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基于深度学习的页岩黄铁矿扫描电镜图像分割及环境指示意义:以四川盆地泸州Ⅰ区为例

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黄铁矿作为页岩体系中最具代表性的重矿物之一,对其进行微观特征识别对于页岩沉积环境研究具有重要意义.以四川盆地泸州Ⅰ区五峰组—龙一1亚段为例,通过岩心矿物实验、扫描电镜观测、网络模型优化和特征参数统计,构建了适用于黄铁矿扫描电镜图像分割的网络模型,实现了基于草莓状黄铁矿参数对研究区沉积环境的判断.结果表明:①优化后的UNet-Im模型对草莓状黄铁矿扫描电镜图像的分割精度可达0.863,证明了改进措施的优越性;②对比黄铁矿含量,龙一 11~3小层黄铁矿含量最高,为2.95%,随后降低至龙一41小层的2.03%以及五峰组的0.83%;③基于草莓状黄铁矿特征参数,推断出黄铁矿沉积环境为深水硫化环境、深水强还原环境、深水强—弱还原环境以及深水还原—次氧化环境.实现了黄铁矿扫描电镜图像的精准化分割,对于提升行业勘探开发智能化具有借鉴意义.
Deep Learning SEM Image Segmentation of Shale Pyrite and Environmental Indications:A Study of Luzhou Block,Sichuan Basin
Pyrite,a significant heavy mineral in shale,aids in the comprehension of shale depositional environments.Referencing the Wufeng-Long,subsection Formation of the Luzhou Block in Sichuan Basin,a network model for pyrite SEM image segmentation was established via core mineral experiments,SEM observations,network model refinement,and feature parameter analysis.The model assesses the sedimentary environment of the study block using pyrite framboid parameters.① Our findings indicated that enhancement of the UNet-Im model for pyrite framboid SEM images resulted in a segmentation precision of 0.863,demonstrating the effectiveness of the enhancement measures.② Pyrite content varied from 2.95%in the Long11~3 minor layer to 0.83%in the Wufeng Formation,with the Long41 minor layer at 2.03%.③ Pyrite depositional environments are deduced as deep-water sulfide environments,strong reducing environments,strong-weak reduction environments,and reductive-suboxidative environments based on pyrite framboid characteristics.This study accurately segmented pyrite SEM images to enhance the exploration and development of intelligence in this industry.

PyriteDeep learningSedimentary environmentLuzhou Ⅰ Block

邓乃尔、徐浩、周文、唐小川、陈雨露、刘永旸、刘绍军、张益、蒋柯、刘瑞崟、宋威国

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成都理工大学能源学院(页岩气现代产业学院),四川 成都 610059

成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室,四川 成都 610059

成都理工大学计算机与网络安全学院(示范性软件学院),四川 成都 610059

中国石油西南油气田公司页岩气研究院,四川 成都 610051

四川大学电子信息学院,四川 成都 610065

贵州省地质调查院,贵州 贵阳 550081

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黄铁矿 深度学习 沉积环境 泸州Ⅰ区

国家自然科学基金项目四川省自然科学基金项目

4220218924NSFSC4997

2024

地球科学进展
中国科学院资源环境科学信息中心 国家自然科学基金委员会地球科学部 中国科学院资源环境科学与技术局

地球科学进展

CSTPCD北大核心
影响因子:2.045
ISSN:1001-8166
年,卷(期):2024.39(5)
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