基于Surpac的盆地三維地質建模方法淺析

《基于Surpac的盆地三維地質建模方法淺析》摘要：文章以Surpac軟件為基礎，盆地三維地質建模為主干，通過建模流程、建模資料收集和整理、影響建模效果的因素分析等六個方面，詳細介紹了三維地質建模的技術路線、技術方法和影響因素，首先對工作區(qū)已有地質資料和生產資料進行收集，一般要收集工作區(qū)地質圖、地質剖面圖、物探剖面資料、斷層資料、探槽和鉆孔編錄等資料，其次，對收集到的資料數(shù)據(jù)進行分門別類整理，根據(jù)項目的具體情況對整理后的數(shù)據(jù)分別進行處理，并轉換成pac軟件可以識別的數(shù)據(jù)類型，然后，將整理后的數(shù)據(jù)分別導入郅urpac軟件中再次進行數(shù)據(jù)的整理，并保存為urpac軟件默認的數(shù)據(jù)格式，最后，利用處理好的數(shù)據(jù)進行研究區(qū)地形、地層、斷層三維建模，得到三維地質模型，首先，在制作圖切剖面時，已經(jīng)將斷層的信息分別錄入，且斷層線為紅色表示，當?shù)刭|剖面輸入到Urpac軟件中，斷層線被分配了不同的線串號，單獨保存出來，其次，根據(jù)收集和整理到的斷層資料，將urpac軟件中的斷層線再分類，不同斷層用不同的線串號進行保存，接下來，使用創(chuàng)建三角網(wǎng)功能將相同線串號的線進行創(chuàng)建斷層模型并保存，同樣的，其他線串號的斷層線也分別建立斷層模型并分別保存起來，最后，將所有斷層模型合并成一個斷層模型文件并單獨保存王天毅曾忠誠楊濤張若愚李琦菅坤坤摘要：隨著我國地質事業(yè)進入了新階段，出現(xiàn)了包含城市地質以及三維地質填圖等新的領域，地質工作由傳統(tǒng)的二維開始向三維轉變，因此三維地質建模技術就顯得尤為重要。文章以Surpac軟件為基礎，盆地三維地質建模為主干，通過建模流程、建模資料收集和整理、影響建模效果的因素分析等六個方面，詳細介紹了三維地質建模的技術路線、技術方法和影響因素。三維地質建模過程實質是受各種地質資料約束而進行修正模型的過程，利用的地質資料越豐富構建的模型就越真實。三維地質建模技術在地質要素可視化和地質資料綜合利用等方面具有顯著的優(yōu)勢。關鍵詞：三維地質建模;Surpac;盆地.三維建模的流程概述三維地質建模工作有一套技術流程。首先對工作區(qū)已有地質資料和生產資料進行收集，一般要收集工作區(qū)地質圖、地質剖面圖、物探剖面資料、斷層資料、探槽和鉆孔編錄等資料，其次，對收集到的資料數(shù)據(jù)進行分門別類整理，根據(jù)項目的具體情況對整理后的數(shù)據(jù)分別進行處理，并轉換成Surpac軟件可以識別的數(shù)據(jù)類型，然后，將整理后的數(shù)據(jù)分別導人到Surpac軟件中.再次進行數(shù)據(jù)的整理，并保存為Surpac軟件默認的數(shù)據(jù)格式，最后，利用處理好的數(shù)據(jù)進行研究區(qū)地形、地層、斷層三維建模，得到三維地質模型。.三維地質建模資料整理地質資料包含的大量數(shù)據(jù)是整個三維地質建模工作的重要基礎，但這些數(shù)據(jù)一般是不可以直接使用的，因此，資料的有效整合是整個項目得以順利進行的第一步。收集和應用到的資料包括：工作區(qū)地質圖、地質剖面圖、物探資料、斷層資料、探槽、鉆孔和各種報告等資料。地質圖由于盆地一般進行三維地質結構調查，項目的重點在于地表以下內容，同時，盆地工作區(qū)范圍一般比較大，尤其是盆地周邊地區(qū)出露的地質體類型十分復雜，地質體的數(shù)量非常多，所以可以根據(jù)項目的工作重點和實際情況，以“盆地內部留重點，盆地邊部留主體”為指導思想，需要將收集到的地質圖進行重新整理，在整理的過程中以地質塊體為劃分重點，出露單獨的、過于小的地質體選擇去除，對單個出露面積小但同一類型出露范圍較大的地質體進行合并，超過一定長度和流域面積的河流內容予以保留，其余的給予去除。首先將涉及的各地質圖投影到同一中央經(jīng)線并拼合在一起，然后進行合并地質圖圖面的整飾，在此過程中參考大中比例尺地質圖，最后得到供建模使用的盆地地質圖。地形圖地形圖是一個地區(qū)最基本的資料，它可以直觀地反映工作區(qū)的地形地貌特征。首先將涉及的地形圖投影到同一中央經(jīng)線并拼合在一起，其次，進行圖面整飾，去除非等高線內容以及許多無屬性的線段，給不帶高程屬性的地形線賦值，最后用Mapgis提取工作區(qū)范圍內的地形文件，并將地形線的格式轉換為.dxf格式，并單獨保存。鉆孔資料鉆孔數(shù)據(jù)是地質技術人員在野外鉆探現(xiàn)場記錄并整理的第一手技術資料，對于地質剖面的形成及其他深部信息的獲取具有十分重要的作用。首先，將鉆孔涉及的地層資料進行梳理，其次，根據(jù)最新的地質認識重新劃分鉆孔中的標志層，對已經(jīng)廢除的地層代號進行刪除，對未細分的老資料進行重新分層，最后，將鉆孔資料整理成表格方便以后查閱，同時，將整理好的鉆孔位置投影在最新的地質圖上。物探資料雖然地下有鉆孔資料可以顯示地質情況，但僅僅是局部，且對于新生代沉積較發(fā)育的盆地而言，大多鉆孔資料作用也有限，而物探的測量手段多樣，探測深度可以達到項目的要求，所以，應盡可能收集各種比例尺物探（重、磁、電、震）資料，尤其是盆地內部或者穿越盆地的物探剖面資料對三維地質建模工作十分重要。首先根據(jù)地質認識對收集到的物探剖面數(shù)據(jù)進行重新解譯，同時對未達到盆地邊界的物探剖面結合鉆孔資料進行合理延伸，其次，將所有解譯的地質剖面進行參數(shù)變換，得到數(shù)條統(tǒng)一比例尺的地質剖面，最后，用Mapgis將解譯的地質剖面線文件格式轉換為.dxf格式，并單獨保存。斷層資料盆地周邊及盆地內部一般分布著數(shù)量眾多的斷層，有些斷層不僅控制著盆地的邊界，甚至控制著各個時期地層的展布，斷層研究是三維地質結構調查工作的又一個重點。首先將收集到的各個時期的斷層資料分類梳理，在此過程中需要參考收集到的探槽資料，其次，以最新的地質認識整理斷層資料，將最新證明不存在的斷層去除，斷層位置不準及延伸不準確的進行修正，以前不存在但通過新技術發(fā)現(xiàn)的斷層添加上去，確定各個斷層之間的相互交切關系，最后將斷層投影到最新的地質圖上，同時資料整理成表格。地質剖面圖地質剖面圖是反映工作區(qū)地質調查成果的一種基本圖件。地質剖面圖是劃分地質單元的基礎資料，是地質填圖工作的前提。首先確定盆地的主構造線方向，收集剖面應該以垂直盆地主構造線方向的資料為主，若物探解譯的地質剖面數(shù)量不能夠滿足建模要求，則需要多條圖切剖面來彌補，確定合適的剖面間距，重點地層區(qū)剖面間距可適當進行加密，剖面橫縱比例尺一致，在畫圖切剖面時應以距離最近的物探解譯剖面為參考，同時將剖面經(jīng)過的鉆孔和斷層資料應用在剖面編制中。在地質剖面圖中，斷層線統(tǒng)一用紅色，其余的線（地形線、分層界線）用黑色。其他資料收集工作區(qū)其他相關文字及圖件資料，包括區(qū)域地質報告、勘探報告及論文等資料。.構建三維地質模型地表模型地表模型可以將工作區(qū)的地形與地貌直觀、清楚地展現(xiàn)出來，將來也可以同地層實體模型拼接在一起，用于直接切地質剖面。建立地表模型是三維建模的第一步，也是必不可少的一步。首先，符格式為.dxf的地形文件導人到Surpac軟件中，保存為軟件默認的.str格式，其次選取兩個特定的點，進行線文件2D轉換操作，使地形移動到真實的三維空間位置，然后，使用清潔層功能，刪除地形線中的交叉點和重復點，對線串進行統(tǒng)一編號，最后，用DTM工具創(chuàng)建地表模型，單獨保存。同時也可以利用邊界線和地表模型建立地表實體模型。地層實體模型建立地層模型是三維地質建模的重點工作，地層模型是整個三維地質建模最重要的成果。首先，將格式為.dxf格式的地質剖面線分別導人到surpac軟件中，保存為軟件默認的.str格式，每條剖面選取兩個特定的點，進行線文件2D轉換操作，使剖面移動到真實的三維空間位置，其次，運用線文件工具進行各個地質體的解譯，解譯線必須是閉合的且一般為順時針，每個地層解譯線需單獨保存，解譯時應注意相鄰地層之間接觸空隙的問題，接下來，打開相同地層的解譯線，使用創(chuàng)建三角網(wǎng)功能創(chuàng)建地層實體模型，并進行有效性驗證，一般需要輔助以手動進行部分三角形連接，然后，使用相同方法將所有涉及的地層進行實體建模，注意各個地層實體模型需單獨保存，且修改dtm時對應的線文件也會一同修改，最后，利用事先做好的地表實體模型切割掉多余的部分，使得到的地層實體模型可以和地表模型完美的套合在一起，并單獨保存。斷層模型斷層模型是三維地質結構模型的重要組成部分，各個斷層的展布不僅可能控制著地層的展布，逮可能控制著盆地的邊界，因此建立斷層模型十分有意義。首先，在制作圖切剖面時，已經(jīng)將斷層的信息分別錄入，且斷層線為紅色表示，當?shù)刭|剖面輸入到surpac軟件中，斷層線被分配了不同的線串號，單獨保存出來，其次，根據(jù)收集和整理到的斷層資料，將surpac軟件中的斷層線再分類，不同斷層用不同的線串號進行保存，接下來，使用創(chuàng)建三角網(wǎng)功能將相同線串號的線進行創(chuàng)建斷層模型并保存，同樣的，其他線串號的斷層線也分別建立斷層模型并分別保存起來，最后，將所有斷層模型合并成一個斷層模型文件并單獨保存。.結語（1）三維地質建模過程實質是一種受約束過程，收集及應用的地質資料越豐富，構建的模型就越接近真實地質情況，因此建模前期的地質資料收集與整理工作要給予高度重視。（2）相比傳統(tǒng)的二維軟件，三維軟件進入地質工作者的視野較晚但具有一定的優(yōu)越性，以Surpac為代表的三維地質建模軟件功能十分強大，尤其在地質要素可視化和地質資料綜合利用等方面具有顯著的優(yōu)勢。（3）我國地質工作進入了新階段，三維地質建模技術在接下來的地熱能勘探、城市地質以及三維地質填圖等領域定能發(fā)揮重要作用。因此應加快三維地質建模技術的人才培養(yǎng)工作，尤其是盆地建模領