Gu︺ret花岗岩内黑云母粒径分析的图像开操作法

应用图像分析原理中的开操作特征,利用岩石薄片作为样品,进行法国Ｇｕéｒｅｔ花岗岩内黑云母粒径分析,得到了极为理想的效果。这一方法的特点是只要制作某目标矿物的二值图像,即可评价体现每一矿物的粒径和分布特征,其精度取决与构成图像的像素数。该方法操作方便,成果可靠,在地学领域,尤其是在岩石结构定量分析方面,应该有很宽广的前景。     

Guéret花岗岩内黑云母粒径分析的图像开操作法

应用图像分析原理中的开操作特征,利用岩石薄片作为样品,进行法国Guéret花岗岩内黑云母粒径分析,得到了极为理想的效果.这一方法的特点是只要制作某目标矿物的二值图像,即可评价体现每一矿物的粒径和分布特征,其精度取决与构成图像的像素数.该方法操作方便,成果可靠,在地学领域,尤其是在岩石结构定量分析方面,应该有很宽广的前景.     

基于CT图像的花岗岩矿物组分与细观结构分析

获取准确的岩石矿物组分与细观结构特征,对从细观层面认识岩石宏观力学性质具有重要意义。CT扫描技术是研究岩石矿物细观结构的有力工具。本文采用高分辨率三维CT扫描系统,获得了花岗岩CT扫描图像;采用阈值分割的方法,综合X射线衍射试验结果确定合理的分割阈值,实现了对花岗岩CT灰度图像的三值化分析;最终获得了花岗岩的主要矿物含量与细观结构特征。研究结果表明:选择合理的分割阈值,可实现花岗岩主要矿物石英、长石、云母的自动识别和定量分析;基于三维重构模型,可获得不同矿物的形状、粒径和空间分布特征。本文方法对定量测试岩石矿物组分和认识其细观结构具有一定的参考意义和价值。     

一种岩石薄片智能分类识别方法

<正>在偏光显微镜下观察岩石薄片,对岩石结构和矿物成分进行分析和鉴定,是地质工作者进行岩石命名、研究岩石成因、进行地质勘探等任务最常用的工具和方法之一~([1])。岩石薄片显微图像全面真实地反映了岩石微观的结构构造、矿物成分、粒度大小、蚀变程度等特征。目前在显微镜下观察岩石薄片主要是专业人员凭借多年积累的知识、经验来确定岩石薄片中的矿物,受主观因素影响较大且费时费力,不同专家对分析结果也存在一定的差异。研究人员借助计算机技术分析岩石薄片图像并自动识别岩石种类,提高岩石薄片显微图像分类效率,节约时间和成本~([2])。     

法国GUERET花岗岩内黑云母的结构特征研究

应用形态数学、图象分析及立体学原理，通过岩石薄片研究，对Gueret花岗岩内黑云母的结构特征进行了定量分析，揭示了黑云母矿物粒子在花岗岩中的密度、粒径、形状及空间分布的规律。根据岩石薄片上黑云母的灰度特征，应用直接成象方法获得其灰度图象，用自动阈值方法可用来提取黑云母粒子从而构成二值图象。借助MIPS图象分析系统，可以评价花岗岩薄片样本图象中所有黑云母粒子的参数，包括面积、周长等。花岗岩内黑云母矿物的密度、粒径 形状及空间分布的分析，揭示了其各向异性特征；同时，威布尔、正态及泊橙模型可分别用来描述黑云母矿物的粒径、形状及空间分布特征。     

矿物粒径对花岗岩单轴压缩特性影响的试验与模拟研究

高放废物深部地质处置目前受到世界各国的高度重视。花岗岩是我国高放废物地质处置工程的候选围岩,深入了解处置库花岗岩的强度及破坏特性对于处置系统的设计及性能评价具有十分重要的意义。作为矿物颗粒的集合体,花岗岩是一种由石英、长石和黑云母等矿物组成的非均质岩石,矿物粒径对其宏观力学特性影响明显。以我国高放地质处置库预选区阿拉善花岗岩为例,选取矿物粒径差异明显的似斑状花岗岩和中粒花岗岩两类岩石,采用单轴压缩试验与数值模拟相结合的方式研究了矿物粒径对岩石力学特性的影响。单轴压缩试验在MTS815岩石力学试验系统进行,数值模拟采用基于离散元的颗粒流程序PFC2D完成。数值模拟过程中,以试件表面图像为基础,采用数字图像处理技术获取岩石内部矿物组分的实际空间分布,从而建立了精确反映花岗岩内部矿物种类及其空间位置的数值模型。利用该模型对花岗岩的单轴压缩试验进行了数值模拟,并与试验结果对比,论证了模型的可靠性。试验及模拟结果表明,阿拉善花岗岩破坏形式为脆性张拉破坏,裂纹大多平行于轴压方向,数字图像数值分析方法可真实地反映材料细观结构。矿物粒径对材料力学特性的影响主要表现为:细粒、等粒结构的岩石强度高,粗粒、不等粒结构的岩石强度低。研究成果可为掌握矿物粒径对岩石强度及变形特性的影响提供依据。     

干旱区TM图像岩石地层信息提取与分析方法研究

本文以新疆柯坪地区为例，通过不同岩石地层单元的岩石化学特征，矿物组合特征和室内反射光谱特征研究，结合图像数据的计算机处理结果，对干旱沉积岩的ＴＭ图像岩石地层信息提取方法进行了探讨。     

基于电子探针面扫描定量化的石英闪长岩微区成分分析

岩石的微区成分特征是精细化反演岩石演化的重要依据,而常规的电子探针面扫描分析方法无法提供面扫描区域的定量分析结果.本文使用矿物分布相对均匀的代表性岩石样品开展了岩石薄片的面扫描和矿物的定量分析.通过对常规测试的主量元素的面扫描进行图像校正,并利用ZAF校正后的点分析数据与面扫描图像的灰度值进行最小二乘法曲线拟合的方式,...     

岩石中矿物空间分布的一种新的统计性描述

本文提出一种特殊强调矿物空间分布的、定量描述岩石结构的新方法，该方法使用一种统计计算法并检验特定的“矿物对”以不定的点间距离出现的概率，概率是由计算岩石结构中的数字化图像中“点对”的数字而测定出来的，岩石结构由计算机辅助数字化图像处理程序获得，本文叙述了实际程序中遇到的获得岩石结构图像和数据处理中出现的几个问题。本文利用花岗岩和接触变质角岩两种岩石样品讨论这种方法。它在检验矿物分布的均一性和随机性     

基于连续消光特征分析的岩石薄片分析系统

连续消光是指在正交偏光显微镜下,岩石薄片随载物台旋转而发生消光强弱连续变化的现象。作为人工鉴定岩石薄片的重要依据,提取后的连续消光特征可以用于实现岩石薄片的自动分析。结合数字图像处理技术与聚类划分算法,开发出一套能够分割出孔隙、颗粒轮廓,实现颗粒类别划分,并对结果做定量分析的岩石薄片分析系统。从矿物的消光特征本质出发,连续消光特征提取精确与否是能否有效划分颗粒类别的关键环节。因此,针对系统在连续消光特征提取过程中的消光位对齐与消光基值去除操作分别设置了对照组。以鄂尔多斯盆地某区长6段砂岩薄片在正交偏光镜下的角度域序列图像进行实验,结果表明,所开发的基于岩石薄片分析系统能够提取到更为精确的连续消光特征,且该系统定量分析结果与专业人员鉴定结果基本一致。     

岩石矿物细胞元随机性参数赋值方法研究

数值计算中利用随机分布对各单元赋予不同的物理力学参数来考虑岩石的非均质性,赋值过程是纯随机的,并没有考虑岩石矿物组成的结构特征。故提出一种新的岩石非均质参数赋值方法--岩石矿物细胞元随机性参数赋值方法,基于岩石矿物种类及其含量定义细胞元类别判定区间,利用Monte Carlo方法对各个细胞元进行矿物类别判定,并进行相应的参数赋值,通过各矿物细胞元的随机混合体来描述岩石的非均质性。该方法既考虑了组成岩石的矿物种类及其含量（结构特征）,又考虑了组成矿物在岩石中的随机分布特征。针对矿物分布的随机特征,利用两矿物细胞元混合模型和三矿物细胞元混合模型进行数值试验,研究了矿物细胞元随机分布特征对岩石宏观力学参数的影响。研究结果表明,岩石矿物细胞元随机性参数赋值方法具有结构性和随机性的双重特性,其随机性不依赖于随机参数,岩石宏观力学参数受细胞元随机性特征的影响很小。     

相山铀矿田典型蚀变矿物地面光谱特征研究

利用光谱特征进行岩石矿物分析受到了国内外研究者的广泛关注,大多数蚀变矿物如赤铁矿、水云母等在可见光-近红外-短波红外波段具有诊断性强的波谱特征。因此,利用典型岩石矿物光谱特征可为矿产资源勘查与评价提供一种新的手段和方法。本文对相山铀矿田蚀变矿物进行光谱测量,经数据处理获得了不同典型蚀变岩石矿物的反射率光谱曲线。通过对这些光谱曲线特征的分析研究,提出了影响岩石矿物反射率的因素,探讨了水云母、萤石、赤铁矿等典型蚀变岩石的反射率曲线特征,并建立了相应的典型蚀变矿物光谱识别模型。     

单轴压缩条件下花岗岩中不同矿物的形状变化

岩石中不同矿物的形状变化反映了岩石的变形破坏过程。在分析花岗岩试样表面图像不同矿物纹理特征基础上,使用室内单轴压缩试验视频图像和灰度分界阈值分割法,研究了单帧图像中不同矿物的分布特征,使用形状参数描述了岩石变形过程中不同成分的形状特征,探讨了不同成分区域形状变化与裂隙扩展过程的关系。结果表明,花岗岩变形过程中圆形度的大小顺序为长石黑云母石英,内切圆半径的大小顺序为黑云母长石石英;离散指数的大小顺序为长石石英黑云母;长石承受了轴向力的主要部分,形状变化与所处位置关系较大;破坏过程中裂隙面积出现大小顺序为长石、石.英、黑云母,裂隙扩展较快时裂隙大多出现在长石和石英区域。     

花岗岩矿物正交偏光镜下图像人工智能识别研究

人工智能在地球科学领域中的应用是近年来研究的热点,对地球科学的发展有着重要意义,其应用之一就是使用计算机视觉技术实现岩石或矿物的自动化识别分类。然而,目前大多研究直接对岩石薄片图像进行分类,不能够精细定位并识别薄片中多且复杂的矿物目标。虽然现已有许多学者将目标检测技术应用于岩石矿物的图像识别分类中,但这些方法识别的对象大多是岩石手标本图像,只能对图像中的单一对象检测。在识别分类研究领域中,缺少对岩石薄片镜下图像识别的算法及质量较好的相关数据集。为了解决这些问题,本文首先采集了3000张正交偏光镜下花岗岩薄片图像,标注矿物样本10000余个,并通过数据增广方式对数据集进行增强,建立了一个质量较好、具有多样性的数据集。其次本文提出基于Yolov5x的改进算法RDB-Yolov5x。这种方法在特征提取过程中添加了密集连接方式,使用密集连接残差模块（RDB）替代传统的残差结构,有效地保留了图像的语义和位置信息细节。实验结果表明该方法泛化能力较好,在对图像中小尺寸、特征模糊的矿物颗粒的识别中表现出优秀的性能,可以准确有效地对花岗岩中的五类目标矿物（石英、黑云母、白云母、斜长石、钾长石）进行识别,...     

一种提纯单矿物的新方法

吉林省冶金研究所最近研制出一种提纯单矿物的新方法,为此在二月十三日于长春召开了鉴定会。来自八个省市的三十六名代表一致认为:此法所需设备简单、操作容易,确能分离至今其它方法无法分离的一些性质相近的矿物。甚至能很好分离同种矿物不同标型特征的单矿物。尤其是能高纯度的从岩石中提取斜长石。     

岩石薄片图像智能分析研究进展

分析岩石薄片显微图像中的矿物组成、结构构造、生成顺序、围岩蚀变和次生变化等特征，可以进行岩石种类鉴定、地质构造分析、古地质环境反演等相关研究。对于岩石薄片图像的分析及信息提取目前主要依靠专家进行人工目视解译。而利用计算机技术进行自动、快速、客观、准确的岩石薄片图像智能分析，将能有效提高相关研究工作的效率，为“大数据+地球系统科学”的研究范式提供基础。本文综述了岩石薄片图像智能分析的相关工作，从技术方法的角度系统归纳和阐述了其一般原理和方法，分类总结了相关应用案例，分析和展望这一领域存在的挑战与发展方向。     

基于PFC2D模拟的矿物粒径非均质效应研究

岩石作为矿物颗粒的集合体,矿物粒径非均质性对其宏观力学特性影响比较明显。基于颗粒流程序PFC2D,通过设置不同种类粒径组合及粒径比来体现粒径非均质性,研究了粒径非均质性对岩石材料宏观力学特性（弹性模量、峰值强度、泊松比）的影响。研究中设计了6种粒径组合方案,粒径种类数分别为:连续粒径、10种、8种、5种、3种、2种,每种方案下设置5种平均粒径及4种粒径比,进行单轴压缩试验。结果表明,岩石内部存在颗粒尺寸效应和粒径非均质效应,岩石弹性模量和峰值强度随粒径增大均呈减小的趋势,随粒径非均质性的提高整体上也呈减小的趋势,但局部变化阶段受模型中细颗粒含量及数量的影响会呈增大的趋势。粒径对弹性模量的作用机制主要是通过影响模型孔隙率实现的。研究结果揭示了岩石宏观特性的变化是模型内颗粒尺寸效应和粒径非均质性效应共同作用的结果,为掌握矿物粒径对岩石强度及变形特性的影响提供了一定依据。     

使用试验视频图像研究花岗岩中不同矿物成分的变化特征

结合灰度分界阈值分割法和粒子图像测速技术,对单轴压缩条件下花岗岩变形破坏过程中不同矿物成分(黑云母、长石和石英)的变化特征进行了研究。由室内单轴压缩试验获得花岗岩变形破坏过程的试验视频图像;由灰度分界阈值分割法获得视频图像中岩石表面不同矿物成分的位置;使用粒子图像测速技术得到岩石表面不同时刻的位移;采用应变计算公式的差分格式得到不同位置不同方向的应变大小;在此基础上,研究了不同变形阶段岩石中不同方向应变的变化特征及其与矿物成分分布的关系。结果表明:裂缝出现前,花岗岩表面各矿物成分变形方向主要沿水平方向;裂缝发展过程中,长石变形方向主要是竖直方向,石英变形方向主要是水平方向;三种矿物成分中,最大主应变从大到小的顺序为黑云母、长石、石英。     

运用磁化率各向异性方法来确定沉积动力方向综述

从磁化率各向异性特征被发现以来,众多学者开始越来越多的运用这种方法来研究地质问题,特别是在构造地质学、沉积学以及第四纪环境等方面得到广泛应用,本文集中总结阐述运用磁化率各项异性的方法来恢复沉积物沉积时的沉积动力最新研究成果、存在的争议问题及新的研究方向,此外在研究沉积动力之前确定载磁矿物也是至关重要,确定磁性矿物的种类和粒径是岩石磁学研究的基础,因为不同的磁性矿物具有不同的意义的磁化率各项异性特征。     

常见岩石矿物微区特征信息激光剥蚀光谱快速识别技术研究

利用一台小型Nd:YAG 266 nm调Q激光器,在常压大气环境下诱导激发150个岩石矿物标本产生等离子体,通过微光谱仪记录等离子体200～800 nm范围内的发射光谱,形成岩石矿物标本微区特征激光剥蚀光谱(LAS)谱图,对谱图中主量元素进行定性识别;将岩石矿物标本的显微照片、矿物组成、特征LAS谱图以及主量元素的特征波长等信息汇总,建立其特征信息库;并编写常见岩石矿物LAS快速识别软件。该软件采用平滑、抽提特征峰等处理方法对LAS谱图进行简化,通过比较未知岩石矿物与特征库中参考岩石矿物LAS谱中特征峰位置的匹配度来快速识别、筛选未知岩石矿物。本研究建立的LAS实验平台和常见岩石矿物特征LAS谱图库,可减少矿物鉴定人为因素影响大、鉴定速度慢、花费高等不足,并为实现原位快速测定岩石矿物微区成分奠定了基础,可望为矿产勘探、开采和选矿提供技术支持。