活断层上覆盖层中氡迁移的数值模拟及反演拟合

论文摘要

氡作为深部信息的指示元素,在活断层调查中广泛使用。采用土壤氡气测量能够勘查活断层的位置,走向,倾向,并对活断层的活动性做出定性或半定量的评价,这对于城市小区裂度区划与工程地震评价提供重要信息。但这种评价存在不确定性,有较大的偏差性,有随机性等缺点。本文针对存在的问题,系统地、全面地分析了活断层的地质特征及氡在覆盖层中的迁移机理,进而建立活断层上覆盖层中氡迁移的地质-物理模型,以扩散-对流作用推导出在覆盖层中的氡迁移二维微分方程,采用有限差分方法求解二维微分方程的数值解,并计算了几种主要存在形式的活断层上覆盖层中氡浓度分布。通过二维断面氡浓度等值线图和一定深度横切断层剖面曲线,了解了直立或近直立断层,倾斜断层,地堑断层,断裂带或破碎带上覆盖层中氡浓度的分布特征,并讨论了影响氡浓度分布特征的因素,为进一步反演解释奠定了基础。论文由数值模拟结果定性和半定量地解释了确定断层的位置、走向、倾向、宽度、埋深的方法,并对活断层的活动性的评价及活断层的动态监测给出了依据。论文根据已知活断层上的实测土壤氡浓度测量曲线反演拟合出了断层参数——断层的宽度,断层的深度,断层的浓度,实现了活断层参数的定量反演,具有突破性。在已知断层上反演结果与其它方法测量结果对比,反映了反演拟合方法具有解释精度高,准确性强的优点。

论文目录

• 提要
• Summary
• 第1章 绪言
• 1.1 研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 存在的问题
• 1.4 研究内容
• 1.5 研究成果与创新
• 第2章 活断层的地质特征
• 2.1 活断层的定义
• 2.2 活断层的标志
• 2.3 活断层分类
• 2.4 活断层剖面地质特征
• 2.5 小结
• 第3章 活断层上覆盖层中氡异常形成的机理
• 3.1 氡及母体在地壳中的存在形式
• 3.2 活断层上覆盖层中氡异常的形成
• 3.3 活断层上覆盖层中氡异常形态特征
• 3.4 活断层上覆盖层中氡迁移相关参数
• 3.5 小结
• 第4章 无限岩（矿）层上均匀覆盖层中氡迁移的二维数值模拟
• 4.1 地质-物理模型
• 4.2 数学模型
• 4.3 基于有限差分的氡浓度微分方程边值问题的求解
• 4.4 氡浓度在土壤中的分布特征
• 4.5 讨论
• 4.6 小结
• 第5章 直立或近直立活断层上覆盖层中氡浓度迁移的二维数值模拟
• 5.1 地质-物理模型
• 5.2 数学模型
• 5.3 氡浓度分布特征
• 5.4 讨论
• 5.5 小结
• 第6章 倾斜活断层上覆盖层中氡浓度迁移的二维数值模拟
• 6.1 地质-物理模型
• 6.2 数学模型
• 6.3 基于有限差分的氡浓度微分方程边值问题的数值计算
• 6.4 倾斜断层上覆土壤层中氡浓度的分布特征
• 6.5 讨论
• 6.6 小结
• 第7章 活断层上覆盖层中氡浓度异常的定性解释
• 7.1 断层位置的确定
• 7.2 断层走向和倾向的确定
• 7.3 断层宽度的确定
• 7.4 断层埋深的确定
• 7.5 断层活动性判断依据
• 7.6 活断层动态监测的依据及地震预报
• 7.7 小结
• 第8章 活断层上覆盖层中氡浓度异常的反演拟合
• 8.1 反演拟合的基本思想
• 8.2 反演拟合中参数的确定
• 8.3 已知断层实测剖面反演拟合
• 8.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 摘 要
• Abstract
• 攻博期间发表的学术论文及科研成果