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地震研究的深入和地下流体学科的发展,需要更多计算机软件技术的支撑发展。通过地质信息可视化可以提高人们对复杂、抽象地学现象的空间感知、理解和分析能力。本文进行了流体地球化学方法原理探讨,经过程序编写生成了可视化操作界面。作者选取应用性较广的地下水地球化学方法和断层气数据分析手段作为开发,加入了PDEtool工具箱用于氡迁移的数值模拟,丰富了断层气的理论研究。可视化软件的实例应用,从地下水、断层气实测和数值模拟三个方面入手,进行探讨与研究。本文研究结果如下:(1)可视化分析系统由地下水和断层气两个部分组成。地下水分析的组分主要有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-、Cl-、SiO2和氢氧同位素(D(2H)、18O)。地下水分析界面主要由冷热水混合模型、水化学分类、水循环、氢氧同位素和水-岩平衡五个子界面组成,每个子界面主要由数据处理、图形绘制和图形窗口三部分组成。以汞、氡为主要分析对象的断层气可视化界面,分实测应用和理论(数值模拟)两部分。实际应用板块主要是一般测线的汞、氡浓度曲线图绘制界面和用于场地试验分析的空间异常分布图绘制两个子界面组成。理论板块是氡迁移规律的数值模拟,基于PDEtool工具箱完成。(2)地下水界面应用方面,以武山、街子和清水温泉水为实例研究对象。初步分析了温泉水水质类型、补给来源、水-岩平衡状态以及循环深度,并讨论了温泉水深循环对地震活动性的影响。研究表明温泉水均为大气降水成因,其水化特征受围岩的控制作用,水-岩反应达到部分平衡。地下水循环深度较浅的武山温泉和街子温泉,为Na-HCO3·SO4·Cl水化学类型,所处断裂地震活动频繁;地下水循环深度较深的清水温泉,水化类型属于Na-SO4·Cl,所处断裂地震活动性弱。(3)利用可视化界面,对合作Q3逆冲断裂、西秦岭北缘断裂的断层气测量数据进行了分析处理,绘制了汞、氡曲线图。合作的测线和西秦岭北缘断裂的测线均有汞、氡单点或多点异常同步出现或准同步出现的现象。合作测线的曲线异常表现为多峰、锯齿状形态,异常区段宽度大,为低倾角逆冲断裂性质。西秦岭北缘断裂的测线,均表现为异常峰值个数少、异常带宽度窄等特点,为高倾角走滑断层性质。根据断层气异常强度对比研究,能够对西秦岭北缘断裂活动性分段进行初步判断:次级断裂黄香沟、漳县、武山段具强活动性,天水、锅麻滩段具弱活动性;五条断裂的活动强度大小顺序为武山断裂>漳县断裂>黄香沟断裂>天水断裂>锅麻滩断裂。(4)本文基于前人提出的氡迁移二维偏微分方程与相应的边界条件,建立内部含裂隙、裂隙系-断层带和非均质三种覆盖层物理模型,在Matlab平台上运用偏微分工具箱(pdetool)与非线性求解函数(pdenonlin)对模型求解以及模拟覆盖层中氡迁移。通过对三种模型的模拟结果分析,分别解释了地表氡异常点与断层带位置不同步现象、覆盖层厚度对氡浓度曲线形状的影响以及土壤结构性质对氡异常强度和异常形态的影响。应用实例的分析结果表明,地下流体地球化学方法可视化分析系统,是一款专业技术性强,界面友好,使用灵活,维护方便的地下流体专业应用软件。该系统汇集了前人研究的地下流体专业在地震学中的应用比较成熟的技术成果,为地震前兆观测和地下流体学基础研究提供了重要的技术支撑,具有良好的应用前景。