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。     

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.     

四川盆地油气田空间分布的分形特征

本文运用分形理论对四川盆地油气田的空间分布特征了进研究。结果表明，油气田的空间分布可以统计地认为具有自相似性，分形几何学可以描述油气田的分布规律，应用盒维数方法计算了油气田空间分布的分维值，对不同区块的分维特征进行了比较，探讨了分维值的物理意义。实际资料计算结果显示，盒子数目与尺度有很好的相关性，其相关值均达０．９９以上。     

湘中锑矿床空间分布的分形特征

本文运用分形理论对湘中锑矿床（点）的空间分布特征进行了研究,结果表明,锑矿床的空间分布可以认为具有统计自相似性,分形几何学可以描述矿田分布规律。应用计盒维数法计算了锑矿床空间分布的分维值,对不同区块的分维特征进行了比较,探讨了分维值的地质意义。实际资料计算结果显示,盒子数目与尺度有很好的相关性,其相关系数均达０．９９以上     

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.     

湘中锑庆床空间分布的分形特征

本文运用分形理论对湘中锑矿床的空间分布特征进行了研究。结果表明,锑矿床的空间分布可以认为具有统计自相似性,分形几何学可以描述矿田分布规律。应用计盒维数法计算了锑庆发布的分维值,对不同区块的分维特征进行了比较,探讨了分维值的地质意义。实际资料计算结果显示,盒子数目与尺度有很好的相关性,其相关系数均为０．９９以上。     

基于图像分割的煤岩割理CT图像各向异性特征

利用工业CT对自然煤岩样进行断层扫描观测。针对煤岩裂隙系统的多尺度、各向异性特征,应用Canny算子图像分割与方向性边缘检测技术,提取煤岩CT图像割理的总体特征、水平方向和垂直方向特征;根据特征图像计算了煤岩样的总体分形维数、孔隙度,各向异性分形维数与孔隙度及其在三维空间中的分布;讨论了分形维数与孔隙度、渗透率之间的关系,并根据煤岩样的分形维数、孔隙度对实际工程岩体的孔隙度和渗透率进行了外推计算。研究表明,煤岩样不同扫描断面的分形维数和孔隙度不同,同一煤样同一断面不同方向的分形维数与孔隙度亦不相同。利用图像分割与边缘检测对工业CT图像进行分析,可以对煤岩的各向异性分形维数与孔隙度在2D与3D空间进行精细描述。      

红层软岩遇水作用的孔隙结构多重分形特征

红层软岩内部孔隙具有随机、多样化的分布特点,孔隙结构的变化是影响其宏观力学性能的关键所在。由SEM扫描电镜获取岩样不同饱水时间下的细观结构图像,根据盒维数法计算出孔隙的分形维数,发现随着饱水时间的加长,孔隙的分形维数呈现增大趋势。同时对孔隙的数量、大小进行统计分析,得出不同饱水时间下岩样内部孔隙的分布特征。基于多重分形理论,采用统计矩的方法对孔隙结构进行定量表征。结果表明,孔隙结构的分配函数与q阶次趋于线性关系,验证了该结构的自相似性与无标度性,由广义分形维数D(0)>D(1)>D(2)说明了孔隙具有多重分形特征,由多重分形谱参数分析了孔隙结构的不规则性与复杂程度,更好地表征孔隙大小各异的分布情况。结合孔隙结构的多重分形特征与岩样抗压强度,建立起孔隙结构变化与其力学性能的关联性,对研究红层软岩的损伤过程具有一定的指导意义。     

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。      

GIS分形法在西南三江地区断裂分析中的应用

本文以西南三江成矿带为例,采用分形理论的研究方法对其断裂构造进行定量研究,借助MAPGIS软件的网格和空间分析功能,计算出分维数D,通过解释其地质意义,利用ARCGIS对断裂构造进行频率分析显示:研究区分维数D在1.8对成矿较有利,控矿断裂(NNW-NW向)比一般断裂具有更高的分维值,而断裂构造分布最密集区并不是最有利成矿区。     

华北陆块北缘重点铀成矿区遥感图像纹理分形特征分析

华北陆块北缘作为中国5个铀成矿省之一,铀成矿潜力巨大,分布有多种类型铀矿床,其特征是否存在共性并用以指导找矿,值得进一步研究。文章通过目视解译、盒计维度、多重分形谱等方法对已知矿田区图像纹理进行研究发现,矿田区在不同尺度目视解译出的多方向构造特征不同,相较于外围邻区具有更大的分形维度值及更对称的奇异谱形态,对预测区综合研究也得到一致结论。这说明图像纹理可以用于成矿条件评价,对该区远景预测具有一定指导意义。     

多重分形方法在铀矿化探数据处理中的应用

化探勘查数据的分布规律十分复杂,具有多重分形的特征,可用分形理论研究符合化探数据的分布规律。针对不同类型铀矿床的化探特征,选取分形理论中的部分方法进行研究并与传统方法对比。用含量-面积法处理某碳硅泥岩型铀矿区的水系沉积物数据,可以缩小异常区范围而且不遗漏矿点,减少勘查工作量;用分形趋势面法处理某砂岩型铀矿区的活性炭测氡数据,能够有效地强化弱异常信息,提升找矿效果。     

矿床空间分布的分形研究及其找矿意义——以三江南段银铅锌矿床分布为例

矿床的空间分布规律对地质勘查和找矿工作具有指导作用,三江南段地区是我国重要的多金属成矿区带,因此在该地区使用现代数学理论来研究矿床的空间分布规律具有重要意义。本文在深入研究三江南段地区银铅锌成矿机理、成矿地质背景以及数盒子法(Box-counting method)的基础上采用近年来广泛使用的关联维数来研究该地区银铅锌矿床的空间分布规律。首先借助G IS技术量测了13个银铅锌矿床之间的距离,用不同的标度r及其对应的关联函数C(r)得到一点对序列(r,C(r)),然后通过在平面坐标下作出(lnr,lnC(r))的散点图,使用最小二乘法拟合直线来估算关联维数,整体拟合得到的关联维数D=0.875;分段拟合得到的关联维数D1=0.184、D2=1.00。研究结果表明三江南段地区的银铅锌矿床在空间上具有分形丛集分布的特征。依据本次研究,将该地区划分为三个银铅锌矿密集区,并就该地区找矿工作提出指导意见,同时也探讨了关联维数与盒子维数的差异。     

浙江中生代热液矿床的分形研究

根据浙江293个有开采价值的中生代热液萤石、金、银和铅锌矿床数据,在矿床地质研究基础上探讨了这些矿床的空间和储量分形问题。研究表明,在两个尺度范围内,矿床在空间上呈分形分布,其中群集分布的分维数D分别为0.1405-0.3778(1-20km)和0.7168-1.1851(20-750km);密度分布的分维数D分别为0.294-1.1242(1-40km)和0.135-0.252(40-750km)。研究还发现矿床的频度-大小分布也是分形的,其储量分形分布的分维数为萤石(浙江)D=2.34萤石(中国)D=2.13:铅锌(浙江)D=2.27;银(浙江)D=1.63:金(浙江)D=1.09。     

花岗岩型铀矿铀地球化学场分形奇异值分解研究

介绍了分形奇异值分解方法的原理和实现过程,在桃山花岗岩型铀矿矿集区开展了应用试验,利用该方法将桃山地区1/5万铀地球化学场分解为噪声场、区域地质背景场和局部异常场,在提取隐伏铀矿弱信息方面取得了较好的应用效果。     

中国金矿床分布的分形研究

根据1:40O万中国岩金成矿图,在矿床地质研究基础上,用分形理论探讨了中国岩金矿的空间分布。研究表明,在两个尺度范围内,金矿床在空间上呈分形分布,其中数盒子法的分维数D分别为0.3333(5～80km)和1.3259(80～2400km);密度分布的分维数D分别为1.2033(5～80km)和1.5459(80～2400km)。金矿床的分形分布给超大陆旋回会聚构造边缘控制金矿的分布及成矿作用的观点以有力的佐证。     

川西北地区控矿断裂的分形特征及其预测意义

断裂构造是控制川西北地区金矿形成与分布的主导因素。运用分形方法定量计算了该区金矿化异常和控矿断裂体系的计盒维数和信息维数。研究结果表明 ,利用地球化学数据二维空间序列的R/S分形方法可以较为精确有效地厘定金矿化的空间结构特征 ,分数维D值的大小能表征控矿断裂体系的复杂性。金矿化带整体上受NW向断裂控制 ,但金矿体则产出于NW向断裂与NE向断裂的复合部位。根据对三个矿化区断裂体系分维特征与金矿发育特征关系的分析 ,发现断裂体系的分维高值区与金矿分布密集区对应。阿坝地块西南缘的找矿前景不如东北缘