大兴安岭南段黄岗梁地区早白垩世正长花岗岩成因及构造启示:锆石U−Pb年龄、岩石地球化学和Sr−Nd−Pb同位素证据

【研究目的】大兴安岭南段黄岗梁锡铁矿区及外围发育大面积花岗岩类,加强其成岩时代、岩石成因类型、成岩成矿物质来源等研究,有利于探究该区成岩与成矿关系和早白垩世碰撞造山机制。【研究方法】采集大兴安岭南段黄岗梁锡铁矿区及外围样品,进行岩相学、锆石U−Pb测年、岩石地球化学及Rb−Sr、Sm−Nd、Pb同位素研究。【研究结果】获得岩浆结晶年龄为141.9~139.1 Ma,较成矿年龄早约3 Ma,形成于早白垩世。岩石具有高硅、低铝、低镁、富钾少钠特征,为高钾钙碱性A型花岗岩。(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)和^(143)Nd/^(144)Nd值分别介于0.70031~0.70543和0.512572~0.512636之间,ε_(Nd)(t)值为0.07~1.18,Nd同位素模式年龄T_(DM2)为926~838 Ma。【结论】黄岗梁矽卡岩型锡铁矿床成岩物质于新元古代从亏损地幔分离,在上升侵位过程中受到地壳物质混染。大兴安岭南段地区在早白垩世经历了蒙古–鄂霍次克洋碰撞闭合伸展作用和古太平洋高角度俯冲作用叠加。

不同结构参数下的半U形地下空间烟气运动参数的机器学习预测

结合火灾数值模拟(FDS)与机器学习方法,该文对半U形地下空间火灾时的烟气运动进行了深入分析。研究发现,在预测烟气回流长度及烟气最高温升方面,BP神经网络相比于支持向量机回归(SVR)展现了更高的精度,其决定系数超过了95%,而相对误差仅集中在20%以内,显著优于SVR方法。通过shap值解释机器学习模型,并结合FDS数值模拟的结果,揭示坡高是影响烟气回流长度的决定性因素,且坡高的增大、宽度的减小或热释放速率增大均会缩短烟气回流。同时,热释放速率是影响烟气最高温升的主要因素,受坡高影响较大,而宽度的减小虽能在一定幅度上降低最高烟气温升,但效果并不显著。该研究拓展了地下空间火灾烟气运动参数的预测方法,为地下空间火灾动力学行为预测及通风排烟系统的优化设计贡献了创新性的方法。

基于嵌套U型的3D脑MRI配准网络

针对传统的基于U-Net的图像配准网络对图像细节信息提取不够精确的问题,引入了一种嵌套的U型配准网络,在网络的每级编码解码阶段引入RSU-L的U型残差模块,并且在U型网络中的解码阶段每上采样一次均生成配准场,最后将配准场进行叠加得到最终的配准形变场.在公开数据集中,与传统的ANTs、Voxelmorph和最新的Transmorph网络相比,提出的嵌套U型网络在Dice系数上提升了1%~11%,增加了网络模型在图像配准任务上的精确度,对于临床诊断具有一定的帮助.

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

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。

东昆仑波洛尕熊金矿区石英闪长玢岩锆石U-Pb测年、岩石地球化学及地质意义

波洛尕熊金矿区位于青海东昆仑东段,矿区内石英闪长玢岩脉与金矿化带在空间上伴生产出。笔者通过锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及地球化学研究,探讨了波洛尕熊石英闪长玢岩的岩浆源区和岩石成因、大地构造意义、形成时代与找矿意义。岩石地球化学研究表明,石英闪长玢岩属准铝质钙碱性-高钾钙碱性系列岩石,富集大离子亲石元素、轻稀土元素和Pb,相对亏损高场强元素,基本不显示铕异常。Rb/Sr、Nb/Ta、Zr/Hf等特征反映闪长玢岩具有壳幔混合的源区特征。石英闪长玢岩LA−ICP−MS锆石U−Pb年龄为(226.6±1.6)Ma(MSWD=0.41),形成时代为印支期晚三叠世,为东昆仑造山带古特提斯构造岩浆演化的产物。综合东昆仑地区前人年代学数据及区域构造演化,认为波洛尕熊石英闪长玢岩为后碰撞伸展阶段地壳重熔的产物,东昆仑在约228 Ma就已全面进入后碰撞演化阶段。印支期中基性岩脉尤其是闪长玢岩脉经常与东昆仑地区金矿化在时空分布及成因上关系密切,在今后金矿找矿勘查中应高度重视。

新疆东准噶尔晚古生代—中生代的剥露历史:来自裂变径迹和(U-Th)/He热年代学的约束

东准噶尔造山带(简称东准噶尔)是中亚造山带的重要组成部分,是造山带时空演化与造山作用方式研究的天然实验室。自古生代以来,东准噶尔经历了多阶段的构造演化,前人的研究多集中于古生代大地构造格局的恢复和构造演化模型的建立,对构造-热演化历史的解剖相对薄弱,尤其缺少晚古生代剥露历史的刻画。卡拉麦里山是东准噶尔造山带的重要构造地貌单元,揭示其隆升-剥露过程对于认识东准噶尔造山带的构造-热演化历史具有重要的意义。本文对卡拉麦里山东段的4件沉积岩样品进行了锆石(U-Th)/He、磷灰石裂变径迹与磷灰石(U-Th-Sm)/He低温热年代学分析,获得了该区晚古生代—中生代的隆升-剥露信息。热历史反演结果表明,东准噶尔经历了晚石炭世—早二叠世(330~290 Ma)、早二叠世晚期—中二叠世(285~260 Ma)、三叠纪(250~230 Ma)、早白垩世(135~115 Ma)4期快速剥露。第1期(330~290 Ma)剥露推测与额尔齐斯-斋桑洋在晚石炭世的闭合有关;第2期(285~260 Ma)剥露推测与晚古生代卡拉麦里构造带的右行走滑变形有关;第3期(250~230 Ma)剥露推测与羌塘地块和昆仑-柴达木地块碰撞的远程效应有关;第4期(135~115 Ma)剥露推测是北侧蒙古-鄂霍茨克洋的关闭和南侧羌塘地块与拉萨地块碰撞的联合作用的结果。

北秦岭南召盆地太山庙组下部凝灰岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

晚三叠世卡尼期全球古气候发生明显转变,全球降水量增加,海水温度上升了6~8℃,大量陆源碎屑物质输入海洋,导致海洋中出现碳酸盐生产危机。北秦岭南召盆地太山庙组可能记录了卡尼期洪水事件。目的为精确限定太山庙组沉积时代,凸显其地质意义,方法采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)对太山庙组下部凝灰岩进行锆石U-Pb同位素定年分析。结果结果表明:凝灰岩锆石颗粒呈粒状、短柱状,无磨圆;阴极发光图像显示振荡环带结构明显;根据阴极发光图像和Th/U,认为太山庙组下部凝灰岩中18颗锆石均为火山来源,剔除轻稀土富集的锆石后,选择其中15颗锆石进行计算,得到其加权平均年龄为(241.4±1.3)Ma(1σ;MSWD=0.27),代表凝灰岩中锆石的结晶年龄;结合前人研究成果,计算出太山庙组下部平均沉积速率为20.6 m/Ma,太山庙组底界年龄约246 Ma,因此,太山庙组至少自中三叠世安尼期就开始沉积,至晚三叠世卡尼期末结束;根据南召盆地遗迹化石组合演化规律和植物孢粉变化,认为太山庙组沉积时期古气候发生了明显转变,由干旱炎热气候转变为温暖、湿润气候。结论研究结果对北秦岭南召盆地三叠纪地层划分产生了新认识,有助于研究探讨南召盆地对卡尼期洪水事件的沉积响应。

普通铅对LA-ICP-MS磷灰石U-Pb定年结果的影响及校正方法

磷灰石是火成岩、变质岩和沉积岩中广泛分布的含铀矿物,开展磷灰石U-Pb年代学研究对揭示岩浆演化过程、示踪溯源等方面具有重要意义。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)是开展磷灰石U-Pb年龄微区分析的重要手段之一。当前,基体匹配磷灰石U-Pb定年矿物标样缺乏和标样中不可避免的普通铅是制约LA-ICP-MS高精度磷灰石U-Pb年龄分析的主要瓶颈。本文对比研究了标样中普通铅对LA-ICP-MS磷灰石U-Pb定年结果的影响,采用含普通铅的磷灰石MAD作外标直接开展U-Pb年龄校正,获得的被测样品年龄会产生显著的系统偏差(最大约6%);采用207Pb法或Tera-Wasserburg图解法先校正标样中普通铅,再利用校正后的数据进行元素分馏和仪器漂移校正则可获得准确的磷灰石U-Pb年龄,与推荐值偏差在2%以内。另一方面,为消除标样中普通铅对分析结果的影响,本文还采用水蒸气辅助激光剥蚀方法,实现以NIST612玻璃作为外标准确分析磷灰石U-Pb年龄,解决了磷灰石U-Pb定年微区分析高质量标样缺乏的难题。本研究通过对标样中普通铅进行预校正或采用非基体匹配分析,建立了高精度LA-ICP-MS磷灰石U-Pb定年新方法,将促进磷灰石U-Pb年代学在地球科学研究中的应用。

芳纶铺层-蜂窝夹芯U形前缘固化变形仿真计算模型与验证

本文采用有限元仿真和试验验证相结合的方法,对芳纶纤维-蜂窝夹芯U形前缘结构的固化变形问题进行了研究。在仿真建模中,充分考虑了树脂的固化放热、热-力耦合以及化学收缩等,建立了U形前缘的固化温度场和固化变形场计算模型。在试验制备中,采用了预先固化外蒙皮,再与蜂窝芯、胶膜、发泡胶组合,最后铺放内蒙皮并再次胶接固化的成型工艺。结果显示,仿真模型预测的构件宽侧与窄侧的固化变形量与实际吻合度较高,可为后续前缘构件的模具修型提供指导和依据。

基于嵌套U型结构网络的古代壁画破损区域检测

由于年代久远和自然因素等影响,许多古代壁画表面存在着不同程度的损坏,精准地检测这些破损区域对于保护文化遗产具有重要研究价值。然而,现有的方法在古代壁画的破损检测中存在检测不全,对微小细节的破损区域检测不准确等问题。针对以上问题,提出基于嵌套U型结构网络的壁画破损区域检测方法U2-DUANet,该方法采用了一种新的深度监督聚合模块,能够更有效地融合侧边输出的细节信息。提出了一种像素级上下文及通道注意力(pixel-wise contextual and channel attention,PCCA)机制,来选择性地关注每个像素上的信息上下文特征以及通道信息,更精确地捕捉图像的重要特征,提高模型的准确性。自主创建了一个古代破损壁画图像的数据集,并对其破损区域进行了人工标注。在壁画数据集上的实验结果表明,U2-DUANet相比于U-Net,在精确率和F-measure上分别提升了10.5个百分点和8.2个百分点,并且具有更好的鲁棒性和泛化能力。

生物炭负载纳米氯磷灰石复合材料对U(Ⅵ)的吸附性能及机理

将玉米芯负载纳米氯磷灰石(nClAP),后经高温(500℃)限氧制备了复合吸附材料(BC/nClAP),将其用于对水体中U(Ⅵ)的吸附。采用XRD、FTIR、XPS对BC/nClAP进行了表征。在初始铀质量浓度为5 mg/L下,考察了pH、BC/nClAP投加量、吸附时间、腐植酸(HA)对BC/nClAP吸附U(Ⅵ)性能的影响,探讨了BC/nClAP对U(Ⅵ)的吸附机理。结果表明,BC/nClAP投加量为0.10 g/L、pH=4.0、吸附时间120 min的最佳条件下,BC/nClAP对U(Ⅵ)的去除率高达99.7%;质量浓度>5 mg/L的HA显著影响BC/nClAP对U(Ⅵ)的吸附效果,并可将吸附平衡时间从60 min缩短至15 min以内;无论HA是否存在,BC/nClAP对U(Ⅵ)的吸附过程均符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型,表明此吸附过程是单分子层化学吸附;BC/nClAP对U(Ⅵ)吸附机理主要包括溶解-沉淀及生物炭表面含氧官能团的络合作用,BC/nClAP表面的活性官能团参与了络合反应,其中磷酸基团起到关键作用;HA会抢占BC/nClAP上的吸附位点,并与U(Ⅵ)形成游离在水中的U-HA复合物,从而改变了U(Ⅵ)和BC/nClAP表面的相互作用。

450级大U肋正交异性组合桥面板静力力学性能

为了研究大U肋正交异性组合桥面板的静力力学性能,以U肋开口宽为450mm的正交异性钢桥面作为研究对象,引入超高性能混凝土,设计制作了两个足尺的大U肋正交异性超高性能混凝土组合桥面板,通过静力加载试验测试了大U肋正交异性组合桥面板的承载能力、破坏形态及主要截面上的应变;在此基础上,建立基于UHPC塑性损伤的有限元模型展开参数化分析。试验结果表明:大U肋正交异性组合桥面板的U肋厚度由8mm提升到10mm,屈服荷载与极限承载力提升了24.86%与47.48%,纯弯段混凝土裂缝数量减少,裂缝间距增大,加劲肋厚度的改变对于结构静力性能的影响主要体现在结构的非线性阶段。参数化分析结果表明:改变450级大U肋截面构造尺寸对结构屈曲变形能力有不同程度的影响,顶板厚度的改变对结构极限状态时的安全系数影响较小,提高U肋厚度可以大幅提高结构安全储备。依据试验结果与有限元分析提出了450级大U肋钢-UHPC组合桥面板的屈曲折减系数经验公式,该系数同U肋高厚比与U肋底板宽厚比更为相关。

U-Sodar:基于超声波雷达的非接触生命体征检测技术

全球老龄化趋势日益加剧,健康生活理念深入人心,居民对居家健康监测的需求也随之而来。为了减少健康监测对日常活动的影响,非接触式监测系统的需求量激增。然而,目前主流的检测方法存在隐私信任度低、电磁兼容性差和制造成本高等问题。对此,该文提出一种基于超声波雷达的非接触式生命体征信号测量系统——USodar,包括一套基于3发4收MIMO架构的硬件和一套信号处理算法。其中U-Sodar本振采用分频技术,相位噪声低,检测精度高;接收机采用前端直接采样技术,在简化结构的同时有效减少外部噪声;发射采用可调PWM直接驱动,可发射多种超声波形,具备软件定义超声波系统特性。U-Sodar的信号处理算法采用信号弦长的图处理技术,利用图片滤波后重构的方法可在5 dB信噪比下实现信号相位的准确恢复。试验测试了U-Sodar系统的抗干扰性能与穿透性能,证明了超声穿透是依赖材料孔隙而非跨介质振动传导。并推导了给定信噪比与正确解调概率下的最小可测量位移。实际生命体征信号测量实验中,U-Sodar可分别在3.0 m和1.5 m距离内实现呼吸率和心率的准确测量,在1.0 m内可测得心跳波形。实验结果证明了U-Sodar超声波雷达在非接触式生命体征检测应用中的可行性及发展潜力。

南阿尔金木纳布拉克地区巴什库尔干岩群变质岩的锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素特征及其地质意义

南阿尔金木纳布拉克地区原划为长城纪巴什库尔干岩群中陆续识别出多类型高压变质岩,以及新元古代和古生代的原岩年龄信息。本文在前人研究的基础上,对木纳布拉克地区巴什库尔干岩群的中-低压浅变质岩进行详细的野外调查,并对三个不同岩组的6个样品进行了岩相学、锆石U-Pb定年和Hf同位素组成研究,以期对区内长城纪地层的构造归属划分提供更多的年代学证据。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测得红柳泉组钾长片麻岩和角闪片岩的原岩形成年龄分别为1459~1577Ma和<1493Ma、贝壳滩组钙质白云母片岩的原岩年龄为<956Ma,均为中-新元古代;此外钙质白云母片岩还获得499Ma的变质年龄,总体反映了以上3个样品具有阿尔金杂岩的锆石年龄信息。这3个样品的核部残留碎屑锆石的ε_(Hf)(t)值与阿尔金杂岩中各类变质岩的ε_(Hf)(t)值范围一致,且具有相似的二阶段模式年龄,代表了其原岩具有相似的物源。因此,综合年代学和Hf同位素组成分析可以推断,以上3个样品所属的地层不应再归为长城纪巴什库尔干岩群,而归到阿尔金杂岩更为合适。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得扎斯勘赛河组长英质片麻岩、红柳泉组长英质糜棱岩和贝壳滩组斜长角闪岩的原岩年龄介于454~460Ma以及多期变质年龄分别为429~432Ma、400~402Ma和~376Ma。这3个样品的原岩年龄和变质年龄与中阿尔金南缘志留纪中-高压变质岩带内变质岩石原岩和变质年龄具有一致性,且构造位置上均位于木纳布拉克地区西南缘,与阿尔金杂岩以断裂相隔,由此初步推断其与中阿尔金南缘志留纪中-高压变质岩带有关。综上,本文认为南阿尔金木纳布拉克地区原划为长城纪巴什库尔干岩群中南部的贝壳滩组和红柳泉组样品为南阿尔金高压-超高压变质带的西延部分,北部的扎斯勘赛河组和红柳泉组样品为中阿尔金南缘志留纪中压-高压变质作用的产物。

基于融入注意力机制的改进U-Net鲁棒焊缝识别算法

针对复杂焊接环境下大量弧光噪声造成焊缝激光条纹分割精度低的问题,提出一种融入注意力机制的改进U-Net鲁棒焊缝识别算法。首先,在模型的特征融合过程中使用超强通道注意力机制实现特征的加权融合。然后,在编码器结构之后,加入特征分类结构,使其可以输出焊缝对应类型名称。最后,由于网络训练中正负样本失衡会对识别结果产生影响,在模型的损失函数中添加Dice Loss和Focal Loss来进行修正,以提高模型的鲁棒性和泛化性。另外,在模型训练的过程中提出了一种像素位置信息和图像种类信息融合的方式,以增强焊缝识别的鲁棒性。实验表明,在具有弧光、烟雾噪声等干扰环境下,所提方法得到了较好的实验结果,能够满足检测对精度和实时性的需求,在具有弧光、烟雾等干扰的实际焊接现场中具有一定的应用前景。

基于残差U-net网络的地震资料分辨率提高方法

高分辨率地震资料处理是获取高品质地震资料、实现薄储层良好地震地质解释的关键。传统提高地震分辨率的方法应用条件苛刻,关键参数求取复杂,在实际应用中受到诸多限制。深度学习中的U-net网络以纯数据驱动的优势,可学习低分辨率地震记录到高分辨率标签的非线性关系,实现地震资料的高分辨率处理。本文设计了残差U-net网络结构,同时提出了基于概率密度函数控制的同分布反射系数集生成方法,将测井反射系数的概率密度函数作为一种先验约束信息融入训练样本,不仅保证了足够的同分布样本来训练网络,还确保了训练样本更符合工区实际情况,以此提高模型预测的准确性。模型测试和实际资料应用结果表明,本文提出的方法能够有效应用于地震资料分辨率的提高,同时拓宽频带。

基于U-Net的半航空瞬变电磁降噪方法及应用

【目的和方法】半航空瞬变电磁法(SATEM)是一种高效的地球物理勘技术,在矿产资源勘探、地下水及地热资源调查等方面得到了广泛的应用。然而,所采集的数据常常受到噪声干扰,对后续的数据处理和解释精度产生了显著影响。为了解决噪声残留及有效信号丢失的问题,提升去噪效果,并减少主观因素的影响,将U-Net运用到处理半航空瞬变电磁数据降噪领域,提出一种基于U-Net深度学习架构的半航空瞬变电磁数据降噪方法。该方法使用U型编解码网络结构,通过端到端的训练方式,自动学习并提取数据中的噪声特征。编码结构学习并提取数据中的噪声信息特征,解码结构重组数据特征还原去噪后数据尺寸。通过在编码和解码结构的对称层上引入跳跃连接,有效融合了包含丰富空间信息的低级特征与包含语义信息的高级特征,从而实现对噪声的准确去除。【结果和结论】实际算例表明,经U-Net去噪后的数据信噪比提升约10 dB,与传统去噪方法相比,U-Net在瞬变电磁数据的噪声去除效果上具有明显优势。在广西贺州至巴马高速公路(来宾至都安段)凤凰2号隧道的实测数据降噪工作中,降噪后的多测道图和视电阻率成像结果的可解释性显著增强。证明本方法在半航空瞬变电磁数据降噪中的重要实际意义,为未来的地球物理勘探提供了有效的技术支持。

基于位图表征与U-Att分类网络的恶意软件识别技术

在计算机安全领域,恶意软件识别一直是一个具有挑战性的任务,当前基于深度学习的恶意软件检测技术存在泛化能力不足、性能损耗高等诸多问题.为解决上述问题,提出一种基于位图表征与U-Att分类网络恶意软件识别新技术.U-Att分类网络在残差U-Net网络的基础上,结合了注意力分类器,自适应地聚焦于恶意样本的重要区域,从而提高分类性能.实验中使用多个公开数据集进行了验证,并与其他方法进行了比较分析.实验结果表明,该网络在恶意软件识别任务中取得了优越的性能且拥有更少的参数量.

高速列车U型橡胶外风挡低温下收缩性能分析

基于橡胶的低温拉伸试验数据,利用Ansys软件拟合得到橡胶材料Mooney-Rivlin超弹性本构模型参数,并根据3种实际工况对U型橡胶外风挡进行热固耦合仿真分析,研究不同工况对U型橡胶形变的影响;并且对U型橡胶外风挡和3块不同厚度压条预紧的橡胶样件进行低温试验,研究温度及压条厚度对其形变的影响。结果表明,U型橡胶的形变主要因温度变化产生,U型橡胶高度明显减小,而侧壁厚度与橡胶长度的形变量较小;另外,压条的厚度对螺栓孔处橡胶的形变量影响较大,相对于5、6 mm厚度的压条,4 mm压条在螺栓预紧力作用下产生了较大的形变,导致螺栓孔处形变较大,进而增加压条的厚度可有效减小脱孔风险;将有限元仿真数据与低温试验的结果对比发现两者基本一致,表明有限元分析的可行性与低温试验的可靠性。研究结果对U型橡胶外风挡低温下应用的可靠性提供了一定的指导依据。

基于坐标注意力的细胞分割模型CR-UNet

由于细胞图像中存在边界模糊、细胞重叠交织以及细胞图像与背景区域对比不明显等问题,导致细胞分割精度降低、难度变大.针对这些问题,提出了一种改进的网络模型CR-UNet来提升分割精度.CR-UNet将融合坐标注意力的残差模块(CR block)应用到U-Net网络的编码器与解码器中,能够提取更多的细胞细节特征,降低复杂背景对细胞图像分割的影响.2个公开数据集和1个自建数据集上的实验结果表明,与其他先进的图像分割网络相比,CR-UNet性能均有所提升;尤其在自建数据集上,相较于U-Net模型,CR-UNet的准确率提升了2.3%,Hd指标降低了0.29,Dice相似系数达到了96.15%.