基于卷积神经网络的磁异常反演

针对传统反演方法存在的初始模型依赖、计算时间较长等问题,提出一种基于卷积神经网络的磁异常反演方法。该方法首先设计大量磁异常体模型,进行正演模拟产生样本数据集;接着借鉴经典的卷积神经网络VGG-13设计了一种全新的VGG磁异常反演网络(VGGINV);然后使用样本数据集训练该网络,并优化网络参数;最后对理论模型和实测数据进行反演实验。实验结果表明,该方法可以准确地反演出磁异常体的位置和磁化强度,具有较强的学习能力和一定的泛化能力,能有效解决磁异常数据反演问题。     

Numerical Modeling of Natural Fracture Distributions in Shale

The production efficiency of shale gas is affected by the interaction between hydraulic and natural fractures. This study presents a simulation of natural fractures in shale reservoirs, based on a discrete fracture network (DFN) method for hydraulic fracturing engineering. Fracture properties of the model are calculated from core fracture data, according to statistical mathematical analysis. The calculation results make full use of the quantitative information of core fracture orientation, density, opening and length, which constitute the direct and extensive data of mining engineering. The reliability and applicability of the model are analyzed with regard to model size and density, a calculation method for dominant size and density being proposed. Then, finite element analysis is applied to a hydraulic fracturing numerical simulation of a shale fractured reservoir in southeastern Chongqing. The hydraulic pressure distribution, fracture propagation, acoustic emission information and in situ stress changes during fracturing are analyzed. The results show the application of fracture statistics in fracture modeling and the influence of fracture distribution on hydraulic fracturing engineering. The present analysis may provide a reference for shale gas exploitation.     

全球锑原材料贸易格局演化分析

随着中国锑矿产量下降以及全球新能源领域对锑需求量的增加, 全球锑原材料供需格局正在改变。对全球锑原材料贸易格局的现状及演化过程开展分析, 有助于世界各国构建弹性的锑原材料供应链。本文基于物质流与复杂网络分析方法, 定量刻画了四类锑原材料(锑矿石、锑金属、锑初级加工品、再生锑)的全球贸易格局(2002—2020年), 分析了典型国家(地区)的锑原材料贸易结构及贸易地位变化特征, 总结了贸易格局的演化规律。研究发现: (1)锑初级加工品是全球最主要的贸易品种, 其贸易量占全球锑原材料总贸易量的一半以上; (2)中国和美国分别是贸易地位排名前两位的国家, 印度、欧盟、韩国是贸易地位上升最快三个国家(地区); (3)欧盟锑金属的进口来源呈现明显的多元化趋势, 显著降低了对中国的进口依赖, 表明欧盟近些年实施的关键原材料多元化进口战略取得了显著成效; (4)中国在全球锑原材料供应格局中的绝对优势地位在下降, 与此同时, 全球锑原材料贸易格局正朝着更加多元的方向发展。     

萤石典型产品国际贸易竞争格局演变

萤石作为一种重要的非金属战略性矿产资源,受到各国(地区)的高度重视。由于全球萤石资源储量有限、分布不均,萤石产品的供需矛盾不断增强,激化了萤石资源进出口之间的竞争。本文主要研究了萤石资源国际贸易,以无机氟化工产业链为切入点,选取酸级萤石、电子级氢氟酸、六氟磷酸锂为研究对象,运用复杂网络方法,构建了2000—2020年全球萤石产品进口竞争网络,分析其格局、演变特征,国家(地区)间竞争特点以及中国萤石产品的竞争状况。结果发现:全球萤石产品之间的竞争越来越激烈,各阶段的累积度分布都遵循幂律分布。竞争强度占比前20%的国家(地区)显示出更直观的集中化趋势。近20年来美国一直是酸级萤石进口竞争的矛盾中心。电子级氢氟酸和六氟磷酸锂的进口竞争网络的核心国家(地区)是不断演变的。建议中国等萤石资源储量丰富的国家(地区),合理规划萤石产业,优化萤石资源供需格局、促进萤石产业健康可持续发展。     

Study of occurrence states and precipitation mechanism of tellurium in Huangtun Au -Cu -bearing breccia pipe in Luzong Basin,Anhui, eastern ChinaSCIEI北大核心CSCD

隐爆角砾岩筒型金(铜)矿床作为重要的金矿床类型,常伴生关键金属碲的矿化,然而对于此类矿床中碲的分布、分配特征及沉淀机制研究仍较为薄弱。黄屯矿床是长江中下游成矿带近年来发现的最为典型的隐爆角砾岩筒型金铜矿床,伴生有大量的碲化物产出。本文在详细的野外地质工作和岩相学观察基础上,发现碲在矿床中发生了显著富集。通过对黄屯矿床不同蚀变类型矿石及主要富碲矿物开展全岩及微区地球化学分析,明确了碲的分布、分配特征以及初步讨论了碲的沉淀机制。黄屯矿床成矿阶段从早到晚可划分为钠钙硅酸盐、钾硅酸盐、绿泥石-碳酸盐和伊利石-蒙脱石阶段,在不同深度形成了相应的蚀变带,并发育有不同强度的金铜矿化。黄屯矿床伴生的碲储量约有118.71t,平均品位为5.3g/t,达到中型规模,具备重要的综合利用价值。钾硅酸盐蚀变带碲的分布比例最高,占总储量约92.37%,平均品位约为9.6g/t。钾硅酸盐蚀变带内约有89%~99%的碲呈独立矿物,主要以微米级、纳米级的碲铋矿包体的形式分布在黄铁矿中,剩余部分则以类质同象的形式赋存在黄铁矿和黄铜矿内。减压沸腾引起流体温度骤降导致硫化物沉淀,和沸腾过程中释放大量气相H_(2)S,共同导致流体的f(Te_(2))/f(S_(2))比值升高,可能是黄屯矿床中碲沉淀富集的主要机制。     

长短时记忆神经网络在中期地震预报中的探索--以川滇地区为例

利用机器学习方法对地震活动大数据进行挖掘,识别出一些过去认识不到的异常,提高地震预测的准确性,是一个非常具有挑战性的科学问题.本文基于川滇部分地区(24°N—32°N,98°E—106°E)地震目录,采用滑动的时空窗口,选取16个反映地震时空强度分布特征的地震预测因子,建立了长短时记忆(LSTM)神经网络,对研究区域9个子区块未来一年的最大地震震级进行预测.通过设置训练集∶测试集=8∶2和训练集∶测试集=7∶3两个不同的训练测试模型,对过往发生的地震进行了回溯性预报.结果表明:训练集∶测试集=7∶3模型能够利用1970年1月至2004年9月的地震目录进行学习,成功回溯性预报2008年汶川地震;训练集∶测试集=8∶2模型利用1970年1月至2009年5月资料进行训练,回溯性预报2010—2019年间6级以上地震的R评分为0.407,回溯性7级地震预报时准确率高达92.31%.本文还探讨性给出预测意见:2022年2月前研究区西部、中部、东部、西南部存在发生5.1~5.3级地震的潜在危险性.     

基于波动理论的结构损伤识别研究进展

目前人们对于结构的使用安全越来越重视,结构在日常使用或灾后的损伤识别检测也变得尤为重要。近年来国内外对于波在结构中的传播理论进行了深入研究,基于波动理论的结构损伤识别方法也取得了一定进展。文章首先介绍波在介质中的传播以及在各种类型结构中的传播规律和传播特性,其次从基于波传播理论的结构损伤识别、基于Lamb波的结构损伤识别、波动理论和神经网络相结合、波动理论与其他技术或算法的融合4个方面对国内外基于波动理论对结构损伤识别方法的研究成果进行综述。     

利用土壤地球化学数据和BP神经网络预测松嫩平原油气资源

基于东北地区多目标区域地球化学调查获得的海量土壤地球化学数据,利用BP神经网络模型,在土壤地球化学性质与油气田空间位置之间建立模型,构造最优的油气资源预测模型. 以土壤54项地球化学指标以及XY坐标值共同作为模型输入层,以样本是否在油气田内(1代表油气田内,0代表油气田外)作为模型输出层,基于随机抽取的油气田内和油气田外各500个土壤样本数据进行模型训练. 结果显示,多次训练后识别准确率保持在90%左右,说明该模型分类效果较好,可用于油气资源预测. 利用该模型获得了松嫩平原11 291个土壤样本的含油气概率,并绘制了油气资源预测图. 研究表明,神经网络对于解决复杂的非线性地质问题可以发挥重要作用.     

深部地热能开发保温管技术研究现状及发展趋势

地热能是一种清洁的可再生能源,用地热能替代高碳能源是减少碳排放的有效途径之一。井下保温管技术是影响地热能开采效率的关键技术之一。本文从保温管的结构、材料、保温材料及制作工艺方面介绍了井下保温管的发展研究现状,指出纳米保温材料与真空油管的融合将是未来的发展趋势,真空纳米保温管是用于深部地热能开采的首选,同时也指出了真空纳米保温管的基础结构因素对保温性能的影响机制是研究的重点,为优化保温管的制作工艺、降本增效提供参考。     

基于复杂网络的岩土颗粒材料分散性失稳先兆研究

岩土颗粒材料在达到Mohr-Coulomb塑性极限之前可能已经发生了没有明显局部损伤的全域准均匀破坏,即分散性失稳。近年来,网络科学工具在颗粒材料环境中的应用为研究其失稳破坏现象提供了有趣新颖的洞见。采用离散单元法对不同初始密实度的颗粒体系进行等体积应变加载路径的数值试验,发现初始状态越松散的颗粒体系越有可能发生分散性失稳;采用网络科学的理论和方法分析颗粒接触网络的拓扑结构特性和演化规律,发现颗粒材料分散性失稳的结构根源是颗粒接触网络完全崩塌。将颗粒体系划分为强、弱接触系统以构建强接触子网络、弱接触子网络和强−弱接触子网络,研究颗粒接触网络及其3个子网络的特征量演化,结果表明：当颗粒材料开始处于不稳定状态时,易受扰动的弱接触系统的部分接触先失效,导致强接触系统失去其稳定支撑作用而降低承载能力。随着加载的继续,系统通过非局部的自组织过程导致接触结构的全面崩塌,最终触发整体分散性失稳。因此,先于整体失稳的部分弱接触的失效,可视为颗粒材料分散性失稳的关键性临界征兆。