三维复杂地质结构模型的InterfaceGrid表达方法

三维地质结构模型是地质空间内地质构造和地质体对象边界的数字化表征模型。随着地质数据矢量栅格一体化集成和地质数据空间查询分析需求增多,构建统一表达地质结构的一体化空间数据模型成为三维地质信息科学领域需要解决的基础性问题之一。针对规则网格、PillarGrid和SBRT模型等难以实现复杂地质结构的精细表达问题,本研究提出InterfaceGrid数据模型,充分考虑地质结构和属性的地下分布具有极强的非均匀性、不连续性和空间多尺度性,且表现出纵向分层特性和多属性场耦合的相关性。基于InterfaceGrid设计理论模型和数据结构,构建统一描述三维地质结构的InterfaceGrid数据模型,实现复杂地质结构的矢量栅格一体化表达。基于GeoAtom地原子理论构建InterfaceGrid的形式化表达框架,提出InterfaceGrid的构建流程,以及基于InterfaceGrid模型设计数据更新和空间查询算法。采用GPU光线投射和自适应采样策略实现地质网格的体可视化和在线浏览,结果显示,与SBRT模型相比较,InterfaceGrid能够更加真实地描述地质边界情况,提高了三维地质结构模型的准确性。在全球岩石圈三维网格化构建应用InterfaceGrid,验证了InterfaceGrid在大规模地质数据组织管理中的适用性,相比较PillarGrid数据量减少约1/3,更加适合基于大数据量的网络地学应用服务。

综合电参数在采煤地区拟建城市区地质结构识别及其评价研究

贵州黔西北地区煤矿资源丰富,因煤矿开采导致城市地下地质结构变化从而引发安全问题。城市地下空间是城市未来发展的重要增长极,拟建城市规划区地下空间地质结构的识别及评价工作极为重要。文中提出基于电场理论、采空区氧化还原环境及煤区地质规律,综合电阻率、电流、自然电位等多个电参数对采煤区拟建城市区地质结构快速识别的方法,并对强风化层、老窑采空区、煤矿采空区等地质结构特征进行评价。取得成果与实地踏勘、已有工程一致,可为城区建设场地地质灾害危险性评价和地下空间开发利用提供重要依据。该方法具有无损、高效、绿色、低成本等优势,值得进一步研究推广。

西湖凹陷木广迎地区断陷层地质结构与油气勘探意义

西湖凹陷是东海陆架盆地内规模最大的富油气凹陷,保俶斜坡带是凹陷内油气勘探的主要地区。近期勘探实践表明,斜坡带深层构造—岩性领域具有良好的勘探前景。开展斜坡带北部木广迎地区深部断陷层地质结构与油气勘探潜力分析,对于明确西湖凹陷构造—岩性领域下步有利突破方向具有重要意义。本文综合利用高精度三维地震和钻井资料,开展木广迎地区精细的构造和层位解释。根据解释结果进行埋藏史—热演化史模拟,并系统分析区内油气地质条件。研究表明,木广迎构造带整体表现为东倾斜坡,北部发育古新统厚度中心;区内发育走向为NE、NNE和NW向的3组断裂,多数断裂的主活动时期为古新世—始新世,活动强度逐渐减弱;木广迎地区现今古新统残留厚度为200~1500 m,暗色泥岩厚度为100~700 m,最厚可达700 m以上,其主体于宝石组沉积时期进入成熟阶段;宝石组内发育大套厚层砂岩,且物性较好,可作为有利储层。研究认为,木广迎地区发育良好的生—储—盖组合和有效的源—储配置,是西湖凹陷斜坡带构造—岩性领域勘探的有利方向。

柠条塔煤矿水文地质结构特征与水害治理模式研究

随着西部煤炭资源的持续高强度开采,矿山所面临的工程与水文地质条件越来越复杂,极易诱发采掘突水溃砂事故,而水文地质结构特征的研究是水害评价和治理的重要基础性工作。本文以陕北榆神府矿区的柠条塔煤矿为例,在对其地质条件和构造发育情况进行系统分析的基础上,从矿区的补给、径流、排泄条件,主要充水水源,矿体与含水层的空间结构关系三个方面对矿山的水文地质结构特征进行了研究。研究发现,地表浅部松散层主要接受大气降水补给,基岩风化带含水层主要接受侧向径流补给。矿井充水水源包括大气降水、地表水、含水层水、老空水和烧变岩水五种,不同煤层根据其埋深、开采厚度、冒裂带发育高度等的不同具有不同的充水水源。基于对矿山水文地质结构特征的分析,认为火烧区下部2-2煤层回采工作面可能存在突水溃砂风险,并设计了两排帷幕注浆孔。注浆治理工程完成后的放水试验结果表明,烧变岩含水层补给量大幅度减小,治理效果显著,可以保障煤层的安全开采,研究成果对榆神府矿区的矿井水害防治及水资源保护具有一定的理论意义和实践意义。

胶西北焦家—三山岛地区三维地质结构

本文利用2232个钻孔及矿山生产坑道资料,焦家—三山岛地区三维地质模型的建模方法和金矿床的三维空间特征,构建了地层、构造、侵入岩、蚀变带及1505个矿体模型,对主要控矿构造与矿体关系进行了三维空间分析,研究了主要矿体的空间分布规律,矿体浅部相对零散,向深部连为一体,规模上有扩大趋势,沿走向上和倾向上无矿间隔较为明显,矿体整体呈现分段富集规律。

渤海湾盆地辽东-渤东凸起构造带地质结构与形成演化

为了明确渤海湾盆地辽东-渤东凸起构造带的形成演化过程与油气的关系,结合研究区最新三维地震数据,详细分析了辽东-渤东凸起构造带的地质结构特征和隆升时间,对比了构造变形特征,确定了隆升时间的差异性,在此基础上建立了辽东-渤东凸起构造带的形成演化模式。研究认为,渤东低凸起受控于伸展断层,辽东凸起受控于早期伸展断层和晚期走滑断层,构造带内除辽东断层以外,各主干断层均在孔店组—沙四段沉积期开始活动,峰值期出现在沙三段和东营组沉积期,馆陶组沉积后断层活动变弱。辽东-渤东凸起构造带从南向北逐渐抬升:渤东低凸起在沙四段沉积末期抬升,辽东凸起南段在沙三段沉积末期抬升,辽东凸起北段在东三段沉积末期抬升。构造演化分为孔店组-沙四段沉积期、沙三段沉积期、沙一二段沉积期、东三段沉积期、东营组沉积末期和现今等6个阶段。构造演化与油气运聚成藏密切相关,辽东-渤东凸起构造带的形成时间早于周缘生烃凹陷主要生、排烃期,有利于油气在凸起带附近聚集。渤东低凸起由伸展断层控制,油气主要在凸起区聚集成藏;辽东凸起由伸展断层与走滑断层共同控制,油气主要在斜坡区聚集成藏。

黄陵断穹北缘盖层岩溶水文地质结构建立及其在深埋长隧洞工程的应用

引江补汉工程是南水北调后续工程,其输水隧洞穿黄陵断穹北缘盖层震旦系至奥陶系碳酸盐岩段线路附近岩溶发育强烈,岩溶突涌水是隧洞建设过程中的重要风险。基于地质测绘及钻探成果,建立区内岩溶水文地质结构,综合岩溶水文地质调查、水文地球化学等多种方法对研究区岩溶地下水系统特征及隧洞突涌水条件进行了分析。结果表明:研究区为多层含水结构,自上而下形成相对应的四个含水系统,不同含水系统地下水循环条件及岩溶化程度不同,钻孔验证了相应条件下的岩溶发育特征。输水隧洞主要在震旦系灯影组(Z2dn)含水系统和寒武系天河板组—石龙洞组(∈1t+sh)含水系统中穿过,相应可溶岩的岩溶发育较弱,围岩以裂隙、溶隙介质为主,隧洞遇岩溶管道产生涌水突泥的风险较小。但存在断层导通上部寒武系上统—奥陶系下统(∈3+O1)含水系统而发生涌水突泥的可能。研究成果可为工程设计提供重要依据,研究思路与方法亦可为同类工程提供借鉴。

矿区地质结构对环境影响的定量评估

随着工业化进程的加速,矿业活动对环境造成的影响日益显著,这种影响主要表现在水体污染、土壤退化、生物多样性减少等多个方面。矿区的地质结构,涵盖其岩石类型、地层组成和断层分布,对于确定开采过程中产生的环境风险至关重要。对矿区地质结构对环境影响进行准确的定量评估,对于制定有效的环境保护和修复策略具有重要意义。目前,虽然存在多种环境影响评估方法,但这些方法往往缺乏对矿区特定地质结构影响的深入考虑,导致评估结果不够精确或难以适应不同矿区的具体情况。本研究旨在通过优化现有的评估模型和方法,更准确地量化矿区地质结构对环境的影响,为环境管理与政策制定提供科学依据。

深部地质结构对成矿规律影响的地压监测分析

本研究深入探讨了深部地质结构与成矿规律之间的关系,并重点分析了地压监测在理解这一关系中的作用。首先,研究着重于深部断裂、岩浆活动和成矿物质来源等因素对矿床形成的影响。接着,通过地压监测技术,揭示了应力场特征、断层活动和深部流体活动等深部地质构造信息。最后,本研究基于地压监测数据,深入分析了断裂带定位、岩浆活动、成矿物质迁移和深部地质结构变化对采矿策略的影响,为矿产资源的有效开发提供了理论指导和技术支持。

深部地质结构对矿产资源形成与勘查的影响研究

本文探讨了深部地质结构对矿产资源形成与勘查的重要性,并分析了其在多个层面复杂而深远影响。首先,深部地质结构通过构造活动、断层和褶皱等过程,直接控制矿床的分布和类型,为矿床的形成提供了关键通道。其次,深部地质结构对矿物成因产生深刻影响,不同的深部环境导致不同类型的矿床形成,为理解矿物资源的生成机制提供了重要线索。深部地质结构的研究不仅有助于更好地利用已知矿产资源,还为新的矿床发现提供了线索,促进了矿业的可持续发展。因此,深部地质结构在整个矿产资源领域扮演着关键的角色,对于提高勘查和开发效率,实现可持续利用地球资源具有战略重要性。

矿床地质结构对广域电磁法压裂监测精度的影响研究

对广域电磁法压裂监测精度的影响,文章以金属矿床地质结构为研究对象。基本原理分析和应用研究体现在广域电磁法在此领域内的具体执行情况。金属矿床地质结构分类及特性探讨,聚焦到了地质结构对电磁波传播特性所产生影响上的剖析。实验结果验证了监测数据被地质结构影响后所表现出来的效果,从而提出优化策略将检测精度进行提升操作,直接展示了地质结构完善与改良,可以有效加强广域电磁法在金属矿床压裂监测方面能力和可靠系数。

多尺度地质结构分析在矿产勘查中的应用探索

本文探讨了多尺度地质结构分析技术在矿产勘查中的应用及其重要性。多尺度地质结构分析通过整合不同尺度的地质数据,提高了矿产资源预测的准确性和效率。首先,我们概述了地质结构的基本概念及其在矿产勘查中的作用。随后,详细分析了多尺度分析技术的具体方法,包括地面地质调查、遥感技术、以及地球物理方法的综合应用。研究表明,通过对地质结构多层次、多角度的分析,可以更有效地定位矿体位置,识别潜在的矿化区。最后,本文通过几个实际案例验证了多尺度分析在提高矿产勘查成功率中的应用价值。

二维电阻率成像法在沙颍河流域工程地质结构测绘中的应用

沙颍河流域地质结构比较复杂,研究区域的岩性包括冲积层、火山灰和花岗岩等。在研究区域发现的地质接触、断层和断裂带可以表明这个区域发生过的地质演变过程。为了研究这些重要的地质特征,二维电阻率成像方法得到进一步拓展和研究。该方法可以描绘出地质结构的地下图像。文章的研究包括对三条不同长度的独立调查线路的勘测。使用偶极子阵列和10m的电极间距进行调查。本研究的目的是确定地下地质接触情况,并确定接触带处是否存在断层或者断裂带。二维电阻率成像方法反演剖面的结果成功地表征了断层、接触面和裂缝等地质构造的类型。结果表明二维电阻率成像方法的结果可以用于绘制沙颍河流域的地质线形。

地球的工程地质结构——内容、成因、判别标志及空间分布(英文)

文中定义了“工程地质结构”这一术语,讨论了其内容、成因、判别标志与依据、谱系分类及全球实际系列,并对全球及各大洲的超巨型、巨型、大型、中型工程地质结构的分布规律进行了描述。

四川盆地乐山—龙女寺古隆起地质结构及构造演化

乐山-龙女寺古隆起位于四川盆地中西部,紧邻龙门山构造带。古隆起的地质结构及构造演化对陆内变形和油气勘探具有重要的意义。利用最新的高分辨率地震和探井资料,结合盆地周边的露头资料,对乐山-龙女寺古隆起的地质结构进行了研究。其结果显示:乐山-龙女寺古隆起地质结构在整体上构造变形较弱,仅在龙门山前和龙泉山地区变形相对较强;剖面上存在多套滑脱层,具有上、下分层变形特征。通过地震剖面精细解释,并利用平衡剖面技术,分析了古隆起的构造演化。研究认为乐山-龙女寺古隆起受基底隆起控制、具有一定继承性,经历了多期同沉积隆起兼剥蚀过程,形成于前二叠纪,随后经过印支运动、燕山运动及喜马拉雅运动的调整改造最终定型;其构造演化经历了雏形阶段、发展阶段、强烈隆升剥蚀阶段、稳定埋藏阶段、川西前陆盆地发育阶段以及调整定型阶段,主要受基底和分层滑脱系统2方面因素的影响。

库车坳陷的地质结构及其对大油气田的控制作用

库车坳陷是在晚二叠世之前的古生代褶皱基底上历经晚二叠世-三叠纪的前陆盆地、侏罗-古近纪的伸展坳陷盆地和新近纪-第四纪陆内前陆盆地的演化而形成的。基底中的软弱层、侏罗系煤层和古近系库姆格列木组与新近系吉迪克组膏盐(泥)岩构成了自山前向盆地内部逐渐抬升的滑脱面,与自山前向盆地内部逐渐趋缓的地表面构成楔形体。该楔形冲断体的内部结构具有"垂向分层、横向分带与纵向分段"特点,NW向的阿瓦特-喀拉玉尔滚和NE向的库车横向构造转换带将其分割为乌什、拜城与阳霞3个构造区段。构造层发育特点决定了库车坳陷发育三叠-侏罗系的区域展布的有效烃源岩和(侏罗系、)白垩系-第三系储盖组合;分层变形特点导致盐下层形成叠瓦冲断构造组合,冲断层成为油源断层;叠瓦式的冲断层相关褶皱背斜组合导致了复式天然气聚集区带的形成,即在大北-克拉苏式的构造带上每一冲断层相关褶皱背斜带独立成藏,复合连片形成复式油气聚集(区)带,目前拜城北、克深、克拉苏背斜带已呈现这种趋势;撕裂断层则决定着构造带上具体的油气富集区段。库车坳陷油气资源丰富,地质结构特点决定了不同类型油气田分布的分区性。

松辽盆地深层地质结构及致密砂砾岩气勘探

基于全盆地野外露头、钻井、地震资料及地球化学分析数据,研究了松辽盆地深层地质结构特征、断陷基本地质规律、沙河子组致密气成藏地质条件及下步勘探方向。通过系统对比分析,明确盆地深层地质结构表现为下断上坳的双层结构,断陷期以断裂或地层超覆与隆(凸)起为界、由隆(凸)起相互间隔的断陷独立发育。与断陷形成演化相关的断裂可分为区域深大断裂、基底控陷断裂和洼内次级断裂3类,阐明了3类断裂在断陷群形成演化中的作用。结合区域构造和盆地演化特征分析,明确致密砂砾岩气、火山岩和基岩潜山等3大勘探领域,沙河子组致密砂砾岩气是目前最具勘探前景的战略新领域。在沙河子组基本石油地质特征分析基础上,提出砂砾岩是沙河子组碎屑岩储集层优势岩类,母岩成分、沉积结构、沉积相带及成岩作用是砂砾岩有利储集层主控因素。沙河子组气藏属典型自生自储型,发育岩性和构造两种气藏类型,陡缓两带有利沉积相带控制储集层展布、岩性圈闭形成及气藏规模,断陷内部次级断裂控制构造圈闭的形成及天然气的富集。通过综合评价优选出7个沙河子组致密砂砾岩气勘探最为现实的断陷。

江西相山火山盆地地质结构研究:来自大地电磁测深及三维地质建模的证据

江西省相山火山盆地是我国第一大、世界第三大火山岩型铀矿田,其西部牛头山一带铀矿勘探中发现深部有大垂幅的Pb-Zn-Ag矿化.60多年来,以该矿田为对象开展的研究取得了一系列丰硕成果,但对火山机构的认识仍不确定.我们采集了涵盖该火山盆地主要地质体的1386块钻孔岩芯标本和243块地表岩石标本,开展了电阻率、磁化率、密度等物性参数测量,并在火山盆地中施测了19条MT剖面(2条骨干剖面和17条精细剖面),对3000 m以浅主要地层、岩体和断裂带等目标地质体的三维展布特征进行了解译和三维建模.研究结果表明:(1)相山火山盆地具有变质岩-花岗岩双基底.基底变质岩系顶界面表现为南北分带(三隆间两凹)和东西分块(两垒夹一堑)的三维地质格局;南西部有加里东期花岗岩侵人,具有似层状的空间展布特征;盆地基底变质岩系与上覆火山-沉积岩盖层之间呈连续的水平低阻异常带,不整合界面清晰.(2)打鼓顶组火山岩呈似层状产出,主要分布于盆地西部;在河元背一船坑一杏树下一带识别出近东西走向厚层的流纹英安岩凹槽,相山铀矿田西部探明的主要铀矿床分布在该凹槽内或其边缘.鹅湖岭组火山岩总体形态呈蘑菇状,在盆地中部厚度较大.在相山主峰半径约2 km的范围内,发现自下而上贯通式的低阻异常,推测是鹅湖岭组碎斑熔岩喷发的通道相(火山颈相),其火山颈呈陡立管状,深部向南东倾伏,浅部向南东撒开.后期花岗斑岩呈岩墙-岩床组合状,总体构成一个向西开口的环形岩体.打鼓顶期主要岩浆通道位于相山顶一巴山之间,次岩浆通道位于河元背;鹅湖岭期火山活动主岩浆通道也位于相山顶一巴山之间,次岩浆通道位于河元背、阳家山(芙蓉山)、严坑和柏昌.(3)火山盆地中断裂构造发育,MT测量结果显示存在7条北东向、4条北西向和1条南北向格架性断裂构造(其中一条新发现的北东向断裂隐伏于白垩纪红盆之下),盆地北部发育1条弧形火山塌陷构造,表现为大规模延续的低阻异常带.

洛塔表层岩溶带水文地质特征及其水文地质结构类型

在简述洛塔地区自然地理、岩溶及水文地质基本特征的基础上,对区内表层岩溶带的水文地质特征及表层岩溶带水文地质结构进行了较详细的分析和论述。提出了查明表层岩溶带水文地质结构是研究表层岩溶带水文地质子系统调蓄能力的关键所在的观点。根据表层岩溶带的水动力条件类型、含水空间结构类型、碳酸盐岩类型及第四系土层覆盖情况,将区内表层岩溶带水文地质结构划分为12个具体类型。并对各表层岩溶带水文地质结构类型的主要水文地质特征、调蓄能力及其地下水的开发利用条件等进行了简要的评述。

矿山水文地质结构及其采动响应

本文以谷德振先生创立的岩体工程地质力学理论为指导,在水文地质结构概念的基础上提出了矿山水文地质结构的概念,结合我国煤矿的宏观地质背景及矿山水害的研究基础,基于矿山水文地质结构对矿山水害类型进行了重新划分。从突水水源、导水通道以及采掘活动3个致灾危险源出发,结合矿山突水溃砂灾害、底板突水实例,对矿山水文地质结构的采动响应进行研究,为矿山水害防治和矿山安全地质工作提供了一种新的思路和途径,显示了岩体工程地质力学在煤矿水文地质工程地质研究中的重要指导作用和强大的生命力。