源结构调整和国家“双碳”战略的实施为海洋天然气水合物作为一种潜在能源开展研究提供了难得的发展空间。随着勘探开发研究的深入,海洋天然气水合物安全高效开发面临的多种类型工程地质风险管控矛盾日益凸显,亟待发展基于现代工程地... 能源结构调整和国家“双碳”战略的实施为海洋天然气水合物作为一种潜在能源开展研究提供了难得的发展空间。随着勘探开发研究的深入,海洋天然气水合物安全高效开发面临的多种类型工程地质风险管控矛盾日益凸显,亟待发展基于现代工程地质学基本原理的海洋天然气水合物工程地质学。为此,本文阐述了天然气水合物工程地质学的提出过程,并结合国内外研究进展,论述了海洋天然气水合物工程地质学的基本学科构架、核心研究任务和主要研究手段。认为海洋天然气水合物工程地质学是海洋地球系统科学的有机组成部分,其核心目标是评估海洋天然气水合物系统的地质、工程安全承载力,并对海洋天然气水合物勘探开发提供决策支撑。海洋天然气水合物工程地质学不仅能为回答勘探开发活动与海洋天然气水合物系统之间的相互作用机制提供科学依据,也能有效地将海洋天然气水合物能源研究与地质灾害、全球气候变化研究关联起来,为实现海洋天然气水合物地质、环境、工程一体化可持续发展提供一定的理论与技术支撑。 展开更多
关键词 天然气水合物 工程地质学 学科内涵 研究任务 技术手段
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老挝铜资源成矿规律与基于机器学习的远景预测 被引量：1
9
作者 张必敏 王学求 +11 位作者 周建 王玮 刘汉粮 刘东盛 Sounthone LAOLO Phomsylalai SOUKSAN 谢淼 董春放 柳青青 鲁岳鑫 王浩楠 贺彬 《地学前缘》 北大核心 2025年第1期61-77,共17页
老挝处于特提斯成矿域南东段,具有丰富的矿产资源,但其地质工作基础薄弱,厘定矿产资源成矿规律并开展远景区预测是老挝在重点区实现找矿突破的有效途径。老挝1∶1000000国家尺度地球化学填图由中老双方合作完成,为其矿产资源和环境评价... 老挝处于特提斯成矿域南东段,具有丰富的矿产资源,但其地质工作基础薄弱,厘定矿产资源成矿规律并开展远景区预测是老挝在重点区实现找矿突破的有效途径。老挝1∶1000000国家尺度地球化学填图由中老双方合作完成,为其矿产资源和环境评价提供了高质量的地球化学基础数据和图件。本文主要利用国家尺度地球化学填图数据,结合老挝已发现矿产成矿规律,利用机器学习技术,开展铜资源远景区预测。研究结果表明:(1)老挝铜矿床的形成明显受到构造-岩浆-沉积作用控制,铜矿床主要类型有斑岩型、夕卡岩型、热液型和砂岩型。(2)老挝全国水系沉积物中铜含量为1.20~459.00μg/g,平均值为21.96μg/g,中位值为16.50μg/g,在7个三级大地构造单元中,长山地块和哀牢山—马江等3个缝合带的平均值高于其他几个构造单元,地球化学图显示铜在老挝分布不均匀,存在多个大面积分布的高背景区和异常区。(3)构建了包括单元素异常、矿化元素组合异常、指示中酸性岩体元素组合、控矿构造分布、碳酸盐岩和碎屑岩分布等要素的老挝铜矿多源信息定量信息预测模型。(4)利用随机森林成矿预测方法,共圈定9个成矿远景区,具有寻找斑岩型和夕卡岩型等类型铜矿找矿前景。 展开更多
关键词 远景区预测 机器学习 铜成矿规律 地球化学填图 老挝
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浙西北典型黑色岩系地质高背景区镉的地球化学特征及其对人群健康的影响 被引量：1
10
作者 刘久臣 刘大文 +5 位作者 盖楠 路国慧 贾文彬 刘斯文 关子骞 汤奇峰 《地学前缘》 北大核心 2025年第4期331-341,共11页
本文选择浙西北典型黑色岩系分布区的安吉县上墅乡,有针对性的对当地镉(Cd)元素地球化学特征以及其对人群健康产生的影响进行研究。结果表明,对照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2018)要求,上墅乡表层土壤镉元... 本文选择浙西北典型黑色岩系分布区的安吉县上墅乡,有针对性的对当地镉(Cd)元素地球化学特征以及其对人群健康产生的影响进行研究。结果表明,对照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2018)要求,上墅乡表层土壤镉元素超标严重,高值区域主要位于上墅乡中部与北部地区,与黑色岩系地层分布表现出空间一致性。Cd元素在向下的垂向剖面中呈现出表聚现象,其表层土壤所处的地球化学环境对镉元素可产生富集作用,致使表层土壤更容易出现镉元素超标现象。研究区农田土壤中镉元素化学形态组成高低顺序为:离子交换态>腐殖酸结合态>残渣态>铁锰结合态>碳酸盐结合态>强有机结合态>水溶态,其中的离子交换态处于绝对高的水平,农田土壤中镉元素的活性强,有效组分含量高,容易在土壤中发生迁移。健康风险评价结果显示研究区镉元素致癌风险较高,但在当地开展的包含平均寿命、慢病发病、骨骼损害疾病等指标的实际健康调查结果显示,研究区镉元素地质高背景并未对当地人群健康产生实际影响。本研究结果表明,仅仅从地质高背景的镉元素高含量水平推断人体健康风险具有误导性,人体对镉的吸收以及镉对人体健康产生的危害受到多种因素影响,尤其是地质高背景区的人体健康评价更应以实际调查为主。 展开更多
关键词 黑色岩系 地质高背景 重金属 镉 健康地质 人群健康
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基于Budyko模式的白洋淀流域不同时间尺度径流对气候变化的响应研究 被引量：1
11
作者 于涛 韩鹏飞 +3 位作者 王旭升 蒋小伟 张志远 万力 《地学前缘》 北大核心 2025年第1期449-458,共10页
气候变化严重影响流域内水资源的形成和水文要素之间的转化,准确量化河川径流对气候变化的响应对流域水资源的合理开发利用具有重要意义。当前非稳态条件下的水文气候弹性解析研究相对较少,本研究以白洋淀流域山区的八个子流域为研究区... 气候变化严重影响流域内水资源的形成和水文要素之间的转化,准确量化河川径流对气候变化的响应对流域水资源的合理开发利用具有重要意义。当前非稳态条件下的水文气候弹性解析研究相对较少,本研究以白洋淀流域山区的八个子流域为研究区,使用最新提出的基于Budyko模式的非稳态径流弹性系数解析新方法,将年际径流对气候变化的响应进行分析,在中国流域验证该方法的有效性,将其适用范围进行拓展,并进一步与采用多年时间尺度稳态条件下的基于Budyko模式的弹性方法分析结果进行对比。结果表明:年际尺度下,年蒸散比和水储量变化比与年干旱指数具有良好的线性相关性;在年际和多年时间尺度下河川径流对降水变化更为敏感;而年际尺度下径流弹性系数小于多年稳态下的结果,表明流域水储量对径流气候变化的响应起到了重要的调节作用。年际弹性系数与流域面积的相关性较好。本研究验证了最新提出的基于Budyko模式的非稳态径流弹性系数新方法的有效性,并进一步将其适用性由湿润区拓展到半湿润、半干旱地区,对今后白洋淀流域和雄安新区水资源的合理利用具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 Budyko模式 气候变化 弹性系数 白洋淀流域
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不同直径毛管中水密度变化特性及其对土壤水密度变化的启示 被引量：1
12
作者 李超 程东会 +4 位作者 马成龙 乔晓英 黄梦楠 王一式 杨银科 《地学前缘》 北大核心 2025年第1期440-448,共9页
土壤水的密度存在较大的变化范围,但目前还没有一个完整的理论来全面描述这种变化规律。本文利用微米直径的石英管模拟多孔介质的孔隙系统,采用质量-体积法测量了直径在50~530μm之间的8个不同直径石英管中水的密度。结果表明:当石英管... 土壤水的密度存在较大的变化范围,但目前还没有一个完整的理论来全面描述这种变化规律。本文利用微米直径的石英管模拟多孔介质的孔隙系统,采用质量-体积法测量了直径在50~530μm之间的8个不同直径石英管中水的密度。结果表明:当石英管直径小于75μm时,水的密度大于体相水的密度,最高密度为1.19 g/cm^(3);而直径为100~250μm时,水的密度略小于体相水,最低为0.98 g/cm^(3)。水密度随石英管径而变化的规律可以用类似纳兰-琼斯势的经验公式来表达。研究表明:能使水密度增大或减小的水化作用、水-固界面作用、毛细作用或空化机制均不能解释石英管中出现的水密度变化。分析认为,毛管中的复杂的水动力学和流变学,特别是管嘴的剪切增稠及其逆过程可能是不同直径石英管中水密度变化的物理机制。该机制不同于解释土壤水密度变化的传统理论,为土壤水密度变化研究提供了一个崭新的视角。如果把石英管中水密度变化规律与基于多孔介质毛管束概念的土壤含水率模型结合,可以预测不同含水率土壤中水的密度。进一步的研究应该从流变学基本理论出发,建立剪切速率与黏度和黏度与密度之间的定量关系,从理论上构建毛管水和土壤水密度变化模型。 展开更多
关键词 微米直径石英管 高密度水 低密度水 剪切增稠 土壤水密度变化
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深部页岩储层压裂裂缝扩展均匀性研究 被引量：1
13
作者 胡景宏 廖松泽 +1 位作者 蔡益栋 芦俊 《地学前缘》 北大核心 2025年第4期471-482,共12页
深部页岩气资源量巨大,加快深部页岩气勘探开发力度,对助力实现双碳目标具有重要意义。密切割水力压裂是实现深部页岩气规模开发的重要增产措施。但在密集布缝的同时可能出现部分射孔簇扩展受限的现象。因此确定合理的布缝间距形成均匀... 深部页岩气资源量巨大,加快深部页岩气勘探开发力度,对助力实现双碳目标具有重要意义。密切割水力压裂是实现深部页岩气规模开发的重要增产措施。但在密集布缝的同时可能出现部分射孔簇扩展受限的现象。因此确定合理的布缝间距形成均匀且密集的裂缝对提高油气产量、降低成本尤为重要。为探究深部裂缝性页岩储层压裂裂缝扩展的均匀性,结合位移不连续法和拟三维裂缝模型建立了考虑天然裂缝影响的多层水力压裂模型,并引入Broyden迭代计算方法提出了流固耦合多裂缝模型高效解法。模拟分析了水平应力差和施工参数对多簇裂缝形态和裂缝扩展均匀性的影响。研究结果表明:Broyden迭代比牛顿迭代计算效率更高。深部页岩储层在高应力差(10 MPa)条件下,水力裂缝难以发生转向;簇间距并非越密越好,当簇间距增加至8 m时可显著提升各簇裂缝进液均匀性;适当提升压裂液黏度(>20 mPa·s)和施工排量(>16 m 3/min)有利于裂缝密集且均匀地扩展。该研究成果可为我国深部页岩压裂工艺优化提供理论支撑。 展开更多
关键词 深部页岩 裂缝性储层 密切割压裂 裂缝均匀性 裂缝形态 数值模拟
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基于集成学习模型与贝叶斯优化算法的成矿预测 被引量：1
14
作者 孔春芳 田倩 +3 位作者 刘健 蔡国荣 赵杰 徐凯 《地学前缘》 北大核心 2025年第4期122-139,共18页
全球进入隐伏矿体勘查时代,急需新的找矿预测方法。利用集成学习进行的数据驱动的成矿预测模型正在成为深部隐伏矿产勘探的有力工具。然而,基于集成学习的成矿预测模型面临着一些普遍的问题,特别是模型的参数调优。模型的参数调优是一... 全球进入隐伏矿体勘查时代,急需新的找矿预测方法。利用集成学习进行的数据驱动的成矿预测模型正在成为深部隐伏矿产勘探的有力工具。然而,基于集成学习的成矿预测模型面临着一些普遍的问题,特别是模型的参数调优。模型的参数调优是一个非常耗时的过程,需要繁琐的计算和足够的专家经验。本文提出了一种基于多源地学知识与贝叶斯优化算法的集成学习模型来解决上述问题。具体来说,首先,基于多源地学知识,构建锰矿成矿预测数据库;其次,基于自适应提升模型(Adaptive Boosting,AdaBoost)和随机森林(Random Forest,RF)模型,建立黔东北锰矿成矿预测模型;然后,采用贝叶斯优化算法(Bayesian Optimization,BO),通过5倍交叉验证的辅助,寻找BO-AdaBoost和BO-RF模型最合适的超参数组合;最后,利用精度、准确率、召回率、F_(1)分数、kappa系数、AUC值等参数及已有成果检测模型的性能。实验结果发现,BO-AdaBoost和BO-RF模型的AUC值都得到了显著的提高,表明BO是一个强大的优化工具,优化结果为集成学习模型的超参数设置提供了参考。同时,实验结果也表明:BO-AdaBoost模型(92.8%)比BO-RF模型(89.9%)具有更高的预测精度和地质泛化能力,在成矿预测方面具有巨大潜力。基于BO-AdaBoost模型的预测图为黔东北隐伏锰矿矿床的勘探提供了重要线索,并可以指导未来的矿产勘探与开发。 展开更多
关键词 集成学习 自适应提升模型 随机森林 贝叶斯优化算法 隐伏锰矿 成矿预测
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南海北部琼东南盆地砂质天然气水合物储层沉积特征及成藏模式 被引量：2
15
作者 任金锋 陈雨核 +5 位作者 徐梦婕 李廷微 王笑雪 赖洪飞 谢莹锋 匡增桂 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期94-112,共19页
砂质水合物储层是国际上水合物勘查试采的首选目标,我国在南海北部琼东南盆地钻探发现了高饱和度砂质水合物。通过三维地震、测井、岩心及测试分析资料,证实了规模化成藏的砂质水合物藏。砂质水合物储层表现为低自然伽马、低西格玛、高... 砂质水合物储层是国际上水合物勘查试采的首选目标,我国在南海北部琼东南盆地钻探发现了高饱和度砂质水合物。通过三维地震、测井、岩心及测试分析资料,证实了规模化成藏的砂质水合物藏。砂质水合物储层表现为低自然伽马、低西格玛、高电阻率、高声波速度和T_(2)谱信号幅度急剧降低等测井响应特征,同时纵波及横波信号均明显衰减。砂层呈楔形近水平席状分布。岩性为粗粉砂细砂为主,属于深水浊积体系末端的朵体沉积。剖面上,水合物和游离气具有同层分布、横向过渡的特点。平面上,水合物藏呈现椭圆形分布,中部发育伴生游离气,外围发育水合物。与世界其他海域钻探发现的倾斜砂质水合物储层不同的是,该水合物藏是在稳定域底界附近的水平砂层,在下伏气烟囱背景下局部高热流驱动和上覆细粒沉积地层的封盖下,充足游离气由中部向外横向长运移而形成大面积高饱和度水合物。 展开更多
关键词 砂质水合物 气烟囱 深水朵体沉积 横向接触成藏 琼东南盆地
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表层地球系统的深部过程响应与地表自然灾害 被引量：1
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作者 刘静 孙照通 +4 位作者 王文鑫 李云帅 姚文倩 崔凤珍 刘丛强 《地学前缘》 北大核心 2025年第3期7-22,共16页
地球深部过程对表层地球系统的影响构成了地球系统科学研究的核心议题。通过构造运动和火山喷发等多种机制,深部过程改变了物质循环和能量传输的深浅部模式,进而对表层地球系统产生深远影响。这种影响具体表现在以下几个方面:(1)构造活... 地球深部过程对表层地球系统的影响构成了地球系统科学研究的核心议题。通过构造运动和火山喷发等多种机制,深部过程改变了物质循环和能量传输的深浅部模式,进而对表层地球系统产生深远影响。这种影响具体表现在以下几个方面:(1)构造活动通过地形的重塑,调控了流域尺度的侵蚀-沉积过程;(2)火山活动和构造运动通过改变大气成分和环流格局,在地质时间尺度上驱动了气候变化,其中硅酸盐风化作用在调节大气中CO_(2)浓度方面扮演了关键角色;(3)深部过程可能引发生态系统演化中的生物灭绝事件,同时也能促进生物多样性的形成;(4)在全球气候变化的背景下,地震和地质灾害通过影响社会-生态系统的稳定性,可能进一步加剧其不稳定性。随着观测技术的持续进步,地球系统科学研究将继续深入理解表层地球系统对深部过程的响应机制、量化其影响强度、预测自然灾害的演化趋势,以及增强社会-生态系统对灾害的适应能力。本文系统梳理了深部过程-表层系统-社会生态的跨尺度耦合机制,有助于理解地球系统整体演化。 展开更多
关键词 表层地球系统 地球关键带 构造-气候耦合 自然灾害链 社会-生态系统
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矿物增强生物光合作用理论与应用研究取得新突破 被引量：1
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作者 鲁安怀 杜逸飞 +2 位作者 方谦 丁竑瑞 李艳 《地学前缘》 北大核心 2025年第1期466-469,共4页
光合作用是决定农作物产量的首要关键因素,当前农作物的光合作用效率对日光能的利用率仅为2%左右,影响粮食蔬菜等作物产量。《地学前缘》面向世界科技前沿,面向经济主战场,跟踪我们系列科研成果近三十年。近年来,围绕矿物增强生物光合... 光合作用是决定农作物产量的首要关键因素,当前农作物的光合作用效率对日光能的利用率仅为2%左右,影响粮食蔬菜等作物产量。《地学前缘》面向世界科技前沿,面向经济主战场,跟踪我们系列科研成果近三十年。近年来,围绕矿物增强生物光合作用这一原创性国际前沿科研成果,及其在解决农业增产提质这一国际难题的突破性应用成果开展了连续报道。我们最近研究进一步证实植物叶绿体中锰簇物质(Mn4Ca O5)与地表矿物膜中水钠锰矿具有起源关系和成因联系,在光催化裂解水功能上具有异曲同工之处。矿物红外发射光谱特性能够影响水功能,促进光反应裂解水的作用。植物经典光合作用仅限于叶绿体中锰簇物质对可见光部分波段的吸收转化作用,叶绿体外的矿物非经典光合作用可拓展功能水对太阳光波谱利用范围,即通过改变灌溉水功能实现对太阳能利用效率的提升,开拓了提高植物光合作用效率的崭新途径。据此提出“矿物水光合作用”国际原创技术,田间试验农作物普遍增产达20%~50%,显著提升多种农作物产量和品质。这是自然界矿物通过影响水功能以促进生物光合作用的创新案例。 展开更多
关键词 矿物非经典光合作用 矿物膜中锰簇 叶绿体中锰簇 灌溉功能水 光合作用效率
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喀斯特型铝土矿岩溶红土成因模式 被引量：1
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作者 王庆飞 杨淑娟 +8 位作者 马欢 刘学飞 张起钻 李中明 赵军 崔银亮 余文超 陈方戈 邓军 《地学前缘》 北大核心 2025年第5期345-360,共16页
铝土矿是由铝氧化物与铝氢氧化物与黏土矿物组成的矿床,是战略性大宗矿产铝与关键金属镓的主要提供者。底板为碳酸盐岩的喀斯特型铝土矿成因独特,不能被基于连续沉积的地层学和基于原地风化作用的红土型矿床学已有理论所涵盖,成为矿床... 铝土矿是由铝氧化物与铝氢氧化物与黏土矿物组成的矿床,是战略性大宗矿产铝与关键金属镓的主要提供者。底板为碳酸盐岩的喀斯特型铝土矿成因独特,不能被基于连续沉积的地层学和基于原地风化作用的红土型矿床学已有理论所涵盖,成为矿床学关注的焦点问题。依据中国铝土矿时空分布、构造环境与物质来源、矿物转换与形成条件主要取得以下认识:中国铝土矿层序格架主要分布于石炭纪与二叠纪,不同时期陆内盆地、被动陆缘与孤立台地构造沉积环境与喀斯特岩溶地势联合控制了矿体分布;伸展俯冲碰撞不同威尔逊旋回阶段控制了多元异地物源类型;晚古生代冰期、古特提斯闭合与大火成岩省群等多因耦合促进了中国多期次与大范围成矿;岩溶洼地中成矿环境垂向分带与同沉积作用控制了矿物转化与铝富集。研究提出了喀斯特铝土矿岩溶红土成因模型,即源自构造活动区岛弧火山灰沉降或者剥蚀区硅酸盐岩风化初始产物被搬运到岩溶盆地,经表生风化作用形成红土堆积,渗流带氧化酸性过渡至潜流带还原碱性环境,使硅铝铁有效分离,铝氧化物与铝氢氧化物离子结晶分层富集成矿;构造气候岩溶多因耦合驱动了喀斯特铝土矿矿化作用。 展开更多
关键词 喀斯特型铝土矿 红土 风化 异地物源 构造气候驱动
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跨模态多层特征融合的遥感影像语义分割 被引量：2
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作者 李智杰 程鑫 +3 位作者 李昌华 高元 薛靖裕 介军 《计算机科学与探索》 北大核心 2025年第4期989-1000,共12页
多模态语义分割网络能够利用不同模态中的互补信息来提高分割精度,在地物分类领域具有广泛的应用潜力。然而,现有的多模态遥感影像语义分割模型大多忽略了深度特征的几何形状信息,未将多层特征充分利用就进行融合,导致跨模态特征提取不... 多模态语义分割网络能够利用不同模态中的互补信息来提高分割精度,在地物分类领域具有广泛的应用潜力。然而,现有的多模态遥感影像语义分割模型大多忽略了深度特征的几何形状信息,未将多层特征充分利用就进行融合,导致跨模态特征提取不充分,融合效果不理想。针对这些问题,提出了一种基于多模态特征提取和多层特征融合的遥感影像语义分割模型。通过构建双分支编码器,模型能够分别提取遥感影像的光谱信息和归一化数字表面模型(nDSM)的高程信息,并深入挖掘nDSM的几何形状信息。引入跨层丰富模块细化完善每层特征,从深层到浅层充分利用多层的特征信息。完善后的特征通过注意力特征融合模块,对特征进行差异性互补和交叉融合,以减轻分支结构之间的差异,充分发挥多模态特征的优势,从而提高遥感影像分割精度。在ISPRS Vaihingen和Potsdam数据集上进行实验,mF1分数分别达到了90.88%和93.41%,平均交互比(mIoU)分别达到了83.49%和87.85%,相较于当前主流算法,该算法实现了更准确的遥感影像语义分割。 展开更多
关键词 遥感影像 归一化数字表面模型(nDSM) 语义分割 特征提取 特征融合
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极端气候下洞庭湖河水地下水相互作用:以资江洞庭湖河段为例 被引量：1
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作者 谌宏伟 朱智超 +4 位作者 李正最 喻娓厚 周慧 于莎莎 彭向训 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期445-455,共11页
以2022年洞庭湖为研究背景,以资江洞庭湖河段为研究对象,采用水化学和氡同位素联合示踪的方法,探讨洞庭湖区不同季节河水地下水相互作用关系,以揭示极端气候条件下湖区河道水交换的异常变化。1月和8月研究河段河水均为HCO_(3)-Ca型,地... 以2022年洞庭湖为研究背景,以资江洞庭湖河段为研究对象,采用水化学和氡同位素联合示踪的方法,探讨洞庭湖区不同季节河水地下水相互作用关系,以揭示极端气候条件下湖区河道水交换的异常变化。1月和8月研究河段河水均为HCO_(3)-Ca型,地下水分别为HCO_(3)-Ca型和HCO_(3)-Ca与HCO_(3)·SO_(4)-Ca型,均主要受岩石溶滤控制,且均表现出河水地下水一定程度混合的特征。1月和8月地下水^(222)Rn浓度平均分别是河水的21和23倍,且两类水体均为1月高于8月。1月和8月河水TDS和Cl^(-)沿程均小幅度起伏变化,地下水中则以与河水总体相近的趋势大幅度波动;1月河水和地下水^(222)Rn浓度沿程为总体先升后降的大幅度波动特征,8月则表现为上半河段变化趋势相反、下半河段趋势相近。综合分析认为:1月和8月研究河段上游和下游一定范围内均为地下水补给河水,中部一定范围内补给减弱;1月和8月地下水补给河水的速率分别为0.39×10^(-4)和0.44×10^(-4) m^(3)/(s·m),补给量分别为1.24和1.39 m^(3)/s。2022年的极端气候导致洞庭湖平原区河水和地下水相互作用关系出现异常,研究河段1月地下水补给河水强度增加,8月由通常的河水补给地下水逆转为地下水补给河水。极端气候不仅影响了洞庭湖平原河道水交换模式和强度,还可能导致河道生态系统的物质循环和能量流动功能出现异常。 展开更多
关键词 水化学 氡同位素 河水 地下水 相互作用 极端气候 洞庭湖
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