吉林大学学报(地球科学版) ›› 2026, Vol. 56 ›› Issue (1): 285-294.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250198

• 地质工程与环境工程 • 上一篇    下一篇

北山花岗岩矿物的多尺度结构特征与智能识别

戴振学1,李克英2,陈玮1,刘东2   

  1. 1.吉林大学建设工程学院,长春 130026
    2.上海宝冶集团有限公司,上海 200941
  • 收稿日期:2025-08-08 出版日期:2026-01-26 发布日期:2026-02-09
  • 通讯作者: 刘东(1992—),高级工程师,主要从事土木工程方面的研究,E-mail:liudong0427@126.com
  • 作者简介:戴振学(1962—),男,教授,博士生导师,主要从事水文地质方面的研究,E-mail:dzx@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(U2267217,42141011)

Multi-Scale Structural Characteristics and Intelligent Identification of Granite Mineral Facies

Dai Zhenxue1, Li Keying2, Chen Wei1, Liu Dong2   

  1. 1. College of Construction Engineering, Jilin University, Changchun 130026, China
    2. Shanghai Baoye Group Co., Ltd. , Shanghai 200941, China
  • Received:2025-08-08 Online:2026-01-26 Published:2026-02-09
  • Supported by:
    the National Natural Science Foundation of China (U2267217,42141011)

摘要: 为了解溶质在非均质岩石中的反应迁移机理,需要对岩石的非均质空间结构进行刻画。以中国甘肃北山地区的花岗岩为研究对象,分别通过灰度阈值分割法与基于深度残差网络的智能识别方法对花岗岩矿物组分进行分割,并结合地质统计学方法,利用变异函数建立非均质花岗岩吸附系数的空间相关结构。结果表明:灰度阈值分割法与基于深度残差网络的智能识别方法获取的矿物分割结果和花岗岩样品各组分矿物的实际质量分数误差均小于5%,且智能识别方法可更好地还原矿物连续性;花岗岩的主要组分矿物中,黑云母吸附系数在x、y、z三个方向上的相关长度分别为3.75、4.92、4.14 mm,长石吸附系数在x、y、z三个方向上的相关长度分别为7.88、6.15、5.94 mm,石英吸附系数在x、y、z三个方向上的相关长度分别为5.25、5.45、5.28 mm,表明花岗岩具有明显各向异性。

关键词: 矿物识别, 花岗岩, 深度残差网络, 变异函数, 多尺度, 空间相关结构

Abstract: To elucidate the mechanisms of reactive solute transport in heterogeneous rocks, it is essential to characterize their spatially heterogeneous structures. This study focuses on granite samples from Beishan in Gansu Province, China. Mineral composition segmentation is performed using both of the grayscale threshold segmentation and intelligent recognition method based on deep residual networks. Combined with geostatistical approaches, the semivariogram function is applied to establish the spatial correlation structures of sorption coefficients within the heterogeneous granite. The results indicate that the errors between the mineral segmentation results and the actual mineral components in the granite samples are less than 5%. Moreover, the intelligent recognition method can preserve the mineral continuity better. Among the major mineral components of the granite, the correlation lengths of the sorption coefficient for biotite are 3.75, 4.92, and 4.14 mm in the x, y, and z directions, while for feldspar they are 7.88, 6.15, and 5.94 mm, and for quartz, 5.25, 5.45, and 5.28 mm, respectively. These findings demonstrate that there is significant anisotropy in the granite's sorption properties.

Key words: mineral facies identification, granite, deep residual network, semivariogram function, multi-scale;spatial correlation structure

中图分类号: 

  • P641
[1] 蒋政, 舒彪, 路伟. 高温花岗岩张拉与剪切裂隙的渗流与传热性能试验[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(1): 315-326.
[2] 唐华风, 付琦, 尹永康, 高有峰, 户景松, 武海超, 田志文. 花岗岩潜山储层地质研究回顾[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(6): 1806-1836.
[3] 任云生, 徐文坦, 李京谋, 孙珍军, 刘干. 新疆东准地区黄羊山A型花岗岩形成时代与多阶段岩浆作用:来自SIMS锆石U-Pb年代学证据[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(6): 1867-1884.
[4] 高全明, 尚复庆, 柴进, 王一, 孙伟, 赵静. 基于MagTrack-CNN的磁性目标运动轨迹实时定位跟踪方法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(6): 2088-2099.
[5] 张国宾, 冯玥, 赵忠海, 宋学权, 何云龙, 孔金贵. 大兴安岭中段金江沟岩体侏罗纪花岗岩年代学、地球化学特征及其构造意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(5): 1564-1585.
[6] 汪俊, 王哲, 李书华, 高红芳, 黄永健. 南海管事平顶海山密度结构及其构造意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(5): 1691-1701.
[7] 刘刚, 彭轶群, 徐昊, 裴江涛, 骆祖江. 基于统计学的地面沉降监测网优化设计[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(4): 1240-1255.
[8] 尹业长, 姜朋, 郑博, 杨云宝, 李成禄, 刘阳, 刘兆龙, 刘旭显, 范玉超, 赵忠海.

大兴安岭北段库中地区早白垩世花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(4): 1163-1180.

[9] 孙铭徽, 李向雨, 刘锦, 张洪祥, 董亚超, 张媛竹卉, 刘芸秀. 华北克拉通辽东半岛晚三叠世林家沟岩体的成因及构造意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(3): 826-842.
[10] 耿鑫, 王长鹏, 张春霞, 张讲社, 熊登. 基于多尺度特征自注意力模型的地震数据重建方法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(3): 1001-1013.
[11] 曹锦山, 张新远, 欧阳光文, 王春涛, 刘建栋, 李五福.

松潘甘孜造山带南缘青海省秋智地区晚三叠世花岗岩体成因及构造背景  [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(2): 483-502.

[12] 殷文. 低勘探程度地区层序地层分析及沉积规律——以五墩凹陷侏罗系为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(1): 70-83.
[13] 吴翔, , 肖占山, , 张永浩, , 王飞, 赵建斌, , 方朝强, . 多尺度数字岩石建模进展与展望[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(5): 1736-1751.
[14] 张坤, 史冬岩, 常翔鲲, 朴星海, 王伟东. 伸展背景下的埃达克质岩:黑龙江呼玛地区早白垩世侵入岩的年代学和地球化学特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(4): 1248-1263.
[15] 于跃江, 赵忠海, 李新鹏, 马丽玲. 张广才岭北部早侏罗世花岗岩年代学、地球化学特征及其地质意义[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(4): 1224-1247.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!