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。

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。

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。

二维地震精细探测雄安新区3000 m以浅地质结构

对雄安新区重点调查区二维地震勘查资料进行处理、解释和综合研究,总结雄安新区3 000 m以浅深度范围内主要地层顶底板埋深、接触关系和断裂构造空间展布特征。研究认为,雄安新区重点调查区3 000 m以浅地层层序发育中元古界蓟县系等16套地层和容城断裂、容南断裂、徐水断裂等9条断裂,断裂隐伏于地表之下,均为高角度正断层,走向以北东向为主,控制着研究区隆凹格局和第四系下更新统、新近系、古近系、中生界、青白口系、蓟县系的空间分布。

地球物理方法在城市地质结构精细化探测中最优方法组合研究——以成都市天府新区为例

【研究目的】成都市天府新区属于典型的西南红层地区,其地层结构呈泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、砂岩互层结构,不同岩性之间的物性差异相对较小,研究浅部地质结构探测方法,有利于实现城市三维精细地质模型的建立。【研究方法】本文在成都天府新区4个典型试验区,采用多种新的和传统的地球物理方法开展了地质结构精细探测试验。【研究结果】地质雷达、三分量频率共振具有较高的分辨率,其次是浅层地震勘探、高密度电阻率法、等值反磁通瞬变电磁法、微动勘探;地质雷达和等值反磁通瞬变电磁抗干扰能力最强,浅震、三分量共振、微动勘探受城市噪音干扰比较严重;采用地质雷达、三分量频率共振、高密度电阻率法、等值反磁通瞬变电磁法、浅层地震、微动勘探等方法进行组合探测,可以获得由浅至深不同深度范围内的地质结构分层。【结论】通过对比分析每种方法的探测深度、分辨率、抗干扰强度、施工效率和经济成本,形成了适应于成都市天府新区不同工况、不同探测深度的地质结构精细探测地球物理方法最优组合方案。

石钱滩凹陷地质结构及构造演化

准噶尔盆地石钱滩凹陷大井1石炭系巴山组发育天然气藏(胡自龙等,2019),钱1井二叠系平地泉组发育致密油藏(王越等,2021),整体具有较大的勘探潜力。前人针对石钱滩凹陷开展了古生物、古气候以及沉积体系方面的研究,而关于凹陷地质结构以及构造演化规律的研究较少,导致关键成藏要素以及油气有利聚集区不明确,严重制约了油气勘探部署。

涠西南凹陷D洼复杂地质结构成因及成藏主控因素

D洼是涠西南凹陷又一个被证实的富生烃次洼,但地质结构复杂,对其成因演化规律及油气成藏富集规律的认识,直接影响着对下步勘探实践的指导。该文立足对D洼地质结构的解剖,从区域构造运动、应力演化机制方面进行分析,明确了不同构造单元的断裂演化特征以及油气成藏主控与富集因素的差异,认为古隆背景、断砂输导与封堵等要素对W油田涠洲组油气成藏起主要控制作用,进而指明D洼的缓坡带与陡坡带是涠洲组与流沙港组油藏勘探的有利区,而洼槽带具备隐蔽油藏与页岩油的勘探潜力。该研究对下步研究攻关与勘探方向选择具有大的指导意义。

雄安新区工程地质层组划分、三维地质结构构建及其在城市规划建设中的应用

【研究目的】为了规范雄安新区工程地质层组划分,构建三维工程地质结构模型,更好地进行工程地质与岩土工程资料交流与利用。【研究方法】本文以雄安新区工程地质调查资料为基础,阐述了雄安新区第四纪地层特征,进行了工程地质分区,划分了100 m以浅地层工程地质层组,分析了各层组的空间分布规律及其工程特性;构建了三维工程地质结构模型,探讨了其在城市规划建设中的应用。【研究结果】雄安新区全新世地层底板埋深一般7~16 m,晚更新世地层底板埋深一般50~60 m,中更新世地层底板埋深一般70~80 m,早更新世地层底板埋深约140~190 m;可将雄安新区工程地质区划分为冲积—洪积平原工程地质亚区、冲积—湖积平原工程地质亚区和冲积平原工程地质亚区;100 m深度范围内地层可划分18个工程地质层组,其中(1)^(4)层为全新统(Q_(h)),(5)~I1层为上更新统(Q_(p)^(3)),I2~I5层为中更新统(Q_(p)^(2)),I6~I8层为下更新统(Q_(p)^(1)),构建了研究区三维工程地质结构模型,能够直观地展示雄安新区地下100 m范围内各层组的空间分布规律与结构特征。【结论】通过划分工程地质层组,建立三维工程地质结构模型,可服务于雄安新区顶层规划设计、场地稳定性和工程建设适宜性评价、天然地基和桩基持力层选择、城市地铁隧道选线施工等,为高标准高质量建设雄安新区提供了重要的地学依据。

渤海湾盆地廊固凹陷杨税务潜山带地质结构与构造演化

杨税务潜山带位于渤海湾盆地廊固凹陷东部的河西务构造带内,整体呈NE向展布,由3个平行斜列的潜山组成,属于典型的断块掀斜型潜山,经历多次构造运动的改造作用,地质结构复杂。目前对杨税务潜山带形成演化过程研究程度较低,因而厘定杨税务潜山带的构造演化阶段有助于分析构造对油气运移、储层改造以及油气成藏的控制作用,为后续进一步明确有利勘探方向奠定基础。本次研究通过研究区内的钻井和地震资料,对杨税务潜山带的断层发育、构造层的划分进行了详细研究;运用平衡剖面技术揭示了杨税务潜山带的构造演化过程。结果表明,研究区共发育6套构造层,即:基底构造层、中—新元古界构造层、下古生界构造层、石炭—二叠系构造层、古近系构造层和新近系—第四系构造层。构造演化分析结果表明:印支期,在SN向挤压应力的作用下,杨税务地区形成了近EW向的古隆起;燕山运动中,古隆起发生旋转并抬升遭受剥蚀;在喜马拉雅期发生构造反转,大兴断层的强烈活动使廊固凹陷进入断陷阶段,随着河西务断层的发育,古隆起被分割为杨税务潜山和泗村店潜山两部分,位于下盘的杨税务潜山被拉断成如今3个潜山平行斜列的潜山带。本次对杨税务潜山带地质结构、构造演化以及构造的控藏作用的研究,为后续类似隐蔽型潜山油气藏研究提供了案例与参考。

城区地下不同地质结构地球物理综合方法应用探索

以往城市地下空间探测主要采用钻探结合以电阻率方法为主的传统电法勘探,但钻探施工成本高且破坏性较大,传统物探精度相对较低。为建立基于物探探测精度和经济性的综合方法组合模式,本文在综合分析前人相关研究基础上,选择了传统电法中的高密度电法、浅层地震中的面波法和地震映像法、国内新兴的SSP地震散射波法,检验其在铁路顶管、疏松体、地下空洞等城市浅层地下目标体探测中的应用效果。通过城区地下不同地质结构地球物理综合方法应用探索,取得主要结论与成果有:(1)总结了不同地质条件下各方法的优点及局限性;(2)建立了不同工况下基于经济性和探测精度的可参考物探组合模式。研究成果一方面有助于提升城市浅部地下空间探测精度,具备可转化应用的较大经济价值;另一方面作为相对前沿和系统的方法有效性研究,对推动城市地球物理发展具有重要意义。

塔里木盆地深层地质结构特征与资源潜力

为查明塔里木盆地深层地质结构特征,预测深层油气资源潜力,中国地质调查局油气资源调查中心联合中石油、中石化及相关科研院所开展了盆地骨干地震大剖面拼接处理工作,形成覆盖全盆地34条高品质骨干地震大剖面,长约1.72×10^(4)km。分析塔里木盆地深层地质结构特征,评价深层资源潜力,结果如下:(1)将柯坪断隆划分为塔里木盆地一级构造单元。提出盆地“五隆五坳”构造单元划分方案。柯坪断隆与巴楚隆起古生界地震反射特征及电性特点基本一致,具相同基底性质。地层序列与巴楚隆起-西南坳陷相近,古生界构造演化与属性与塔里木盆地相似,后期隆升特征明显,构造单元界线清晰;(2)评价深层震旦系和寒武系油气远景资源量为242×10^(8)t油当量。首次评价震旦系远景资源量为60×10^(8)t油当量,优选出柯坪断隆、古城台缘带、阿满过渡带和塔中隆起4个深层有利领域和柯坪、塔中、轮深、和田河、古城、吐木秀克-乔来买提、玉东、巴东8个深层有利区带,为开展深层油气资源勘查提供了资源基础和目标方向;(3)构建塔里木盆地大数据平台,解决了大数据整合和智能化综合应用问题。建立物探、钻井、地调、勘探成果等数据库、图形库,建立了三维盆地地质模型。集成开发相应的计算机软件模块库,实现地质建模、盆地模拟、资源评价、目标优选、钻前预测的流程化、智能化。研究成果实现了盆地基础资料共享与融合,为盆地整体研究和深层资源评价提供了扎实资料,提升深层油气成藏理论认识水平,以实现石油企业深层油气勘查突破。

三亚红塘湾地区陆海一体地质结构研究

地质结构研究在工程选址、自然资源调查等方面具有重要的实践意义。三亚红塘湾地质研究起步较晚,地质结构的系统性综合研究存在不足。本文利用单道地震剖面以及多个陆域和海域钻孔资料,对三亚红塘湾海域重大工程区及邻区的地层分布特征进行研究,通过钻孔地层分析,将50 m以浅地层划分了5个沉积旋回,9个工程地质层。通过井震结合手段对典型地层剖面与钻孔地层进行对比,共划分了5个地震反射界面和4个沉积地层单元,分析了全新统烟墩组、中更新统北海组、下更新统秀英组、上新统望楼港组等主要地层单元界面的埋深特征以及地层单元的厚度分布情况,初步查明了红塘湾地区上新世以来陆海一体的地层格架,从而为该区古地理再造、地质演化历史的分析解释提供基础地质资料,为三亚新机场等重大工程建设提供地质专业支撑。