现代矿业 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (01): 209-219.
林圈伟1 孙 涛1,2 刘 月1 吴开兴1,2
摘要: 矿物颗粒的几何形态与分布特征对理解岩石成因和矿床演化过程具有重要意义。 传统的矿物标注方法依赖于人工操作,耗时且易受主观误差影响,难以满足批量、高效、精准分析 的需求。针对这一难题,以江西茅坪矿床花岗岩为研究对象,提出了一种结合图像大模型和分形 分析的矿物形态学研究框架,通过 Segment Anything Model(SAM)图像大模型对矿物显微图像进 行高效地智能分割,并对分割出的矿物颗粒开展单重分形、多重分形分析,采用盒维数(Db )、周长- 面积维数(DPA)、信息维数(D1 )、关联维数(D2 )、多重分形参数等指标定量表征矿物的形态学特征。 结果表明,与人工标注相比,SAM 智能分割在实现高精度的同时显著提高了标注效率。通过单重 分形分析,从多个角度揭示了花岗岩矿物颗粒的形态和分布特征。石英的 Db显著低于其他矿物, 表明其颗粒分布更为均匀,形态更规则;而云母的 DPA明显高于其他矿物,反映其颗粒边界复杂且 不规则。多重分形分析进一步揭示了矿物分布的不均匀性和复杂性,石英的 D1和 D2平均值显著高 于其他矿物,表明其空间分布上的自相似性较强。斜长石的多重分形谱宽度∆α 值最大,表明其概 率分布的不均匀性高于其他矿物。此外,∆(f α)表征了多重分形结构中不同尺度矿物颗粒的主导 性特征。结果显示,大多数矿物的∆(f α)值为正,表明中粗颗粒在分形结构中占据主导地位。最终 在 DPA-Db坐标图中,各矿物根据形态特征呈现显著分布规律,实现了有效地分类与鉴定。基于图像大模型和分形分析的框架在表征矿物颗粒形态和分布模式方面,展现出一定的准确度和高效 性,为矿物形态学和成因过程的研究提供重要支持。