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地理信息系统模型分析方法在准噶尔盆地构造研究中的应用

张宁  
【摘要】:“数字地球”提供了整合地球科学各分支学科的系统框架和技术平台,地学研究能够以地理空间坐标为纽带,实现数据融合和研究成果交流。作为“数字地球”的核心技术系统,地理信息系统经过数十年的发展,已经具备了全面的空间数据管理和分析的能力,提供空间规律的科学计算可视化功能,使研究人员能够获得研究对象空间形态和空间关系直观的感受。借助地理信息系统模型分析工具,研究人员能够在一个真三维的环境中实现对地质构造多尺度、全方位的观察,综合分析各种来源的空间数据和其他信息,实现对构造现象准确、高效的研究。 鉴于地理信息系统在构造地质研究中存在的巨大潜力和新疆油田公司在准噶尔盆地基底构造与构造格局研究中存在的问题,本论文作为“准噶尔盆地构造格架综合工程探测”项目的一部分,对准噶尔盆地大量相关的地面和地下空间信息系统进行了深入的研究,并在项目完成后针对项目未解决的遗留问题进行了进一步探讨,以使构造地质学研究的基本问题与地理信息系统及其空间分析密切的结合起来。 论文利用专业三维模型软件GOCAD,通用地理信息系统软件MapInfo和ArcView,完成了对准噶尔盆地构造和演化的分析,获得了以下研究成果: 1、深入总结并探讨了“数字地球”框架下地理信息系统的基本理论和未来发展趋势,详细论述了地下构造三维建模的理论和方法,并介绍了部分专业三维构造模型软件,并将这些理论和方法应用到准噶尔盆地构造的研究工作中,从研究方法上突破了以往构造地质学以定性分析为主的研究方式。 2、利用专业真三维软件GOCAD,重新建立了准噶尔盆地15个沉积盖层的层序—构造模型,并借助其强大的真三维空间数据处理功能修正了原始数据中存在的交叉穿层问题,获取了研究区最新的构造数据。 3、在获取了最新构造数据的基础上,综合了最新准噶尔盆地深部地球物理勘探数据,获取了目前最为精确的准噶尔盆地褶皱基底构造数据。该数据在精度上远远超过以往处理重、磁资料所得基底数据,对盆地褶皱基底构造空间形态的反映准确、合理,为研究准噶尔盆地基底提供了可靠的空间数据支持。 4、对盆地盖层构造几何形态进行了对比研究,详细论述了各盖层的构造特点,并制作了5条盆地基底—盖层构造剖面,获得了盆地构造运动期次和演化方面的新认识,将盆地沉积盖层划分为六个相近的层序—构造层组,即新生界构造层(Nt1,Et1);晚侏罗—白垩构造层(Kt2,Kt1,Jt4,Jt3);晚三叠—中侏罗构造层(Jt2,Jt1,Tt3);早三叠构造层(Tt1);晚二叠构造层(Pt3,Pt22,Pt2)和早二叠构造层(Pt11,Pt1)。 5、利用所建盖层层序—构造模型和褶皱基底项面构造模型,对准噶尔盆地基底构造演化进行了反演,详细探讨了不同时期基底构造格局及其变迁,并结合前人研究成果,综合讨论了准噶尔盆地周缘造山带构造活动对盆地基底构造演化和盖层构造的影响,阐述了不同时期构造变形的格局和动力学方式,划分了盆地综合构造演化的四个阶段及其运动学和动力学方式:加里东—早海西期褶皱基底形成;晚石炭—中二叠盆地西缘向东推覆;晚三叠—晚侏罗南北向挤压;早白垩至今南北向挤压。 6、在获得了上述有关准噶尔盆地构造认识的基础上,对准噶尔盆地基底长期演化的局部 构造进行了论述,重新厘定了准噶尔盆地的构造分区方案,将准噶尔盆地划分为以下六个一 级构造单元:陆梁一乌伦古隆起区、玛湖凹陷区、昌吉凹陷区、沙湾凹陷区、准东隆坳区、 准西隆坳区,阐述了各构造单元的构造演化过程。


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