2025年, 第52卷, 第01期　
刊出日期：2025-02-01

  

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  Pb同位素在古金属制品溯源研究中的应用——原理、方法和实例

  程文斌, 郎兴海, 欧阳辉, 彭义伟, 陈翠华, 谢富伟, 苟冰璐, 李梦林, 王勇, 彭强, 杨超

  成都理工大学学报(自然科学版). 2025, 52(01): 1-17.

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  追溯古金属制品的矿石来源，探索古代不同文明之间金属流通与文化交流，一直以来都是备受国内外考古学界关注的研究热点。在众多古金属溯源研究方法中，Pb同位素因基础理论和实验方法成熟较早，目前应用最广。本文综述了Pb同位素在古代金属制品溯源研究中应用的原理、方法与重要实例，并简要分析了局限性，展望了应用前景：(1)理论上，Pb同位素能够对不同矿床进行一定程度的区分，且在冶金过程中不会发生显著的分馏，满足古金属制品溯源研究的大部分前提。(2)Pb同位溯源的方法包括简单对比法、特征参数法和等时线法。其中，简单对比法和特征参数法主要适用于古金属制品中Cu, Pb, Ag等金属的矿石来源；而等时线法主要用于示踪锡锭以及低铅富锡青铜器中Sn的矿石来源。(3)Pb同位素溯源研究的局限性包括重叠效应和混合效应。将Pb同位素与Cu, Sn, Ag等非传统同位素以及微量元素相结合，采用合理的数理统计方法开展综合溯源研究，是解决重合效应的重要途径和研究方向。跳出将金属制品与地质来源(矿床)进行匹配的固有研究范式，以重现古代文明间金属流通与文化交流路径为目标，开发类似于“牛津研究体系”的解决方案，是解决混合效应的重要途径和研究方向。
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  裂缝性储层天然缝与人工缝耦合机理及水窜预防井网调整

  尹帅, 金子一, 刘程正, 杨俊, 茹晓飞, 崔彩彩, 寇冬琴, Sharifullah

  成都理工大学学报(自然科学版). 2025, 52(01): 18-30+43.

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  裂缝性致密砂岩储层开发调整方案的制定需系统开展天然缝、人工缝耦合关系评价。以南襄盆地东南部裂缝性致密油砂岩储层为例，开展了致密砂岩储层岩石力学、地应力、动静态天然裂缝及人工缝压裂扩展模拟等研究，并对水窜诱因及井网调整措施进行了讨论。研究结果表明，根据差应变及压裂测试结果，工区目的层现今地应力为张性应力状态，水平最大及最小主应力差（σ_H-σ_h）值主要分布在4～11 MPa之间；此外，动、静态裂缝分析均显示，发育近WE向及近NE向2组天然缝。压裂模拟结果显示，水力裂缝明显受天然裂缝发育特征的控制。当储层中发育WE向及近NE向2组共轭天然缝时，随着天然缝密度的增加，人工缝长度近乎线性降低；当天然缝发育程度较低时可形成长水力缝，而当天然缝发育程度较高时，水力缝主要为短缝。当储层中仅发育WE向1组天然缝时，随着天然缝密度的增加，水力缝长度与改造面积先快速增加，后趋于稳定；且当天然缝发育程度较低时主要形成短缝，而当天然缝发育程度较高时，水力缝主要为长缝。天然缝的组系、方向及发育程度影响水力缝扩展规模及方向。另外，引起核桃园组三段水窜的原因包括天然缝带的连通性、构造因素、天然缝与人工缝的连通。早期压裂人工缝在后期压驱中会起到类似于天然缝的作用。综合考虑已有井网形式、原油分布、构造、天然缝及人工缝耦合关系，提出针对不同区域天然缝特征差异使用不同井网调整措施的技术方案。
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  铀矿勘查中航空伽马能谱测量的特征参数和图像增强处理

  吴霁桐, 葛良全, 熊茂淋, 葛立权, 刘洪武

  成都理工大学学报(自然科学版). 2025, 52(01): 31-43.

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  本文在论述航空伽马能谱测量系统基础上，根据甘肃龙首山地区不同岩性地质体分布特征和测区航空伽马能谱切割线测量的铀、钍、钾质量分数数据，先验性地建立了不同岩性地质体放射性元素(铀、钍和钾)质量分数的高斯概率分布模型。根据航空伽马能谱测量获得的全测区铀、钍和钾质量分数数据，采用非线性最小二乘法拟合，构建了测区不同岩性地质体的分离模型，获得了不同岩性地质体高斯分布的钾、铀、钍质量分数均值与标准差。在此基础上，以0.6m(Th)+0.2m(U)+0.2m(K)之和作为测区岩性特征参数Y,对测区不同岩性地质体分布范围进行了初步划分，并采用平滑、锐化、高斯聚类等图像增强处理方法，使不同岩性地质体边界变得更为清晰。Kappa系数检验表明，本方法的岩性区分效果达到一般的一致性。此外，以不同岩性的铀增量(ΔU)和钾增量(ΔK)为特征参数，采用图像增强处理方法，在测区圈定了6处铀质量分数增量异常和3处钾质量分数增量异常。所圈定的钾含量增量异常与铀含量增量异常在空间上吻合良好，有4处铀质量分数增量异常与已知铀矿床(矿点)分布一致，反映了测区内铀元素迁移富集与碱性热液活动具有相关性。本文采用航空伽马能谱测量特征参数与图像处理相结合的方法来划分测区岩性和预测铀矿床(点),具有重要的生产意义和地质找矿价值。
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  基于机器学习的高镁安山质岩石类型的多元判别分析

  王浩然, 李晨伟, 钱裕杰, 于成, 曾敏

  成都理工大学学报(自然科学版). 2025, 52(01): 44-63.

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  高镁安山质岩石具有多种不同成因的亚类，这些亚类反映了板块构造学中不同的地质背景。因此，对高镁安山质岩石进行快速且准确的分类具有重要的地质意义。然而，现有的传统判别方法在区分赞岐岩型、玻安岩型和埃达克型高镁安山质岩石时存在一定的局限性。为此，基于全球范围内2 167组高镁安山质岩石的全岩主微量元素数据，应用线性多元回归分析的机器学习原理，开发了新的多元判别图解，旨在提升高镁安山质岩石分类的准确性。结果表明，对高镁安山质岩石的判别，新图解显著提高了对玻安岩型的辨识精度(高达90%),并在赞岐岩型和埃达克型的区分中达到了70%以上的成功率。改进的判别方法不仅可以准确和高效地区分3种主要类型的高镁安山质岩石，还扩展了传统地球化学判别方法的应用范围。基于新的判别图解，对西藏班公湖—怒江缝合带的中—晚侏罗世高镁闪长岩进行了独立的判别分析，结果显示其属于典型的赞岐岩型和玻安岩型高镁安山岩，指示了同期的初始洋壳俯冲事件，有效约束了中特提斯洋的演化过程。
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  基于深度学习的岩石矿物智能识别研究进展与发展趋势

  邓乃尔, 徐浩, 周文, 唐小川, 王浩, 闫晓闯, 蒋柯

  成都理工大学学报(自然科学版). 2025, 52(01): 64-93.

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  随着深度学习技术的迅速发展，岩石矿物的智能识别已成为地质学研究的重要方向。传统的岩石矿物识别方法主要依赖人工经验和半自动系统，而深度学习凭借其卓越的特征提取和自动学习能力，为复杂矿物的自动化智能识别带来了全新解决方案。本文系统分析了基于深度学习的岩石矿物图像识别的最新进展，重点探讨了矿物重构、矿物分类以及矿物分割三大处理任务的研究和应用；对岩石矿物图像特征和模型优化措施进行了总结，并对比了各类卷积神经网络模型在矿物识别中的性能表现。探讨了矿物智能识别在储层精细评价、沉积环境及成岩作用中的应用前景。展望未来，通过结合传统分割算法与深度学习技术，构建“集成图像-智能识别-数据分析-数据应用”一体化结构，并建立基于多模态知识决策的岩石矿物图像识别体系，有望进一步提升岩石矿物智能识别的精度和效率，为地质学研究与矿产资源的勘探开发提供新的思路与方法。
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  四川盆地南缘二叠系茅口组构造-沉积分异及控储效应

  孟宪武, 陈安清, 李雯, 苏成鹏, 孙诗, 宋晓波, 黄光辉, 雍茹男, 王泽宇, 朱茜

  成都理工大学学报(自然科学版). 2025, 52(01): 94-107.

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  四川盆地作为中国海相碳酸盐岩油气的主力产区，在盆地震旦系、寒武系和二叠系发现多个大型油气聚集带。与蕴含巨量油气的二叠系长兴组礁滩相储层相比，二叠系茅口组碳酸盐岩储层以往一直被认为是裂缝、缝洞型储层，油气勘探未取得重大突破。最近，在川中地区茅口组台缘相带显示具有良好白云岩储层，其形成背景与基底断裂活化导致构造-沉积分异密切相关。川南地区在茅口期亦发生基底断裂活动，但对于该地区是否发育类似的台缘相带仍不明确。通过开展详细的野外露头和钻井资料分析，开展了构造-沉积分异和岩相古地理重建研究。结果表明，川南地区茅口组发育碳酸盐开阔台地、台地边缘和深水陆棚相，具有由浅水台缘滩向深水陆棚转换形成的构造-沉积分异结构。岩相古地理重建结果显示中二叠世茅口组沉积期碳酸盐台地发育优质滩相储层，并受白云石化和溶蚀作用改造。在此基础上，建立了川南地区的构造-沉积分异控储模式，揭示了台缘相带的“宽边缘、薄滩体、间断加积”特性。
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  四川盆地威远地区筇竹寺组页岩超临界甲烷吸附特征

  张璐, 刘宇, 曹光耀, 侯明才, 陈安清, 徐胜林, 梁霄, 宋颖, 周小琳

  成都理工大学学报(自然科学版). 2025, 52(01): 108-123+130.

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  通过对四川盆地威远地区威207井（W207井）下寒武统筇竹寺组7个总有机碳（TOC）质量分数不同的页岩样品的孔隙结构和甲烷吸附测试，评价了四川盆地下寒武统筇竹寺组页岩的孔隙发育特征和甲烷吸附能力，探讨了该地区下寒武统筇竹寺组页岩甲烷吸附性能的影响因素。研究结果表明，四川盆地下寒武统筇竹寺组页岩孔隙比表面积主要由微孔贡献，介孔的孔体积占比最高，微孔比表面积、微孔体积与w_TOC关系较好；样品的甲烷最大绝对吸附量与w_TOC、孔隙总比表面积呈正相关关系，说明甲烷吸附量与总有机碳中微孔的发育密切相关；吸附热(Q_st)和标准熵（ΔS⁰）的计算结果表明，研究区的有机质类型更接近I型干酪根，说明下寒武统筇竹寺组有机质的最主要母源为藻类；通过对比过剩吸附量与绝对吸附量的差别，在储量预测时有机质的绝对吸附量能够更好地预测地质条件下的真实储量。
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  海上气藏采收率快速计算新方法

  鲁瑞彬, 程时清, 雷霄, 阮洪江, 吴畅

  成都理工大学学报(自然科学版). 2025, 52(01): 124-130.

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  物质平衡、类比等方法是确定气藏采收率常用的方法，但其存在关键参数取值难度大、类比条件苛刻等问题。本文从开发角度出发，兼顾影响气藏开发效果的关键因素，同时考虑每类气藏样本数量，在将其分为气驱和边水驱2类气藏的基础上，优选井控储量及井控储量丰度为影响气藏采收率的主控因素，研究建立了2类气藏采收率计算经验公式。经预留的盲检样本检验表明，计算误差均小于10%,精度满足开发及生产管理要求。得到的采收率计算经验公式可以快速计算气藏采收率，在南海西部气藏应用效果较好，且可以为类似气藏采收率研究提供借鉴。
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  走滑体系层内构造对页岩气富集的影响：以四川盆地泸州地区云锦向斜Y4井为例

  何骁, 江同文, 杨洪志, 李忠权, 党录瑞, 石学文, 殷樱子, 罗超, 胡懿灵, 王泽卿, 田鹤, 徐亮

  成都理工大学学报(自然科学版). 2025, 52(01): 131-139+152.

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  随着中国页岩气勘探的不断发展，四川盆地南部遇到的“甜点”认识不清、钻井地质复杂等问题，前人研究大多集中在沉积相、区域宏观构造等因素的影响，而没有考虑钻头尺度的页岩层内构造的影响。因此，弄清页岩层内构造变形-变位与页岩气富集之间的关系，对中国页岩气勘探的增储上产有重要意义。以四川盆地南部泸州地区云锦向斜Y4井为例，通过对云锦向斜进行精细的三维地震解释以及对五峰组-龙马溪组层内地震构造解释，结合地震和钻井资料，探讨层内构造对页岩气保存的影响。研究结果表明：(1)Y4井位于云锦向斜南翼较平缓区域，处于平面走滑体系中，走滑体系伴生构造对夹持产层的顶底板强硬层造成明显破坏，导致页岩气散失，形成页岩气富集局部不利区；(2)走滑体系下的次级构造具有平面延展的特点，钻井钻遇时，压裂可能导致井间侧向贯通；(3)走滑体系下的次级构造可能发育在向斜翼部较平缓区域，在常规地震剖面上不清晰，但在水平切片和地震多属性剖面上有较好的显示。该认识对川南地区走滑体系下的页岩气开采具有借鉴意义。
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  从页岩到页岩气储层：论泥(页)岩层构成油气储集层的必要条件

  周文, 蒋柯, 徐浩, 周秋媚, 胡钦红, 刘瑞崟

  成都理工大学学报(自然科学版). 2025, 52(01): 140-152.

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  近10年来，页岩气的勘探开发已取得重要进展，但对于传统意义上作为“油气烃源岩或盖层”的富有机质泥（页）岩能否作为“储层”还需验证。利用薄片鉴定、扫描电镜观测、分子示踪剂扩散实验、孔隙度与脉冲渗透率测试等手段，系统分析了泥（页）岩的储集属性特征。结果表明：（1）富有机质泥（页）岩发育有机质孔隙（10～100 nm）和无机孔隙（10～500 nm）,孔隙度在1%～10%之间，具备储集油气的有效空间；（2）富有机质泥（页）岩在高演化阶段（高成熟至过成熟阶段）发育与裂解气同期形成的大量微-纳米级有机质气孔，天然气能就近无阻力充注于有机质孔隙中，在克服运移阻力后经过短距离运移可以充注于与有机质孔连通的无机孔隙中；（3）泥（页）岩微-纳米孔隙系统呈网状连通，页岩渗透率小于0.01×10^-3μm²,天然气分子可以沿网状连通孔隙运移，但流动速度缓慢。综合分析认为富有机质泥（页）岩具备形成天然气储层的3个必要条件（储气空间、储集天然气和天然气流动）,可作为“页岩气储层”,但能否作为油的储层，还需进一步验证，其他类型的泥（页）岩层只能被作为盖层及烃源岩层对待。
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  基于SHAP的可解释机器学习的滑坡易发性评价模型

  崔婷婷, 安雪莲, 孙德亮, 陈东升, 朱有晨

  成都理工大学学报(自然科学版). 2025, 52(01): 153-172.

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  机器学习在构建滑坡易发性评价模型中因其训练复杂且预测结果难以解释而发展受限。通过SHAP(SHapley Additive exPlanations)结合机器学习模型揭示各影响因子对滑坡发育的影响，增强模型可信度与可解释性。以三峡库区忠县为研究区，通过随机森林、XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)以及深度随机森林机器学习算法结合贝叶斯优化算法分别构建滑坡易发性评价模型；利用混淆矩阵及受试者工作特征曲线开展评价精度验证；基于4种分级方法得到滑坡易发性区划图；通过SHAP分析影响滑坡发育的主导因子。结果表明，优化后的XGBoost模型受试者工作特征曲线下面积(AUC)值(0.817)高于随机森林的AUC值(0.803)和深度随机森林的AUC值(0.806);不同分级方式下的易发性区划图分布差异很大，其中基于相等间隔法和XGBoost模型的分级效果相对更好，极高-高易发区主要集中在研究区的东南部和东北部，特别是长江及其支流两岸。SHAP图揭示各主导因子不同特征值对滑坡发育有明显差异，高程和距河流距离是研究区滑坡发育的主要影响因子，对滑坡发育贡献显著。本研究的XGBoost模型具有较高的预测精度，模型可解释性强，为滑坡灾害的精准防治提供科学依据。
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  期刊简介

  成都理工大学学报(自然科学版). 2025, 52(01): 172.

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  <正>《成都理工大学学报(自然科学版)》创办于1960年,原名《成都地质学院学报》(1960—1993年)、《成都理工学院学报》(1994—2002年),2003年更名为《成都理工大学学报(自然科学版)》。现今为双月刊,国内外公开发行。本刊刊登的主要内容有:油气地质与勘探、矿产地质与勘探、地质工程与灾害防治,兼顾地球探测与信息技术、环境科学与工程、矿物材料科学与工程、及其它地球科学的理工类学科。
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  敬告作者

  成都理工大学学报(自然科学版). 2025, 52(01): 173.

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  <正>为适应我国科技信息化建设需要,扩大作者学术交流渠道,本刊已加入《中国学术期刊(光盘版)》和《中国知网》(http://www.cnki.net)、万方数据电子出版社的《万方数据——数字化期刊群》(http://www.wanfangdata.com.cn)、教育部科技发展中心的《中国科技论文在线》、重庆维普资讯有限公司的《中文科技期刊数据库》、华艺数位艺术股份有限公司的《CEPS中文电子期刊》、北京书生网络技术有限公司的《书生数字期刊》、北京世纪超星公司的“域出版”平台、中教数据库等。作者著作权使用费与稿酬由本刊一次性给付。如果作者不同意将文章编入上述数据库,请在来稿时声明,本刊将做适当处理。