金属矿立体定位定量预测和分析优选的策略研究

矿产资源的勘探与开发是一项高风险、高投入的活动,准确预测矿体的位置和储量是降低风险、提高投资回报的关键。由高建国著,科学出版社于2010年3月出版的《云南澜沧银铅锌多金属矿床综合成矿信息定量预测》一书,以其独特的视角和深入的研究,为读者提供了一份关于金属矿立体定位定量预测与财务分析优选策略的珍贵资料。该书不仅聚焦于云南澜沧地区的多金属矿床,更通过科学的方法揭示了矿产预测的先进理念和实用技术。

融合知识图谱的矿产资源定量预测

大数据和人工智能极大地促进了矿产勘查的发展,创新了矿产预测研究范式,提升了地质找矿大数据的挖掘与集成能力。在资源定量预测领域,知识-数据联合驱动的综合信息智能预测已逐渐成为行业共识,如何实现数据和知识联合驱动是目前亟待解决的问题。知识图谱可以整合多源、异构的地质找矿大数据,其中蕴含的知识和规则在驱动地球科学领域的知识发现方面具有重要的发展潜力。本文针对大数据和人工智能时代对资源定量预测智能化和自动化的需求,结合知识图谱相关技术的特点,探讨融合知识图谱技术的矿产资源定量预测智能化和自动化的可行性和技术方法路线。重点剖析面向矿产预测的成矿-勘查系统多时序全要素知识图谱构建和基于知识图谱从“求同”和“求异”的角度建立找矿预测模型,知识图谱中的知识嵌入到地物化遥异常信息提取的方法,以及融合知识图谱的资源定量预测工作的机遇和挑战。拟希望将知识图谱中知识表达和推理融入到矿产资源定量预测技术方法流程中,协助地质专家来确定矿产预测模型,提高矿产预测的自动化和智能化。

基于华铸CAE的铸造充型过程卷气缺陷定量预测研究

目的针对目前单向流数值模拟软件无法模拟卷入金属液中的气体及其演变情况的问题,开展铸造充型过程卷气缺陷定量预测研究,开发基于华铸CAE的卷气定量预测系统,深入理解铸造卷气缺陷的形成原理与运动机理,准确预测金属充型过程中的卷气量和卷气造成的气孔缺陷,为生产实践提供指导。方法提出了一种金属充型过程卷入气体搜寻与追踪算法,将卷入金属液中未经考虑的气体进行保留,从而修正单向流系统,并基于此开发了卷气定量预测系统,并对该系统进行了验证。结果应用该系统后,原本未经考虑而消失的孤立气泡被保留下来以便进行后续计算,对液体体积进行了再分配,保证修改前后液体体积守恒,并修正了金属液速度,实现了卷气定量预测系统的基本功能。结论开发的卷气定量预测系统能够考虑到卷入金属液中的气体,并对气体做出定量预测,实现金属充型过程中气孔缺陷的定量预测,对生产实践中的工艺优化有一定的指导作用。

近红外光谱的水体污染指标COD定量预测模型

针对传统化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)检测存在检测成本高、耗时、易造成二次污染,以及现有检测模型泛化性较差等不足,难以满足水环境实时监测需求的问题,提出基于近红外光谱技术的COD快速无损定量预测模型.实验结果表明,本模型在污水COD光谱数据集上的预测性能,相较于传统机器学习算法和现有其他深度学习算法更优.测试的决定系数(R^(2))和均方根误差(E_(RMS))分别达到0.992 1和27.47 mg·L^(-1),模型卷积层的输出特征可解释性强,能有效表征关键波长点.该预测模型为实际水体COD含量快速检测提供一种新的方法.

基于特征定量化预测的矿产资源勘查技术研究

为了提取矿产资源形成特征信息、定量分析矿产资源分布情况以实现矿产勘查和预测,提出了一种基于特征定量化预测的矿产资源勘查技术。从研究区域基本地质情况出发,参考该地域已有的勘查数据与钻孔资料,使用Surpac软件构建地质结构的三维模型,利用该模型定量化分析矿产资源形成特征信息,并提取形成特征信息;使用Flac3D有限元软件构建研究区域的数值模型,定量化分析断裂缓冲区域的矿产资源构造特征信息,提取该构造信息特征,同时使用矿产资源勘查特征定量预测模型,确定矿产资源有利区划,实现矿产资源勘查。结果表明,辉绿岩最佳缓冲距离为0~55m,断裂缓冲区最优缓冲距离为55~105m,由此提取出矿产资源运移特征有利信息;该方法能够获得矿产资源定量特征的信息量,经叠加计算勘查出研究区域的矿产资源分布情况。

基于属性约束的烃源岩地震反演定量预测

烃源岩评价是含油气盆地、凹陷勘探研究的基础。目前常用的地球化学、测井、地震识别三大类评价方法,均能实现烃源岩的评价,但又受资料制约,存在各自局限性。笔者等结合地质、沉积、地化及测井、地震等数据探索了多属性约束下基于地震反演的烃源岩定量预测技术研究,确定了研究区内文昌组烃源岩的发育规模,并对其进行了烃源岩等级评价和生烃量的估算。

原油物性录井响应机理、定量预测及转换公式研究——以蓬莱19-3油田为例

原油由轻中重组分组成,每个录井参数代表着某一部分的油气特征信息,同时又不同程度反映了原油总体物性。根据参数相关性大小分析预测结果,地化热解>地化色谱>三维荧光>气测参数。在一定条件的约束下,部分可以反映整体,是单个录井参数可以进行原油物性预测的基础。在响应机理的指导下,以原油物性分析化验数据为刻度,开展了研究区的原油物性定量预测,形成了色谱标定下的热解预测法、限定条件下的气测预测法,预测原油密度的绝对误差分别为±0.01和±0.02。基于强相关性多因素,建立了适合研究区多场景的预测-转换公式集。

基于短波红外光谱技术的蚀变矿物大数据定量预测方法探索——以福建上杭县紫金山金铜矿床为例

福建上杭县紫金山矿田是中国发现并保存较完整的浅成热液-斑岩铜金多金属成矿系统。紫金山超大型高硫型金铜矿是该矿田的核心组成部分,通过十多年基于短波红外光谱技术的勘查找矿应用示范,累积形成覆盖整个矿田的百万级短波红外光谱大数据库。文中通过对紫金山金铜矿床明矾石、叶腊石、高岭石类和云母族矿物的短波红外光谱数据的进行模拟计算,其结果与实际测得矿物全定量分析结果具备良好的相关性,能实现光谱的传统定性解译有效转化为定量解译,进而构建典型蚀变矿物的三维模型,实现与查明了厘米级精度的矿物三维空间分布规律,对紫金山金铜矿床的深部找矿预测具有重大指导意义。

基于卷积自编码网络的夏河-合作地区金矿定量预测

甘肃夏河—合作地区属西秦岭成矿带,区域地质构造复杂、矿产资源丰富。该地区已发现一定数量的金多金属矿床(点),且在矿集区及周边地区仍存在良好的金多金属矿找矿潜力。本文以夏河—合作地区为研究区,基于成分数据分析定量提取了成矿元素组合,集成了以构造-地球化学异常为基础的多元信息综合找矿模型,基于卷积自编码网络(Convolutional Auto-Encode,CAE)模型进行区域金矿产资源定量预测。结果表明CAE模型在该区的预测具有良好的性能(AUC=0.90),以此为依据确定的7个预远景区值得进一步开展勘查工作。

基于大数据挖掘的露天非金属矿产资源定量预测模型构建

为实现露天非金属矿产资源定量预测,以地质理论为指导,在计算机技术基础上,将理论分析与大数据挖掘算法相结合,建立三维非金属矿产资源定量预测模型。收集地质资料,通过二项分布模型模拟资源分布状态,统计期望矿点数量及对应函数关系式,提取数据特征,完成数据关联分析,构建空间属性数据库,分幅平差处理数据,消除信息误差、减少数据丢失,基于训练样本数据计算定量预测模型先验概率,获得控矿要素及重要性评估指标,得到最终的定量预测结果。实验部分证明了所提模型预测精度高,三维可视化结果能够清晰呈现存在矿产资源的位置,可应用价值高。

基于多任务学习的改性双基推进剂的综合性能预测

为满足改性双基推进剂多性能的综合预测需求,本研究提出基于多任务学习的机器学习策略,综合考虑推进剂组分、含量、压强和的粒度对目标性能的影响,首次构建了包含燃速、比冲、特征速度、摩擦感度和撞击感度在内的RDX-CMDB推进剂综合性能预测模型。通过网格寻参模式优化模型,结合十折交叉验证法比较了十种机器学习算法的建模效果。其中,极限梯度提升回归模型预测性能最优,平均R^(2)可达0.9997;在对6个外部样本的测试中,该模型对5个目标性能的预测误差均在5%以内。结果表明,本研究提出的多任务机器学习模型可在试验样本量不足的情况下,实现推进剂的多个目标性能准确预测,对推进剂的综合性能优化和配方设计具有理论指导意义。

碳酸盐岩储层高精度构造应力场模拟与裂缝多参数分布预测方法及其应用

构造裂缝是碳酸盐岩的主要储集空间之一,局部应力导致的构造破裂是影响裂缝发育的重要因素。基于有限元方法的构造应力场模拟已成为构造裂缝预测的重要方法,但尚未能解决模型设置与实际地质情况相差较大、最优边界条件获取效率低以及构造裂缝发育的主控因素不清晰等问题。①引入非均质岩石力学模型构建方法和自适应边界条件约束算法以提升应力场模拟的精度,根据储层破裂率和断裂活动性等参数定量表征储层裂缝发育特征;②定量探讨走滑断裂变形特征的差异和应力扰动对构造裂缝发育的影响,优选控制构造裂缝发育的最强因素构建碳酸盐岩裂缝型储集体发育指数并定量研究其主控因素;③以储集体发育规模预测为基础,结合单井裂缝测井和岩心解释成果,建立不同级别碳酸盐岩裂缝型储集体的地质模式。将该方法在中国塔里木盆地顺北地区18号断裂带及邻区奥陶系碳酸盐岩储层中应用。结果表明,张扭段、平移段与压扭段的裂缝发育程度依次降低。地层变形幅度越大,裂缝发育程度越高。储层岩石力学参数、距断裂的距离、水平两向应力差、应力非均质性系数和综合破裂率被用于构建裂缝型储集体发育指数,其分级结果与实际地质情况匹配度较高。

基于地质三维建模的矿床蚀变带深部资源预测方法

随着矿产资源需求的持续增加,加之浅表矿产资源的逐渐匮乏,如何有效开发深部矿产资源成为国家重点研究课题之一。以往二维矿床信息无法确定精准的深部资源储量,阻碍矿产资源的开发进度,本文提出基于地质三维建模的矿床蚀变带深部资源预测方法研究。应用地质三维建模软件(GOCAD)与计算机技术,构建矿床蚀变带深部地质三维模型,以此为基础,确定最佳单元尺度,划分矿床蚀变带深部地质统计单元,提取矿床蚀变带深部地质变量,计算地质变量权重数值,探究深部地质统计单元之间的联系度,基于三维证据权法预测矿床蚀变带深部资源。实验数据显示:应用该方法获得的矿床蚀变带深部资源预测误差最小值为1.01%,充分证实了该方法的深部资源预测精度更高。

掺铥锗酸盐激光玻璃光谱特性定量计算与预测

掺稀土激光玻璃是光纤激光器的核心工作介质,如何定量计算预测激光玻璃的光学光谱特性是加快高性能激光玻璃研发的挑战之一。本文以掺铥(Tm^(3+))二元锗酸盐激光玻璃为例,将相图中的“一致熔融化合物”视为玻璃的组成/结构“基元”,基于掺Tm^(3+)基元玻璃的物理和光谱性质的实验值利用杠杆规则计算预测了锗酸盐激光玻璃相应的性质,如密度、折射率、有效线宽、吸收/发射截面、辐射寿命、增益带宽等。结果表明,物理性质和光谱特性的预测值与实验值吻合度较高,预测误差绝对值分别小于4.61%和9.66%。此外,该方法能够准确预测掺Tm^(3+)锗酸盐玻璃的物理性质和光谱特性随组分的变化趋势,包括线性规律和“锗反常”现象,有助于解析激光玻璃组成-结构-性质的内在关联。本研究有望为激光玻璃的性质预测和成分设计提供指导。

渤海海域新近系薄互层砂体沉积特征及定量预测

为明确新近系明化镇组下段薄互层砂体的沉积特征与展布规律,运用岩心、钻井及三维地震资料,结合地震沉积学研究,确立了研究区薄互层形成于浅水三角洲前缘水下分流河道与前缘席状砂。基于波阻抗反演的井震标定发现,当薄互层形成一套砂层组时,地震最小振幅对其具有一定指示性。据此,将主要发育薄互层的明下段Ⅳ-2亚油组纵向划分为3套砂层组,并提取各砂层组地层切片,以确定其砂体边界与平面分布范围。最后以实钻砂层组储层厚度、地震属性值统计为数据基础,建立了薄互层储层定量预测拟合关系。在预测的厚度较大的甜点区实施评价井,验证了研究结果的可靠性。

近红外光谱法结合偏最小二乘法预测生物柴油中甲醇的含量

生物柴油中甲醇的定量分析对其品质监控具有重要科学意义与实用价值,因此进行了题示研究。制作44个含不同体积分数甲醇的生物柴油样品,采集了相应的近红外光谱。采用Savitzky-Golay平滑滤波(SG)和标准正态变换(SNV)相结合的方法对原始光谱进行预处理,并采用协同区间偏最小二乘法(SIPLS)提取特征变量,确定在6270~6640 cm^(−1)和10900~11240 cm^(−1)波段内采用偏最小二乘法(PLS)建模。结果显示,所建SG-SNV-SIPLS-PLS模型的留一交叉验证决定系数R2 cv为0.9994,均方根误差RMSECV为0.0488,预测集决定系数R_(p)^(2)为0.9996,均方根误差RMSEP为0.0563,变量数为207,优于PLS模型以及单变量线性回归模型的。

基于近红外光谱分析的土壤污染柴油含量预测方法研究

为了快速定量测量柴油污染土壤中的柴油含量,扩大近红外光谱技术在污染土壤监测中的应用,制备了含柴油的高岭土样本集F1和含柴油的实际土壤样本集F2,对近红外光谱检测数据建立了BP神经网络、随机森林和支持向量机回归3种预测模型。结果表明,预测模型对样本集F1的预测精度良好,但无法准确预测样本集F2中的柴油含量。通过加标和重复加标处理,改善了实际土壤中柴油含量的预测效果。与直接建模相比,由柴油高岭土样本加入少量实际土壤样本后建立的近红外光谱模型,能更准确地预测柴油含量。

砂岩透镜体成藏动力学过程模拟与含油气性定量预测

砂岩透镜体油藏作为我国东部油气储量增长的重点,其成藏动力学研究对于搞清这类特殊油气藏的成藏机理及定量评价和预测圈闭的含油气性具有重要意义.本文利用数值模拟结合地质分析的方法,在对成藏动力与成藏阻力进行系统分析的基础上,通过建立成藏动力地质模型和数学模型及成藏动力学特征方程,对砂岩透镜体成藏过程进行模拟.研究结果表明,成藏主动力包括砂泥岩毛细管压力差、烃浓度差引起的扩散力、烃生成产生的膨胀力,成藏阻力主要为砂体内毛细管阻力及岩石的粘滞力和吸附力;东营凹陷岩性油气藏能否成藏主要受泥岩排烃强度、储层孔隙度、渗透率、地层埋藏深度、泥(页岩)厚度与砂体厚度之比等因素的综合影响;岩性油气藏的形成具有阶段性,在晚成岩阶段,成藏动力大于成藏阻力,油气开始充注,岩性油气藏的形成存在门限深度.利用成藏动力学特征模拟,建立了成藏动力与含油性的定量关系,还可以很好地对平面上砂体的含油饱和度分布进行预测.

基于大数据的黄土覆盖区下伏多金属矿产资源定量预测高精度模型

为降低黄土覆盖区下伏多金属矿的开采难度,提出基于大数据的黄土覆盖区下伏多金属矿产资源定量预测高精度模型,合理预测隐伏矿区的金属矿产资源分布情况。构建矿产资源定量预测模型,向模型中输入二维GIS图层与三维实体地质模型,从输入的海量数据中提取成矿有利信息,利用主成分分析算法将多类型的成矿有利信息并行处理为统一格式,并按照数据类别依次存放在相应的分布式数据库中,通过非负矩阵分解算法向数据库中的数据增加非负约束条件,实现矿产资源数据分解,利用基于NMF算法的模糊C均值分类器对该数据进行分类,获得最佳矿产资源样本数据,完成黄土覆盖区下伏多金属矿产资源定量预测。经试验验证:该模型可精准预测黄土覆盖区下伏多金属矿区每个测点的金属量与金属密度,还可按照总金属量划分靶区规模,并能够预测出每个测点下的金属矿产储量以及成矿有利度。

寒区渠道冻深定量预测分析及工程实践

针对寒区渠道冻深定量预测及工程实践等问题,以数值模拟、智能化预测为基础,构建了寒区渠道定量化预测模型。在总结已有的研究成果及工程特点的基础上,遴选了渠道冻深的主控因素,通过比较数值模拟和经验公式的冻深计算结果,验证了数值模拟和经验公式结合的可行性。以具体的渠道项目为依托,通过数值模拟构建了多因素耦合条件下的冻深数据库,通过遗传算法优化的广义回归神经网络、高斯插值、线性拟合等多种手段进行数据挖掘,综合比较不同方法之间的优劣。研究结果表明,通过数值模拟和智能算法构建的寒区渠道冻深预测模型具有较高的适用性,其中遗传算法优化的广义回归神经网络其性能更优,线性拟合的方法效果较差,多因素耦合条件下的冻深模型表现出较高的非线性特征。