基于深度学习单阶段算法的?类化石检测

化石是石炭纪、二叠纪重要的标准化石,其详细的鉴定工作对确定地质时代和划分石炭系-二叠系具有重要意义.鉴于目前?类化石检测方法的局限性,提出一种基于深度学习单阶段算法的?类化石检测.以?类化石为研究对象,对原始模型进行分析,之后联合优化权重损失函数和BN层尺度因子的L1正则化等方式进行通道剪枝,再使用知识蒸馏使剪枝后模型恢复检测性能.实验结果表明,该方法可实现薄片图像中?类所在区域的定位和分类,平均精度均值达到98.1%,满足实时检测模型的要求,并且剪枝后参数量压缩了74.1%,解决了真实场景中存在的算力缺乏等问题.该方法能够有效保证?类化石的检测效果,同时扩展了该模型在嵌入式设备的适用范围,为深度学习在古生物化石图像的智能识别方面提供更多可能性.     

河南宜阳下三叠统刘家沟组微生物成因沉积构造演化及其对古环境变化的响应*

河南宜阳地区下三叠统刘家沟组红色砂岩中发育数十种微生物成因沉积构造(MISS),如皱饰构造、脱水裂痕、微生物席碎片等。按照其形态特征的演化可分为4个不同的组合,由下往上依次为皱饰构造组合、隆脊构造组合、小型脱水裂痕组合和大型脱水裂痕组合,其分别反映了不同的古环境与古气候: (1)皱饰构造组合反映了弱氧化的温暖、潮湿环境;(2)隆脊构造组合反映了富氧的温暖、潮湿环境;(3)小型脱水裂痕组合反映了弱氧化的温暖、半干旱环境;(4)大型脱水裂痕组合反映了富氧的炎热、半干旱—干旱环境。依据研究区的地球化学特征和岩石学特征,认为早三叠世宜阳地区的古环境由湿润、温暖、弱氧化向炎热、半干旱、富氧转变。两者比较表明,宜阳地区微生物成因沉积构造的发育与演化是对早三叠世陆相古环境细微变化的联动响应。     

豫西济源二叠纪末-三叠纪初陆相微生物成因构造及其古环境意义

在豫西济源地区发现的陆相微生物成因构造（Microbially Induced Sedimentary Structures,MISSs）,主要发育在孙家沟组和刘家沟组,可分为2大类即微生物席生长构造和微生物席破坏构造,8小类即生长脊构造、瘤状突起、曲形脱水裂痕、纺锤状脱水裂痕、似正弦状构造、树枝状脱水裂痕、多边形脱水裂痕和直脊状脱水裂痕。镜下分析显示具有大"U"形脊、定向排列的石英颗粒、近平行的暗色黏土矿物条带及悬浮排列的云母颗粒等微生物成因特征。通过与鲁山、黎城中元古界以及宜阳、柳林早三叠系微生物成因构造对比研究,认为研究区的微生物成因构造具有较为特殊的埋藏学特征,受二叠纪末灾变事件、适宜的沉积条件和气候因素控制,代表着研究区以微生物群落为主、后生动物稀少、植被贫乏、气候炎热和水土流失严重等特征的一种陆相灾后生态系。     

基于深度学习的鲕粒智能检测与特征统计

鲕粒是一类特殊的沉积颗粒,其分布的疏密程度、粒径大小等信息可以直观地反映形成环境的水深以及水动力条件,具有重要的地质意义。在地质学中,通常将鲕粒岩石标本磨制成岩石薄片,并依靠专业人员在显微镜下观察来获取鲕粒含量、圆度、径粒大小等数据的估计值,存在着计算量大、成本高、周期长、人力投入大等缺点,而且该方法受主观因素影响较大,不同专家得出的结果也不尽相同。针对上述问题,本文提出了基于深度学习的鲕粒智能检测与特征统计方法,主要采用YOLOv5检测模型对鲕粒岩石薄片显微图像进行检测,并在YOLOv5网络主干部分添加轻量级的SE-Net通道注意力机制模块来提升检测性能;其次,本次使用DIoU-NMS替换NMS方法,改善图像中鲕粒分布拥挤时的漏检问题。实验证明改进后的算法最终精确率达到了98.8%,比原算法提升了1.3%。最后利用图像处理技术,对检测结果进行量化统计和分析,得到图像中鲕粒含量、圆度信息、粒径大小的统计结果直方图,为地质工作人员进行相关工作提供了极大的便利。     

豫西宜阳地区晚二叠世晚期—早三叠世沉积记录及其对古气候变化的响应

晚二叠世—早三叠世宜阳地区位于东特提斯低纬度地区的华北板块南缘，发育一套连续且沉积特征显著的陆相碎屑 岩相沉积，是研究陆相晚二叠世—早三叠世古环境与古气候变化的理想地层。本文在前人研究与野外实测的基础上，采用 岩石学、沉积学、古生物学方法综合分析研究区的沉积记录，识别出宜阳地区在该时期由陆源近海的滨湖沉积环境向河流 沉积环境过渡的古环境，重建了晚二叠世晚期—早三叠世宜阳地区的古地理面貌。沉积特征显示，此期整体气候条件为炎 热—半干旱，并且在长兴期末期与奥伦尼克期早期出现了极端干旱气候，可能是受到当时全球性巨型季风环流的影响。这 一时期的古气候与古环境的变化可能对二叠纪末陆地大灭绝事件起到了推动作用，并抑制了早三叠世生物复苏的进展。     

二叠纪末生物大灭绝后Skolithos遗迹化石的古环境意义:以豫西和尚沟组为例*

豫西地区下三叠统遗迹化石记录了二叠纪—三叠纪之交生物大灭绝事件(PTME)后遗迹群落由残存向复苏的演变,其中Skolithos以垂直或高角度倾斜于岩层面、被动充填为典型特征,广泛保存于下三叠统和尚沟组。文中以登封、宜阳地区下三叠统和尚沟组保存良好的Skolithos遗迹化石为研究对象,从宏观和微观不同尺度分析Skolithos遗迹属。基于遗迹化石和生物扰动记录反映的生物运动能力、觅食策略、生物与沉积物相互作用的方式、生物改造沉积物的方式,构建出豫西地区和尚沟组生态空间占据和生态系统工程三维空间模式图;在此基础上,进一步分析Skolithos的古环境意义,探讨Skolithos所指示的高生态压力。研究结果表明,经历过PTME事件后的Skolithos遗迹化石主要受到高温、干热气候以及巨型季风等高生态压力的影响,并在此影响下形成机会主义遗迹组合,在曲流河、滨浅湖环境中广泛发育。该成果可为豫西地区下三叠统的陆相沉积环境以及古生态背景研究提供参考依据。     

豫西苗岭统馒头组二段皱饰构造与遗迹化石共生特征*

埃迪卡拉纪以来,微生物与后生动物之间呈此消彼长的关系,但在寒武纪苗岭世却出现了微生物成因沉积构造和后生动物扰动构造短暂共存的现象。笔者在豫西馒头组二段下部识别出包括皱饰构造与微生物席裂构造在内的2种微生物成因沉积构造,对皱饰构造与遗迹化石的共生关系进行了分类,建立了席上足辙迹(Monomorphichnus henanensis)与牧食迹(Jinningichnus badaowanensis)、席下水平漫游迹(Planolites montanus)、席下深层泥岩中生物扰动共3种微生物席与后生动物的共生模式和生态演化模型。上述研究表明,具有特殊环境耐受性的“机会主义”动物在食物来源较为宽松的潮坪环境中与微生物席共存,这种微生物席与后生动物短暂而“和谐”的共存关系不仅延续了埃迪卡拉纪双方的部分共生特征,且在以混合底为主导的显生宙生态环境中得到了进一步变化与发展。     

古环境、古气候分析对P-T之交灭绝事件的启示——以豫西济源孙家沟组为例

二叠纪—三叠纪之交,海洋和陆地均经历了地球历史上最严重的生物危机,大灭绝事件前后沉积环境的恢复及古气候的重建是生物大灭绝事件研究的基础。济源盆地位于华北板块南缘,二叠纪—三叠纪陆相地层发育完整且接触清晰,是研究华北板块二叠纪—三叠纪之交古气候和沉积环境演化的良好区域。以豫西济源大峪镇剖面孙家沟组为研究对象,综合运用岩石学、沉积学、古生物学和地球化学方法对研究区进行了系统研究。结果表明：济源孙家沟组从下部曲流河环境逐渐过渡为滨湖环境。孙家沟组下、中段地化数据表明当时的年降水量较低,古温度与化学风化强度较高,反映了干旱—半干旱为主的气候特征,可能为全球性巨型季风影响的结果,并由此导致了“济源动物群”的消失和微生物成因沉积构造（MISS）的发育。中段沉积期末期气候向湿润转变,到上段顶部干旱气候再次占据主导地位并持续至早三叠世。整体上,孙家沟组沉积期呈湿润—干旱—半湿润—干旱的气候变化,干旱炎热的气候可能是研究区陆地生态环境遭到破坏的重要原因,环境的退化加剧了陆相生物灭绝;根据岩性特征、古气候、古环境、MISS等,综合推测P-T之交灭绝事件发生在孙家沟组沉积期早期。     

豫西鲁山汝阳群微生物成因构造宏观特征分析及其沉积环境演化

豫西鲁山地区汝阳群发育了形态特征多样的大量微生物成因构造,主要为多边形网格状脱水裂痕和纺锤形脱水裂痕。通过对微生物成因构造宏观特征的描述和统计分析,探讨了微生物成因构造与沉积环境之间的关系,认为微生物成因构造的总体特征演化规律与汝阳群趋于稳定的沉积环境演化一致,其形态特征与微生物席厚、暴露时间频繁有着密切的关系。     

连结过去、现在和未来的遗迹组构研究:第13届国际遗迹组构专题研讨会综述

第13届国际遗迹组构专题研讨会于2015年5月14日—21日在日本高知大学召开。从会议报告、展板和野外地质考察可以看出:(1)遗迹化石的演化古生态学和复杂遗迹化石的古生态学、埋藏学精细分析将是未来遗迹学的研究热点;(2)遗迹化石的正确分类命名及其形态功能和古环境分析依然是遗迹学的基础和主要内容;(3)新遗迹学展示了巨大的生命力,成为了将今论古的重要钥匙;(4)三维动画模拟未来将推动遗迹学、生态学的科学普及;(5)遗迹组构在油气勘探应用中已取得了重大的成果。学科交叉和高新技术测试方法、跨越多学科的思维路线将是遗迹学发展的重要推动力。