基于自训练的多标签岩矿石薄片分类方法

岩矿石薄片识别是一项专业性要求极高的任务,人工识别常出现不可避免的主观错误,且效率极低。深度学习图像识别技术是可以高效进行岩矿石薄片识别的方法,但训练深度学习模型需要大量标注数据,因此如何高效利用有限标注数据具有重要意义。通过采用多标签分类方法,在有标签数据集上先训练一个分类器,然后使用该分类器为大量无标注的岩矿石薄片生成伪标签,最后使用有标签的训练数据和所有无标签数据重新训练模型。结果表明,采用多标签分类方法识别岩矿石薄片结构及矿物是可行的,同时使用半监督学习方法训练模型,在不进行大量人工标注的情况下,可提高该模型的泛化能力。

基于地质图编码及深度残差网络的找矿预测方法——以陕西石泉地区金矿为例

利用人工智能技术进行找矿预测是矿产勘查的前沿领域,解决了地质图因精度不足而无法被用于找矿预测及模型训练等问题。提出并采用ONE-HOT编码方法进行地质图网格化,结合地球化学数据,以多通道二维网格窗口数据作为输入数据,利用平移、旋转、缩放等数据增强方法进行扩充训练,采用改进的ResNet神经网络预测模型,通过大量试验与对比,优化了超参数。在石泉地区进行了找矿预测,结果表明,该方法的找矿远景区面积占比6.5%,覆盖了所有已知金矿,并预测出8处不包含已知金矿的新找矿远景区,所提出的ONE-HOT编码方法可以有效利用已有地质图数据,且ResNet神经网络预测模型预测结果明显优于典型CNN网络模型和证据权重法的预测结果。

基于Protégé的矿床成因类型本体推理判别方法——以中低温岩浆热液型金矿床为例

中低温岩浆热液型金矿床分布范围广,规模大,数量约占中国金矿床的65%,是中国矿产金的主要来源。在找矿过程中,不同矿床类型对应不同的找矿方法,确定矿床成矿模式能够为找矿提供理论支撑,并且能为矿产勘查和预测提供理论指导。鉴于此,结合勘查区找矿预测理论,对中低温岩浆热液型金矿床的本体构建和推理机制进行研究。利用Protégé本体建模软件,完成对矿床的本体建模,基于SWRL推理规则语言,定义矿床成因类型的推理规则,设计了一套面向矿床类型判别的本体推理机制,利用HermiT推理机完成推理。经大量试验,提出了矿床成因类型本体推理判别方法,其在金矿床成因类型判别方面具有较好应用效果,并可广泛应用于其他矿床成因类型的判别。

分块区域三维地质建模方法

区域三维地质建模是区域三维地质调查的关键。在大量反复实践的基础上,提出了分块三维地质建模方法,该方法的主要步骤为:以断裂、岩体边界和不整合等为边界,把复杂的三维地质建模区域分解为内部构造相对简单的建模块或建模地质单元;分别对各建模块进行地质地球物理综合研究,编制深部地质剖面,揭示深部地质结构;采用基于剖面的建模方法按照全区统一的坐标系统构建三维地质模型;在完成全区所有建模块三维地质模型构建之后,把各个建模块的三维地质模型集成在统一的三维空间框架下,形成全区的三维地质模型。该方法具有能够简化三维地质建模过程、易于修改完善模型、易于集成模型等优势,能够克服常规的基于剖面的三维地质建模方法中存在的问题,突破了大规模区域三维地质建模的瓶颈。在本溪—临江深部地质调查中的应用表明,采用该方法可以有效构建研究区的三维地质模型,并能充分表达复杂的地下深部地质结构,为开展复杂地区大规模区域三维地质建模提供了一个重要途径。

黄骅坳陷孔南地区孔一、孔二段构造沉积演化

笔者针对黄骅坳陷孔南地区古地理格局认识上存在的问题,通过沉积相分析和古地理格局恢复,证实孔店凸起-孔店构造带是从孔一段沉积早期开始发育的,在孔一段沉积晚期形成其雏形;孔二段沉积时期孔南地区为拗陷盆地。孔一段沉积时期,整个孔南地区都处于沉降阶段,而孔店凸起-孔店构造带则是一个沉降相对缓慢的地带,在地形上并不是相对隆起区。

基于虚拟仿真的无人机野外地质调查智能路径训练研究

我国东部矿产资源开发利用逼近临界、资源消耗持续增加,众多矿产资源勘探和开采工作逐步向西部艰苦地区转移,但现有地质野外工作自动化程度低,大量繁重、高危的工作仍然由人力完成(成秋明,2021),严重制约了向“盲区”找矿、要矿的战略进程(侯增谦,2021)。

储层沉积微相带自动跟踪方法

储层沉积微相带自动跟踪是在井间地层划分、对比和沉积微相分析的基础上 ,利用计算机技术自动确定沉积微相分布、微相带边界和绘制沉积相带图的方法 ,主要包括井位坐标变换、网格化、插值、叠置、边界搜索及绘制沉积微相带图等步骤。该方法的关键步骤是采用蠕虫插值法和空间插值法 ,以确定呈带状和片状分布的各种沉积微相 ,通过网格叠加把这些沉积微相分布结果叠加起来形成最终的沉积微相分布图。蠕虫插值法不同于常规插值法 ,是根据地质规律模拟人对带状分布的沉积微相分析的一种智能方法。根据这一原理所开发的微相带跟踪系统软件 (MFBTS MicroFaciesBeltTracingSystem)能够快速分析和跟踪沉积微相及储层的分布。该方法已初步应用到松辽盆地葡萄花油田 ,由MFBTS软件所产生的结果图与人工绘制的沉积微相带图基本吻合。

岩浆泡破裂引发地震的模式——以吉林松原2013年地震群为例

2013年10月31日,吉林省松原前郭尔罗斯蒙古族自治县(44.60°N,124.18°E)发生震级为5.5级地震,此后的40d内发生了700多次地震,其中5级以上地震5次。松原地区近年来地震活动频繁,2014年1月以来又发生4级以上地震9次、5级以上地震1次,震中处于松辽盆地油气田开采区,地震活动序列十分特殊。为了揭示松原地震的发震机制与发震模式,研究深部地质过程与地震的关系,根据此次实测的通过震中25km长的大地电磁测深剖面,结合地热梯度、He同位素比值(~3 He/~4 He)、CO_2碳同位素、地震序列等资料的综合分析,发现震中地区存在两个位于不同深度的低阻体,地震发生与地幔深部岩浆活动有关;据此提出了一种新的地震发生模式——岩浆泡破裂发震模式,描述了来自地幔的基性岩浆通过向上侵入、在脆-韧性转换带附近聚集形成岩浆泡、岩浆泡破裂及岩浆泡上覆岩层中聚集能量引发岩层破裂产生地震的过程,并使来自地幔的无机成因的CO_2气在储层中形成CO_2气藏。该模式可以解释许多发生在大陆内部地震和深源地震的发生机制。

油页岩大规模原位开采数值模拟研究及开采参数讨论

为了研究原位裂解过程中不同规模井组温度场和生烃量的差异,分别对六边形井组数量为7个、19个、37个和61个四种情况油页岩原位开采生产模型进行了建模,以吉林省扶余县油页岩开采试验区为试点区,在使用ANSYS软件的Mesh模块对模型进行加密网格化的基础上,使用Fluent进行了流体场和温度场模拟;通过求解化学反应动力学方程组进行了油页岩生烃过程模拟,并进行了不同井间距、注气速率和双裂缝间距情况下的模拟。模拟结果表明,大规模油页岩原位开采过程中油页岩生烃主要分为三个阶段,即快速生烃阶段(注热前500d)、缓慢生烃阶段(注热500~1 500d)和平稳阶段(注热1 500~3 000d)。增加井组数量可以提高热烟气对中心加热区域的热利用效率。但增加井组数量对单井组生烃量和能源回报率的增幅逐步减小,当井组数量从37个增加到61个时,加热为3 000d时的单井组生烃量增率小于3.1%,能源回报率增率小于8.7%,因此进行油页岩原位开采时选取37个或37以上的井组数量为获得高能源回报率的最佳方案。在61个井组条件下,不同开采参数模型达到最大能源回报率的开采参数为井间距30m、注气速率12m/s和裂缝间距1m,在该开采参数条件下获得最大能源回报率需要进行600~750d的持续注热。

用自组织神经网络自动识别岩相

ＢＰ神经网络技术以其强大的学习能力已广泛应用于许多领域，取得了很好效果。但当不具备已知样本时，该技术很难应用。本文采用改进的自组织神经网络，对测井资料进行自动岩相识别，并在松辽盆地进行了实际应用。通过与已知资料对比，证实该方法是一种有效的岩相自动识别方法，具有良好的应用前景。

沉积过程的三维计算机模拟及其应用

利用模拟沉积、剥蚀和搬运过程的数学模型和基本算法,开发了模拟软件SSSP(simulatingsys-temofsedimentaryprocesses)。该软件能够进行主要沉积环境的大规模剥蚀、搬运和沉积过程的复杂模拟,并可控制各种参数实时显示模拟结果,包括剖面图、沉积相图、等值线图、网格图和速度矢量图等。在已知沉积环境参数的情况下,利用SSSP再现盆地的沉积演化过程、沉积构型和沉积相分布,并给出了三角洲、河道和水下台阶沉积环境模拟实例。

层形态的概念及地质意义

层形态是作者在开发“大陆伸展盆地构造沉积模拟系统（ＴＳＭＳ）”过程中提出的一个新概念。层形态是指能够反映盆地构造沉积演化过程的沉积地层的几何形态，大陆伸展盆地的构造沉积学模拟结果表明，在不同伸展速率下形成的盆地具有不同的层形态、瞬时伸展盆地的层形态为板状，快速持续伸展盆地表现为尖楔形层形态，在这两种端元情形下存在着一系列过渡类型，通过在地震剖面和地质剖面上分析盆地的层形态和其随时间的变化。

黄骅坳陷孔南地区沙河街组井震基准面旋回匹配

提出了井震基准面旋回匹配的概念与方法。该方法通过测井和地震层序地层分析,以高分辨率层序地层学的基准面旋回为约束,利用合成记录建立测井和地震反射之间的匹配关系。采用该方法可获得更可靠的井震匹配关系,并能赋予各主要地震反射轴的层序地层意义,搭建起地震层序地层与高分辨率层序地层之间的桥梁。孔南地区沙河街组30多口井的井震基准面旋回匹配研究结果表明:层序Ⅰ包括4个主要反射轴,A1、A2和A3分别代表了层序Ⅰ内部的3个四级层序初始洪泛面,A4反射轴相当于层序ⅠC3U旋回上升半旋回的初始洪泛面;层序Ⅱ内部主要包括B1和B2 2个正相位连续反射轴,分别代表了层序Ⅱ内部2个基准面旋回的洪泛面;层序Ⅲ内部主要发育了C1和C2 2个明显的正相位较连续的反射轴,其中C1相当于层序Ⅲ的C2U旋回与C3D旋回的分界,C2反射轴对应于层序ⅢC3U旋回的初始洪泛面。各三级层序内部的正相位反射轴通常为四级层序的初始洪泛面或最大洪泛面。

岩浆泡破裂引发地震的模式

地壳断裂构造活动和火山活动是普遍认为引发地震的两种主要原因。岩浆活动是驱动地球构造演化的重要动力之一。岩浆侵入地壳形成岩浆侵入体是地质历史上普遍存在的地质现象,地球表面大面积出露的基性、中性和酸性侵入岩体是其有力证据,火山活动实际上是岩浆侵入到地表之上的一种特殊形式。由于岩浆侵入过程发生于地下深部,难以观察到岩浆侵入及其所引起的地下深部所发生的地质变化,从而忽略了岩浆侵入与地震的关系。

基于GIS的证据权重法在黑龙江省西北部金矿成矿预测中的应用

在分析了黑龙江西北部地区金矿床成矿特征的基础上,建立了区域金矿找矿模型,然后提取了各类找矿信息,并在GIS中构成了与成矿有关的地层、构造、岩浆岩、遥感、物探、化探异常等11个证据图层。用证据权重模型统计综合证据图层生成研究区成矿后验概率图。按照后验概率相对大小把预测区成矿可能性划分成三级,圈定5个Ⅰ级成矿远景区,为在黑龙江省西北部进一步找矿奠定了基础。

松辽盆地深部地震剖面解释与深部地质研究

通过 6条长 135 4 6km的 15s深部地震剖面的综合解释 ,揭示了松辽盆地深部许多重要的地层、侵入体和构造等深部地质特征。深部地震剖面的解释结果表明 ,松辽盆地具有上、下地壳二分结构特征 ,深部地震剖面上二者的界线划在网状反射层的顶面 ;利用深部地震剖面上反射波的振幅强弱、波组连续性和波组外形等识别标志 ,可识别出中、新生界、上古生界、前泥盆系、前寒武系、侵入岩体和基性岩浆底垫等地质体 ;此外还发现在地壳深部存在着特殊地质体———地幔热底劈体 ,这种深部地幔热底劈体在空间分布上与天然气的分布密切相关 ,是进行无机成因天然气选区的重要依据。在深部地震部面上解释的莫霍面隆起区与盆地沉降中心呈偏移镜像关系 ,以及广泛发育的犁式断裂系和拆离带均表明松辽盆地是简单剪切作用的结果。

测井成岩相自动识别及其在鄂尔多斯盆地苏里格地区的应用

以岩性作为测井特征提取及成岩相识别单元,排除岩性差异对测井信息影响,控制识别单元发育成岩相类型。利用黏土矿物含量比值反映孔隙流体酸碱性,提高判别结果的准确性。根据成岩相对孔缝演化作用的最终影响,定义测井成岩相,并利用基于贝叶斯最佳分类的概率神经网络,对比不同测井组合下神经网络对测井成岩相的识别能力。利用所提方法对鄂尔多斯盆地苏里格地区进行成岩相识别。结果表明,测井成岩相识别结果与实际取心鉴别结果的符合率为81%,且识别的溶蚀相发育区域在实际试气中基本为气层及气水同层,无差气层存在。

松辽盆地西缘断陷盆地特征及油气远景——以大杨树盆地为例

大杨树盆地与松辽盆地及其他西缘盆地的对比,发现它们具有类似的充填序列和构造演化历史,表明这些盆地应是松辽盆地的一部分。目前,在陆家堡凹陷中已发现具有一定规模的油田,大杨树盆地深部发现良好的烃源岩,这表明沿松辽盆地西缘发育的一系列断陷盆地具有良好的油气远景,大杨树盆地是其中最具勘探潜力的盆地之一。

梨树断陷砂砾岩测井岩性识别

以梨树断陷砂砾岩储层为研究对象,结合岩心、EMI成像图及常规测井曲线,建立砂砾岩岩性与测井响应的关系。利用主成分分析得出主因子F;利用常规测井曲线中自然伽马、声波时差及岩性参数N构造出岩性识别指数L,结合主因子F和岩性识别指数L建立砾质、砂质、泥质储层的测井响应—岩石类别模式。与自组织神经网络、模糊聚类及主成分分析方法进行对比,该方法具有较高的识别符合率,能够满足实际生产需求。

内蒙造山带南部古板块构造演化

对内蒙造山带南部构造岩石组合、构造序列和部分岩石的同位素年龄研究表明,华北板块北缘在中元古代由大陆裂谷发展成被动陆缘,晚元古代开始转为活动陆缘,延续至早古生代转为俯冲—左旋走滑。随着温都尔庙蛇绿岩的定位和俯冲带北移、贺根山蛇绿岩的定位,内蒙造山带南部分别经历了两次均衡抬升—裂陷。海西末期华北—西伯利亚两大板块已缝合,进入超碰撞阶段,区内花岗岩大量侵位并形成了一系列推覆构造。