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期刊信息/Journal information
地球科学
地球科学

王亨君

双月刊

1000-2383

xbb@cug.edu.cn,cjournal@cug.edu.cn

027-67885075

430074

武汉市洪山区鲁磨路388号

地球科学/Journal Editorial Committee of Earth Science-Journal of China University of GeosciencesCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是教育部主管、中国地质大学主办的综合性地球科学学术理论刊物,是中国自然科学核心期刊,以反映我国地球科学领域最新的高水平的基础地质、应用地质、资源与环境地质及地学工程技术科研成果为主要任务,以促进国内外地学学术交流,繁荣我国地质教育、地质科技与地质找矿事业,为我国社会主义现代化建设服务为目的。读者对象为从事地质教育和科研工作的研究者以及大学生和研究生。
正式出版
收录年代

    TBM破岩关键参数跨工程转换关系

    李海波李旭王双敬陈祖煜...
    1722-1735页
    查看更多>>摘要:TBM信息化施工中采集了海量数据,通过数据挖掘建立机器学习模型,是实现TBM智能化的前提.然而在TBM新建工程初期,由于数据量稀少导致机器学习模型预测效果不佳;同时由于TBM设备结构和刀盘直径存在差异,基于历史工程训练得到的机器学习模型也并不适用于新建工程.为了解决这一瓶颈问题,基于单刀受力分析、经验方法和扭剪实验模型等多种换算关系推导得到了仅与刀具数量和刀盘直径有关的物理不变量,利用由不变量组成的转换方案,可以对新建工程数据进行转换;之后针对围岩分类和机器学习模型上的应用效果,比选出最佳的破岩关键参数转换方案;进而采用遗传算法,以比选得到的转换方案不变量作为初值,迭代搜索出适合当前工程的最优转换方案不变量.研究结果表明,引绰工程(新建工程)数据经过不变量的转换后输入到引松工程(历史工程)机器学习模型,其刀盘扭矩T和刀盘推力F预测结果的拟合优度R2 分别达到了 0.84和0.70.本研究采用该转换方案不变量,可将不同工程的TBM施工数据归一化,将其统一到同一个框架下进行分析,实现了基于历史工程数据训练得到的机器学习模型指导新建工程施工.研究结果可为TBM机器学习模型跨工程应用提供参考.

    TBM机器学习破岩关键参数不变量遗传算法岩土工程工程地质

    基于时序InSAR与机器学习的大范围地面沉降预测方法

    罗袆沅许强蒋亚楠孟冉...
    1736-1745页
    查看更多>>摘要:地面沉降是由自然因素和人为因素综合作用下形成的地面标高损失,为预防这种累进性的缓变地质灾害,高效的大范围地面沉降预测显得尤为重要.现有的预测方法忽略了地面沉降的空间特征,且基于单点循环预测存在高耗时现象.针对上述问题,提出了一种基于时序InSAR与机器学习的大范围地面沉降预测方法.首先,利用SBAS-InSAR技术获取大范围的地面沉降时序信息;其次,采用经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)提取时序信息的空间模态及对应的主成分(principal components,PCs);最后,采用基于误差反馈的岭多项式神经网络(ridge polynomial neural network with error-output feedbacks,RPNN-EOF)模型训练与预测PCs,将预测结果重构回地面沉降时序.以延安新区 2018 年 8 月至 2021 年 5 月的 84 景Sentinel-1A数据为例,获取了新区的地面沉降时序.同时,EOF所提取的空间模态能清晰地表达整个新区的空间变化特征.预测结果显示,相较于传统点循环模式以及主流的时间序列预测方法,本文方法的均方根误差至少降低了 22.7%,建模耗时至少降低了 27.5%,因此该方法具有良好的实用性.

    机器学习时间序列预测经验正交函数空间模态神经网络时序InSAR地面沉降灾害

    基于卷积神经网络的土体含水率智能识别

    庞元恩王智诚李旭杜赛朝...
    1746-1758页
    查看更多>>摘要:土体含水率是影响细粒土性质的主要因素.土体表层含水率的快速识别是农业和岩土工程中智能监测和智能建造技术发展中的急迫需求.为了克服传统含水率测量或监测方法无法满足土体表层含水率的实时无损监测的局限性,特研发基于图像的含水率智能识别算法.首先在实验室中收集了 4 种不同类别的土体、在不同含水率下的表面照片,获得了超过 1 400 张图片的高质量样本库,为机器学习模型构建奠定了数据基础.然后采用经典的卷积神经网络对土体含水率图像数据集进行学习,建立了土体含水率智能识别模型.模型比选结果表明:基于ResNet34架构的土体含水率识别模型效果最佳,在测试集上的含水率预测平均误差约为 2%.该模型初步满足了土体表层含水率的实时无损监测需求,能够为农业和岩土工程中智能监测和智能建造技术发展提供重要手段.

    土体含水率深度学习卷积神经网络智能监测智能建造工程地质

    《地球科学》2024年6月 第49卷 第6期 要目预告

    1758页

    松辽盆地东南缘卡伦湖地区上白垩统泉头组地球化学特征、碎屑锆石年龄与物源分析

    李彤俞礽安王铁军殷栋法...
    1759-1777页
    查看更多>>摘要:选取吉林长春卡伦湖地区的上白垩统泉头组砂岩,通过X荧光光谱仪、ICP-MS等离子体质谱仪以及锆石LA-ICP-MS U-Pb定年等方法进行岩石地球化学及碎屑锆石U-Pb年代学研究,探讨研究区物源以及区域沉积构造背景.结果显示,研究区泉头组源区岩石的主要类型为具有大陆边缘构造背景的火成岩组合;根据研究区主、微量元素和稀土元素特征以及样品锆石的U-Pb年龄,松辽盆地张广才岭地区与研究区所采集样品的地化数据表现出相似性,二者岩石都富集大离子亲石元素以及轻稀土元素,亏损高场强元素和重稀土元素,具有火山弧岩浆岩的地球化学特征等,并且研究区泉头组的碎屑锆石U-Pb年龄分布峰值和比例与前人研究的张广才岭地区的花岗岩锆石U-Pb年龄分布具有极大相似性.结合研究区泉头组砂体展布、沉积体系以及东部隆起区水系展布特征及前人研究结果,综合认为研究区物源来自张广才岭地区,泉头组下段主要沉积作用为填平补齐,充填粗碎屑岩和红色泥岩不整合于阜新组之上,上段以超覆式沉积作用为主,以河流相红色砂泥岩沉积逐渐向盆地中心过渡.对于重塑松辽盆地东南缘构造与物源演化过程、矿产资源分布以及松辽盆地东南缘泉头组砂岩储层评价做出重要贡献,为盆地东南缘潜在铀矿层的预测以及铀矿区铀源的进一步评价等方面提供了重要借鉴.

    碎屑锆石U-Pb年龄泉头组吉林长春卡伦湖地区松辽盆地地质年代学地球化学

    东昆仑哈日扎?那更康切尔银矿区花岗岩年代学、地球化学及岩石成因

    马忠元柴佳兴张爱奎燕正君...
    1778-1792页
    查看更多>>摘要:东昆仑东西部发育多处大型银矿床,但东昆仑古特提斯构造演化和银矿成矿构造背景争议很大,基于此,对东昆仑哈日扎‒那更康切尔银矿区岩心样品花岗岩及花岗斑岩开展年代学与地球化学方面研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,哈日扎花岗岩年龄为 255 Ma,哈日扎‒那更康切尔花岗斑岩年龄在 220 Ma到 224 Ma.哈日扎晚二叠世花岗岩整体上体现高硅、富碱、贫钙及贫镁的特征,轻稀土元素富集,重稀土元素及Nb、Ta等高场强元素亏损,具有强烈的负Eu异常,Ga/Al比值和Zr+Nb+Ce+Y含量明显偏高,符合A型花岗岩的特点.由于岩石K2O/Na2O与FeO/MgO比值较高,可能来自地壳钙碱性I型花岗岩的部分熔融,形成于晚二叠世弧后伸展体制.晚三叠世花岗斑岩是银成矿期岩石,主量元素与晚二叠世花岗岩相似,体现钙碱性过铝质的特点,但稀土元素与微量元素含量远低于晚二叠世花岗岩.结合前人研究成果,晚三叠世花岗斑岩及成矿可能形成于后碰撞构造背景,花岗斑岩是岩浆强烈结晶分异的产物.

    东昆仑哈日扎那更康切尔花岗岩年代学地球化学

    鄂尔多斯盆地西南缘中下侏罗统地层物源及构造演化对铀成矿的制约

    俞礽安李彤杨桐旭赵华雷...
    1793-1809页
    查看更多>>摘要:鄂尔多斯盆地西南缘位于阿拉善地块、秦岭造山带与祁连造山带 3 个构造单元的交汇部位,给含铀岩系地层的物源体系和铀成矿作用研究带来一定困难.通过选取泾川研究区的直罗组和延安组砂岩进行碎屑锆石 U-Pb 测年和微量元素研究,分析结果显示:泾川地区直罗组砂岩的碎屑锆石年龄呈 215~767 Ma 和1 501~1 905 Ma;延安组砂岩的碎屑锆石年龄呈 215~453 Ma、1 506~1 918 Ma 和 2 136~2 579 Ma.与源区同位素年代学对比认为直罗组和延安组砂岩的物源成分较为复杂,主要来自于阿拉善地块,其次来自于华北板块北缘和北祁连地区.从延安组到直罗组沉积期,祁连山和阿拉善陆块发生了快速隆升和剥蚀,为直罗组提供了物源,并且古生代和中生代侵入岩体提供物源的占比逐渐增大.研究西部靠近盆缘地区以中侏罗统砂岩层为找矿目的层,靠近盆内含矿层位逐渐变年轻.

    鄂尔多斯盆地泾川中下侏罗统碎屑锆石U-Pb年龄物源矿床构造地质

    应力加载对花岗岩粗糙裂隙渗透率影响规律

    那金谢康路袁可涵袁益龙...
    1810-1820页
    查看更多>>摘要:本研究选取青海共和盆地干热岩靶区储热层印支期花岗岩为目标层,利用高压流体驱替实验装置开展岩心裂隙渗流‒应力耦合下循环加卸载试验,分析应力加载过程对花岗岩粗糙裂隙渗透率影响规律,并通过数值模拟技术分析实验过程中花岗岩裂隙渗透率的演化特征.研究结果表明:(1)应力加载导致裂隙接触面产生变形,是影响裂隙渗流的主要因素,裂隙渗透率与围压呈负相关关系;(2)裂隙渗透率对不同应力加载模式敏感性存在差异;(3)在试验基础上得出数学经验公式,并通过数值模拟分析花岗岩裂隙通道内渗流演化规律,模拟结果同实验拟合较好.

    花岗岩应力加载裂隙渗透率渗流‒应力耦合数值模拟地热能源

    渤中凹陷孔店组致密砂砾岩微裂缝形成机制及影响因素

    王清斌臧春艳万琳潘文静...
    1821-1831页
    查看更多>>摘要:渤中凹陷西南部多口井钻遇巨厚孔店组砂砾岩,整体埋深大,储层明显致密化,部分井段产能不足10 m3/d,少部分井产能较高,储层差异演化机制是制约勘探的核心问题.针对储层形成机制,开展了薄片、扫描电镜、压实模拟等实验.研究表明,微裂缝发育程度决定了储层物性差异,储层裂缝发育程度受砾石成分构成及杂基含量的影响.以花岗岩为母岩的低杂基砂砾岩,钾长石裂缝发育,溶蚀作用强,储层物性好;高杂基砂砾岩,裂缝不发育,溶蚀作用弱,测试产能低;混杂了大量碳酸盐岩砾石的砂砾岩,储层早期胶结作用强,整体致密,压裂改造后效果仍较差.压实应力物理模拟实验表明,在模拟埋深2 500 m以下,砾石出现粒内缝,并随着模拟埋深加大不断增加;裂缝发育的类型、特点与研究区微裂缝特征可比对,证实压实成缝是研究区裂缝形成的重要机制.钾长石与斜长石裂缝生成有很大差异性:钾长石更容易发育破裂缝,经后期流体溶蚀改造,形成粒内溶蚀扩大缝;斜长石由于易发生高岭土化、钠黝帘石化等次生改造作用,改变了矿物的力学性质,不易产生裂缝.

    渤中凹陷孔店组砂砾岩裂缝储层控制作用石油地质

    渤海湾盆地辽中凹陷南洼超压发育特征及成因

    王冰洁王德英郭涛王鑫...
    1832-1843页
    查看更多>>摘要:针对渤海湾盆地辽中凹陷南洼古近系地层超压成因问题,通过对多种地质资料和研究方法综合应用,提出生烃作用是超压形成的主要机制,在局部地区(W-D构造)存在欠压实和生烃作用叠加形成的超压.主要证据如下:(1)测井曲线除W-D构造外,普遍不具备欠压实地层高孔隙度和低密度的典型特征;(2)沉积背景分析由欠压实作用形成超压的顶面深度与实际不符;(3)超压顶面发育在大套泥岩段内部,深度变化范围较大(2 200~3 100 m),与烃源岩生烃顶面基本一致;(4)地层有效应力和速度及密度关系表明,超压点均落在"卸载"曲线上,为生烃超压的特征;(5)超压段地层现今处于大量生烃阶段,持续为超压形成提供保证;(6)欠压实作用和生烃作用叠加形成的超压,导致了地层的高孔隙度和低密度,也使地层有效应力与地层速度和密度关系曲线表现出"卸载"现象.

    沉积生烃作用欠压实作用超压成因辽中凹陷南洼渤海湾盆地石油地质