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2022 年第 4 期

人工智能数学基础

可解释性预测分析方法的研究封面论文封底论文增强出版
李庆国,康蕴,余斌
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-001

摘要：为突破现有预测分析方法中可解释性不足的瓶颈，基于粗糙集理论，提出了一种全新的可解释预测分析的框架。该框架可进行拓展和优化，灵活性和适用性强，为研究面向复杂系统的预测分析提供了新的研究思路和方法。为了验证所提出的预测分析方法的有效性和可行性，文中将该方法应用于聚类预测分析中，并将其与现有常用的聚类算法进行对比研究，然后利用聚类有效性指标进行对比评估。实验结果表明，文中提出的预测分析模型在聚类预测分析中具有一定的优势和特色。
关键词：粗糙模糊集;可解释性;预测分析;聚类预测
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发布时间：2022-07-20
Çaylı所构造二元算子成一致模的一些条件封面论文封底论文增强出版
王学平,何鹏
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-002

摘要：2019年，Çaylı在有界格上给出了两种用子区间［0, e］上三角模T_e和［e,1］上三角余模S_e构造以e为单位元的一致模的方法。该文将从格结构的角度给出Çaylı所构造有界格上二元算子成一致模的一些条件。
关键词：有界格;三角模;三角余模;一致模
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发布时间：2022-07-20
三支模糊集及其应用(I) 封面论文封底论文增强出版
张小红,胡青青,王敬前,李小南
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-003

摘要：在借鉴三支决策、粗糙集、多种广义模糊集(包括格值模糊集、直觉模糊集、部分模糊集、中智集等)基本思想的基础上，该文首次提出三支模糊集的概念，讨论了几类特殊三支模糊集(包括普通三支模糊集、依赖三支模糊集、三支集等)与各种广义模糊集、三划分概念之间的联系；系统研究了三支模糊集的各种基本运算，分析了这些运算的性质及相关格结构。进而，提出三支模糊关系的概念，讨论了它与集对分析中联系数概念之间的关系，给出三支模糊关系的合成运算，在此基础上提出三支模糊推理的TCRI方法。最后，讨论了三支模糊集的实际应用：基于三支集及其运算给出不完备信息系统数据约简的一种新算法；基于三支模糊推理给出水箱水位的一种新的控制方法，通过与传统模糊控制方法的比较分析，说明了新方法的优势。
关键词：粗糙集;三支决策;三支模糊集;三支模糊推理;控制系统
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发布时间：2022-07-20

人工智能交叉应用

面向情绪识别中脑电特征分布不均匀的双策略训练方法封面论文封底论文增强出版
贾巧妹,胡景钊,郑佳宾,王晨,张丽丽,赵晨宇,吴东亚,冯筠
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-004

摘要：使用脑电进行情绪识别已经有了广泛的研究，但由于脑电的低信噪比、不平稳性以及受试者情绪表达方式的不同，不同受试者甚至单个受试者的脑电图情绪特征都会存在差异性，导致脑电样本在特征空间分布不均匀，容易出现模型泛化性能差的问题。为解决这一问题，该文提出了一种结合提升算法(boost)和梯度下降法(gradient descent)的双策略训练方法交替更新脑电情绪识别模型，梯度下降法在模型推理过程中更新网络参数，使损失最小化，提升算法用于更新脑电样本权重。在DEAP数据集上的实验结果表明，该方法在效价、唤醒和优势度3个维度上的准确率分别为71.25%、71.48%和71.80%，且在跨被试数据集下通过数据驱动的方式有效调整了脑电样本特征的分布，使其分布更均匀，从而提高了情绪识别模型的泛化性能。
关键词：情绪识别;脑电;双策略训练;非均匀;特征分布
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发布时间：2022-07-20
基于脑电通道增强的情绪识别方法封面论文封底论文增强出版
王晨,胡景钊,刘科,王洁琼,郑佳宾,吴东亚,冯筠
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-005

摘要：随着人工智能与深度学习的发展，基于深度学习的多通道脑电信号的情绪识别研究逐渐受到关注，但多通道脑电情绪识别信号复杂且各通道重要性一致，并不能高效且有针对性地进行脑电情绪识别。为此，该文提出一种基于缩放卷积层和脑电通道增强模块的情绪识别方法，能直接在脑电物理通道上进行增强学习。首先，通过缩放卷积层提取多通道脑电情绪信号的类时频特征；然后，通过脑电通道增强模块对所有脑电物理通道重新赋予不同的重要性；最后，利用卷积神经网络对情绪进行分类。该方法能够融合多通道脑电信号的时间和频率信息，同时，通过输出各脑电通道的重要性，探究不同情绪维度与脑电通道之间的关系。在DEAP数据集上进行了实验验证，不同脑电通道对情绪识别任务的重要性存在差异，其中，额叶区和枕叶区的C4、 P4、 P3、 PO4、 F7 5个脑电通道重要性相对较高，该情绪识别方法在愉悦度、唤醒度和支配度3个情绪维度上的识别准确率也均有提升。
关键词：情绪识别;脑电信号;通道增强;缩放卷积;深度学习
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发布时间：2022-07-20
基于卷积神经网络的肺野分割和肺炎筛查封面论文封底论文增强出版
武卓越,田雪琴,侯潇芮,崔磊,田雪叶,王文晶
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-006

摘要：由于X光胸片影像受到各类组织阴影及病灶的影响，目前肺野分割算法的结果往往存在空洞或者边缘不光滑等问题。针对此类问题，该文提出了一种基于多尺度卷积和特征金字塔的肺野分割网络，此网络利用多尺度卷积模块和多尺度特征融合模块提取和融合多尺度特征，在JSRT数据集上PA和Dice指标分别达到98.76%和97.94%，在Montgomery数据集上PA和Dice指标分别达到了98.96%和97.85%。该文将肺野分割网络进一步应用到肺炎筛查任务中，提出了一种基于肺野分割的数据增强方法，该方法通过分别“擦除”左右肺部的随机区域增加了样本的多样性，从而提高了肺炎分类任务的准确率。实验表明，这种数据增强方法可以将新冠肺炎检出率至少提高2.2%。
关键词：肺野分割;多尺度卷积;多尺度融合;肺炎筛查;数据增强;随机擦除
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发布时间：2022-07-20
分组mask引导的单幅图像去除雨滴封面论文封底论文增强出版
胡明娣,宋尧,郑甜,范九伦
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-007

摘要：恢复被雨滴损毁图像是提高自动驾驶或视频监控等机器视觉在自然场景中识别性能的必要预处理任务。该任务的核心技术是对雨图中雨滴的定位和恢复被雨滴覆盖的背景信息。现有基于数据驱动的解决方案是基于雨滴定位采取固定阈值下硬掩码(hard mask)或软掩码(soft mask)引导的深度神经网络去除雨滴。考虑到雨滴形状的多样性、对背景损毁程度的模糊性，该文提出基于分组函数的自适应阈值分割算法(称为分组掩码)引导的雨滴去除算法。首先，分组掩码根据雨滴大小的多样性和雨滴对背景模糊程度的不同自适应提取雨滴信息；然后，将雨滴损毁图像和分组掩码级联作为输入，用对抗损失训练生成对抗网络(GAN)去除雨滴，输出恢复的干净背景图。综合实验可见，文中提出的图像去雨滴算法比现有的算法更具有优越性。
关键词：分组函数;分组mask;生成对抗网络（GAN）;雨滴去除
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发布时间：2022-07-20
基于多视图和显著性分割的古生物三维模型检索封面论文封底论文增强出版
周宇航,冯宏伟,冯筠,刘建妮
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-008

摘要：使用古生物化石图像检索古生物三维模型是一种建立和管理古生物三维数据库的有效方式，而直接以化石图像或复原图像检索古生物三维模型精确度较低。针对此问题，该文提出一种基于多视图和显著性图分割模型相结合的古生物三维模型检索方法。首先，在三维模型投影的基础上，对投影图像和检索图像使用显著性分割网络进行主体分割得到主体特征，然后，利用主体特征进行匹配得到相似投影图像对应的三维模型。在自建的古生物数据集上进行验证，该文所提方法最近邻准确度为0.845,F值为0.782，折损累计增益为0.856，各类别平均准确率为0.754。该方法可以有效地适应古生物数据集，并且准确率相对较好，能够辅助古生物三维模型的检索。
关键词：三维模型检索;多角度;深度神经网络;主体分割
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发布时间：2022-07-20

乡村振兴发展

全域土地综合整治导向下村庄产业振兴发展路径探析——以甘肃省显胜乡蒲河村为例封面论文封底论文增强出版
朱菁,马思琪,洪尉凯,董欣,董鹏达
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-009

摘要：中国已进入乡村振兴与国土空间规划全面推进的阶段，产业作为农民就近就地实现增收的主要途径，既是激发农村土地多种功能价值的重要媒介，也是指导村庄未来发展的重要抓手。全域土地综合整治是村庄发展的基础支撑，当前国内对于全域土地综合整治与产业振兴两者之间的关联性研究较少，迫切需要探索国土空间规划背景下，全域土地综合整治与实现村庄产业振兴之间的关系。该研究在分析全域土地综合整治的内涵、范围以及思路的基础上，总结了我国全域土地综合整治的发展历程和以“基础农田建设—数量挖潜探索—重质保量提升—三生全面发展”不同阶段政策支持重点，并厘清了全域土地综合整治措施与产业振兴目标之间的联系机制，即通过“农用地整治、建设用地整理、生态保护与修复、历史文化保护与传承”的全域土地综合整治措施实现“农业规模产出、产业潜力释放、生态效益转化、文化经济多元”的产业振兴目标。在此基础上，以甘肃省显胜乡蒲河村为研究对象，提出“以塑造产业特色为统领—优化空间布局为核心—强化生态修复为策略—增进文化产业化为补充”的村庄产业振兴具体发展路径。以期对中国同类村庄的产业发展建设提供一定的参考。
关键词：全域土地综合整治;产业振兴;空间布局;生态修复;文化产业化
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发布时间：2022-07-20
基于“点-链-集”结构的传统村落景观地方性知识体系研究封面论文封底论文增强出版
张中华,章墨
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-010

摘要：传统村落景观是传统村落地方性知识的反映与表达。基于对知识推演规律及其结构特征的梳理与总结，提出从传统村落景观地方性知识点、地方性知识链、地方性知识集三个层面构建传统村落景观地方性知识体系。指出地方性知识点和地方性知识链分别表征了传统村落景观营建的技术方法和逻辑思路，地方性知识集揭示了传统村落景观地方性知识的形成机制，三者构成“表征-内因”相关联的传统村落景观地方性知识体系。
关键词：传统村落景观;地方性知识体系;地方性知识点;地方性知识链;地方性知识集
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发布时间：2022-07-20
政策变迁背景下干旱区乡村适应演化特征与农户生计响应——以甘肃省民勤县为例封面论文封底论文增强出版
唐红林,陈佳,常翔僖,杨新军,张小文
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-011

摘要：全球剧烈变革背景下乡村适应演化研究可为区域乡村振兴提供切实的经验认识路径。研究以西北典型干旱区民勤县为例，结合社会经济统计数据和农户调查数据，运用综合指数法、分段线性回归法等方法，分析了政策变迁背景下干旱区乡村适应演化过程，并厘清其与农户生计之间的互馈机制。结果表明：① 改革开放以来干旱区乡村适应演化经历了3个阶段：经济理性主导的无序发展阶段、政府主导生态治理阶段和生态恢复与转型发展阶段；② 农户生计方式响应过程整体上呈现从传统农业型向工农复合型分化的趋势；③ 农户生计恢复力增强，其中物质资本、金融资本、自然资本、人力资本和多样性指数增加显著，而社会资本增加幅度较小；④ 政策制度促使干旱区乡村社区与农户之间建立了一种互馈机制，形成乡村适应演化过程迫使农户生计分化和农户生计变化推动乡村适应演化两种作用形式，构成乡村适应演化的层级结构。
关键词：乡村适应演化;社会-生态系统;分段线性回归;政策变迁;农户生计;干旱区
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发布时间：2022-07-20
陕北黄土高原乡村振兴战略对生态系统服务的影响及原因研究——以陕西省米脂县为例封面论文封底论文增强出版
董嘉薇,陈海,白晓娟,刘迪,张杰
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-012

摘要：从微观层面探讨乡村振兴战略对生态系统服务的影响对于推动政策落实及改善农户福祉意义重大。针对政策对生态系统服务影响的路径以及群体性差异研究不足的现状，该文基于米脂县2018年和2020年的面板数据，运用双重差分和多元逐步回归，从农户整体和农户群体2个层面定量评估乡村振兴战略对生态系统服务的影响，并以农户行为为中介探究其影响原因。结果表明：①乡村振兴对供给和文化服务均有提高作用，且对各农户群体获取的生态系统服务类别和数量产生差异性影响。整体上农户的畜牧业收入和消遣娱乐提升最大，群体上纯农户的畜牧业收入和兼业户的消遣娱乐提升较大。②乡村振兴对各农户行为均有影响，且影响的类别与程度在各农户群体间存在差异。整体上农户的参与培训次数受影响最大，群体上纯农户的养殖投入、兼业户和非农户的种植投入受影响最大。③农户的生产和生活行为分别影响供给和文化服务，且影响各群体获取的生态系统服务的行为不同。整体上农户的果园大棚面积、劳作天数、养殖投入和休闲娱乐频率增加分别是经济作物收入、粮食收入、畜牧业收入和各文化服务提高的主要原因。群体上谷子面积和种植投入增加分别是纯农户粮食收入及兼业户和非农户经济作物收入增加的主要原因。
关键词：生态系统服务;乡村振兴;农户行为;双重差分;多元逐步回归;米脂县
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发布时间：2022-07-20
不同地形条件下农村空心化程度微尺度研究封面论文封底论文增强出版
孟庆香,吴天,李卫国,张强,李卓倩
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-013

摘要：通过GIS、遥感、面访式问卷调查、实地调研法和地理探测器模型法，以不同地形条件下三个典型村庄为例，分析平原、丘陵和山地典型农村空心化程度及其影响因素，为空心村差异化整治提供借鉴，助力乡村振兴战略的实施。研究结果表明：安阳县山地区农村空心化率最高，丘陵次之，平原最低，分别为49.33%、31.23%、21.99%；影响农村空心化程度因素的作用力关系是：经济因素>土地因素>社会因素>心理因素。建议在空心村整治过程中，山地区迁村并点，恢复自然生态为主；丘陵区合理规划，引导农村居民点集聚发展为主；平原区加强村内合理规划布局，着重推进新型城镇化建设。
关键词：农村空心化;影响因素;不同地形;微尺度;差异化整治
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发布时间：2022-07-20

文化遗产保护

瓜州锁阳城遗址植物群落特征及与土遗址保护间关系封面论文封底论文增强出版
武发思,杜维波,杨小菊,郭青林,贺东鹏,詹鸿涛,邱飞,张国彬
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-014

摘要：世界文化遗产瓜州锁阳城遗址的保存受到风沙和降水侵蚀、植物损害等多种因素的威胁。该研究采用样线法和样方法相结合，对遗址区植物多样性进行研究。共调查样方22个，划分为2个植被型组、2个植被型、2个植被亚型和4个群系，其中温带荒漠植被型样方16个，温带灌丛植被型样方6个，同时对植物与土遗址保护间关系进行了探讨。结果表明，锁阳城植物物种单一，多样性低，优势种主导了植物群落，样方内平均物种数为2.7种，平均香农威纳指数为0.52，平均物种均匀度指数为0.51；遗址区共有种子植物16科35属40种，中国特有物种2种，国家重点保护野生植物1种，木本植物16种，草本植物24种，苋科(Amaranthaceae)物种最多，有10属12种；植物区系以地中海-西亚至中亚分布为代表的温带成分为主；骆驼刺(Alhagi sparsifolia)群系和白刺(Nitraria tangutorum)群系为常见群落，骆驼刺大量分布在遗址本体上，引发了裂隙、划伤及根系周边盐碱化等病害，白刺主要分布在遗址周边，可防风固沙，对遗址有保护作用。通过综合量化评估植被的生物学和生态学特征，判断植物与土遗址保护间关系，制定科学的植被管理和遗址保护对策。
关键词：土遗址;丝绸之路;多样性;植物区系;文物保护
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发布时间：2022-07-20
麦积山石窟第127窟赋存环境特征及对壁画病害的影响封面论文封底论文增强出版
贺东鹏,武发思,胡军舰,岳永强,马千,汪万福,李师翁
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-015

摘要：麦积山石窟第127窟窟壁和壁画表面发生了严重的非生物和微生物病害，主室四壁地仗脱落面积达51.24%，且由南向北逐渐递增，微生物病害集中分布于偏北侧窟壁和壁画表面。为了揭示石窟内外环境变化对文物的影响及与病害发生的关系，于2019年用HOBOU23-001型和iButton DS1923微型嵌入式温湿度监测仪对第127窟内外环境和窟壁本体微环境进行同步实时监测。结果表明，受森林性气候的影响，麦积山石窟外环境空气相对湿度(RH)季节性变化较小，窟内空气RH长期大于70%；全年北壁空气RH大于90%的天数达112 d，而南壁仅为3 d;4—10月间，北壁空气RH月极大值均高于南壁；北壁地仗层RH高于90%的天数达127 d，而南壁地仗层RH均低于90%，且北壁地仗层RH月极大值均高于南壁。这些结果说明，第127窟北壁附近空气及地仗层内长期高RH与窟壁和壁画病害具有相关性，是导致病害发生的重要环境因素，该结果为麦积山石窟文物预防性保护提供科学依据。
关键词：麦积山石窟;壁画病害;文物保护
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发布时间：2022-07-20
秦兵马俑一号坑出土彩绘陶俑的颜料种类分析封面论文封底论文增强出版
黄建华,杨璐,申茂盛,王丽琴,夏寅,惠娜
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-016

摘要：为科学分析秦俑一号坑第3次发掘出土彩绘颜料的种类，使用粉末偏光显微法、拉曼光谱法以及X荧光光谱法(XRF)结合X射线衍射法(XRD)，对15件秦俑彩绘样品进行分析，发现秦俑表面广泛使用石绿、石青、朱砂等单一颜料，同时还存在铅丹、朱砂、中国紫混合，铅丹、骨白混合，朱砂、铅白混合，铅白、骨白、朱砂混合等混合颜料使用现象。可以看出，秦俑彩绘以使用单色颜料为主，部分使用混合颜料以达到配色效果。
关键词：秦始皇兵马俑;彩绘;颜料分析
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发布时间：2022-07-20
多源异构数据环境下不可移动文物灾害风险图构建方法研究封面论文封底论文增强出版
费智涛,郭小东,王志涛
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-017

摘要：为在多尺度、多层级展示不可移动文物灾害风险评估结果，提供一种多源异构数据环境下不可移动文物风险管理的工具，采用概念推演、实证研究方法，基于灾害风险表达和“数据-服务-应用”的多层次框架，提出包含多维度模型、要素转换模式和数据集成量化规则的不可移动文物灾害风险图构建方法。其中，多维度模型关联了尺度、粒度和风险要素(致灾因子、承灾体、孕灾环境)3个维度，要素转换模式给出了空间尺度变换、粒度缩放的方法，数据集成量化规则包括直接量化、组合量化及空间映射3种风险指标量化方式。以山西省、孝义市2个不同空间尺度为例，构建了古建筑-地震灾害风险图，可以直观展示风险程度与空间分布及其专题评估结果，为不可移动文物预防性保护策略制定提供参考。
关键词：不可移动文物;灾害风险图;风险图构建方法;多源异构数据集成
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发布时间：2022-07-20

地球科学

阿尔金红柳沟—拉配泉混杂岩带中—新生代隆升-剥露的裂变径迹证据封面论文封底论文增强出版
郭怀军,王虎,贾伟航,全守村
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-018

摘要：以阿尔金红柳沟—拉配泉混杂岩带中段阿克达坂至喀腊大湾一带的各类岩石为研究对象，通过锆石、磷灰石裂变径迹测年和热史模拟揭示阿尔金红柳沟—拉配泉混杂岩带中生代以来的隆升演化史。分析结果表明，阿尔金红柳沟—拉配泉混杂岩带中生代以来至少经历了5次构造隆升事件：222~186 Ma(晚三叠世到早侏罗世)、144~13 Ma(早白垩世早期)、103~82 Ma(早白垩世晚期到晚白垩世)、45~27 Ma(始新世到渐新世)和22~7 Ma(中新世)。热史模拟结果显示，阿尔金北缘新生代以来隆升具有一定的整体性和区域差异性：新生代初期，阿尔金北缘整体隆升较为缓慢；始新世到渐新世，具有西快东慢的隆升特点；中新世以来，阿尔金山地区发生了一次剧烈的区域隆升事件，该隆升事件在阿尔金红柳沟—拉配泉混杂岩带呈现出起始时间东早西晚的趋势。
关键词：裂变径迹;中—新生代;隆升剥蚀;热演化史;阿尔金北缘
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发布时间：2022-07-20
松辽盆地北部青山口组黑色页岩的地质特征与海水侵入的成因模式封面论文封底论文增强出版
王岚,周海燕,毕赫,商斐,李文厚
2022 ,52 (4) DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2022-04-019

摘要：以松辽盆地青山口组黑色页岩为研究对象，对页岩的岩石学特征、岩相组合、平面分布和有机碳分布规律进行研究，并结合古气候、古盐度、氧化还原环境探讨海侵事件对富有机质页岩的影响。研究认为，盆地东西两大凹陷页岩的地质地化特征存在较大差异：西部齐家—古龙凹陷页岩厚度大，有机碳丰度中—高，粉砂岩、介壳灰岩夹层发育；东部三肇—朝长地区页岩厚度相对薄，有机碳丰度极高，灰岩、白云岩薄夹层发育。白垩纪全球海侵造成青山口组湖海沟通，海水从盆地东南方向侵入造成东西水体盐度不均一、不对称格局。古生物、微量元素和分子标志化合物等证据证明，海侵提升了水体古盐度和古生产力，促进水岩界面的还原环境，为有机质的生产、聚集和保存提供了有利条件。青山口组页岩成因模式为海侵背景下的水体分层模式，可与白垩纪Cenomanian-Turonian期大洋缺氧事件层对标，是白垩纪全球缺氧事件在陆相湖盆的地质响应。
关键词：青山口组;黑色页岩;古盐度;海侵;全球缺氧事件;松辽盆地
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发布时间：2022-07-20

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