巖體中流體包裹體特征的數(shù)字圖像分析.pdf

1、研究巖體滑坡通常從宏觀角度入手，將巖體邊坡在外荷、水等作用下的某一臨界狀態(tài)視為破壞狀態(tài)。傳統(tǒng)研究方法中巖體內(nèi)部一些結(jié)構(gòu)面及其應(yīng)力狀態(tài)難以準(zhǔn)確度量。由于巖體內(nèi)部存在大量結(jié)構(gòu)面，同一巖體中的結(jié)構(gòu)面又形成于不同時(shí)期，通常就成為巖體邊坡穩(wěn)定性的決定因素。各種結(jié)構(gòu)面是地質(zhì)過(guò)程中受外因(如外力、風(fēng)蝕、造山運(yùn)動(dòng)等)與內(nèi)因(如巖體的礦物成份)共同作用下形成的，這些內(nèi)外因素相互交織，共同決定了巖體邊坡的穩(wěn)定性。儀從宏觀角度來(lái)考慮結(jié)構(gòu)面對(duì)巖體受力影響并不能

2、真實(shí)反映巖體本身的變化機(jī)制。探求一種新的方法來(lái)定量確定巖體結(jié)構(gòu)面形成環(huán)境(如形成原因、應(yīng)力大小等)，將是一個(gè)很有意義的課題。 流體包裹體(Fluid inclusion，簡(jiǎn)稱FI)是流體沿巖體裂隙運(yùn)動(dòng)過(guò)程中被礦物捕獲而形成的封閉物質(zhì)，它保存了當(dāng)時(shí)地質(zhì)環(huán)境中各種地質(zhì)地球化學(xué)信息(如壓力、溫度、酸度、鹽度等)。流體包裹體中的物質(zhì)成份是探索、了解相關(guān)地質(zhì)過(guò)程(如成礦作用機(jī)制、流體遷移通道、流體遷移過(guò)程等)的密碼。通過(guò)對(duì)流體包裹體的定性

3、或定量分析，可以獲得解釋地殼及地幔中各種地質(zhì)作用過(guò)程的有用信息，對(duì)研究地質(zhì)過(guò)程及其作用機(jī)制必將有重要的理論意義。賦存流體包裹體的結(jié)構(gòu)面，可稱為流體包裹體跡面(Fluid inclusion plane，簡(jiǎn)稱FIP)。流體包裹體跡面在觀察平面上的投影，可稱為流體包裹體跡線(Fluid inclusion：line，簡(jiǎn)稱FIL)。FIL可以反映巖體結(jié)構(gòu)面的走向與裂縫寬度。 本文從微觀角度出發(fā)，以FI、FIL、FIP為主線，分析了流體

4、包裹體的數(shù)字圖像特征，擬合了流體包裹體跡線、構(gòu)筑了流體包裹體跡面。分析流體包裹體數(shù)字圖像時(shí)，提取了各個(gè)流體包裹體的形態(tài)參數(shù)(流體包裹體面積、形狀、長(zhǎng)短軸等)和幾何參數(shù)(流體包裹體形心坐標(biāo)、長(zhǎng)軸與坐標(biāo)軸夾角等)；同時(shí)，以流體包裹體形心為點(diǎn)集、以包裹體面積為權(quán)函數(shù)、采用最小二乘法擬合了各條流體包裹體跡線；進(jìn)一步，將各條流體包裹體跡線定位到三維空間，將同一個(gè)包裹體跡面的流體包裹跡線用最小二乘法來(lái)構(gòu)成三維曲面；最后，得到了流體包裹體跡面。