分维的应用——定量描述裂缝发育程度

从裂缝分布的自相似性出发,运用分形理论,通过对测井曲线的关联维分析,对裂缝发育程度进行尝试性的定量解释。对松辽盆地裂缝性火成岩地层测井数据进行实际处理,给出了处理结果,并初步讨论了分维与裂缝发育程度之间的关系及影响裂缝的分维的因素     

致密砂岩储层中钙质夹层特征及与天然裂缝分布的关系

鄂尔多斯盆地镇泾区块长8致密砂岩储层普遍发育钙质夹层,本文利用露头、岩芯、薄片及测井等资料,对钙质夹层的岩性特征、电性特征、分布规律以及与天然裂缝分布的关系进行了研究。研究表明,钙质夹层具有明显的低伽马、低声波时差、高密度、高感应的特点,电成像测井表现为明显的亮色条带。钙质夹层主要分布在部分水下分流河道砂体的中部或下部及河口坝砂体的中部或上部,同时也发育在一些分选较好、颗粒支撑的薄层细砂岩中以及砂泥岩的接触地带。钙质夹层内主要发育高角度构造裂缝,不发育近水平成岩裂缝;与非钙质胶结致密砂岩储层相比,钙质夹层脆性较大,天然裂缝更为发育,且大部分裂缝被方解石充填,为无效裂缝;钙质夹层层厚及岩性界面控制着裂缝纵向延伸高度。论文成果对进一步研究致密储层天然裂缝的分布模式,弄清裂缝对注水开发的影响具有重要意义。     

分维的应用—定理描述裂缝发育程度

从裂缝分布的上似性出发,运用分形理论,通过对测井曲线的关联维分析,对裂纹发育程度进行尝试性的定量解释,对松辽盆地裂缝性火成岩地地以测井数据进行实际处理,给出了处理结果,并初步讨论了分维与裂缝发育程度之间的关系及影响裂纹的分维的因素。     

分形分维理论在地质灾害发育及空间分布规律中的应用——以长安区滑坡、崩塌地质灾害为例

长安区区内地层岩性、地质构造多样,加之人类经济工程活动、降雨、地震等诱发影响,秦岭北坡及黄土台塬边缘滑坡崩塌地质灾害发育,是陕西省地质灾害较严重的县(区)之一。本文以长安区为研究区域,在对长安区自然地理及区域地质环境条件等资料充分收集的基础上,结合长安区滑坡崩塌灾害点的实际调查资料,详细分析了长安区的滑坡崩塌灾害发育特征及空间分布规律,并采用网络覆盖法,对长安区滑坡崩塌地质灾害的空间分布进行了分形分维计算。求得地质灾害的空间分布分维值为0.876 6,反应出长安区滑坡崩塌地质灾害空间分布特性的复杂性。研究结果表明,分形分维理论能合理评价地质灾害空间分布特征,对类似地区的地质灾害空间分布特征分析具有借鉴意义。     

宝鸡燃煤电厂周围土壤天然放射性核素的空间分布特征

测定了燃煤电厂周围土壤环境中天然放射性核素226Ra、232Th和40K的比活度,用地统计学方法分析了电厂周围土壤中226Ra、232Th和40K的空间分布特征,并进行了风险性评价.结果表明,226Ra和232Th比活度表现出比较明显的条带状空间分布特征,40K则没有明显的方向性效应;风险性评价结果同样表现出了方向性效应.研究结果可为放射性污染防治和管理决策等提供参考依据.     

甘肃省饮用天然矿泉水类型与分布特征

在综合阐述甘肃省自然地理及区域水文地质条件的基础上,利用2014—2015年完成的614组地下水及地表水水质测试分析数据(包括感官指标、一般化学指标、矿泉水界限指标、矿泉水限量指标和污染指标),依据《食品安全国家标准饮用天然矿泉水》(GB8537-2018),系统分析归纳总结了甘肃省饮用天然矿泉水类型、分布及产出特征。结果表明,省内饮用天然矿泉水基本类型主要有锶型、偏硅酸型、锂型、碘型、锌型和硒型矿泉水六类,具备1项或1项以上的界限含量指标达到标准的水点共有417处,其中锶型(含复合型)矿泉水411处,是甘肃省的主要矿泉水类型,其余类型的矿泉水仅零星出现;按产出的地貌单元分析,锶型矿泉水产出率由多到少依次分布于河西走廊(82.2%)、陇东黄土高原(80.2%)、甘南高原(67.2%)、北山区(61.5%)、祁连山—阿尔金山区(59.7%)、陇西黄土高原(53.5%)、陇南山地(19.6%);按不同类型地下水及地表水中锶含量达标率分析,白垩系、新近系碎屑岩类孔隙裂隙水最高(平均85.4%),其次为第四系松散岩类孔隙水、断裂破碎带裂隙孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩裂隙岩溶水(平均53.2%),地表水最低(平均32.7%)。新近系—白垩系碎屑岩类孔隙裂隙水中锶元素最易富集。研究结果对甘肃省矿泉水资源的勘查开发利用有重要的指导作用。     

太湖底泥的空间分布和富营养化特征

太湖是一个大型的浅水湖泊,周围有数十条入湖河流,陆地风化物质被携带入湖即形成了底泥.由于湖底地形的差异,底泥在湖中的分布并不均匀.根据浅地层剖面仪的测量,在湖的西部存在一条南北向分布、宽度不等的古河道,底泥主要分布于古河道,在湖的沿岸和东太湖也有分布.根据估算,太湖底泥的蓄积量约为13.5亿m3.太湖周围人口密集,工农业发达,二十多年来经济的快速发展引起了湖泊的富营养化,太湖底泥中的营养元素不断增高,并在一定的条件下向水体释放,加剧了水体的富营养化,引起连续多年春夏季节的蓝藻爆发.经过政府的源头控制和治理,目前富营养化状况初步得到遏止,并有改善的迹象.但底泥中的营养元素可以在很长时间内释放,因此富营养化的治理将是一个长期的过程.     

山西饮用天然矿泉水的分布特征

山西饮用天然矿泉水资源丰富。目前已对５５处矿泉水进行了勘查评价。矿泉水的分布受活动性断裂构造和新生代断陷盆地控制，一般见于盆地边山和平原，主要分布在新生界的松散层内（３２．７３％），其次为中生界、古生界的碎屑岩（２２．９２％）和碳酸盐岩（２７．２７％）地层中。各岩类中矿泉水的达标元素和组分主要是锶，其次是偏硅酸。地热异常区的饮用天然矿泉水资源也很丰富，但一些热水中含氟超过国家标准。     

天然硅藻土的应力水平与孔隙空间分布的关系

采用压汞法研究了不同固结压力作用下具有强结构性的天然沉积硅藻土的微观孔隙入口孔径分布与应力水平的关系。研究结果表明：当应力水平小于固结屈服应力时,具有强结构性的天然沉积硅藻土的微观孔隙入口孔径分布几乎与应力水平无关,而当外加应力水平达到固结屈服压力时,虽然总体孔隙空间体积几乎与天然沉积状态时一样,但其微观孔隙入口孔径分布则发生显著变化。在屈服后阶段,随着应力水平的增大硅藻土的孔隙空间体积逐渐减少,最大孔隙变小,整体孔隙空间的孔径趋于均匀。并对微观结构变化与宏观力学特性的内在联系也进行了初步探讨。     

重力异常矢量的空间分布特征及其应用

通过所研究地质体在剖面内产生的重力异常垂直分量ｇｚ和水平分量ｇｘ，求得了剖面内重力矢量强度ｇ及矢量轨迹线微分方程的表达式，进而求出了矢量轨迹线方程。较详细地论证了空间等值线和矢量轨迹线在这量解释中应用的基本方法－量扳法。     

韩城市地质灾害的空间分布特征及成因分析

野外调查表明,韩城市地质灾害分布具有明显的区域性特征,基本上以韩城断裂为东西区域的分界线,东部黄土台原区以黄土崩滑为主,西部低山区则地裂缝和地面塌陷十分发育.研究认为,韩城市不同区域的地质灾害,在成因上是不尽相同的,东部区域主要决定于自然地质因素,同时受地下水和地震作用的影响,西部区域各类地质灾害的发育是和人类的工程活动密切相关的.     

应用航磁数据分维计算推断火成岩的分布

计算巴彦浩特盆地航磁异常的分维数, 对计算出的分维数绘制等值线图, 并根据分形特征对该地区的火成岩进行划分, 得到了以往直接对航磁异常图进行推断解释所不能得到的良好地质效果。最后讨论如何选取最佳窗口和最佳网格来计算分维数, 并对此提出了2个经验。     

多孔介质的分维特征与渗流模型

70年代初,法国数学家兼计算机专家B.B.Man-delbrot所创立的分形[注1]理论是处理一些极不规则但又具有自相似“层次”结构几何对象的有力工具。它区别于以整数维几何体系为研究对象的传统几何学。     

多孔介质的分维特征与渗流模型

正 70年代初,法国数学家兼计算机专家B.B.Man-delbrot所创立的分形[注1]理论是处理一些极不规则但又具有自相似“层次”结构几何对象的有力工具。它区别于以整数维几何体系为研究对象的传统几何学。     

天然裂缝复杂程度对致密储层破裂特征的影响

地层内部总存在孔隙、裂隙、层理、裂缝、断层等结构特征从而体现为地层地质非均质性,并在人工注采过程中发生不同尺度的破裂而体现为跨尺度的裂缝时空延展特征和致裂机理。以致密油为代表的非常规油气藏开采开发在我国油气产能中占比越来越大,并往往利用水力压裂储层改造技术产生人工裂缝以增强油气渗流而实现其规模经济开发;同时,这类低渗透油气藏亦是CO₂压裂、注入和封存的重要对象。文章基于真三轴大型物理模型水力压裂实验和工程尺度下水力压裂微地震监测结果,通过不同尺度裂缝/裂隙活动所致声发射和微地震事件的时空展布研究岩体多尺度裂缝的破裂特征。研究表明,无论是相对稳定的真三轴水力压裂,还是实际地质工程尺度下的水力压裂微,岩石原生裂缝、裂隙分布趋势和方位对裂缝扩展具有主控作用。     

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。     

四川省地质公园空间分布特征及影响因素分析

运用计量地理学以及GIS空间分析等方法,对四川省地质公园空间分布特征及影响因素进行分析研究,结果表明:①运用最邻近距离指数法测算出四川省地质公园呈凝聚分布.②单密度指数峰值出现在达州市,地质公园数量最多地区之一,地域面积相对较小;综合密度指数峰值出现在广元市,低谷则出现在成都市,表明地质公园的发展受人口因素影响.③四川...     

鄂尔多斯盆地中生代地层天然裂缝发育特征与构造应力场演化

鄂尔多斯是我国重要的油气盆地,而绝大多数油气储层都会受到天然裂缝的影响。文中通过野外系统观测和室内的统计分析, 详细描述了盆地中生代地层中的天然裂缝发育特征和主要控制因素, 为裂缝性油气藏勘探开发提供基础理论支持。通过研究得知, 盆内中生代地层中主要发育有6组裂缝： E-W向、 ENE-WSW向、 NE-SW向、 N-S向、 NNW-SSE向、 NNE-SSW向。其中E-W向、 ENE-WSW向和NE-SW向为系统裂缝; N-S向、 NNW-SSE向和NNE-SSW向为非系统裂缝。在裂缝组合中, 有两组正交裂缝系统（E-W向和N-S向, ENE-WSW向和NNW-SSE向）, 其中E-W向和N-S向裂缝构成的正交裂缝系统只出露于三叠和侏罗纪地层。同时, 还有两组共轭裂缝（ENE-WSW向和NNE-SSW向, ENE-WSW向和ESE-WNW向）, 其中ENE-WSW向和NNE-SSW向裂缝构成的共轭裂缝出露于整个中生代地层, 而另外一组只出露于上三叠统延长组中。此外, 裂缝间距分析表明： （1）裂缝间距与力学层厚之间的关联性相对较低; （2）E-W向和ENE-WSW向两组系统裂缝的发育强度好于N-S向非系统裂缝组; （3）岩层厚度越小, 对应裂缝密度则越大。（4）除了岩层厚度, 区域应力场对裂缝的发育具有很大的影响。研究区内裂缝主要形成于两期区域应力场： 第一期是晚侏罗世近E-W向的挤压应力场, 由古太平洋板块向欧亚板块的俯冲和碰撞作用所致; 第二期是新生代NE-SW向的挤压应力场, 由印度板块向欧亚板块的俯冲和碰撞作用所致。     

石西油田石炭系潜山火山岩油藏裂缝特征与分布

裂缝的发育情况对石西油田石炭系潜山火山岩油藏的勘探开发有重要作用。综合利用区域地质、岩心、常规测井、成像测井以及生产动态等资料对研究区裂缝特征及分布规律开展综合研究。研究表明:区内裂缝类型分为构造缝、风化缝、溶蚀缝、收缩缝,其中构造缝(剪切缝)和风化缝比较发育,裂缝总体发育规模中等,宽度较大,密度小,间距大;根据成像测井解释及构造解析,认为该区裂缝分为四期,其中海西运动中、晚期为主要的成缝期;裂缝主要受岩性、岩相、构造位置以及古地貌的控制;裂缝在纵向上主要分布在石炭系顶面以下25~150m范围内,在平面上主要位于断裂带附近、潜山构造高部位以及背斜长轴方向。     

四川省地质公园空间分布特征及影响因素分析

运用计量地理学以及GIS空间分析等方法,对四川省地质公园空间分布特征及影响因素进行分析研究,结果表明:(1)运用最邻近距离指数法测算出四川省地质公园呈凝聚分布。(2)单密度指数峰值出现在达州市,地质公园数量最多地区之一,地域面积相对较小;综合密度指数峰值出现在广元市,低谷则出现在成都市,表明地质公园的发展受人口因素影响。(3)四川省地质公园分布均衡性处于中等水平,未显现分布极端差异化的情况,也未能达到空间均衡性的最优水平。(4)地质构造是影响四川省地质公园分布的主控因素,社会经济要素也影响着四川省地质公园的分布。