Study on Fractal Feature of Fault Structure and Its Geological Implications Based on Remote Sensing——A Case Study of Jiuyi Mountain Area, Southern Hunan

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.     

新疆阿尔泰地区断裂控矿的多重分形机理

新疆阿尔泰地区断裂构造非常发育并对热液成矿有重要控制作用。分形分析表明该区断裂和矿床的空间分布均为多重分形分布,断裂的奇异指数为1.597～2.403,多重分维谱值为0.551～1.706;矿床的奇异指数为0.925～2.287,分维谱值为0.138～1.363。断裂的高的奇异指数和分维谱值表明该区断裂构造具有较高的成熟度和连通性,有利于提高岩石渗透性、促进流体流动和热液矿床的形成。断裂构造的多重分形分布导致该区热液成矿作用的多重分形分布。断裂体系演化过程中不同断裂部位变形和渗透性存在明显差异,数值模拟表明断裂与岩性和流体之间存在强烈的耦合作用并导致不同岩性的断裂具有明显不同的断裂渗透率。断裂-脉体系演化是一个自组织过程,元胞自动机模拟表明只有在分形渗透临界以上连通性较好的脊骨断裂部位是最有利于流体流动和成矿作用的。因此只有在部分有利的断裂部位才能形成矿床,并导致了断裂构造的奇异指数和多重分维谱值明显高于矿床。     

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。     

广西大瑶山西北地区构造分形与成矿预测

本文针对大瑶山西北地区断层和石英脉热液型矿床丰富的特点,以及该区热液矿床成矿是否存在断裂构造分维临界线.采用较高标度的断裂构造分形分维分析(r=5～0.3125 km),研究矿体产状与矿区断裂产状的关系,结合Fry分析综合预测该区成矿潜力.研究区断裂构造分维值为D=1.6897,南北向断裂构造分维值D=1.2947,北东向断裂构造分维值D=1.4593,东西向断裂构造分维值D=1.0250,北西向断裂构造分维值D=1.2003.我们确定研究区热液矿床成矿存在断裂构造分维临界线,研究区成矿预测分维临界线为D=1.5000～1.8000,铅锌矿成矿预测分维临界线为D=1.6000～1.7400,铜矿成矿预测分维临界线为D=1.5000～1.7000,金矿成矿预测分维临界线为D=1.6400～1.8000,重晶石成矿预测分维临界线为D=1.6000～1.7400.矿体严格受到断裂构造的控制,主要的容矿构造为南北向和北东向断裂构造.综合分析后,我们认为该区铜矿床总体沿北东向分布,金矿沿南北向分布,铅锌矿沿南北向分布.按照矿产分布特征,我们预测了6个成矿靶区.     

川滇黔接壤铅锌矿集区断裂构造分形特征及其地质意义

为定量探讨川滇黔接壤铅锌矿集区内断裂构造分形特征与中-大型铅锌矿床空间分布的耦合关系,利用分形几何学方法对川滇黔全区和分区断裂构造体系开展了系统分形研究。结果表明:川滇黔全区断裂构造分维值为1.539 5,其中(近) SN向断裂构造分维值为1.239 3,NE向断裂构造分维值为1.3870,NW向断裂构造分维值为1.069 9,(近) EW向断裂构造分维值为0.601 5,说明区域NE向断裂构造带和(近) SN向断裂构造带与铅锌矿床的成矿关系最大;分区中(近) SN向断裂分维值0.300 0～1.683 4,NE向断裂分维值0.475 5～1.652 8,NW向断裂分维值0.575 5～1.525 4,表明同一方向的断裂构造在不同分区与成矿的密切程度具有一定差异性;发育中型或大型铅锌矿床的分区或地区应满足两个条件:即本身分维值较高,利于成矿流体流通、渗透,邻区分维值较低,利于阻挡、封闭成矿流体;在边长为74.687 km的正方形分区中,分维值1.22、1.22～1.38、1.38～1.60、1.60～1.83的分区发育中型及以上规模铅锌矿床的概率分别为0、20%、33%、70%,发育强度亦呈现递增趋势。综上,在边长为74.687 km的正方形分区中,断裂的分维值与中-大型铅锌矿床的发育具有较强的耦合关系。     

新疆东准噶尔地区断裂的多重分形研究

结合东准噶尔地区强应变构造带的空间展布情况和断裂的空间分布特征 ,用多重分形模型测算了各带的多重分维值。研究结果表明 :强应变构造带在不同尺度上具有自相似性 ;断裂的空间分布为多重分形结构 ,断裂的演化有从复杂几何结构的次级断裂组合向单一连续的大断裂过渡而分维值逐渐减小的趋势 ;不同的大地构造单元有不同的分维值 ,而且有靠近板块缝合带 (或海沟 )分维值减小、远离板块缝合带 (或海沟 )分维值增大的趋势     

华南地区构造–岩浆活化与热液铀成矿的分形动力学

华南地区位于东亚壳体东南缘,包括东南地洼区和江南地洼区两个典型的华夏型地洼区,该区多阶段的复杂构造–岩浆演化形成了大量的花岗岩及断裂构造,并导致大量多因复成热液铀矿床的形成。这些花岗岩体、断裂构造及铀矿床的空间分布均具有分形特征。东南地洼区断裂构造的分维值为1.6800,明显大于江南地洼区的1.5939,显示前者更有利于热液铀成矿作用的发生。花岗岩体空间分布盒维数D总体上随其规模增大而增大,较大的周长–面积分形维数DPA会导致盒维数D增大,显示其构造–岩浆活动的复杂性增强。其中燕山晚期、燕山早期和印支期较大的D和DPA显示其更有利于热液铀成矿的发生。华南地区热液铀矿床空间分布盒维数为1.0254,明显小于两个不同构造区断裂构造空间分布的分维值,表明华南地区铀矿床的发育程度低于断裂。用元胞自动机模型对断裂和成矿演化进行模拟的结果表明,其分维值随时间逐渐增大,到中晚期断裂分维值增高至超过临界值后才有大规模成矿作用发生,成矿分维值显著增大。多阶段复杂的构造–岩浆活动的分形演化导致了华南地区多因复成热液铀成矿的分形分布。     

新疆阿尔泰地区矿床分布的多重分形分析

对新疆阿尔泰地区 175个热液金、铜、铅、锌、稀有金属矿床的研究表明 ,该区矿床的空间分布为多重分形分布。在 q=- 2～ 14范围内 ,标度指数为 - 5.4 915～ 12 .80 71,奇异指数 a( q)随 q值变化较大 ,为 0 .92 4 8～ 2 .2 865,分维谱具单峰曲线特征。q=0时 ,在 1～ 150 km尺度范围内出现二个分形关系 ,在 1～ 16km尺度范围内 D0 值为 0 .2 3,在 16～ 150 km尺度范围内 D0 值为 1.51。导致该区矿床多重分形分布的主要原因是在不同尺度下矿床的形成控制机理的不同和矿床的勘探研究程度较低 ,该区还有较大的找矿前景。     

西藏古堆—隆子地区Sb,Pb,Zn化探元素的分形研究及其地质意义

文章根据西藏古堆—隆子地区Sb,Pb,Zn化探元素品位分析结果,结合区域地质资料,基于分形几何学的理论基础,对研究区Sb,Pb,Zn的分布规律进行了定量研究。结果表明,4个研究区Sb,Pb都具有多重分维的性质,且与矿化有关的分维值D2ⅡD2Ⅲ,同一研究区同一元素的各组分维值差距较大,Ⅲ区和Ⅳ区的Zn只有一个维数值,说明典型矿床发育的地区成矿元素具有多重的分维结构和低分维值D2,基于此理论成功验证了恰嘎研究区具有寻找锑矿前景。通过研究Sb,Pb,Zn的分形特征,揭示出化探元素的分维结构和分维值的大小与矿化程度有关,并为找矿勘查工作提供一定的地质依据。     

江西九瑞地区典型矿床控矿断裂的 分形特征研究

利用断裂构造的分维值可以定量描述断裂分布的复杂性和构造演化的成熟度,它是断层数量、规模、发育程度、组合方式及动力学的综合体现。文章将分形几何学的原理和方法应用于九瑞地区以及城门山和武山铜矿田的断裂系统的二维平面分布特征研究,发现在研究的标度范围内不仅具有统计自相似性,而且九瑞矿区子区域具有不同的分维数D值。结果表明矿化岩体产出部位分维值明显高于整个区域的分维值,结合断裂产状、时代、穿切关系与岩体侵入部位对比可知,分维值越高,越有利于矿床形成,矿床规模也越大。     

基于分形分维法评价的崩塌地质灾害发育及空间分布规律研究

西安市临潼区地处渭河地堑,区内构造断裂十分发育。以西安市临潼区为研究对象,在区域地质环境和地质灾害调查的基础上,对崩塌灾害的分布规律、发育特征进行研究。并依据分形分维理论,分析和计算研究区崩塌地质灾害空间分布的分形特征,得出研究区的分维值Ds为0.9357。可为相似地区的地质灾害空间分布特征分析所借鉴,也为本区的防灾减灾工作提供依据。     

钦-杭结合带硅质岩的分布特征及其地质意义

钦州—杭州(钦-杭)结合带位于中国东南部地区,跨越浙江、江西、湖南、广东和广西5省(区)。大致以南岭为界,该带可划分为北、中、南三段。中段与南岭带重合,大致分布在北纬24°~27°范围,以北为北段,包括江西、浙江及安徽南部,以南为南段,包括粤西桂东南地区。钦-杭结合带跨带内沉积硅质岩广泛发育,地质和地球化学证据展示它们主要为热水成因。硅质岩相关的热水活动分布偏向于靠近结合带的两侧。钦-杭结合带"北、中、南"三段的硅质岩时空分布存在明显差异:南段及两侧邻区大规模热水活动集中于晚古生代,中段及两侧邻区的集中于早古生代,北段及邻区的热水活动集中于元古宙。这种大规模热水活动自北向南逐渐变新的特点与钦-杭结合带分段演化具有较好的对应关系。作为热水活动地质遗迹的硅质岩,其形成与大地构造与地球动力学背景的演化有密切的关系,特别是与钦-杭结合带的几个拉张阶段存在较好的对应关系。富含硅质的热水活动伴随了丰富的成矿作用,热水喷流沉积型块状硫化物矿床和热水沉积型金矿在该构造带内均较为典型。     

九万大山地区断裂构造分形特征及其地质意义

本文借助于陆地卫星多波段卫星遥感影像,对九万大山区断裂构造进行了综合解译,结合区域地质背景,基于分形几何学的理论基础,对遥感解译断裂构造进行了定量化研究。结果显示,九万大山区断裂构造的分维值较高,显示断裂带结构复杂、构造活动强烈;元宝山子区断裂构造分维值明显偏低,其中北东向断裂构造的分维值大于北西向断裂构造的分维值,说明区内以北东向断裂构造为主,属主导性断裂构造,这恰好与区域构造特征相吻合。     

内蒙古卫境地区遥感线性构造分形特征

在综合分析多源地学信息的基础上,利用遥感影像对内蒙古卫境地区进行线性构造目视解译,结合Arc GIS与MATLAB软件对已解译的线性构造进行分形研究,快速获取研究区线性构造的分形维数、不同方向线性构造分形维数及不同区域线性构造分维值,并对计算结果进行了分析。结果表明:研究区内线性构造、不同走向线性构造及不同区域线性构造都具有自相似性;南北向、北西向线性构造分维值较大,复杂性较高,为区域主要构造方向;铀矿化主要分布在分维值0.82的区域内,分维值越大,越有利于热液活动和成矿。     

华南中新生代NNE走滑断裂对铀成矿控制的分形分析

在区域成矿学研究中,断裂构造往往是多尺度成矿系统(成矿带、矿田、矿床和矿体)的主导控制因素.在诸多控矿要素中,断裂构造的复杂程度与成矿有着及其密切的联系.分形理论可以将断裂构造复杂程度定量化,如Mandel-brot提出的分形几何学中的分维数,定量描述断裂构造体系的复杂程度(Mandebrot,1985).孔凡臣等(1991)通过单条断裂体的分数维值的含义研究,认为断裂构造的分数维D值的大小反映了其结构的复杂程度和活动性的强弱.具有不同分数维D值的断裂构造常常处在不同的构造发育阶段.谭凯旋等(1998)研究了中国断裂构造的分形特征及大地构造意义,结果表明中国大陆壳体中深大断裂的分布具有分形特征,大陆全境的分维值为1.493,各构造区的分维值为0.827～1.624.并指出断裂构造的分维值反映了区域大地构造演化、运动历史的复杂性和构造活动的强弱性.本文运用分形理论来研究华南中新生代NNE走滑断裂的空间分布分形特征及铀矿分布分形的关系.     

湘中断裂体系分维与锑矿分布

笔者将分形几何学的原理和方法,应用于湘中地区断裂体系的二维平面分布特征研究,发现在研究的标度范围内（ｒ约２～８０ｋｍ）不仅具有统计自相似性,并且同一地区,不同分区具有不同的分维值Ｄ,分维值分布特征为东南区分维值高于西北区分维值,将本区断裂体系的这种分维值分布特征与锑矿床分布特征对比,可发现锑矿床（点）产出较多,矿床规模较大的地区,其分维值较大。     

钦杭成矿带北东段火山岩型铀矿定向三等距分布规律及成矿预测

钦杭古板块结合带抚州—绍兴段及两侧地区火山岩型铀矿床密集分布,区域构造环境演化及铀成矿地质特征分析表明：它们是中生代相同构造背景下构造-火山岩浆活动的产物,可归属为钦杭成矿带北东段的组成部分。构造是区内火山岩型铀矿主要控矿地质因素,火山构造与断裂构造联合控矿特征明显,不仅表现为构造分级控矿规律,而且各级铀成矿单位均表现了铀矿定向三等距分布规律。依据矿产集中域定向三等距分布规律,开展了铀成矿预测,指出了值得进一步研究及勘查的工作区。     

钦杭成矿带喷流-热水沉积矿床的时空分布

<正>钦杭结合带是古海洋喷流-热水沉积作用最为发育的地区之一。根据内部结构不均一性和演化历史的差异,可将钦杭结合带划分为3段:北段、中段和南段(周永章等,2012)。喷流-热水沉积在钦杭成矿带北、中、南段均有分布。在地质历史时期,喷流与热水沉积事件在钦杭结合带主要发生在早震旦世、晚震旦世、早寒武世、泥盆纪、二叠纪。喷流与热水沉积矿床通常与特定层位的喷     

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。     

钦杭结合带成矿地质背景及成矿规律

钦杭成矿带是钦州湾-杭州湾成矿带的简称,具有矿床规模大、矿床分布密集、矿床类型齐全、伴生组分多样的显著特点,是中国地质调查局规划的全国重点成矿区带。钦杭成矿带又称为钦杭(构造)结合带,大地构造位置对应于扬子板块和华夏板块的接合带。研究显示,钦杭带是一条古老俯冲带。它在古生代仍存在洋壳,属于洋陆俯冲体系。中生代构造转换是一个重要的地质事件,它使钦杭带由特提斯构造域卷入到西太平洋构造域中,大地构造性质从华夏和扬子板块之间的板块构造机制为主,转为陆内岩石圈拉张伸展构造环境,并产生巨大的地质效应,最突出的是燕山期岩浆的大规模活动以及成矿作用的大爆发。燕山期花岗岩存在确切的幔源端元信息,幔源物质参与了许多矿床的形成,并为最近钨多金属矿床北拓找矿所验证。钦杭结合带是重要的斑岩铜(钼)矿带,斑岩铜(钼)矿在钦杭结合带北、中、南三段均有产出,它们的主成岩成矿年龄是燕山期,但带有古老俯冲带岛弧体系的基因。钦杭带也是一条古海洋喷流热水沉积矿床密集分布带,VMS型铜多金属矿床和SEDEX型铅锌多金属矿床发育。钦杭带是一条古老俯冲带改造成矿带,古老俯冲带经燕山期改造/叠加成矿是钦杭成矿带的重要成矿机制。