【摘要】：為分析礦區(qū)活動(dòng)斷裂分布特征及與動(dòng)力現(xiàn)象之間的關(guān)系,以礦區(qū)地貌形態(tài)為研究背景,基于地質(zhì)動(dòng)力區(qū)劃活動(dòng)斷裂劃分方法,運(yùn)用多重分形理論對(duì)木城澗礦、大安山礦、平頂山十二礦和老虎臺(tái)礦Ⅴ級(jí)活動(dòng)斷裂劃分結(jié)果進(jìn)行多重分形計(jì)算.研究結(jié)果表明:4個(gè)礦區(qū)斷裂體系在較大尺度上都滿(mǎn)足標(biāo)度不變性,空間分布屬于多重分形分布,其多重分形譜呈右鉤狀,廣義分形維數(shù)D_q與礦山動(dòng)力現(xiàn)象正相關(guān),特征參數(shù)Δf(α)與廣義分形維數(shù)D_q綜合起來(lái)能夠宏觀(guān)評(píng)估礦區(qū)動(dòng)力環(huán)境.建立基于廣義分形維數(shù)與特征參數(shù)的礦區(qū)動(dòng)力環(huán)境等級(jí)判定準(zhǔn)則與評(píng)估方法,并實(shí)現(xiàn)對(duì)以上4個(gè)礦區(qū)的動(dòng)力等級(jí)評(píng)估,為礦山資源開(kāi)采提前了解區(qū)域斷裂內(nèi)在特征及礦區(qū)動(dòng)力環(huán)境特征提供宏觀(guān)指導(dǎo)方向.
【圖文】：

遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）第36卷遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版)網(wǎng)址：http://202.199.224.158/http://xuebao.lntu.edu.cn/792作中，采用全部或幾種方法綜合進(jìn)行.針對(duì)本次研究，對(duì)中國(guó)地形地貌比較復(fù)雜的幾個(gè)礦區(qū)進(jìn)行了Ⅰ～Ⅴ級(jí)斷裂構(gòu)造劃分，由于篇幅限制，這里只列出與礦山工程活動(dòng)直接相關(guān)的京西礦區(qū)木城澗礦和大安山礦、平頂山礦區(qū)十二礦以及撫順礦區(qū)老虎臺(tái)礦Ⅴ級(jí)活動(dòng)斷裂劃分結(jié)果，見(jiàn)圖1.圖1礦區(qū)Ⅴ級(jí)斷塊Fig.1Ⅴclassblocksinminingarea3多重分形結(jié)果及與動(dòng)力現(xiàn)象關(guān)系3.1多重分形計(jì)算結(jié)果礦區(qū)Ⅴ級(jí)斷裂分形計(jì)算選取3個(gè)單元尺度ε為4.8km、2.4km和1.2km.計(jì)算中，q取2～17的整數(shù).圖2為木城澗礦、大安山礦、平頂山十二礦和老虎臺(tái)礦劃分尺度ε與求解配分函數(shù)χq(ε)的雙對(duì)數(shù)曲線(xiàn)，可以看出lnε與lnχq(ε)之間都滿(mǎn)足較好的線(xiàn)性關(guān)系，說(shuō)明4個(gè)礦區(qū)在計(jì)算尺度上滿(mǎn)足標(biāo)度不變性.計(jì)算16個(gè)q值（q為2～17的整數(shù)）配分函數(shù)、Renyi指數(shù)τ(q)、廣義分形維數(shù)Dq、奇異指數(shù)α(q)、分維譜f(α)值以及多重分形譜，見(jiàn)圖3～圖5.計(jì)算結(jié)果表明：當(dāng)q取2～17時(shí)，由配分函數(shù)求得木城澗礦、大安山礦、平頂山十二礦和老虎臺(tái)礦Renyi指數(shù)τ(q)分別為1.795～23.569、1.681～22.131、1.858～27.393和1.738～24.088，并隨q值單調(diào)遞增，Renyi指數(shù)按從大到小排序?yàn)槭V>老虎臺(tái)>木城澗>大安山；由τ(q)函數(shù)計(jì)算得出木城澗礦、大安山礦平頂山十二礦和老虎臺(tái)礦廣義維數(shù)Dq分別為1.473～1.795、1.383～1.682、1.712～1.858和1.506～1.738，在此范圍內(nèi)的Dq值單調(diào)遞減；從得出的木城澗礦、大安山礦平頂山十二礦和老虎臺(tái)礦多重分形譜曲線(xiàn)獲知4個(gè)礦區(qū)奇異指數(shù)α分別為為1.379～1.749、1.308～1.556、1.647～1.797和1.425～1.63

第8期陳學(xué)華，等：礦區(qū)活動(dòng)斷裂多重分形特征及與動(dòng)力現(xiàn)象關(guān)系遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版)網(wǎng)址：http://202.199.224.158/http://xuebao.lntu.edu.cn/7933.2與動(dòng)力現(xiàn)象關(guān)系分析及動(dòng)力環(huán)境評(píng)價(jià)由多重形分理論可知，只有當(dāng)廣義維數(shù)D2=D3=D4=···=D∞時(shí)，，才是簡(jiǎn)單分形，而這里D2>D3>D4>···>D∞，所以，4個(gè)礦區(qū)活動(dòng)斷裂空間分布都具有多重分形結(jié)構(gòu)，當(dāng)q>17以后，廣義維數(shù)曲線(xiàn)基本水平，說(shuō)明此后的Dq變化很小，可以粗略的認(rèn)為D∞=D17.實(shí)際上，活動(dòng)斷裂的多重分形特征正是它長(zhǎng)久演化過(guò)程的映射，活動(dòng)斷裂發(fā)育起初，它的盒計(jì)數(shù)維數(shù)為比1稍大一點(diǎn)的一個(gè)數(shù)，表現(xiàn)的是三維空間中的二維特性，但斷裂演化過(guò)程促使其分維值逐漸增大，所以可以將廣義維數(shù)作為活動(dòng)斷裂發(fā)育程度及空間分布復(fù)雜程度的一個(gè)判定參數(shù)，進(jìn)而明確活動(dòng)斷裂是否處于其發(fā)育的活躍期，對(duì)礦山動(dòng)力現(xiàn)象預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)具有一定的宏觀(guān)指導(dǎo)作用.廣義維數(shù)較大的區(qū)域，常是活動(dòng)斷裂發(fā)育程度較高的區(qū)域，也是應(yīng)力集中或釋放程度高的區(qū)域.

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