矿区大型断层碎屑分维及其水文地质工程地质意义

文章以淮北桃园矿F2断层带碎屑数据为例,依据分形原理,得到颗粒分布分维,并与断层碎屑物的物理力学性质对比发现,分维与断层活动方式和地震几率、黏粒含量、渗透系数、黏聚力、内摩擦角等参数有紧密的相关性,能够从多方面体现断层带的水文地质工程地质性质。     

基于MAPGIS的断层分形研究

本文以东坡矿区已揭露断层为研究对象，利用分形理论将断层研究定量化。通过MAPGIS空间分析功能，计算出东坡矿区已揭露断层具有自相似性，其分维值为1．1690。其中利用MAPGIS软件进行分形研究具有一定的普遍适用性，可以起到抛砖引玉的作用     

透冲积层断层带特征及致灾原因分析

应用三维地震勘探、钻探、断层带物质成分测试与构造历史-应力分析等方法,分析了东欢坨矿F2′断层带的几何特征、工程地质与水文地质性质。分析表明:该断层带为多条正断层组合的大规模复杂断层带;破碎带宽且富泥,泥富粘土矿物,遇水膨胀或呈流体状;断层带阻水且局部含水,承受两侧200余米水头差,水文地质性质复杂。通过灾后的突水水质分析、长观孔水位动态观测、通道调查与冲积层底部瞬变电磁探测等方法,分析了灾害因素与致灾原因。结果表明,两年前巷道工程扰动为断层活化埋下隐患,断层泥的物质成分是断层带活化的基础,开采造成的高水头差对断层活化具有促进作用。     

断层碎屑分布的分维及其地质意义

通过对浙江丽水盆地边缘断层碎屑分布的统计分析，发现断层碎屑的分布具有分形几何的特征，不同力学性质的断层，期碎屑分布的分维不同，断层碎屑分布的分维包含了断层构造演化的信息，揭示了浙闽碰撞带碰撞后期的构造演化特征。     

霍州矿区断层构造的分形特征

霍州矿区断层构造的分形特征与渭河盆地东区基本相同，都形成于张扭性的动力学环境；矿区内各井田的断层分维值以白龙井田最高，团柏井田最低；分维值的大小体现断层构造的复杂程度。     

塔木素高放废物预选区断层泥石英表面扫描电镜特征及断层活动性分析

断层泥是断层活动信息的良好载体,通过解析断层泥信息,可以对其活动时代及运动方式进行更深入的研究。本文利用扫描电镜（SEM）对塔木素研究区的塔木素断裂（F2）和那仁哈拉断裂（F7）断层泥的溶蚀微形貌和应力痕迹微形貌进行观察和分析。结果表明：（1）F2断裂断层泥石英微形貌主要为Ⅰa类、Ⅱ类和Ⅲ类,F7断裂断层泥石英微形貌主要为为Ⅰa类、Ⅰc类、Ⅱ类和Ⅲ类;（2）F2和F7断裂溶蚀微形貌显示两条断裂均经历了多期次的活动过程,F2断裂活动时间主要在晚更新世、早更新世早期和上新世,活动最强烈时期在早更新世早期,F7断裂活动主要在晚更新世、早更新世、上新世,活动最强烈时期在晚更新世,F2和F7断裂全新世至今基本没有活动。预选区断裂构造晚第四纪的活动性影响着有利地段的最终确定,而研究区断裂活动时代的研究对研究区未来地震发生趋势及危险分析无疑有重要的现实意义。     

断层分维与裂缝系统的分形渗流研究

运用分形与重正化群理论，建立了复杂地质条件下裂缝系统的分形渗流模型．计算了实际断层系统的分维后揭示了断层与裂缝发育带以及储集空间的连通性与渗流性的密切联系．解决了勘探开发中的某些疑难问题．     

结合实践分析构造复杂区域煤层技术

近些年以来新集一矿采掘工作面整体地质构造条件较复杂,沿F10断层走向布置和在F10断层构造复杂区域内固面,F10断层伴生次生的中小构造、褶曲等已成为影响本矿生产的主要因素之一.如何拓展在新集一矿F10构造复杂区找煤的可能和找煤的实践,尽可能多回收残采区段内煤炭资源,提高矿井回采率,这个问题是牵涉到矿井可持续发展的问题,值得进行探讨和思索.     

花家湖煤矿F10断层导水性研究

以F10正断层为主的近东西向断层是花家湖矿区的主控断层,对于其导水性以及采动影响问题一直没有得到很好的解决。借助于中煤地质工程总公司对花家湖的勘探工程,对矿区主控断层的富导水性进行了研究。根据矿区7条过F10断层的石门没有涌水现象;穿过F10断层的钻孔岩芯都为断层糜棱岩,均不漏水; F10断层带的抽水试验显示断层带是贫水的,单位涌水量为0. 0000419 L/s·m,水位历经200天仍未恢复到初始状态等资料证明F10断层不导水。根据F10断层受采动数值模拟,认为在750 m深的条件下,采矿对断层超前影响范围为30～45 m,断层防水煤柱的极限宽度为45～60 m(安全系数为1. 5)。     

断层泥吸附气体特征与断层活动性关系初步研究

断层带中断层气异常测量作为气体地球化学方法之一,已应用于地震预报和断层活动性研究.断层泥是断层活动历史的直接记录,为了探索断层泥中的吸附气体与断层活动性之间的关系,对大柳树地区的断层泥取样,进行室内脱气和气体组分测定,分析了不同特征断层泥吸附气体质量浓度变化的规律,初步建立了断层泥吸附气体组分与断层泥测年值之间的相关方程,并计算了误差.结果表明断层泥吸附气体与断层特征和活动性关系密切.     

Particle size and energetics of gouge from earthquake rupture zones

Grain size reduction and gouge formation are found to be ubiquitous in brittle faults at all scales, and most slip along mature faults is observed to have been localized within gouge zones. This fine-grain gouge is thought to control earthquake instability, and thus understanding its properties is central to an understanding of the earthquake process. Here we show that gouge from the San Andreas fault, California, with approximately 160 km slip, and the rupture zone of a recent earthquake in a South African mine with only approximately 0.4 m slip, display similar characteristics, in that ultrafine grains approach the nanometre scale, gouge surface areas approach 80 m2 g(-1), and grain size distribution is non-fractal. These observations challenge the common perception that gouge texture is fractal and that gouge surface energy is a negligible contributor to the earthquake energy budget. We propose that the observed fine-grain gouge is not related to quasi-static cumulative slip, but is instead formed by dynamic rock pulverization during the propagation of a single earthquake.     

含有粘土矿物断层泥地震与非地震标志

实验变形的含有粘土矿物断层泥的显微结构观察提供了判别自然界断层滑动习性的标志. 含有粘土矿物断层泥的摩擦实验显示了2种模式, 一种是稳态滑动,另一种是粘滑,即有可能发生大地震. 此两种实验产物的显微结构记录了断层的滑动性质,均匀变形的断层泥是断层非地震( 稳滑) 的结果, 局部强烈变形是断层地震( 粘滑) 的产物. 均匀变形使粘土矿物产生优选方位( S 叶理) , 在一定程度上它反映了剪应变的大小, 局部变形形成吕德剪切和 Y 剪切,云南小湾 F7 断层中具有类似的结构特征,计算结果表明 F7 的稳滑量约 43%~ 52%.     

广西恭城-栗木断裂带的分形分析

恭城－栗木断裂带的分形分析结果是：整个断裂带的分维值D接近1．5。与整个华南地区线性构造的分维值（D＝1．35）相比,该断裂带属结构较复杂、活动性较强的一类,但总体上它已趋于成熟。在恭城－栗木断裂带中,南北向断裂的分维值远大于北东向和东西向裂断裂的分维值,这说明整个断裂带是南北向断裂为主。     

改进测度下的模糊C均值三元催化器故障诊断方法

针对采用物理建模刻画三元催化器故障演化精确性不足问题,提出一种基于尾气大数据的改进测度模糊C均值(FCM,fuzzy c-means),故障诊断方法。该方法包括分数阶傅里叶变换(FRFT,fractional fourier transform)下的故障特征提取与优化、核熵成分分析(KECA,kernel entropy component analysis)下的分形故障特征降维以及改进相似测度下的FCM故障特征聚类。首先,对不同工况的尾气数据进行FRFT处理,获取三元催化器从时域到频域的精细故障信息,同时利用粒子群算法(PSO,paticle swarm optimization)选取最优的FRFT特征,并由分形算子给出相应精细特征的分形维数;其次,借助KECA对候选的高维分形特征进行维数约简;最后,将获得的故障特征提交给改进测度的FCM故障分类器完成故障诊断。数值实验结果表明,较之采用欧式距离或余弦距离的FCM方法,研究方法的故障诊断精确度更高。     

新甘交界北山地区大泉断裂走滑特征及ESR测年证据

卫星图片显示穿过大泉断裂的水系有被左行扭曲的特征,结合野外断层面上擦痕、断裂带中劈理观测统计和室内对断层岩显微构造的分析,确定了大泉断裂是以左行为主的走滑断裂带。对断层泥的ESR年代学测定,确定了大泉断裂开始活动时间为早更新世1.2～1.5Ma,其分支断层的活动时间在晚更新世300ka左右。大泉断裂活动时间与青藏高原在上新世末-早更新世初开始强烈隆升时间一致,表明大泉断裂的形成与青藏高原的隆升过程密切相关,是晚新生代印度和欧亚两大板块持续碰撞挤压和青藏高原隆升的远程效应。     

新甘交界北山地区大泉断裂走滑特征及ESR测年证据

卫星图片显示穿过大泉断裂的水系有被左行扭曲的特征,结合野外断层面上擦痕、断裂带中劈理观测统计和室内对断层岩显微构造的分析,确定了大泉断裂是以左行为主的走滑断裂带。对断层泥的ESR年代学测定,确定了大泉断裂开始活动时间为早更新世1.2~1.5Ma,其分支断层的活动时间在晚更新世300ka左右。大泉断裂活动时间与青藏高原在上新世末-早更新世初开始强烈隆升时间一致,表明大泉断裂的形成与青藏高原的隆升过程密切相关,是晚新生代印度和欧亚两大板块持续碰撞挤压和青藏高原隆升的远程效应。     

上海地区北西向断裂中流体活动和地震的关系

由不同流体包裹体迹面（FIP)特征和它们的穿插关系,划分出四次主要流体活动时期,计算出相应四次断裂作用的温度、压力、流体性质等热力学参数,差异应力、应变速率、流体势等动力学参数,以及裂隙间距、闭合度、渗透率等裂隙系数。测定断裂带中石英砂岩的不同FIP裂隙糙度系数KJRC。应用分维方法,了解到断裂四次活的应力性质,表明断裂构造应力性质从早期的压性－压扭性到晚期的张性－张扭性的变化。测定不同FIP走向,绘出FIP走向玫瑰花图,了解到区域应力方向从早期NE向到晚期近EW向变化,显示出明显的右旋性质。最后分析流体活动和地震的关系,提出北西向断裂易于地震的原故。     

草峪岭隧洞F29断层带施工方法

根据F29断层带地质情况,并结合草峪岭隧洞施工实践,介绍了隧洞穿越F29断层带的施工方法,提出了施工中应注意的问题。     

Slip zone and energetics of a large earthquake from the Taiwan Chelungpu-fault Drilling Project

Determining the seismic fracture energy during an earthquake and understanding the associated creation and development of a fault zone requires a combination of both seismological and geological field data. The actual thickness of the zone that slips during the rupture of a large earthquake is not known and is a key seismological parameter in understanding energy dissipation, rupture processes and seismic efficiency. The 1999 magnitude-7.7 earthquake in Chi-Chi, Taiwan, produced large slip (8 to 10 metres) at or near the surface, which is accessible to borehole drilling and provides a rare opportunity to sample a fault that had large slip in a recent earthquake. Here we present the retrieved cores from the Taiwan Chelungpu-fault Drilling Project and identify the main slip zone associated with the Chi-Chi earthquake. The surface fracture energy estimated from grain sizes in the gouge zone of the fault sample was directly compared to the seismic fracture energy determined from near-field seismic data. From the comparison, the contribution of gouge surface energy to the earthquake breakdown work is quantified to be 6 per cent.     

东营凹陷南坡断块类型及其油气封闭性研究

东营凹陷南部斜坡带沙河街组发育大量顺向及反向断层组成的断块圈闭，处于有利构造背景下的断块圈闭仅部分成藏，因此，断层的地质属性制约了油气封闭的有效性。从断层的各项属性如活动性、断距、砂地比、断面应力、紧闭指数及SGR因子等入手，针对研究区的顺向断块、反向断块及倾向相反的顺反向组合断块等3种主要类型开展封闭性研究。研究表明，高含砂量层系（沙二段）反向断块更易成藏，顺向断块成藏概率较低；中、低含砂量层系（沙四下亚段-孔店组）顺向、反向断块均可成藏，且反向断块更为有利。此外，倾向相反的共轭组合断块研究表明，斜交式比共线式组合断块的封堵性更好，斜交式断块的主控断层及辅助断层满足经验断层封闭参数，该共轭组合断块亦是有利类型。