构造弱变形区自动有限应变测量——以石英砂岩为例.pdfVIP

第 20卷第 2期 地 质 力 学 学 报 Vo1．2ONo．2 2014年 6月 JOURNALOFGEOMECHANICS Jun．2014 文章编号 ：1006~616 (2014)02-0159-06 构造弱变形 区 自动有限应变测量 — — 以石英砂岩为例 崔 敏 ，蔡 佳 (中海油研究总 院，北京 100027) 摘 要 ：有限应变测量是研究岩石变形特征 的重要研究内容。为 了提高岩石有限应 变测量的精度与速度 ，改变手工测量岩石有 限应变耗时、枯燥的状况，应用多重 图 像限制 的自动种子区域生长算法，以大青 山地 区为例 ，对如变形 区内的石英砂岩有 限应变进行 了自动测量。该算法综合多个图像、利用色彩信息，不需要特殊设备 即 可对颗粒进行 自动识别。算法还在叠加后的图像 中，应用 了修 改的Canny边缘检测 算法增强颗粒边界与内部 的对 比度。识别结果与手工测量的颗粒，在质心坐标 、面 积、长轴、短轴、有 限应变测量方面具有很大的相似性。 关键词 ：构造变形；应变测量 ；多图像 ；石英砂岩； 自动化方法 中图分类号：P551 文献标识码 ：A 岩石有限应变测量作为定量化研究岩石变形的重要手段 ，在构造地质学研究中扮演着重 要 的角色。由于其工作量大、工作时问长 、枯燥等问题 ，使得在进行大区域应变分析时，采 样密度偏低 ¨。近些年 ，对颗粒边界进行识别的方法逐渐被引入到岩石有 限应变测量工作 中。它们主要集中于边缘检测和单个 图像 的处理上 。通过灰度图像边缘检测产生的结 果 ，不能直接应用于应变测量 ，而且受到特殊 的设备 、前期或者后期 的图像处理 ’等限 制。在单个图像中，当颗粒之间颜色差别 比较大时，区分颗粒 比较容易；而当边界颜色较 暗、与颗粒相近，或在消光位时，将无法把需要测量的颗粒与其他颗粒进行区分。同时矿物 存在波状消光也使得单个 图像 的识别更加 困难。多重 图像 限制 的 自动种子 区域生长算法 (MultiplyImagesConstrainedAutomatedSeededRegionGrowing，MICASRG)利用正交偏光显微 镜下石英砂岩薄片不同角度的干涉图像进行 图像综合增强 ，然后修改 CASRG算法…，对综 合 图像进行识别 ，获得了较详细的颗粒信息。此外 ，该方法的后期工作不需要人工干预 ，可 直接获得各个颗粒的几何参数用于应变测量。 1 原理与方法实现 多重图像种子约束 自动区域增长是将偏光显微镜下同一视域 内，不同消光位置 的多个图 像进行综合 ，然后根据种子约束 自动区域增长的方法对综合后的图像进行识别 ，达到获得尽 收稿 日期 ：2014-02-21 基金项 目：国家科技重 大专项项 目 (2011ZX05023-001) 作者简介：崔敏 (1981-)，男 ，山东青岛人 ，工程师 ，现从事构造地质研究工作 。E．mail：cuimin800@163．corn 第 2期 崔 敏等 ：构造弱变形区 自动有限应变测量 163 2．2 岩石有 限应变测量结果的比较 目前存在很多岩石有限应变测量 的方法 ，本文应用 Rr／ 法 (R为变形后椭 圆轴 率， 为初始椭圆与变形椭 圆之间的夹角)，分别对 2组数据进行 了岩石有 限应变测量 ，并 得 出了相似的结果 (见表 1)。表 1中长轴方向差别 比较大，这是由颗粒本身应变量 比较小 引起的。长短轴差别较小 ，使得手工描图无法准确地判断长轴方 向，从而造成长轴方位识别 上 的困难 。 表 1 两组数据的 R／ 法岩石应变测量结果 Table1 Resultsoffinitestrainestimates(R ／『)basedontwosetsofdata 注 ：R为应变椭圆轴