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四川江油马角坝填图实习区三维建模及构造解析

郭前龙  
【摘要】:龙门山造山带被地质学家誉为“地质百慕大”,以发育典型的逆冲推覆构造和飞来峰为国内外地质学者所瞩目。前辈地质学家对龙门山地质构造进行了深入的研究,并取得了卓越的成果。但是,在龙门山造山带资料中并没有发现有三维立体数据资料,本文在对龙门山造山带北段马角坝镇地区进行野外地质调查的基础上利用GOCAD软件进行三维数据模拟,根据三维模型对马角坝镇地区的构造特征进行数据模型展示与地质解析,在此方面取得了一定的成果。GOCAD软件三维建模的基本方法是利用相关数据进行半智能化模型建立。如钻孔数据、地震数据、物探数据等。建立模型过程中完成的构造建模工作流程是模型建立的核心部分,其中包括有九个步骤:数据加载→建立地层层序柱→模型边界范围建立→断层模型→地层模型→井分层数据约束→接触关系编辑→检测与修改层间交切关系→建立中间层。在完成工作流程后,利用工作流程中建立的赋有地质意义的断层面、层面等曲面数据进行三维模型建立。本文通过野外地质调查、室内资料分析整理,对马角坝地区的推覆构造特征进行深入研究。利用遥感数据、地貌特征、结合推覆构造基本理论和前人研究资料,根据马角坝地区主干断裂的几何特征以及断层之间的交切关系,利用GOCAD三维建模软件进行三维数字模拟,但是,研究区内地质构造较复杂,地层褶皱基本为倒转褶皱,而且缺乏地震、钻井、物探等深部控制数据,因此,GOCAD软件的基本建模方法在研究区内并不适用,本文是利用五条主干剖面、若干次级主干剖面和无数的短剖面来对模型进行控制。由于深部控制数据缺乏,在模型建立过程中操作步骤较基本建模方法更复杂:数据收集→数据整理→数据校正→数据加载→模型边界范围建立→断层模型→地层模型→接触关系编辑→建成模型。在简单的工作流程操作之后,利用它建立的赋有地质意义的模型面进行三维建模。模型建立完成后需要对模型进行展示与地质解析,在GOCAD软件中建立的三维模型可以实现模型旋转、模型分散、揭盖、切剖面以及单个地质体分析等功能。而这些功能在平面地质图上是没办法实现的,也体现出GOCAD软件构造建模的优越性。利用三维模型地质解析结果结合室内整理的资料,分析研究区内构造组合特征,可以推测研究区内断层均为倾向北西、走向北东—南西的逆冲断层,以叠瓦式组合,推覆方向为北西向南东,未见有正断层证据。而且在模型剖面上不难发现,推覆距离北西向南东由长变短,由此推断在以这些断裂为主滑脱面的推覆体在向南东推覆的过程中前锋受到阻挡,不能顺利向前推移,所以可以判断在南东方向的断裂活动早于北西方向断裂停止,这样才能阻挡北西方向上的推覆体向前推进。根据各个推覆体内地层发育情况以及断层活动停止时间关系等特征可以知,这些推覆体的推移距离由北西向南东推移距离变小。由此可以得出结论,在研究区内构造应力由北西向南东,构造应力在北西向南东向逐渐减弱,构造变形由强变弱,推覆体推覆距离由长变短。通过已建立的研究区三维模型,笔者对研究区内断裂构造,叠瓦式推覆体,褶皱及它们之间的空间分布进行了地质解析,厘清了研究区内地质体的构造形态;GOCAD软件能够完成上述复杂地质体的三维建模及其实际面积、投影面积和体积等的计算,在地质解析方面前景广阔。


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