DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 实验方法和装置 本次实验的目的是： 1) 检验新工艺的可行性和有效性； 2) 初步测定并分析影响新工艺工作效率的主要参数； 为此，采用了对比试验的方法，使用水箱模拟蒸发塘，使用毛巾作为吸水晾晒材料。试验时，将充分浸润的毛巾悬挂在水箱上方。将试验分成几组，分别为水箱、水箱+一条毛巾、水箱+ 两条毛巾、水箱+ 三条毛巾四组。主要试验材料和工具如下： 1) 水箱：采用底部长、宽分别为31 cm、21 cm，上部开口长、宽分别为45 cm、35 cm，高20 cm的长方形塑料水箱； 2) 吸水材料：采用长和宽分别为75 cm、30 cm长方形普通毛巾； 3) 量筒：采用最小刻度为50 ml的家用塑料量杯； 4) 弹簧秤：采用超市购买最小刻度为50 g的家用弹簧秤； 5) 温湿度计：采用超市购买家用温湿度计。 为了保证气温、风速、湿度等环境条件的一致性，将几组装置并排放置在一起。试验装置见图1所示。
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user: 4. 试验结果与讨论 试验在半封闭露台上进行，环境温度为6℃~16℃，环境相对湿度45%~65%，试验用水为自来水。考察了同一环境条件下，对不同的蒸发面积、浸润时间等影响装置性能的相关参数对蒸发量的影响。 图1. 试验装置示意图 首次试验进行了水箱(一组)、水箱+一条毛巾(二组)、水箱+两条毛巾(三组)三个组合。试验开始前，用家用塑料量杯往每个水箱注入等量自来水。为了剔除试验前后毛巾含水量不同对试验结果的影响，试验前后，用弹簧秤称重并记录结果。试验时，每隔4小时，浸润一次毛巾。采用下列关系式计算各组方案的蒸发总水量： 蒸发总水量 = 水箱蒸发水量 + 毛巾蒸发水量 毛巾蒸发水量 = 容器中水量减少量 − 毛巾吸收水分重量 − 水箱蒸发水量 容器中水量减少量 = 试验后容器中水的重量 − 试验前容器中水的重量 毛巾吸收水分重量 = 试验后毛巾重量 − 试验前毛巾重量 试验及计算结果见表1，由表可见，悬挂一条毛巾的组合较单一水箱蒸发增加了两倍，悬挂两条毛巾的组合较单一水箱蒸发增加了四倍。 为了进一步研究毛巾数量与蒸发量的关系，第二次试验增加了水箱+三条毛巾(四组)的组合，试验及计算结果见表2。由表可见，悬挂三条毛巾的组合相较单一水箱蒸发量增加了大约六倍，结合第一次试验结果，可以看出悬挂毛巾的工艺可以显著增加水体的蒸发量，而在一定范围内增加竖置毛巾的数量与其增发量成线性关系，也充分说明了该工艺装置的可行性和有效性。 为了研究毛巾含水饱和程度对毛巾蒸发量的影响，第三次试验在第一次试验基础上，针对一条毛巾和两条毛巾的情况，又增加了每隔1小时浸润一次毛巾的对比试验，试验及计算结果见表3。由表可见，缩短浸润时间间隔，可以增加蒸发量，但增加效果有限。可见，在保证毛巾含水饱和程度较高的情况下，进一步缩短浸润时间，对增加蒸发量效果不显著。在实践中，可以根据环境气象条件变化，通过试验确定合理浸润时间间隔。此外，还可以通过试验，选择更加有效的吸水晾晒材料，以提高蒸发量。 Table 1 Results of the first experimen 试验参数 单位 一组 二组 三组 总加水量 g 1300 1300 1300 毛巾数量 条 0 1 2 毛巾初始干重 g 0 240 600 毛巾最终湿重 g 0 330 790 水箱剩余水量 g 1230 990 650 水箱减少水量 g 70 310 550 水箱水面蒸发量 g 70 70 70 毛巾吸收水量 g 0 90 190 毛巾蒸发水量 g 0 150 290 总蒸发水量 g 70 210 370 水箱水面表面积 cm 2 651 651 651 毛巾单侧表面积 cm 2 0 2250 4500 水箱蒸发速率 10 −3 g/cm 2 ∙h 4.48 毛巾蒸发速率 10 −3 g/cm 2 ∙h 2.78 2.69 表1. 第一次试验及计算结果表 天气情况：晴，温度：6℃~15℃，相对湿度：45%，微风； 试验时间：2017年1月26日18：00至1月27日18:00。 Table 2 Results of the second experimen 试验参数 单位 一组 二组 三组 四组 总加水量 g 2000 2000 2000 2000 毛巾数量 条 0 1 2 3 毛巾初始干重 g 0 250 650 950 毛巾最终湿重 g 0 350 860 1200 水箱剩余水量 g 1935 1700 1460 1215 水箱减少水量 g 65 300 540 750 水箱水面蒸发量 g 65 65 65 65 毛巾吸收水量 g 0 100 210 310 毛巾蒸发水量 g 0 135 265 410 总蒸发水量 g 65 200 330 475 水箱水面表面积 cm 2 651 651 651 651 毛巾单侧表面积 cm 2 0 2250 4500 6750 水箱蒸发速率 10 −3 g/cm 2 ∙h 4.16 毛巾蒸发速率 10 −3 g/cm 2 ∙h 2.5 2.45 2.53 表2. 第二次试验及计算结果表 天气情况：多云，温度：10℃~15℃，相对湿度：50%，微风； 试验时间：2017年1月29日18:00至1月30日18:00。 Table 3 Results of the third experimen 试验参数 单位 一组 二组 三组 四组 五组 总加水量 g 2000 2000 2000 2000 2000 毛巾数量 条 0 1 1 2 2 毛巾浸润时间间隔 h 0 4 1 4 1 毛巾初始干量 g 0 250 240 580 570 毛巾最终湿重 g 0 370 400 900 910 水箱剩余水量 g 1950 1750 1680 1520 1470 水箱减少水量 g 50 310 310 480 530 水箱水面蒸发量 g 50 50 50 50 50 毛巾吸收水量 g 0 120 160 230 270 毛巾蒸发水量 g 0 100 110 200 210 总蒸发水量 g 50 150 160 250 260 水箱水面表面积 cm 2 651 651 651 651 651 毛巾单侧表面积 cm 2 0 2250 2250 4500 4500 水箱蒸发速率 10 −3 g/cm 2 ∙h 3.20 毛巾蒸发速率 10 −3 g/cm 2 ∙h 1.85 2.03 1.85 1.94 表3. 第二次试验及计算结果表 天气情况：多云，温度：4℃~6℃，相对湿度：80%，微风； 试验时间：2017年2月2日18:00至2月3日18:00。
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user: 5. 结论 1) 使用蒸发塘作为浓盐水的处理工艺具有运营管理简单，节约能源，运行成本低，对周围环境影响小等优势，非常适合在雨水少、空气干燥、风大、日照时间长的高原、荒漠地区应用，但这种工艺需要设置大容量水池，占地面积较大，蒸发速率较低，本文通过改进普通蒸发塘工艺和装置，提高了蒸发效率，同时也最大程度的减少能源消耗，具有较大的应用前景和经济效益。 2) 利用传统晾晒衣物的原理，将充分浸润后强吸水性的材料竖置在传统蒸发塘上方，可以大量增加浓盐水与空气接触的表面积，提高蒸发效率，快速处理工业产生的高盐废水，在尽量减少占地和能量消耗的前提下，达到污水零排放的目的。 3) 试验表明将充分浸润的毛巾悬挂在水箱上方，能够显著增加浓盐水的蒸发量，且蒸发量随毛巾数量的增加而增加，基本成线性关系，充分说明了该工艺装置的可行性和有效性。 4) 在毛巾含水程度较高的情况下，进一步缩短浸润时间，对增加蒸发量效果不显著。在实践中，可以根据环境气象条件变化，通过试验确定合理的浸润时间间隔，以达到效益的最大化。此外，还可以通过试验，选择更加有效的吸水晾晒材料，进一步增加晾晒的表面积，提高蒸发量。
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user: 摘 要 三道湾子金矿是燕山期在大兴安岭北部形成的火山成因矿床，是地内系统(岩浆、流体、地热等)和表层系统联合作用的结果。本文从大地构造演化、区域成矿学理论、岩石学、地球物理学、地球化学、水文地质、工程地质、环境地质、资源产业经济评价在该矿床勘查中的应用以及地球系统探测新技术如：钻探绳索取心、计算机制图、高精度微量物质的测量方法与技术的应用等多方面来论证它们与成矿的关系及对勘查的指导作用，以地球系统科学理论说明它们之间的相互联系。 关键词 :地球系统科学，地球科学进展，区域成矿学，耦合，矿产勘查 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近些年来，由于国际深海/大洋钻探计划DSDP/ODP、国际地圈生物圈计划IGBP的实施，对海洋、大气、生态和全球变化等科学研究取得重大进展，地球科学研究也取得了很大进展，通过对地球物理、地球化学、地球动力学和深部过程的深入研究，发现地球上很多重大事件和自然现象是密切关联的。地球科学以整体的地球作为研究对象，是由固体地球(核-幔-岩石圈)、流体地球(大气圈、水圈、土壤圈和生物圈)、社会地球(人类作用)和行星地球(太阳系-银河系)组成的一个开放的复杂巨系统，称为地球系统。 地球系统是由一系列相互作用过程，包括地球系统各圈层之间的相互作用，物理、化学和生物三大基本过程的相互作用以及人与地球环境的相互作用联系起来的复杂的非线性多重耦合系统。使得地球系统科学作为一门全新的集成科学出现在当代国际科学的前沿 [ 1 ] (刘本培，2008)。 岩浆矿床、热液矿床和变质矿床主要是地内各子系统(构造、岩浆、岩石、流体……)耦合作用而成的；沉积矿床、风化矿床则是地球表层系统含生物圈、水圈、大气圈和太阳能综合作用的产物；而火山成因矿床、喷流沉积矿床、热泉型矿床等则是地内系统(岩浆、流体、地热等)和表层系统联合作用的结果。因此，成矿系统是依赖于其它地质系统而存在的，是其它各系统在特定时空域中联动和耦合的产物 [ 2 ] 。 各类地质作用、各个层圈及亚层圈之间是相互作用的，因此在进行找矿勘探过程中应将岩石圈、大气圈、水圈、生物圈有机的结合起来。不仅要考虑到岩石的成因类型、矿床的形成及类型、开采利用，还要考虑到对环境的破坏和影响及产生的经济效益和社会效益。
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user: 2. 矿床地质特征 三道湾子金矿床位于黑龙江省黑河市爱辉区。矿床位于大兴安岭中段燕山期铜(钼)、铁(锡)、铅、锌、金、银成矿带东部。大地构造位置属大兴安岭湖盆系之扎兰屯-多宝山岛弧带东缘，为活动大陆边缘陆相火山喷发环境，是典型的浅成中低温热液矿床。矿区出露的地层主要为侏罗系中—上统塔木兰沟组(J 2-3 tm)，粗安岩、安山岩、英安岩、火山角砾岩等。白垩系下统光华组(K 1 gn)。岩石组合为流纹质含角砾凝灰岩、火山角砾岩、凝灰岩、流纹岩等。区内出露侵入岩主要为晚三叠世中粒二长花岗岩。属成矿前岩体。另外，矿区发育有辉绿玢岩脉、闪长玢岩脉和流纹斑岩脉，未见蚀变、矿化，岩石较新鲜，为成矿期后脉岩，对成矿有一定破坏作用。
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user: 3. 以全球演化和地球动力学为背景，板块学说在在矿产勘查中的指导作用 找矿首先要选择大地构造背景有利的地区寻找。不同的大地构造背景有可形成不同类型的矿床，不利的构造背景可能不利于元素成矿。作为地球科学基础的地球力学是以探讨地球旋转、运动规律及节律、岩石圈变动及板块运移为主要内容。板块学说的形成对岩石圈板块的现状进行了较为合理的划分，对板块可能的运动方向进行了比较深入的研究。把大陆与海洋联系起来，岩石圈各个板块在不同地质历史时期会向不同的方向运移，并因而造成地震、火山活动，形成山脉、平原与大洋盆地等地貌景观及矿床的形成 [ 3 ] 。 三道湾子金矿的形成是燕山期太平洋板块向欧亚板块俯冲在中国大陆东部濒太平洋地区的远程效应，形成了大兴安岭火山岩带，以及与火山活动有关的铜、金矿。根据黑龙江省陆内深大断裂及陆块之间的拼合的关系，划分出四级构造带，三道湾子金矿位于IV级是多宝山奥陶纪岛弧型活动带( )内。见表1。
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user: 4. 区域成矿学理论在矿产勘查中的指导作用 中国成矿区域划分为：I-古亚洲成矿域，II-秦-祁-昆成矿域，III-特提斯-喜马拉雅成矿域，IV-滨太平洋成矿域 [ 4 ] 。 中国东部古生代后的构造体制，受到濒太平洋体系与特提斯-喜马拉雅体系新构造体制的改造和叠加。中国主体部分在印支期后均处于陆内构造背景下。中国东部在这一时期的主要地质事件有，濒太平洋构造-岩浆岩带及拉张裂谷盆地系统的形成、陆内俯冲与焊接、岩石圈的巨大减薄作用等。已经拼接在一起的主要地台、地块间通过陆内碰撞而进一步焊合，是燕山期中国东部构造发展的重要特点。燕山期库拉-太平洋板块向欧亚大陆俯冲在中国大陆东部濒太平洋地区的远程效应，造成了走向NE-SW的巨型构造-岩浆岩带(175~40 ma，峰期为130~110 Ma即早白垩世)。而恰好在这一时期，中国东部的地质构造格局发生突变，以东西向为主的构造体制转变为以北东向为主的构造体制，中国东部地区岩石圈强烈减薄，大规模的火山侵入岩浆活动频繁，沉积盆地广泛分布，还有显著的热液系统与水岩反应。受这些因素的共同作用，导致了中国东部中生代成矿大爆发。如在中国占主导地位的金矿主要形成在(120 ± 10) Ma期内，大量的Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Sb、As和部分W、Sn、Mo矿床形成在白垩纪。成矿的高强度、高密度和多样性是十分突出的、构成了中国东部乃至东中部的很多重要矿集区。此外、在环太平洋的大陆板块边缘也发生了强烈的火山岩浆活动。这样规模巨大的火山活动可能是造成同时期气候显著变化、大规模生物灭绝和热液活动速度加快等异常的一个重要原因 [ 3 ] 。 中生代以来，由于滨太平洋(库拉)板块向欧亚板块俯冲，使黑龙江省迭加了北北东向褶皱和断裂，基底构造活化，并有广泛的岩浆和成矿活动，进入了成矿高峰期。燕山期成矿作用广泛而强烈，除加里东期、华力西期、印支期活动带继续成矿外，连稳定地块成矿作用也较明显。成矿作用与浅成侵入体及火 Table 1 Geotectonic zoning of the three gold deposit in Heilongjiang Provinc I级 西伯利亚板块I (古亚洲构造域) 亚I级 天山-兴安活动区I 1 II级 大兴安岭褶皱造山系 III级 大兴安岭早古生代陆缘增生构造带 IV级 多宝山奥陶纪岛弧型活动带( ) 表1. 黑龙江省三道湾子金矿大地构造分区表 山作用有关。在大兴安岭地区，形成了燕山期与中酸性侵入岩及火山岩有关的铁、铜、钨、银、金矿床。工作区属于罕达气—红业家铜、金成矿亚带 [ 5 ] (IV-10，见图1)。划分如下： I：古亚洲成矿域； II-1：额尔古纳—兴安岭成矿带； III-2：大兴安岭中段华力西、燕山期铁、钨、银、金、钼、铜成矿带； IV-10：罕达气—红业家铜、金成矿亚带。
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user: 5. 岩石学在矿产勘查中的指导作用 火成岩-构造组合体现了构造环境与岩浆作用之间的内在联系。不同的构造环境具有不同的动力学条件、不同的岩浆源区特征和不同的热状态，影响着岩浆的起源和演化机制，因而对火成岩组合和化学特征具有制约作用，形成不同的火成岩-构造组合，进而又影响和制约着内生成矿作用，构成一个统一的构造—岩浆—成矿动力学体系。因此，正确鉴别火成岩-构造组合对大地构造和区域成矿的研究有重要的意义。 找矿实质上是找特殊的岩石，岩石中某种物质成份达到工业品位就形成矿产。因此，找矿首先应研究岩石。深源基性、超基性岩浆在向浅表环境就位时，与地壳围岩发生同化混染，喷出地表可形成安山质、粗安质岩石，并能在同一构造岩石空间多次侵位，使成矿所需热能充分供应和持续保存，这很利于大型矿床的形成。实际上是地壳和上地幔之间的相互作用过程。 图1. 罕达气—红业家铜、金成矿亚带矿产分布图；1-Cu成矿(区)带；2-Au成矿(区)带 通过野外观察和室内光薄片分析及样品分析测试，该矿区出露的地层主要为：侏罗系中—上统塔木兰沟组(J 2-3 tm)，粗安岩、安山岩、英安岩、火山角砾岩等。白垩系下统光华组(K 1 gn)。岩石组合为流纹质含角砾凝灰岩、火山角砾岩、凝灰岩、流纹岩等。区内出露侵入岩主要为晚三叠世中粒二长花岗岩。含矿岩石为北西展布的石英脉，沿张裂隙分布。其围岩为粗安岩、火山角砾岩等。偏碱性岩石组合对金成矿极为有利 [ 6 ] 。
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user: 6. 地球化学在矿产勘查中的指导作用 找矿需要在某种元素含量高也就是有异常的地方寻找，地球化学异常是找矿的主要标志之一。根据黑龙江省黑河一带1:20万水系沉积物测量资料，金元素地球化学场分布特征为高背景场主要分布在罕达气到三道湾子北东向成矿带，与新开岭深断裂带吻合，Au表现为正常偏高的地球化学背景场(见图2)。并有多处水系沉积物金异常出现。因此选择该区做为找矿靶区进行土壤地球化学测量工作。 经过土壤地球化学测量工作圈定了多处异常 [ 7 ] ，其中01Ht-2异常成矿远景分类为甲 2 类，为已知的矿致异常，以Au-3异常为主，各元素异常套合较好。尤其是Au-3异常与Ag-3异常套合最佳。Au-3异常面积达0.45 Km 2 ，呈不规则带状，北西向展布，具3处浓集中心。异常点数为45个，极大值650 × 10 −9 ，平均值70.2 × 10 −9 ，衬度13.00，规模5.850，具内带。经工程验证，在Au-3异常浓集中心内，发现5条北西向展布的含金石英脉带、22条金矿体。金矿体与异常浓集中心吻合较好(见图3)。含金石英脉金矿化连续、稳定，品位最高达84.58 × 10 −6 ，金矿体平均品位为9.09 × 10 −6 。已圈定内蕴经济资源量(333) 10余吨。 另外，在岩石地球化学方面提供了各种地质过程的重要信息。 流体包裹体方面：三道湾子金矿流体包裹体样品均采自矿体及强蚀变岩石，石英中原生包裹体十分发育，流体包裹体直径一般2~9 µm，多为气液盐水包裹体，少量液相盐水包裹体。包裹体均一温度平均值变化范围为181℃~267℃，流体包裹体盐度ωt (NaCleq)变化范围为15.6%~16.9%，平均16.1%，盐度中等。由石英包裹体均一法测温直方图可以看出成矿温度主要在250℃~290℃之间。将所得到的温度、压力和密度数据投入T-ρ相图 [ 8 ] ，得到包裹体的形成时的压力大约为30~50 × 10 5 Pa，平均为4 MPa。根据2000年孙丰月等关于脉状热液矿床形成深度和压力分段拟合公式，计算其成矿深度为0.4 Km，为浅成深度矿床。 稳定同位素(H、O、S)地球化学方面：地球上硫同位素主要有3个储存库，一是幔源硫(δ 34 S = 0 ± 3%)，二是海水硫，现代海水中δ 34 S≈20%；第三种是沉积物中还原硫，这种硫的同位素主要以具有较大的负值为特征 [ 9 ] 。用黄铁矿δ 34 S值近似代表了成矿流体中全硫的δ 34 S值，分析结果表明，δ 34 S值为−1.1‰~1.7‰，极差2.8‰，均值为1.1‰，分布范围显示具有幔源硫同位素组成特点，接近陨石硫 [ 8 ] [ 9 ] 。表明S来源于地幔，地球内外层圈及大气圈已相互作用。 三道湾子金矿含金石英脉氢氧同位素测试结果显示：δ 18 O V-SMOW ‰变化范围：−2.3~−0.2，δD V-SMOW ‰变化范围：−110~−85。采用1972年Clayton分馏方程：1000 lnα石英-水 = 3.38 × 10 6 T −2 −3.4计算获得的δ 18 O水‰：−15.3~−9.9。所有δD V-SMOW ‰均低于−85，与本区中生代雨水和现代雨水的组成相近 [ 10 ] ，反映成矿流体明显受大气降水的影响。在δD Smow −δ 18 O水关系图上，投影点落在大气降水线附近，表明成矿流体主要由大气降水组成 [ 10 ] [ 11 ] 。表明大量大气降水的加入，大气圈与岩石圈相互作用。
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user: 7. 地球物理学在矿产勘查中的指导作用 地球深部不同物质成份有着物性的差异，深部磁场、电场等的变化对找矿有着一定指导意义。从大的范围看，北东向展布的航磁梯度带与大兴安岭火山岩带吻合。根据三道湾子金矿为石英脉型的特点选择了电法和磁法测量来判别矿体与围岩的差别，从三道湾子金矿床视电阻率(ρs)剖面平面图上可以看出(图3)，高阻异常呈北西向展布，除南侧高阻区由地形引起外，其余主要为含金石英脉及硅化带引起。从246线综合剖面上可知(图4)，ΔT、Th曲线同步起伏，异常规律相似，石英脉、硅化带呈低磁的特征；石英脉均无ηs异常反映，这与岩矿石物性结果一致；石英脉、硅化带ρs值较高，呈明显的高阻特征，同时还可以看出在石英脉倾向一侧ρs曲线较缓，反倾向方向ρs曲线较陡。 图2. 多宝山-三道湾子-带金元素地球化学场图 图3. 三道湾子金矿地质-地球物理-地球化学异常图；1-第四系；2-白垩系光华组流纹岩；3-侏罗系塔木兰沟组粗安岩；4-三道湾子单元二长花岗岩；5-辉绿玢岩脉；6-流纹斑岩脉；7-含金石英脉(金矿体)；8-砂金矿体；9-金矿带编号 图4. 三道湾子岩金矿246线综合剖面图
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user: 8. 水文地质、工程地质、环境地质在矿床勘查中的应用 通过水文观测及水质分析，该矿区水化学类型HCO 3 -Ca-Mg型。地下水、地表水环境质量较好，大于国家水环境质量III类水标准。矿区生产生活用水问题可以解决。当开采地表水侵蚀基准面以下的矿体时，应密切注意张性断裂，严防地表水直接溃入坑道，淹没矿体的现象发生，用于指导矿床开采和矿区生活用水。 该矿区位于高寒的低山-丘陵地貌区，受第四纪冰期和现代寒冷气候的影响，发育多年冻土和季节性冻土，由于季节性冻土随季节性发生冻胀和消融，引起不良工程地质现象，如河谷中的冰丘、道路翻浆等。人类活动使多年冻土层退化、加据了不良工程地质作用的发生，在采矿工作中应引起注意。根据黑河地区地震局资料，矿区范围内为地震烈度VI度区，近期无地震记载新构造运动不明显，区域地质环境稳定性较好。 矿石和围岩中的有害元素砷、汞均没有超过标准，未发现其它对人有害元素、气体和放射性物质。选矿过程中做好氰化物的回收利用，避免渗漏，不会对人和环境造成危害。不仅要考虑当前的利益，还要考虑到可持续发展。
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user: 9. 资源产业经济评价在矿产勘查中的应用 对三道湾子金矿床的可选矿性试验研究分析，认为该矿床矿石矿物组成简单，较适合采用全泥氰化流程处理，且矿石的浸出速度快，浸出率为95.07%，属易浸矿石，并推荐全泥氰化-炭浸工艺流程。 经过对企业效益的动态和静态分析后认为：三道湾子岩金矿项目生产能力为200吨／日，年平均获得税后净利润2160万元，服务年内企业累积实现税后净利润19，478万元，说明该项目盈力能力较强。按基准收益率10%计算本项目财务净现值为10，966万元，财务内部收益率为57.6%，远远高于行业基准收益率，说明本项目经济效果较好。含建设期的投资回收期为2.4年，小于该项目的基准投资回收期(5年)，说明本项目具有较强的偿还能力。社会效益方面：该项目的实施国家、地方将累积获得资源税117万元，企业所得税9594万元，累积上交资源补偿费1810万元，同时形成15，979万元的消费，安排百余人就业，将会拉动当地许多产业的发展。可见本项目的社会经济效益较大，具可持续发展性。
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user: 10. 新的技术手段矿床勘查过程中的应用 在矿床勘查过程中新技术的应用如：地球物理探测技术、钻探绳索取心、计算机制图、扫描电镜、高精度微量物质的测量方法与技术大大提高工作精度和效率。钻探绳索取心 提高钻探岩心采取率，工作效率；计算机制图不仅提高工作效率，还提高图件的精度、美观及资源量计算的准确性；扫描电镜的应用发现深部金品位较高地段金的赋存状态主要以碲化物为主 [ 12 ] ，发现了新的矿化类型，该发现对于在附近寻找碲金矿有一定的指导意义。高精度电法和磁法的应用对于探测深部物性差异和找矿有指导意义。
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user: 11. 结论 三道湾子金矿的形成是通过地幔和地壳的相互作用，大气圈与岩石圈的相互作用，伴有大规模大范围的热源，通过地质作用、物理作用、化学作用、生物的作用形成的。板块学说和区域成矿学理论在找矿过程中起到了指引大方向的作用；岩石学起到了具体岩性的指示作用；地球化学、地球物理学勘查方法起到寻找靶区的作用；水文地质、工程地质、环境地质则对矿床开采的技术条件进行了评价；资源产业经济评价则对矿床的开采后的经济效益进行了评价。总之，人类进行矿产勘查和利用该矿时也应全面考虑，不仅要考虑到它的形成、勘探及利用它的有用组份，考虑到经济意义和社会效益，还要考虑其中的有害物质、开发利用对环境的破坏和影响及可持续发展。因此地球科学进展及地球系统科学理论在找矿勘查中起着重要的指导作用。
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user: 摘 要 油气井产能试井提供的数据，对确定气井的合理产量、油气藏开发的规模、开发井数、油管和集输管网尺寸、压气机站的规模和分析井底污染程度等方面，都是不可缺少的基础数据。同时，也为生产预测和气藏数值模拟提供了必要参数。本文对深海油气藏油气井产能模型进行研究，并结合数值模拟制定合理油气井产量。 关键词 :深海油气藏，产能模型，数值模拟，合理油气产量 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 对储层产能进行正确的评价，不仅可以检验油气勘探的成果，而且可以为油气田开发提供最基本的依据。1895年Henry Darcy建立了古典渗流力学的基本规律 [ 1 ] 。物理学家Hurst (1934)和Muskat (1934)首先开始了多孔介质中地层流体的不定常渗流研究 [ 2 ] ，1984年中科院院士翁文波提出了翁氏预测模型，这是国内重要的预测模型，为我国油气田产量的预测奠定了基础。上世纪90年代陈元千和胡建国提出了有名的陈－胡模型，在解决油气田非递减时期以及非注水油田的产能预测方面做出了突出贡献 [ 3 ] 。苏玉亮在1998年提出了不稳定渗流点源小扰动一阶近似解。王晓冬在1998年给出了不稳态渗流柱源Laplace空间的近似解 [ 4 ] 。国内积极从事于产能分析研究的还有王晓冬、李陪等等 [ 5 ] [ 6 ] ，得出了很多有实践指导意义的理论模型和公式。产能预测结果是采取正确工程措施的重要依据，本文在理论公式的基础上，利用数值模拟软件进行预测，对提高油气勘探开发经济效益具有重要意义。
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user: 2. 气井产能评论理论与公式 气井产能试井的目的是确定气井的无阻流量，即井底回压为零时的产气量；气井的无阻流量依据一定的分析理论，利用现场测试的产量和流压数据计算得到；测试资料分析方法主要有拟压力形式和压力水平形式的二项式法、指数式法和经验一点法。 1) 二项式法 二项式产能分析方法是一种相对成熟、准确和经典的计算方法。考虑有界圆形地层的稳态流动，由气井产能试井理论可知： 拟压力关系式为： (1) 压力平方关系式为： (2) 式中： ——拟压力，MPa 2 /mPa·s； ， ， ——平均地层压力，标态压力和井底流压，MPa； ——气井日产量，10 4 m 3 /d； ， ——回归系数； 则在确定系数A和B的情况下，气井的产能方程为： 拟压力： (3) 压力平方： (4) 2) 指数式法 指数式是气井产能的经验表达形式，形式简单，虽然计算结果的精度不是很高，但是在工程上可以用来作初步估算，气井指数式拟压力产能的方程通式如下： 拟压力： (5) 压力平方： (6) 式中： ——系数； n——指数。 两端同时取对数整理可得： 拟压力： (7) 压力平方： (8) 利用现场测试的产量和流压数据，可经过线性回归得到系数C和n。 3) 一点法 一点法试井是气井产能试井的方法之一，其主要目的是为了快速获取气井的无阻流量。在已知地层压力的条件下，通过测得的一个稳定产量及相应的稳定井底流压，可采用经验公式计算该井的无阻流量。 陈元千教授提出了三种形式的一点法无阻流量公式： (9) (10) (11) 式中： ——无因次压力， 或 ； ——无阻流量，10 4 m 3 ／d。 通常“拟压力”的表达式设定为： (12) 低压范围内， 可看作常数，推导出： 较高压力下， 可看作常数，推导出：
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user: 3. 气井合理产能计算 利用Eclipse数模软件改变气井生产制度，共完成4个制度，井口压力9.57~23.3 MPa，瞬时产量13.76~36.74 × 10 4 m 3 /d。分别利用二项式法，指数式法，一点法求得该点的最大无阻流量(图1、图2)。 压力平均处理方法，二项式法求得无阻流量151.79，指数式法求得无阻流量为156.9，一点法求得无阻流量为139.43，气井无阻流量为149.37，见表1。 借鉴国内外凝析气藏开发方式，该气井初期产能为无阻流量1/5~1/3。所以该井的产能为29.87~49.79 × 10 4 m 3 /d。 图1. 二项式法曲线 图2. 指数式法曲线 Table 1 Comparison of three method 压力处理方法 产能方程 无阻流量 压力平均法 二项式法 151.79 指数式法 156.9 一点法 139.43 平均值 149.37 表1. 三种方法对比
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user: 4. 油井产能评价理论与公式 油气井流入动态是指在一定的油气层压力下，流体产量与相应的井底流动压力的关系，它反映了油藏向该井供油的能力。表示产量与流压的曲线成为流入动态曲线，简称IPR曲线，又称指示曲线。沃格尔建立的IPR曲线未考虑含水情况，而就大多数注水开发油田而言，随着采出程度，油井早晚要见水，如果流压低于饱和压力时就将出现油气水三相渗流。佩特布拉斯根据油流的沃尔方程和水油定义指数，从几何学角度导出来了油气水三相渗流时的IPR曲线及计算公式： (13) (14) (15) (16) 其中， (17) 其中， (18) 其中，
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user: 5. 油井合理产能计算 利用Eclipse数模软件测定其在规定井底流压的产量，并利用Petrel的IPR模块应用根据佩特布拉斯改进的沃格尔方程，生成该井的IPR曲线(图3)并得到该井的Q l max 。 该井的Q l max 为677.56 m 3 ，对于边底水油藏，采油速度越高，水锥进速度越快，依照经验，合理产量一般取最大无阻流量的1/2~1/3较为合理，该油井的初期合理产能为213.74~320.61 m 3 。
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user: 6. 单井阶梯降产分析 如何合理配产是油田开发的首要任务，大油嘴产量高，但稳产差，累计采出程度低，见水快，小油嘴生产，产量稳定累计产出程度高但成本高于大油嘴。在不影响最终采收的条件，保证油气田的稳产、高产、低成本对油田开发占据极其重要的地位。本文主要以衰竭式开发为主，底层的平均压力随着开发不断变化，故油气井的最大无阻流量及合理产量均随着底层压力的变化而变化，本文通过数值模拟软件实时监测地层平均压力变化，以2 MPa为梯度，计算不同平均压力的的合理产能(表2、表3)，以助于投产之后的后期调整。 该工区为较大油环规模，为了不影响C2层油环的产量，故选取Q AOF 的1/5为合理产能，该工区C3为边水油藏，为了均匀动用储层能量，减缓底水追进速度延长无水采油期，采用Q lmax 的1/3为合理产能。 图3. 油井IPR曲线图 Table 2 Production of single well in gas well 地层平均压力(MPa) Q AOF 合理产能 37 149.37 29.90~49.84 35 135.11 27.20~45.04 33 121.51 24.30~40.50 31 108.71 21.74~36.24 29 96.71 19.34~32.24 27 85.51 17.10~28.50 25 75.11 15.02~25.04 23 65.51 13.10~21.84 21 56.71 11.34~18.90 19 48.71 9.74~16.24 17 41.51 8.30~13.84 15 35.11 7.02~11.70 13 29.51 5.90~9.84 11 24.71 4.94~8.24 9 20.71 4.14~6.90 表2. 气井阶梯生产单井合理产能的确定 Table 3 Production of single well in oil well 地层平均压力(MPa) Q AOF 合理产能 37 677.56 225.85~338.78 35 609.11 203.04~304.55 33 578.51 192.84~289.25 31 492.71 164.24~246.35 29 464.71 154.90~232.35 27 387.51 129.17~193.75 25 312.11 104.04~156.05 23 247.42 82.47~123.71 21 185.65 61.88~92.82 19 135.26 45.09~67.63 17 98.02 32.67~49.01 15 65.11 21.70~32.55 13 43.51 14.50~21.75 11 33.71 11.24~16.85 9 25.71 8.57~12.85 表3. 油井阶梯生产单井合理产能的确定
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user: 7. 结论 1) 利用Eclipse数模软件改变气井生产制度，得到井口压力和瞬时产量的关系，分别利用二项式法、指数式法、一点法求得气井的最大无阻流量，比较并求得平均值，从而确定气井的无阻流量及合理配产范围。 2) 利用Eclipse数模软件测定油井在规定井底流压的产量，并利用Petrel的IPR模块根据佩特布拉斯改进的沃格尔方程，生成油井的IPR 曲线并得到该井的Q lmax 。 3) 利用数值模拟软件实时监测地层平均压力变化，以2 MPa为梯度，计算不同平均压力的的合理产能，以便于投产之后的后期调整。
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user: 摘 要 须家河组二、四段的油气产层在川西坳陷的埋深是有一定规律可寻的，生产研究从钻井部署、钻进、测井、试井、成井全程跟踪，发现：北段浅，中段深、南段又变浅。从产出层位考量，北段老，南段新，中段介于两者之间；为了提高钻井命中率，通过各井产层含气带与气水界面对比分析；目的在较准确的把握油气产层的埋深，知道气水界面的位置，在当前5000~6000米，钻井成本1万元/米的条件下，将在布井、钻井设计、井深结构、油气层预测、钻头选型、钻井液配伍、事故预报等多方面具有一定的地质意义和带来巨大的经济效益；研究认为主要控制因素为盆地结构与构造类型，孔隙演化与地温场。 关键词 :坳陷，气藏，深度域，控制因素 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 川西坳陷须家河组气藏，控制气水界面在坳陷内高低起伏变化的主要因素有剥蚀幅度，盆地结构与构造类型、相带展布、成岩、烃类演化与成藏、孔隙演化与地温场；试从产层井深(测试井段中深)、气顶海拔、气水界面，作如下分析。
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user: 2. 基本地质概况 川西坳陷是指龙门山推覆构造带以东，龙泉山构造带以西，北起广元、旺苍东西构造带。南至峨眉瓦山断褶带约5万平方公里。三段的划分是以绵竹汉王的东西向横断层为界，其北为北段，横断层之南到大邑构造带为中段，再南到峨眉瓦山一带称南段。分带与局部构造平面分布如图1。 川西坳陷的须家河组，可分为须一、二、三、四、五、六段；须一段的马鞍塘、小塘子组为陆缘海湾相沉积，发育海相烃源岩与礁、滩相储集岩体系；多为1、11型干酪根，生烃强度大，储集岩埋深大、压实强烈，孔、渗条件变差；除南、北段外；中段烃源对气藏贡献较小。须二、三段为海陆过渡相沉积，发育滨海含煤湖沼型烃源岩与湖沼型辫状河三角洲储集岩体系；多为111型干酪根，生气强度大，河道型储集岩体沉积时水动能强，孔渗条件好。须四、五、六段为前陆盆地型沉积，发育湖相、含煤湖沼型烃源岩与扇三角洲、辫状河三角洲储集岩体系。多为11A、111型干酪根不仅生烃强度大，重烃含量也高，河道砂沉积时水动能强孔渗条件好。以须四底为界可分出两套不同结构的盆地 [ 1 ] [ 2 ] ，即须上盆和须下盆。须下盆始终为东高西低的箕状盆地。须上盆则相反为东低西高坳陷盆地。盆内各类沉积体系如图2所示。
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user: 4. 须二气藏区域气水界面变化分析 对川西坳陷须二气藏有气水界面资料的钻井(表3~表5)分析，(须四气藏有气水界面资料的钻井不全，这里不作分析)发现坳陷南、北高。中段低。坳陷中段东，西高中间低。坳陷南段以西部龙门山前低，中部与东部高，展现气水界面在坳陷内高低起伏的变化态势，在气水界面之上存在厚薄不等的气水过渡带，因其孔渗性差，有的成为封隔带与张义纲说的压力封存箱顶板(封隔带)意义相近 [ 7 ] ，封隔带主要由单层或多层致密异常层组成，其中夹有少量相对多孔的地层。致密层与次生孔隙发育层都是在成岩作用中物质再分配的产物，HUNt指出这类封隔带在沉积盆地内的区域分布，呈平板状横穿各层位、各岩性段 [ 8 ] 。归纳两条致密封隔带(气水过渡带)在坳陷内分布的剖面模式如图5。
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user: 5. 控制因素分析 5.1. 地温场 对于一个相对较大的含油气盆地而言，各区块的地质构造特征、发展史和剥蚀幅度史是影响地温梯 Table 5 Comparison of gas water interfac 坳陷 构造 井名 层位 气水界面深度(m) 气水界面深度变化范围(m) 平均海拔(m) 南段 大邑 6 T3X 2 5740 5740 −5177 苏码头 3 T3X 2 3692(下盘) 3692 −3206 邛西 3 T3X 3 (香二) 3450 −3053 6 −2853 12 −3125 平落坝 平西1 T3X 3 (香二) 3844 3844 −3171 大兴场 4 T3X 3 (香二) 3118 3118~3463/3290.5 −2665.5 5 6 3235 8 3346 3463 汉王场 5 T3X 3 (香二) 3209 3209 −2429 表5. 气水界面对比 图5. 川西坳陷须家河组气藏气水过渡带(封隔带)剖面模式图 度变化的主要因素，而对于某一地区而言，则是岩层在地史发展过程中热导率的变化起主导作用。而对于油气载体的沉积岩层而言，既与组成岩层的矿物成分有关，又与岩石的结构有关，尤其是与其孔隙度和孔隙中所含流体的变化密切相关。 所有孔隙中的充填物，如油、气和水与岩石相比都是不良导体。因此，当孔隙饱含流体时，其热导率都将随孔隙度的增加而降低。热导率的降低就意味着同等距离范围内热能传导减少而使温差拉大，在地下则意味着地温梯度的增加。对于构成含油气盆地主体的沉积岩而言，自沉积以后，随上覆地层的增加而被压实，其孔隙度将有规律的减少，岩石中的流体含量也将按比例减少而导致沉积岩层热导率的增加和地温梯度的下降。因此，比较年轻的含油气盆地中的地温梯度都相对高些，而较老的含油气盆地的地温梯度偏低应当视为这种规律性变化的必然结果。 根据川西坳陷50余口井的实测温度资料推算出今地温梯度，从坳陷西向东、向南增高。孝泉、新场、合兴场、丰谷地区1.9~2.4℃/100米，向东至龙泉山区降低。 1) 古地温与烃类演化：据9口井的271块样品测定的R 0 (%)值数据对应的古地温值进行了计算 [ 9 ] ，结果展示须二段在川西坳陷不同区块古地温差别很大，反映了各区块地史发展进程不一，总趋势西高东低，南高北低，中部较低，如表6。 据成岩阶段划分R 0 0.5%~1.3%为低成熟－成熟，烃类演化至原油阶段，R 0 1.3%~2%，为高成熟，烃类演化至凝析油湿气阶段，R 0 > 2%~4%，为过成熟，烃类演化至干气阶段。不难看出烃类演化在坳陷的东、西部为油窗尾部至干气阶段，北部以原油、凝析油湿气为主，南部停留在凝析油湿气阶段，中部为干气阶段。那么，控制含气带高低的主要因素显然是古地温梯度。 2) 压力系数分析：从气藏压力分析，压力系数愈高，含气带高度愈大，同一气藏属同一压力系统。在一套气藏内储层的孔、渗性好、裂缝发育气水分异好，含气带就高，反之亦然(图6)。 Table 6 Table of paleo temperature and hydrocarbon evolutio 井号 R 0 古地温梯度 坳陷部位 川绵39 0.915%~2.4% 4.881℃/100 m 西部 川鸭91 0.8%~2.555% 4.068℃/100 m 西部 新11、新201 1.03%~2.18% 3.3℃/100 m 中部 中12 0.756%~1.245% 2.683℃/100 m， 东部 川泉171 1.784%~1.98% 2.79℃/100 m 东部 川合100 1.15%~2.1246% 3.355℃/100 m 东部 大参井 1.224%~1.937% 4.876℃/100 m 南部 平落2 1.65%~1.72% 4.2℃/100 m 南部 表6. 古地温与烃类演化表 图6. 川西坳陷须二气藏含气带高度与压力带相关示意图 3) 剥蚀幅度分析：利用前陆盆地最大沉积厚度粗略估算龙门山抬升的速率和高度 [ 10 ] ，从时间上看，以安县运动后的诺利期、瑞替克期和晚侏罗世，龙门山抬升的速率最大，其中北段达0.45~0.18 mm/y，南段为0.35~0.14 mm/y，中段最高达0.49 mm/y与此相关的坳陷北段九龙山构造侏罗系白田坝组超覆在须三段之上剥蚀幅度近千米，南段的平落坝构造约500米。中段新场构造约1100米，剥蚀幅度大的气水界面高，油气层埋藏相对较浅，层位较老，孔隙衍化停滞，地温梯度低。 5.2. 孔隙演化阶段划分 从成岩作用、次生孔隙形成的控制因素以及有机酸作用等的研究可知，须二段储层的孔隙演化可以分为四个阶段。 第一阶段：这一阶段大约在须四沉积前(印支中幕)，压实作用和自生矿物沉淀作用减少原生孔隙。该阶段从沉积物开始埋藏到石英次生加大时已基本完成，原生孔隙仅剩下约8%~10%左右。 第二阶段：次生孔隙的发育时期，该阶段大约在须六沉积阶段(印支晚幕)。有机质演化进入有机酸的窗口，大量的有机酸形成，伴随着粘土矿物的转化，有机酸进入砂岩对长石等易溶矿物进行溶蚀，有机络合作物质保存在孔隙介质中，从而发育大量的次生孔隙，从长石的溶解程度看，可能增加了5%~8%左右的孔隙度。 第三阶段：为晚三叠世末期及侏罗纪早期(燕山早幕)，由于构造抬升，温度降低和淡水的加入，造成大量次生孔隙以及有机质演化间断，造成大量次生孔隙及原生孔隙的充填作用，使得储层变得致密。 第四阶段：在喜山构造活动期(喜山中幕)，由于断裂作用，深部热液伴随着天然气及烃类进入储层，可能对储层有一定的改善，但溶蚀作用有限，多限于裂缝附近，对整个储层而言影响较小。从孔隙演化史可知，第一阶段须四前约8%~10%的原生孔隙是早期原油进入储层的主要时期，第二阶段须六期是次生孔隙的发育时期也是天然气富集的主要时期，次生孔隙发育的层段就是油气富集段，第四阶段由于喜山构造运动的影响，裂缝沟通了储层，油、气藏重组。 根据Surdem等(1989)所总结的能最大限度地保存和提高孔隙度的最佳成岩过程所具备的条件有： 1) 富含有机质的源岩与潜在储层相邻(短距离运移)； 2) 有含某种于酪根的富有机质源岩，它的干酪根与矿物氧化剂(粘土矿物或多硫化合物)有紧密联系； 3) 从有机酸或酚的形成到烃的成熟的热演化过程快； 4) 有适当的流体流动(需要发生粘土成岩作用或其它脱水反应)； 5) 有运移通道(裂缝、不整合面、层序界面以及原有的孔隙及渗流通道)； 本区须二、四段砂岩具备了5条有利条件，问题在于有机酸到烃的成熟之间发生了间断，使得本来可以是很好的储集层变得致密。因此，印支晚期的构造活动虽对早期圈闭的形成以及早期捕集油气起着有利的作用，但另一方面提供粘土矿物沉淀，填堵了孔喉。孔隙演化，裂缝期次与构造发育配置见(图7)。
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user: 6. 结论 据地温场、剥蚀幅度、孔隙演化与气藏高度(含气带高度)、气水界面高低分析： 1) 对川西坳陷须二气藏分析，发现坳陷北段中坝构造气水界面最高，海拔−1902.5米，其次是九龙山构造海拔−2464.5米，向东、向南的白龙场、柘坝场、文兴场均在海拔−3900米以深。坳陷中段，除龙泉山构造带及其以东各构造气水界面较高外，在坳陷内以合兴场川合100井海拔−4174米与隆丰1井海拔−4258米最高，其余构造各井海拔均在−4200~−4500米之间。坳陷南段以大兴(−2665 m)、汉王(−2429 m) 图7. 裂缝期次与构造发育配置关系图(据杨威本文约有修改) 最高，大邑构造最低(−5177 m)，其余各井均在−2853~3206 m之间。2、次生孔隙发育期是油气充注的主要时期，次生孔隙发育段是油气富集的主要层段。印支晚期(须六时)的古构造具有优先获得油捕的机会。构造幅度高烃源丰富，储层孔渗性好，裂缝发育，气水分异好，气藏(含气带)厚度大。 2) 生烃坳陷控制了油气产层的分布 川西坳陷从北而南发育了梓潼、彭灌和名邛次级坳陷，梓潼次坳，须一烃源岩发育，须二段是主要油气储层。彭灌次坳，须三烃源岩发育，须二、须四段是主要油气储层。名邛次级坳陷，须四、须五烃源岩发育并供给次生气藏的烃源，须四、须六段是主要油气储层。所谓次生气藏是指烃源岩不发育或不生烃层段中的油气藏。 3) 在坳陷内印支前剥蚀幅度大的气水界面高，产气层位老。沉积物堆集厚度大的含气带厚度也大。
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user: 摘 要 准确预测大一新生中的落后生对提高高校毕业率有重要的影响。本文研究了校园一卡通打卡记录和学生成绩之间的关系，并结合学生基本信息和前期成绩记录，提出一种基于机器学习与统计学的预测落后生的方法。在中国海洋大学2013级3680名新生共计419.4万条记录上进行了实验，结果显示所提出的方法查全率达到52%，查准率达到77%，具有较好的实用性。 关键词 :校园一卡通，学生基本信息，机器学习 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY) . http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 高等教育在我国已变得大众化，高考录取率从20世纪80年代的7%上升到目前的75%左右 [ 1 ] ，然而大一部分新生因挂科、留级常常不能正常毕业，使学生、家庭和学校承受了很大的压力，也对国家人才培养造成了一定的损失。为了减少此类现象的发生，需要一种方法可以提前识别出学业有问题的学生，以便及时对他们进行帮扶。挂科、留级的学生在日常生活与学习中有不同于正常学生的表现，这些表现可以从用餐、去图书馆等行为上有所体现。通过分析校园一卡通数据可能提取到这些影响学业表现的特征，设计出预测落后学生的方法。现有关于学生学业的研究通常是探讨学分制下基于学科间关系的学业警示，属于事后报警 [ 2 ] 。在学业预警方面，已有的研究工作主要有利用父母受教育程度、家庭收入等因素预测学生的成绩表现 [ 3 ] ；利用学生上网使用论坛的情况预测单科成绩 [ 4 ] ；利用在线学习系统的行为记录预测该学科的考试成绩 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] ；根据作业完成情况、课堂出勤、小测验成绩预测学生单科成绩 [ 9 ] 。相比而言，本论文研究面对全校新生，不分专业，不分学科，不使用与具体课程过程相关的特殊数据。目前尚没有与本文完全类似的研究。
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user: 2. 数据源介绍、预处理与特征提取 2.1. 数据源介绍 为了找到标识学生学习生活状态的数据，本文从教务处、网络中心、图书馆信息中心采集学生基本信息、成绩表与校园一卡通记录。通过沟通发现2013级为唯一一届有完整的大一时期全部记录的学生群体。因此，本研究基于2013级学生的数据。该研究工作的实验数据列表如表1所示。 Table 1 Data list of 3680 freshmen of grade 2013 in 18 college 表名 共有记录数(条) 学生基本信息表 3680 成绩表 77，421 图书馆入馆记录 220，299 借还书记录 98，169 就餐刷卡记录 1，994，709 表1. 2013级18个学院3680名学生大一期间数据列表 上述数据中，借还书记录只包括学号与借还书时间2项，不包括借书书目。就餐刷卡记录只包括学号、刷卡POS机号、刷卡时间3项，不包括刷卡金额。 2.2. 数据预处理 做好数据清洗工作是建立模型的基础。为了保护学生隐私，首先对所有记录中的学号转码，进行加密处理。删除各表中姓名、身份证号等个人隐私信息。对研究无意义的属性，降噪处理。针对不一致的属性值，进行标准化。各表经过预处理后，包括的信息如下： · 学生基本信息表(学号，性别，出生日期，学院，系别，专业，专业类别，入学方式，生源地，考生类别)。 · 成绩表(学年学期，学号，课程代码，课程名称，平时成绩，期中成绩，技能成绩，考试成绩)。 · 图书馆入馆记录(学号，入馆打卡时间)。 · 借书记录(学号，借书打卡时间)。 · 早餐记录(学号，打卡时间)。 · 午餐记录(学号，打卡时间)。 · 晚餐记录(学号，打卡时间)。 将以上各表存到数据库文件中，数据库中的数据结构如下图1所示。 2.3. 特征空间的构造 每位学生都可以由从日常学习与生活的数据中提取的特征来描述，根据学生在各个特征变量的不同表现可以对学生进行预测分类。本文的特征提取从以下几方面入手： 第一、学生基本信息。 第二、图书馆入馆行为。 第三、图书馆借书行为。 第四、用餐行为。 第五、成绩信息。 2.3.1. 学生基本信息特征提取 学生基本信息中共有10个字段，经过分析，提取代表学生特征的以下字段：生源地、考生类别、入学方式、专业类别。 图1. 学业预警研究所用数据结构图 2.3.2. 图书馆入馆行为特征提取 从入馆记录提取。利用原始信息与生成的特征，构造以下12个特征变量： 1) totalCount：学生个人自9月到次年5月进入图书馆总次数。 2) intervMeanTime：学生个人入馆日期间隔天数的平均值。 3) earliestTime：学生个人自9月到次年5月入馆的最早时间。 4) earlyCount：“早”入馆时间计数，定义8:00~9:30、11:30~13:00、17:00~18:00这三个时间段为属于“早”的时间段。 5) meanTimeDuration：入馆次数比，表达式为： meanTimeDuration = 入馆总次数/入馆总天数。 6) stdvM：学生各月进图书馆次数的规律性，反映学习状态的稳定性。 7) meanM：月入馆次数平均值。 8) firstTerm、nextTerm：上学期开学月份与平常月份入馆次数的差值、下学期开学月份与平常月份入馆次数的差值，表达式为： firstTerm = 9月份入馆次数 − (10月份入馆次数 + 11月份入馆次数)/2 nextTerm = 3月份入馆次数 − (4月份入馆次数 + 5月份入馆次数)/2。 9) fnCount：上下学期入馆次数差值，表达式为： 。 10) completeTerm：整学年开学月份与平常月份入馆次数差值，表达式为： completeTerm = firstTerm + nextTerm。 11) sMultiMean：月份入馆标准差与平均值的乘积。 12) mtSquaDuration：平均在馆时长与入馆总次数乘积，表达式为： mtSquaDuration = meanTimeDuration *totalCount。 2.3.3. 图书馆借书行为特征提取 从借书记录提取。将去图书馆每月累计借书册数作为特征变量，分别用abook9-abook5 (从2013年9月到2014年5月各月累计借书册数)来表示。 2.3.4. 用餐行为特征提取 从就餐刷卡记录提取。每位学生并不是每周内的五天工作日首节都有课，在此做如下假设：大一学生在每周至少有三天的时间是首节有课的。因此将每周中早餐打卡时间最早的三天定为首节有课的情况。针对每周五天工作日的早餐时间，分为首节有课、首节无课两种情况，提取以下特征变量： 1) 首节有课–用餐时间平均值。 2) 首节有课–用餐次数缺少率。 3) 首节有课–用餐时间标准差。 4) 首节无课–用餐时间平均值。 5) 首节无课–用餐次数缺少率。 6) 首节无课–用餐时间标准差。 针对周末的早餐时间记录，提取以下特征变量： 7) 周末–用餐时间平均值。 8) 周末–用餐次数缺少率。 9) 周末–用餐时间标准差。 最后不考虑以上三种情况的差异，提取以下特征变量： 10) 总体–用餐时间平均值。 11) 总体–用餐次数缺少率。 12) 总体–用餐时间标准差。 针对午餐与晚餐记录，将各月累计用餐次数作为特征变量：alun8-alun5、adin8-adin5 (从2013年8月到2014年5月各月累计午餐、晚餐用餐次数)。 2.3.5. 成绩特征提取 从成绩记录提取。由于该预测模型的考察范围为全校学生在下学期期末考试的成绩表现，因此提取以下特征变量：上学期考试所得综合成绩、专业排名、所修学分以及是否受警示。 经过以上特征变量提取，构造62维的特征空间，明细如下图2所示。 图2. 各表提取的特征变量
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user: 3. 落后生分类方法 本节重点解决如何定义落后生的问题，即对学生进行标记，把学生总体分为正常学生与落后学生两类。 在统计留级生的过程中，注意到部分同学初次考试有多门数理化学科不及格，即使补考通过而没有被留级，但初试不及格仍能反映出该学生学习能力不够，处在学业危险的边缘。因此本文在学校留级规则基础上扩充，将符合以下条件之一的定义为落后生： · 一学年中有8门次(含8门次)以上课程考核不合格。 · 一学年中修课取得的学分少于16学分。 · 数理化必修课初试与补考超过三门(含三门)以上考试不合格(比如若同一门课初试与补考都没通过，则计数为2)。 · 下学期受到学业警示(学业警示的定义：两次及两次以下一学期内修课所得学分不足12学分)。 根据以上规则共筛选出落后生386人，给每位学生标上类标签(正常生标记为zero，落后生标记为one)。