2024年, 第51卷, 第02期　
刊出日期：2024-04-01

  

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  贵州松桃县盘石镇中寒武统清虚洞组微生物岩沉积微相及模式

  唐杰, 王琳霖, 任静, 孙珮婕, 马慧, 罗振峰, 苏中堂

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(02): 181-192+209.

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  贵州松桃地区清虚洞组地层记录下了早寒武时期古杯生物灭绝后，微生物岩从逐渐繁盛到再灭亡这一完整的微生物演化序列。本文在实测盘石剖面，逐层采样磨制薄片鉴定分析的基础上对清虚洞组的沉积微相类型进行了研究，明确了含泥质条带微晶灰岩、葛万藻黏结灰岩、附枝藻藻格架灰岩、细小附枝藻灰岩、凯内拉藻藻格架灰岩、含凯内拉藻灰岩、上射小波托麦藻—尼科尔森藻藻格架灰岩、肾形藻灰岩、藻屑灰岩、砂屑灰岩、微晶灰岩、钙质泥岩12类沉积微相；建立了3类向上变浅的沉积序列：泥岩—灰岩—藻灰岩、云质灰岩—白云岩及礁基—礁核—礁盖；构建了该地区钙藻受同沉积断层控制在盆地边缘成礁的碳酸盐岩镶边台地模式。
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  北部湾盆地始新世古环境演化及沉积学意义

  黄侠超, 钟瀚霆, 曹海洋, 肖伶俐, 陈莹, 王文楷, 常晓琳, 刘欣春, 王琛宇, 高凌雪, 侯明才

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(02): 193-209.

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  保存在地层中的孢粉化石是研究古植被、古气候变化的关键对象之一，对于重建古环境、预测烃源岩富集、指导油气勘探具有重要意义。本研究选取中国南海北部湾盆地乌石凹陷的WS-X1井、WS-X2井、海中凹陷的WZ-X3井、福山凹陷的JH-X4井始新世时期的孢粉进行分析，以揭示北部湾盆地始新世植被特征及其反映的古环境演化。研究共发现孢粉化石4大类共49个孢粉类型，以被子植物花粉占优势，其中栎粉Quercoidites(microhenrici+minutus)、三沟粉Tricolpopollenites、桤木粉Alnipollenites含量较高；裸子植物中以松粉Pinuspollenites为主；蕨类植物孢子以水龙骨单缝孢Polypodiaceaesporites、紫萁孢Osmundacidites为主；同时出现大量藻类，以盘星藻Pediastrum为主。4口井中，始新世亚热带类群丰富且花粉含量高，孢粉组合反映了北部湾盆地该时期发育以常绿栎类丰富为特征的林地，盆地低山地带发育常绿和落叶阔叶混交林为主的森林植被，林下为蕨类植被，指示了北部湾盆地始新世时期为温暖湿润的热带—亚热带气候。始新世早期分布的喜热植被较晚期更多，且在始新世晚期出现喜温的植被，推测始新世早期到晚期气候呈逐渐变凉的趋势。此外，孢粉组合中出现大量藻类，推测当时的沉积环境主要以湖泊和滨海的河流沼泽相为主。通过对北部湾盆地始新世时期的孢粉资料进行分析，为该盆地始新世时期的气候研究提供了更多依据。
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  川东南地区寒武系洗象池组碳、氧同位素特征及其意义——以贵州吼滩剖面为例

  李笑天, 郭艳波, 梁金同, 罗鑫, 刘四兵, 徐姁, 叶朝阳

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(02): 210-221+246.

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  川东南地区寒武系洗象池组碳酸盐岩普遍发生白云石化，且缺乏生物化石，长期以来在地层对比与划分方面未形成统一认识。本研究在野外剖面和岩石学特征观察分析的基础上，对川东南地区中—上寒武统洗象池组41个碳酸盐岩样品进行了碳、氧同位素分析。结果显示，研究区洗象池组以泥晶—细粉晶白云岩为主，含少量残余砂屑白云岩、粗粉—细晶白云岩；样品的δ~(18)O值分布在-11.05‰～-8.29‰范围，平均为-9.67‰,δ~(13)C值介于-2.29‰～1.36‰之间，平均为-0.73‰,且δ~(18)O值和δ~(13)C值无明显正相关性，基本保留了同期海水的原生碳、氧同位素组成。分析表明，中—晚寒武世洗象池期川东南地区整体处于海相环境，其中中—晚期盐度相对早期盐度整体略微升高，海水温度分布在15.2℃～27.5℃,属于温暖或炎热的亚热带气候。SPICE(steptoean positive carbon isotope excursion)事件在吼滩剖面有很好的可对比性，可与全球其他地区进行对比，反映一次全球范围的海退事件。此外，通过对比川东南地区吼滩剖面与太和1井和渝东北地区利1井的碳同位素特征，认为渝东北地区盐度相对川东南地区较高，洗象池期盐盆地由川东南向渝东北演化，对于寻找盐类矿床和油气地质具有重要意义。
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  东昆仑东段原特提斯洋的俯冲时限：来自瓦勒尕花岗质岩石锆石U-Pb年代学及地球化学的约束

  郭香敏, 丁枫, 凡韬, 孙瑶, 黄仕宗, 蔺吉庆, 霍艳

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(02): 222-246.

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  为探讨东昆仑东段早泥盆世原特提斯洋构造演化，本文对沟里地区瓦勒尕花岗质岩石进行了岩石学、锆石U-Pb年代学、地球化学等方面的研究。研究区花岗质岩石主要为二长花岗岩和花岗闪长岩，二长花岗岩锆石U-Pb年龄为414.2±2.3 Ma,花岗闪长岩的锆石U-Pb年龄为416.9±5.3 Ma。二长花岗岩和花岗闪长岩具富硅、富碱、富铝和弱过铝质特征，二者相对富集轻稀土元素，亏损重稀土元素，普遍具弱负铕异常，成因类型为I型花岗岩。研究认为，瓦勒尕二长花岗岩和花岗闪长岩为下地壳基性岩石部分熔融的产物，综合区域地质背景认为二者形成于原特提斯洋俯冲消减阶段，东昆仑地区原特提斯洋在414 Ma时尚未完全关闭。
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  川中充西地区雷三~2亚段泥灰岩储层精细预测研究

  张豪, 辛勇光, 马华灵, 孙豪飞, 朱心健, 谢忱, 朱可丹, 谷明峰

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(02): 247-257.

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  川中充西地区多口钻井在雷三~2亚段泥灰岩储层中油气显示好，测井解释储层发育，展示了良好的勘探潜力。为准确预测雷三~2亚段泥灰岩储层纵横向分布，为下一步勘探部署提供指导，首先利用储层合成记录标定明确储层地球物理响应特征；接着围绕岩性和储层分别开展岩石物理分析，优选盐岩和泥灰岩储层的敏感参数，利用地震波形指示模拟预测盐岩的分布；最后利用波形指示反演预测泥灰岩储层的分布。结果表明：雷三~2亚段顶部盐岩对应强波峰反射，储层底界对应弱波峰反射，储层与盐岩存在明显的波阻抗重叠，而盐岩与其他岩性在密度上存在明显差异，当去除盐岩的影响后，利用波阻抗可以较好地区分储层和非储层。因此，在利用波形指示模拟识别盐岩分布后，地震波形指示反演可有效识别储层。充西三维区储层大面积发育，厚30～60 m,发育岩性圈闭16个，总面积124 km~2,是下一步富有机质泥灰岩储层的现实勘探方向。
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  基于机器学习的软土压缩模量预测及沉降分析

  阮永芬, 李鹏辉, 施虹, 吴龙, 李飞鹏, 肖潇

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(02): 258-268+280.

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  目前，常规土体试验及预测方法都难以准确获得压缩模量E_s。现基于机器学习理论建立一种非参数集成优化法计算E_s,并与传统回归模型对比分析。从昆明地铁5号线会展中心场地选取203组泥炭质土物理力学指标样本，结合工程经验，选取其中8个重要的物理指标作为输入集，利用遗传算法优化BP神经网络输入层、隐含层及输出层之间的权值及阈值，采用相关系数R、正确率ACC及均方根误差RMSE多个评估指标优化确定算法的重要参数，将建立好的模型应用于多种土体，并与目前应用较多的方法对比分析，最后比较经验公式与本文方法预测地基沉降的性能。结果显示，GA-BP神经网络方法对分析样本适应性强、算法收敛快、所得结果精准可靠，具有较大优越性。该方法对软土场地多参数预测具有一定的指导意义。
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  基于GF-2遥感影像和改进后PSPNet模型的丘陵地区耕地图斑提取方法

  颜玲, 李少达, 李彩瑛, 陈薇, 刘林, 宋承远, 杨莉, 吴若楚, 冉培廉

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(02): 269-280.

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  针对丘陵地区耕地地块具有边界模糊、覆盖物种类多样、大小和空间位置分布不规则等特点，传统分类方法难以快速准确提取耕地信息的问题，本文以四川省金堂县竹篙镇和高板镇为研究区域，利用高分二号卫星影像和改进后的PSPNet语义分割网络模型进行耕地图斑提取研究。在模型训练中，引入CBAM注意力模块以提高整个网络的特征提取和表达能力，采用余弦退火学习率以加快模型的收敛速度。结果表明，改进后的PSPNet模型在丘陵地区耕地提取精度方面取得了显著提高，耕地识别精度达到了95.69%,比标准PSPNet模型提高了1.07%,比Unet++,DeepLabv3+和支持向量机方法方法提高了1.32%,1.75%和6.33%。基于改进后的PSPNet模型具有更强的特征提取和表达能力，可以更准确地提取丘陵地区的耕地信息，为农业决策提供更准确的数据支持，促进农业智能化和精准化，提高农作物产量和质量，推动农业现代化进程。
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  坝肩岩体质量LDA-KNN分类模型

  荀鹏, 李娟, 魏玉峰, 李常虎, 范文东

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(02): 281-290+302.

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  工程岩体质量分级评价对工程的安全、设计、经济效益等有重要影响。针对当前岩级划分方法中存在不确定性，人为因素干扰和忽视了传统定性分级中对岩体质量评价的重要性等问题，本文通过在工程实际中搜集样本建立数据库，从工程的实际需求出发，选择岩体完整性系数(K_v)、结构面间距(D)、岩石质量指标(RQD)等合适的评价指标，通过引入LDA(Linear Discriminant Analysis)降维方法和K近邻分析(K-Nearest-Neighbor, KNN)相结合的多分类模型，实现了岩体的非线性分级预测。通过定性定量相结合实现了岩体多因素，多指标的综合分级，并解决了多指标判断时信息冗余，复杂程度高的问题。与其他判别方案相比较，模型得出的结果准确率高，符合工程实际，减少了人为因素的影响，体现出较强的预测判别能力。该研究为水电站大坝坝肩处的平硐岩体质量划分提出了一种可行的预测方案。
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  粗粒土力学特性的大型三轴试验及离散元—有限元耦合模拟

  刘重宏, 巨能攀, 周新, 许烈

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(02): 291-302.

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  本文旨在探究粗粒土的力学特性，并揭示细观力学组构与宏观变形特征之间的内在关系。综合室内大型三轴试验及离散元—有限元耦合技术，建立还原大粒径块石含量及形状的粗粒土三维数值模型，基于柔性围压加载，考虑Rigid Block刚性块优化块石的细观模型，采用PFC程序对粗粒土试样开展了大型三轴试验数值模拟研究，分析粗粒土试样的宏观变形特征及细观力学组构特性。试验研究表明：该试样呈现出应变强化效应，在围压柔性加载下，试样侧向鼓胀变形，试样中部发育“X”形剪切带，竖直方向接触力链逐渐加强，呈现贯通趋势。结合宏观变形特征和细观力学组构综合分析，发现试样在竖直方向由压缩引发的变形程度较试样径向方向由剪切破坏所引发的变形程度更为显著，且竖直各向异性变化程度大于水平各向异性变化程度，这表明细观力学组构与宏观变形特征的变化趋势具有明显的一致性。
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  杭州淤泥质粉质黏土小应变硬化土模型参数试验及工程应用

  孟瑞军

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(02): 303-315.

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  小应变硬化土(HSS)模型被广泛用于软土地区分析基坑开挖对周边环境的影响。淤泥质粉质黏土是一种高灵敏性土，对基坑开挖工程有很大影响。本文介绍HSS模型13个参数及其确定方法。选取杭州淤泥质粉质黏土，开展标准固结试验、三轴固结排水试验、三轴固结排水加载—卸载—再加载试验和弯曲元试验等一系列室内试验，确定杭州淤泥质粉质黏土HSS模型参数的取值及其比例关系。依托杭州2个典型工程案例，分别建立基坑开挖三维有限元模型，分析围护结构深层水平位移和支撑轴力，并对比实测数据和数值模拟结果，验证杭州淤泥质粉质黏土HSS模型参数取值合理性。该研究可为淤泥质粉质黏土地层基坑开挖数值模拟HSS模型参数取值提供参考。
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  石英砂剪切带内部结构演化特征的环剪试验研究

  高欣, 李延, 黄之辉, 周力, 赵建军

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(02): 316-327.

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  滑坡的宏观力学特性往往受滑带内部微观结构的影响，因此深入研究滑带内部微观结构的演变规律对于滑坡研究具有重要意义。通过石英砂环剪试验，模拟了剪切作用下颗粒状滑带的形成演化过程，利用CT扫描成像系统及图像处理技术，定量分析剪切带内部结构演变特征。研究结果表明：随着剪切位移增大，颗粒破碎导致剪切带内细颗粒逐渐增多，最终形成上下层细颗粒较少，核心层细颗粒富集的3层剪切带结构；剪切位移达到25 m时，细小颗粒在核心层两侧边界聚集形成细颗粒带，越靠近核心层边界细颗粒占比和颗粒磨圆度越大；剪切位移增大至100 m时，细颗粒带内形成2层连续发育细颗粒聚集的剪切滑动面。以上发现对于深入理解滑带的形成演化机制及内部结构的演变规律具有十分重要的意义。
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  基于随机森林模型的藏东南地区滑坡易发性评价及主控因素分析

  杜鹏, 陈宁生, 伍康林, 李志, 张瀛玉龙

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(02): 328-344.

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  为了获取藏东南地区的滑坡易发性分区、深入探究研究区滑坡发育的主控因素。本文采用随机森林模型对藏东南地区的滑坡易发性进行研究。首先通过现场调查、遥感解译和文献查询等手段，共发现研究区滑坡306处，其次使用频率比模型(FR)对研究区易发性做快速评判，在其低易发区进行非滑坡样本的选取，使得随机森林模型得到较好的原始数据集，并通过计算权重来制作研究区易发性图，分析滑坡发生的主控因素，最后绘制ROC曲线和计算线下曲线的面积(AUC)对模型的准确性进行验证。模型预测结果显示，研究区高易发区主要集中在易贡藏布、帕隆藏布交汇处和雅鲁藏布江大拐弯的地方。在对特征重要性因素排序中，前三分别是断层密度、高程和坡度，模型的AUC=0.940,因此有较好的准确性。根据结果分析，研究区因长期受到构造作用影响，地质构造复杂，东西两侧均是巨型断层，南侧为喜马拉雅前缘断裂带，断裂带发育，尤其在高易发区断层纵横交错，多重挤压造成岩石破碎，节理发育。因此，易贡藏布、帕隆藏布交汇处和雅鲁藏布江大拐弯区域为滑坡灾害高易发区具有合理性。该模型对藏东南地区滑坡的发生和灾害的治理提供了理论依据，对该地区防灾减灾提供了理论支撑。
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  易贡藏布冰川边缘地带暴雨泥石流与冰川融雪泥石流特征差异分析

  张瀛玉龙, 陈宁生, 彭泰鑫, 侯儒宁, 李志, 杜鹏

  成都理工大学学报(自然科学版). 2024, 51(02): 345-360.

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  本文为探究冰川边缘地带暴雨泥石流与冰川融雪泥石流的特征差异，以易贡藏布流域中下游的64条泥石流沟为研究对象，在实地考察的基础上，通过遥感解译、建立Matrix Laboratory数学模型等方法，得到了两者在形成发育条件上和下游段威胁范围的差异。结果表明：(1)在地形地貌上，冰川融雪泥石流和暴雨泥石流在相对高差、纵向剖面形状指数等地形因子上有不同或相似的峰值数量分布。(2)在物源上，冰川融雪泥石流单沟最大、最小物源储量分别为6 740×10~4 m~3,253×10~4 m~3,暴雨泥石流单沟最大、最小物源储量分别为228×10~4 m~3,1.5×10~4 m~3。(3)在流量上，冰川融雪泥石流最大、最小流量分别为1 498.2 m~3/s, 105.4 m~3/s,暴雨泥石流最大、最小流量分别为126.7 m~3/s, 2.0 m~3/s。两者在流量上有明显差异的原因，除了汇水面积相差大，还因冰川融雪泥石流有冰川融水与积雪融水的补给。其百年一遇重现期的冰川融水峰值流量最大、最小值分别为79.7 m~3/s, 0.6 m~3/s,融雪当量为32.52 mm/d。(4)冰川融雪泥石流堆积区固体松散物质冲出距离远大于暴雨泥石流，冰川融雪泥石流单沟最大冲出距离为414.3 m,暴雨泥石流单沟最大冲出距离为43.6 m。对该区域内不同泥石流之间的发育机制差异进行研究，可为类似地区的泥石流防治提供一定的参考。