一种测量断裂构造信息维的方法及其应用.pdf

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1、第27卷第2期铀矿地质Vo1．27NO．22011焦3月UraniumGeologyMar．2O11一种测量断裂构造信息维的方法及其应用柯丹，韩绍阳，侯惠群，吴曲波(1．核工业北京地质研究院，北京100029；2．中国核科技信息与经济研究院，北京100037)[摘要]基于分形理论，提出了一种快速测量单区和多区断裂构造信息维的方法。按直线、正方形、Koch曲线及Sierpinski垫片4种图形的测量结果，信息维测量值与其理论值之间最大的相对误差绝对值仅为0．5，表明采用该方法测量出的信息维具有较高的可靠性和准确度。在某火山岩型铀矿田开展了该方法的应用试验。该铀矿田内有超过92的铀矿床均位于断裂

2、信息维大于1．24的区域内，说明断裂构造信息维越大，越有利于火山岩型铀矿成矿，从而为建立新的铀矿预测标志提供了新的思路和方法。[关键词]火山岩型铀矿；断裂构造；分形；信息维[文章编号]1000—0658(2011)02—0115—05[中图分类号]P628[文献标识码]A断裂构造是火山岩型铀矿成矿过程中的断裂构造信息维常用的方法主要有两类：(1)关键要素之一，定量分析其与铀矿分布之间基于纸质的断裂构造分布图件]，直接将具的关系对铀矿资源预测与评价具有重要的意有不同网格尺度的纱窗依次覆盖在纸质图件义。通常在对断裂构造的空间分布特征进行上，然后统计出各个网格尺度下盒子内的断研究时，只对其进行定性

3、的描述，而借助于裂发育情况，并依此计算出信息维；(2)基Mandelbrotl_】于1975年提出的分形理论，则于断裂构造分布图的扫描图件l9_，采用地理可以方便有效地对其进行定量分析。大量研信息系统软件对扫描图件进行二值化，并生究表明，断裂构造的分布和几何形态具有分成一系列尺度不同的网格图，然后计算出信形结构特征[1~43。通常用于分析断裂构造分形息维。第1类方法在测量少数几个区域内断裂特征的分形维数主要有容量维D。和信息维构造的信息维时可以采用，但由于是手工操D，其中容量维只关心断裂的有无，而不涉作，在计算断裂构造的概率时主要依据断裂及断裂条数的多少以及长度的大小对容量维条数的多少，并没

4、有考虑断裂长度的大小，的影响；而信息维则反映出了断裂构造的不即长度大的断裂和长度小的断裂具有同样的均匀性，即考虑了断裂的条数和长度对信息权重值，这显然是不合适的。而且该类方法维所作的贡献，因此信息维对于定量研究断不能实现对测量区域的严格等分，因此测量裂构造的空间分布特征具有更强的现实意义。的误差较大。此外，当测量区域较大时，此在目前的实际应用中，测量单个区域内类方法会耗费大量的时间和精力，在实际应[收稿日期]201001—11[改回日期]2010—04—23[作者简介]柯丹(1981一)，男，工程师，核工业北京地质研究院在读博士研究生，从事物化探方法应用及研究工作。E—mail：kedanl

5、125@126．com铀矿地质第27卷用中受到很大的限制。第2类方法的实现借助假如分形中的点落入每只盒子的概率均相等，于计算机，耗费的时间相对较少，但不能实即P，(，一)一1／N(r)，则信息维就等于容量维。现对测量区域的滑动分区测量，此外该类方1．2测量方法流程法的精度和可靠性难以检验。本文提出的快速测量断裂构造信息维值本文提出了一种快速测量单区和多区断的方法，可以对测量区域进行严格的逐次二裂构造信息维的方法，并通过对已知的4种信等分，且能够对整个测量区域进行滑动分区息维图形进行测量来分析该方法的可靠性和测量，从而达到快速和准确测量的目的，它准确度。以某火山岩型铀矿田为例，对该区的实现基于

6、ArcGIS9．2和VisualC++6．0域内的断裂构造信息维进行测量，进而分析软件，具体步骤如下：断裂构造信息维与火山岩型铀矿分布之间的(1)对Shp格式的断裂构造文件进行栅定量关系，从而为建立火山岩型铀矿预测标格化处理，将包含断裂构造的栅格单元值赋志提供新的思路和方法。为大于0的值，而将不包含断裂的栅格单元值赋为一9999。栅格单元大小的确定要以能够1信息维的测量方法严格区分开任何相邻但不相接的两条断裂为1．1信息维的定义准。如图1所示的2条断裂，当采用较大尺寸数盒子法(Box—countingmethod)是一的栅格单元(图la)对其进行栅格化时，两种常用的计算分形图形分维值的实用方

7、法_】，条相邻的断裂就会出现在同一栅格单元中；常常被用于测量断裂的分维值，其实现方法而当采用较小尺寸的栅格单元时(图lb)，不如下：取边长为r的正方形盒子，将分形图形同的断裂将出现在不同的栅格单元中，这样覆盖起来，由于分形图形内部有各种层次的就能够很好地将断裂区分开来；空洞和缝隙，所以有些盒子是空的，而有些(2)根据研究范围的大小，总可以使得盒子覆盖了分形图形的一部分。统计非空盒裁剪出的数据所包含的栅格单元的