根据断层擦痕确定主应力方位的理论和方法

<正> Arthaud于1969年提出根据运动面确定主应力方位的图示法,运动面是指断层面法线和擦痕确定的平面。他认为在同一应力场中形成的断层,其运动面相交于一点、两点或三点(在吴氏网上),这些交点分别对应于三个相互直交的主应变轴:X(最大伸长轴),Y(中间应变轴)和Z(最大缩短轴)。求出运动面的交点后可根据断层的相对运动     

用断层擦痕解析断层应力场的方法及计算机处理

断层面上的断层擦痕与形成断层的主应力有一定的空间几何关系，据断层的产状，性质，断层面上断层擦痕方位，可以定量解析断层应力场，通过编制计算机程序，使数据处理自动完成，经计算机处理后得出桂林市西侧的灵川-永福断裂带的应力场有3期或幕。     

自动识别多期断层擦痕的一种应力反演算法

由于地质历史上构造应力场的演变,多期断层擦痕数据的存在是应力反演所面临的普遍性问题.以往提出处理多期断层擦痕的应力反演算法都基于硬划分,忽视了数据自身的不确定性,并且一些只是传统的、处理一期断层擦痕的算法的简单延拓.在Fry (1999)的sigma空间里,同期断层擦痕向量具有统一的线性分布趋势,多期断层擦痕向量具有不同的线性分布趋势.在此基础上,本文提出利用模糊线性聚类法来识别多期断层擦痕向量的线性结构.这种算法不仅可以弥补以往算法的上述缺陷,还具有自动、直接、有效,且计算量也较小的优点.     

多期断层擦痕的硬划分:一种目标函数算法

提出一种基于硬划分的目标函数法 ,它能够识别多期断层擦痕数据。这是通过在Fry(1999)的Sigma空间里对数据内在的线性构造的识别来实现的。与其它的应力反演法不同 ,目标函数法在原理上相对完善。为了检验此方法 ,在设定的应力张量下由ManteCarlo法生成“人工”断层擦痕数据。计算结果表明 ,目标函数法能够很好地识别多期断层擦痕数据。应力估测的准确度取决于断层擦痕数据的误差和不同构造期应力张量之间的相似性。随着断层擦痕数据误差范围的加大 ,应力估测的准确度趋向降低。当断层擦痕数据存在误差时 ,越是相似的设定应力张量 ,其估计准确度也就越低。不同期构造应力的彼此相似往往与构造应力场微妙或细部的时空变化有关。在从多期断层擦痕数据里识别出相似的不同期构造应力上 ,目标函数法有所突破 ,进而有助于深入认识地质构造的形成。     

基于断层擦痕侧伏角公式的构造应力张量反演

利用Aleksandrowski推导的断层擦痕侧伏角公式,提出了一种改进的构造应力张量反演法。根据不同应力比值下构造应力与断层擦痕侧伏角的关系,利用最小二乘法,详细推导了构造应力张量的反演方法,最后利用Matlab软件编制程序实现了该计算过程。在此基础上,现场调查了江西武山铜矿北矿带的断层滑动数据,利用上述改进方法反演了该地区的构造应力张量方向特征。将上述反演结果与由震源机制解获得的最新构造应力场结果进行对比分析,并结合研究区断层的展布特征及所在的地质构造背景,获得了该地区自晚侏罗世以来的构造应力场特征,表明该地区构造应力场具有一定的稳定性。改进后的构造应力张量求解过程及工程应用表明,将Aleksandrowski的图示法和Etchecopar等的反演法结合起来反演构造应力张量,是对已有方法的改进,具有更加简单、实现容易等特点,计算结果比较符合实际。     

断裂带的动力学分析--"利用断层面上擦痕的观察、测量计算主应力轴状态"方法简介

介绍采用计算机程序"利用断层面上擦痕的观察、测量计算主应力轴状态"来求得区域构造古应力场状态,进行动力学分析的有关注意问题;野外如何进行数据的采集和室内如何分析、计算每个点的局部应力场状态.介绍如何从局部分析区域应力场特征及区域应力场演化与构造变形、构造演化的关系及意义.     

断层的运动学分类及图画表达法

依据断盘相对运动方向的不同,划分了１２种类型断层。在图面上对断一及其上的花纹进行明确分工,确定含义,使图面表达能够直观地反映出断盘的运动方向和局部构造应力状态。     

汶川Ms8.0地震的地表破裂过程——以都江堰八角庙村断层擦痕剖面为例

汶川MS8.0地震在龙门山断裂带造成了严重的地表破裂,但能反映地震地表破裂过程的现象却很少,四川省都江堰市虹口乡八角庙村有一处保存基本完好的断层擦痕剖面,是惟一能反映地震地表破裂过程的露头。剖面上可见两种侧伏产状相差很大的擦痕,我们利用全站仪和GPS对擦痕进行总体和细部的测量,结果表明,一种擦痕接近垂直,侧伏角在 76°～87°之间,另一种擦痕侧伏角相对较小,介于 32°～33°之间。利用擦痕侧伏角、断层面倾角、岩石内摩擦角进行求解断层主应力方位的赤平投影,结果表明发震断层的运动方式为逆冲兼右行走滑。通过分析对比,我们认为断层面上近水平方向的擦痕切割了近垂直方向的擦痕,据此将地震的地表破裂过程分为两个阶段。阶段Ⅰ断层运动以逆冲向上为主,阶段Ⅱ以右旋走滑为主,这个结论与地震波数据反演结果是一致的。其中,阶段Ⅰ由两个子事件组成; 第一个子事件断层以接近垂直的角度逆冲向上运动,运动方向为SW85°～87°; 第二个子事件断层的运动方向发生朝向NE方向的倾斜,运动方向为SW76°～80°,表明断层运动性质为逆冲兼少量的右旋走滑。阶段Ⅱ断层的运动方向为SW32°～33°,表明这一阶段断层运动以右行走滑为主,走滑分量大于逆冲分量。     

根据断层泥的微观特征探讨断层的活动性

含有粘土矿物的断层泥在断层中分布较广,且易于变形,能较好地记录断层活动的历史。本文以含有粘土矿物的断层泥为试样做粘滑、蠕滑模拟实验,将实验产物与原断层泥的显微结构特征相对比,结合宏观地震地质资料进行综合分析,认为断层泥的显微结构特征与断层的粘滑、蠕滑运动有一定的关系。      

断层的运动学分类及图面表达法

依据断盘相对运动方向的不同 ,划分了 12种类型断层。在图面上对断层线及其上的花纹进行明确分工 ,确定含义 ,使图面表达能够直观地反映出断盘的运动方向和局部构造应力状态。     

田岗断层产状的确定方法

搞清断层赋存状态对矿井安全生产至关重要。针对目前以范围表示方法确定断层产状存在精度不足的问题,山东崔庄煤矿通过在井下施工断层探孔,探明了田岗断层地质层位关系等情况,并运用平面投影法和矿体几何要素较准确地确定了田岗断层的产状要素,包括断层倾角、断层落差和断层走向等,从而取代了通常对断层产状较模糊的范围表示法。本研究方法原理简单,易于掌握,其计算结果比原有地质资料更加准确可靠。     

断层的三维应变分析方法及其在康山金矿的应用

文中介绍了滑动模型、奇轴模型及其在康山金矿区的应用情况,认为该矿区北东和北北东向容矿断层呈斜方对称,是由区域应变场诱导的局部应力场引起的,并求出了三维应变场的主应变方位和主应变比率.     

汶川Ms8级地震形成的擦痕形迹及其意义探讨

2008年5月12日14时28分(北京时间)中国四川省汶川县境内发生里氏80级地震。北川-映秀断裂是汶川Ms8级地震的发震断裂之一,以逆(右行)走滑活动为主,延伸长约220 km,活动强度大于其他两条断裂。主震在北川-映秀地表破裂带局部地点形成清晰的擦痕,它的位置和规模可能是深部破裂滑动量峰值在地表的响应。根据断层擦痕反映的应力场及位移与破裂长度关系等特征,将北川-映秀破裂带分为虹口段、北川段、南坝段。虹口段长度约22~45 km,同震位移量约45 m,σ1呈NWW-NW向,至少经历了三期活动,第三期逆冲活动强度最大,改造前两期逆(右行)走滑活动,它们的形成可能均与本次主震相关;北川段长约90~100 km,同震位移量约35 m,σ1呈NWW向近水平,活动强度弱于虹口第三期;南坝段长约35~50 km,同震位移量约25 m,以NWW向近水平挤压为特征,σ1方位角与中、南段相差约180°,活动强度与南段前两期相近。     

马兰井田内断层发育规律的初步探讨

从井田内历次构造受力分析入手,结合统计资料,对井田内中小断层的形成机制及其延伸、分布和发育规律进行了初步探讨。指出,马兰井田以中小断层为主,走向多为北北东和北东向,次为北西向;断层与褶皱发育,延伸长度与落差成正相关关系。     

基于线框模型的复杂断层三维建模方法

建立了包含复杂断层面地质体的三维数学模型.为准确表达复杂地质体各要素的空间几何形态及其相互之间的关联关系,设计了线框单元体模型,并提出了整体描述断层面的技术思路,解决了地层交错情况下断层面和地层面的模拟难题;在上述基础上,结合平面地质图数据,实现了复杂地质条件下三维地质体模型的构建.