分形理论在贝尔凹陷基岩潜山裂缝预测中的应用

断裂与裂缝多为统一的应力场下破裂程度和相对位移量不同的破裂构造,都具有自相似性,满足分形理论。应用分形几何理论研究了贝尔凹陷布达特群潜山顶面断裂发育的平面分形特征和布达特群取心井段上裂缝的分形特征,并建立了二者之间的定量关系。基于断裂的分形特征尝试性地去预测有利的裂缝发育带,以期为裂缝的预测提供新的途径。研究结果表明,断裂信息维越高,裂缝信息维也越高,裂缝越发育。裂缝信息维大于1.4的区域是布达特群裂缝发育的有利区。     

下庄矿田控矿断裂的分形特征

运用分形理论对下庄矿田控矿断裂的空间分布特征研究的结果表明,控矿断裂的空间分布具有自相似性特征,分形理论可以定量地描述控矿断裂的分布规律.应用盒计维数法计算了控矿断裂空间分布的分数维值,并对不同成矿构造区的分数维特征进行了比较,探讨了分数维值的物理意义.实际资料计算结果显示,网格数目与尺度有很好的相关性,其相关系数均达0.99以上.     

西秦岭夏河-合作地区断裂构造分形结构特征及成矿预测

西秦岭夏河-合作地区是中国重要的金矿及多金属矿床开发地带,区内断裂构造复杂,构造控矿作用显著。文章利用分形理论方法对夏河-合作地区不同方向断裂构造作定量分析,统计计算断裂构造容量维和信息维,结合矿床空间分布分形特征和矿床Fry分析,探讨研究区构造分形特征及断裂与矿床的空间展布关系。研究结果表明,研究区全部断裂容量维1.2374,北东向断裂容量维0.8229,北西向断裂容量维1.2296,近东西向断裂容量维1.0312,全部断裂容量和北西向断裂容量维处于断裂分形临界值（1.22~1.38）区域,显示研究区断裂构造连通性较好。研究区全部断裂信息维1.1118,北东向断裂信息维1.018,北西向断裂信息维1.2296,近东西向断裂信息维1.0217,北西向断裂信息维处于断裂分形临界值区域,反映北西向对矿床的控制最强。断裂构造分形维数可以表征矿床的沉积部位,以容量维、信息维等值线图以及Fry图划分出3个有利成矿区。     

一种测量断裂构造信息维的方法及其应用

基于分形理论,提出了一种快速测量单区和多区断裂构造信息维的方法。按直线、正方形、Koch曲线及Sierpinski垫片4种图形的测量结果,信息维测量值与其理论值之间最大的相对误差绝对值仅为0.5%,表明采用该方法测量出的信息维具有较高的可靠性和准确度。在某火山岩型铀矿田开展了该方法的应用试验。该铀矿田内有超过92%的铀矿床均位于断裂信息维大于1.24的区域内,说明断裂构造信息维越大,越有利于火山岩型铀矿成矿,从而为建立新的铀矿预测标志提供了新的思路和方法。     

断裂尺度的分形分布与其损伤演化的关系

借助于分形几何学和损伤力学的方法,重新考察和分析计算了有关的岩石断裂实验所提供的实验数据。分析计算结果表明:岩石断裂的损伤演化过程具有良好的统计自相似性,断裂尺度分布的分形维数能够很好地刻画岩石的损伤程度,并且在岩石断裂的损伤演化过程中,断裂尺度分布的分形维数(D_L)随外载荷(σ)呈线性增大。对断裂尺度分布的分形维数而言,损伤演化过程是一个增维过程。根据计算结果给出了分形维数(D_L)与损伤变量(ω)之间的经验关系。      

岩石断裂表面的分形模拟

根据岩石断裂表面粗糙度所具有的统计自仿射分形的特征,提出了改进的自仿射分形插值的概念。运用改进的自仿射分形插值方法,根据实测岩石断裂表面粗糙度数据,对岩石断裂表面粗糙形态进行了分形模拟,给出了二元分形插值数学模型。将以不同数量的观测数据模拟出的插值曲面与实际测量的岩石断裂表面相比较,得出了不同数量信息点的模拟精度,它们之间的关系曲线显示为幂函数关系的规律。这就意味着不仅可以得到模拟结果,还可以得到模拟结果的估计精度。运用少量已知数据值,模拟出未知曲面,给出了由局部模拟整体的方法这对于根据少量数据研究、模拟和直观显示复杂物体的几何形态,如地形地貌、断层表面和材料裂隙表面,具有重要的应用意义。     

松花江流域地表水系分形维及其影响因素分析

应用分形理论,以DEM数据为基础数据,给出了以ArcGIS 9.2为研究平台的分形雏数计算方法,并将该方法应用于松花江流域地表水系的研究.结果表明松花江流域地表水系均处于发育的壮年期,针对分形雏数影响因素的复杂性,探讨了松花江流域地表水系分形维数的影响因素,认为地貌、土壤、植被和降水量是分形维数的主要影响因素,且部分地区降水量的影响作用被地形作用所屏蔽,并讨论了线性拟合过程中无标度区间数据选择问题,认为选在栅格尺寸大小水平即可得到较好的结果.     

分形在下庄铀矿田中的应用

本文运用分形理论对下庄地区铀矿床(矿点)的空间分布进行了研究。结果表明,铀矿床(矿点)的空间分布具有统计自相似性的分形特征,分数维可以用来定量描述铀矿床(矿点)的分布规律;应用盒计维数的统计方法计算了铀矿床(矿点)空间分布的分数维D值,并对西、中、东成矿活动区的分数维D值进行了比较,探讨了分数维D值的地质意义。实际资料计算结果显示网格数与标度之间具很好的相关性,其相关系数均达0.98以上。     

湘中断裂分布空间结构的信息维特征初探

断裂分布空间结构的信息维Ｄ１避免了容量维Ｄ０的缺陷,考虑了每条断裂对信息维所作的贡献,从新的角度反映了断裂分布的空间结构特征。计算结果表明湘中盆地北部信息维为１．７９２,南部信息维为１．６８５。南北两部分分属于信息维不同的两个自相似系统。结合区内锑矿床的分布特征,可发现信息维的大小对成矿流体的运移和矿床定位有一定的指示作用,锑矿（点）产出较多、矿床储量较大的地区,其信息维值较大。     

基于分形维的龙门山断裂对震后次生山地灾害 控制的定量研究—以北川县为例*

利用几何分形学的方法,测算了北川县及邻区区域内龙门山断裂的总体分形维和各分带的分形维.再分别对研究区灾害点分布进行总体分形维和各分带分形维测算.通过分析分形维测算结果以及灾害点分布密度,结果表明,断裂带各分带的分形维差异很好的体现了龙门山断裂的构造变形特征.并与各分带的灾害点分布密度呈正相关关系;灾害分布分形维是灾害点分布均匀程度的体现,与断层分布的复杂程度和灾害点分布密度无关.定量的证明了断层分形维、灾害分布分形维和灾害分布密度三者的关系,成功的以定量的形式分析了龙门山断裂对震后次生山地灾害分布的控制.     

湘中锑矿带断裂构造信息维特征及其意义

运用信息维的原理与方法对湘中锑矿带断裂构造体系的二维平面分布特征进行了研究。结果表明,信息维较之容量维更能反映断裂体系的结构特征,各矿带信息维值的差异定量地刻画了断裂的相对发育程度及分布特点。结合各矿带内锑矿床的分布特征,可发现信息维值的大小对成矿流体的运移和矿床定位有一定的指示作用,锑矿（点）产出较多、矿床储量较大的地区,其信息维值较大。     

基于遥感技术的断裂构造分形特征及其地质意义研究

以九嶷山地区ETM+遥感影像数据为信息源,通过信息提取与解译快速获取该区断裂构造。运用分形理论的盒维数法对断裂构造体系进行分形研究,结果表明,区内断裂构造在0.05～2.75km尺度范围内具有良好的自相似性和分形特征,总体分维值D=1.1155、R2=0.9964,分维值接近中国大地构造单元稳定区分维值;不同走向断裂分维值D在0.9184～1.0441间、R2介于0.9983～0.9996间,各分维值D不仅定量描述了各走向断裂分布的复杂性和构造演化的成熟度,而且还反映了断裂的成矿作用:NE向断裂分维值最大,D值在1.0441附近时主要表现为导矿构造;SN向断裂分维值次之,D在0.9870附近时主要表现为控矿构造;NW向断裂分维值偏小,D在0.9502附近时主要表现为含矿构造。     

分形研究在唐山煤矿铁三、铁四区构造预测中的应用

矿井断裂构造的分维值可以定量描述断裂分布的复杂性，它是断层数量、规模、发育程度、组合方式的综合体现，分维值越高，则构造越复杂，对煤矿生产的影响越大。应用分形理论，对唐山煤矿的铁三、铁四采区进行了深入的研究，定量评价了研究区的构造复杂程度，并预测了研究区的断层数量。     

四川地区断层空间分布的多重分形特征

断层系统多重分形避免了容量维Ｄ０的不足，考虑了每一条断层对整体分维的贡献，反映了断层的空间分布特征。根据四川地区断层分布图，运用多重分形理论检验了断层空间分布的自相似性，分区计算了四川地区各带的多重分维值。结果表明，断层破裂系统为分形结构，具有很好的自相似性，相关系数均达０．９９。不同带分维值的较大差异，反映不同构造区域的断层分布特点。最后，对分维的含义进行了深入探讨，对油气勘探的有利区域进行了分析。     

泥石流源区砾石土分形特征及其与渗透系数关系试验研究

以取自泥石流易发区的182个砾石土土样为基础,进行室内颗分试验,通过分形理论计算各土样的分维值,经计算发现,泥石流源区砾石土以一重分形为主,一重分形的土样占样本总数的88.46%,一重分形土样的分维值介于2.250～2.798之间;以此数据为基础配置土样,通过自制、可控的常水头试验装置进行渗透试验。试验结果表明,渗透系数k与分维值D之间有极显著的相关性,且在干密度为1.8 g/cm3时相关性最好。通过多元回归分析发现,不同密度条件下,k与D之间均有较好的幂函数关系;相同的分维值条件下土样的渗透系数随密度的增大呈减小的趋势,分维值在2.450～2.600之间时,样本的干密度 与渗透系数k之间的幂函数关系较为明显。试验结果可以为泥石流启动的临界雨量研究提供理论基础,提高已有预报模型的普适性及精度。     

活动断裂的分形结构特征

依据分形理论分析了活动断裂带几断裂系，水系及断层泥粒度分布的分形结构特征，指出断裂系及水系分维值的大小体现了活动断裂的结构复杂程度和构造活动性特征，探讨论了断层泥分维值同断层运动特征与基物理力学性质的关系，分维是定量研究活动断裂的一种度量指标。     

常规砂岩与砂砾岩分形特征对比及成因分析:以乌石凹陷X构造流沙港组为例

基于常规物性、铸体薄片、高压压汞等实验分析资料,运用分形理论研究乌石凹陷X油田始新统流沙港组常规砂岩与砂砾岩储层分形特征,分析分形曲线特征,分形维数及其与储层物性、孔隙结构参数之间的关系,评价分形维数对不同类型砂岩储渗能力表征的有效性.结果表明:相比常规砂岩,砂砾岩高压压汞分形曲线呈现分段特征,指示发育大孔、小孔、微孔...