湖北大冶铁山地区缝合线三维形态模拟及其成因分析

广泛发育于碳酸盐岩中的缝合线构造可以用来分析构造应力方位、计算岩层的有限应变和恢复原始地层厚度;同时,缝合线可以是石油、天然气和地下水的储积场所和运移通道。湖北大冶铁山地区发育有大量的缝合线构造。通过影像云纹法和GIS技术恢复了采自该地区的数枚缝合线标本的三维数字形态。利用该模型对缝合线的尺度、坡角、粗糙度、谷底点分布、二维剖面形态和压溶量等进行了定量分析,完善了缝合线的几何形态学研究并在此基础上对其成因进行了解释,认为铁山地区的缝合线主要由成岩压实作用和压溶作用形成,缝合线在从初始到各种复杂形态的发展过程中主要受两个因素控制：一是岩石的力学性质;二是由主压应力引起的局部应力集中而产生的溶解释放。      

直流电阻率测深中二维反演程序对三维数据的近似解释

直流电阻率测深剖面数据解释最好的方法是二维反演，这是由于它反演速度快，而三维反演则需要很多的实测数据、很长的计算时间。而且通过对几种三维模型测深数据的二维反演结果的研究，发现尽管对无走向的良导矿体，二维反演方法所圈定的异常中心与真实矿体中心有一定的误差，但基本上还是能反映矿体的真实形态和中心位置。当矿体具有一定的走向长度时，则无论对高阻矿体还是良导矿体二维反演的效果都很好。     

大地电磁数据三维反演技术在隐伏断裂勘察中的应用:以郯庐断裂宿迁段为例

应用音频大地电磁测深法(AMT)对郯庐断裂宿迁段隐伏断裂进行勘察研究,共布设3条AMT剖面,获得61个测深点,并对所获得的AMT数据进行电性主轴分析和维性分析,采用二维反演和三维反演算法,得到了可靠的地电模型。通过基于阻抗张量Groom-Bailey分解方法的电性主轴分析得到,从浅部到深部,电性主轴方向较为一致,约N60°E,这与浅层地质填图资料略有不同(浅表地质资料显示断裂走向约N20°E),这一角度推断为郯庐断裂主断裂或者其分支在地下的走向。应用基于相位张量分解的维性分析,得到郯庐断裂宿迁段在部分深度范围内表现出一定的三维特征,因此单纯采用传统的二维反演方法不能够准确反映地下构造信息,需要同时采用二维反演方法与更先进的三维反演方法对其进行建模来研究隐伏断裂带的产状信息。通过二维反演和三维反演结果对比看出,三维反演能全面反映断裂带的倾向、走向、延伸深度等信息,反演模型更为可靠。最后把三维反演模型垂直切片和水平切片分别与放射性元素探测剖面测得的氡元素异常曲线对比,也得到很好的对应。综上所述,大地电磁数据维性分析和电性主轴分析在隐伏断裂勘查中是非常必要的,对于复杂异常体,三维反演比二维反演能更加全面可靠地反映构造信息。     

基于二维电测深数据作三维反演的基岩探测

在城市基岩面探测时,受到城市交通、电磁等严重干扰的制约,常选用直流电测深作为主要物探方法。二维电测深剖面沿测线排列电极,采集视电阻率数据后进行二维反演,用所获得剖面方向上的二维电阻率断面图像推断地质体的位置及产状。但由于复杂的实际情况并非适合二维反演条件(走向无限延展并与测线正交),二维反演会产生较大误差。为此,可试用测区多剖面二维电测深数据作三维反演,获得测区三维电阻率立体图像,推断地质体分布的空间形态。在山东某市地质调查中,布设点距50 m、线距为100 m电测深测网,采集二维对称四极测深数据。对该测区二维电极排列建立三维反演数据格式后,进行三维电阻率反演,获得测区三维电阻率图像,推断的基岩面与钻探验证基本一致。     

古生物功能形态分形几何——以菊石缝合线为例

古生物功能形态与进化图谱具有分形特征，以菊石为例，应用分形几何学的观点对菊石缝合线的形态进行了定量描述，菊石缝合线具有分形结构，可以计算出分形维数，菊石缝合线在进化过程中其复杂性加剧，分形维数也相应加大，反映古生物为了对外部环境主动适应、扩大生存空间而改变自身功能的形态，揭示出生物系统表观的无序性和内在的规律性，以及古生物体内部各层次之间相互关系，古生物形态结构的分形给维数可作为定量研究古生物分类     

高密度电法勘探数据三维处理技术及城市勘察中的应用

在以往的高密度数据反演解释过程中,将地质结构简化成二维,通过地电断面图、切片图进行分析.实际上,地质体具有三维地电结构,二维反演难免会受到旁侧效应的影响,二维图件也不能清晰直观地反映地质体的空间分布情况.本文以某陶瓷厂空洞探测为例,利用实测资料构建三维数据场,在反演参数优化的基础上,选择基于最小二乘法的三维反演技术对数据场进行处理,将反演结果利用三维可视化技术显示出来,对采空区位置及空间形态给出结论.研究结果显示,三维处理技术能够从空间上,多手段、多视角分析物探数据,有效地消除了旁侧效应的影响; 物探结果直观清晰地呈现出空洞的分布位置、范围以及空间特征,与钻探结果吻合较好.     

勘探线剖面三维坐标与剖面图二维坐标转换计算方法

探讨了地质勘探线剖面三维坐标与剖面图二维坐标相互转换方法及其实现过程,建立了数学模型,并通过计算实例进行了验证。主要作法是,根据剖面图的特性选择勘探线剖面地表迹线与勘探基线所在垂直面的交点为转换计算基准点(B),以勘探线剖面内过基准点(B)的水平直线(L)为旋转轴,将勘探线剖面旋转至水平位置;再以基准点(B)为旋转点,将勘探线剖面在水平面内旋转至水平直线(L)成东西向,建立剖面内空间要素旋转前后的关系式,实现三维坐标向二维坐标转换。按相反的操作过程,已知转换后剖面图上点的二维坐标,可以计算出剖面上对应点的三维空间坐标,实现二维坐标向三维坐标转换。     

直流电阻率测深中二维与三维反演结果的对比与分析

直流电阻率测深中,用二维反演程序对三维地质体进行了反演,并与三维反演结果进行对比和分析。首先,对比二维和三维最小二乘反演在正演模拟算法和先验信息的确定方法;然后,对若干比较典型的模型进行反演实例对比。由于二维程序反演仅考虑单个剖面的电阻率信息,无论是在异常位置、形态及电阻率特性上,其反演精度都比较低;三维电阻率反演综合了多个测深剖面的电阻率信息,其结果与实际模型吻合得非常好。     

基于二维和三维模型的盆地典型剖面流场对比

前人多在二维剖面上分析盆地地下水循环规律,基于二维剖面模型和三维模型得到的剖面地下水流场是否一致值得探究。推导了三维单元盆地和复杂盆地的水头解析解,选取了水位最高点到最低点的剖面作为典型剖面,比较了二维、三维模型得到的典型剖面流场。当潜水面起伏关于典型剖面对称时,与三维模型相比,单元盆地二维剖面模型得到的流量随深度衰减偏慢,复杂盆地二维剖面模型得到的内部驻点位置偏深。当潜水面起伏不对称时,由于存在垂直于典型剖面的流速分量,典型剖面上不存在内部驻点,滞流区仍然存在。结论加深了对地下水在三维空间循环规律的认识。     

Sting R1 Ip Swift高密度电法长剖面测量方法探讨

通过对Sting r1 Ip Swift高密度电法在前花园金矿区和阿陵河金矿区的应用分析,结果表明勘探线长度大于高密度电法实际探测剖面长度时,可先采用滑动测量或滚动测量两种方法采集数据,再将数据处理融合后进行反演,反演结果为长剖面二维断面图.将其与单条短剖面测量反演结果对比,两种结果反映出的异常在形态上相似、位置上对应,长剖面测量反演图像能够突出强度较高的异常,该方法实现了对整条勘探线上各异常进行强度对比和异常等级划分.     

三维Tóth型盆地的驻线及其对多级次水流系统的控制

Tóth基于二维剖面流场提出的地下水流系统理论已成为研究盆地尺度地下水循环的理论依据.二维剖面上的驻点可以用于精确划分水流系统的空间分布,然而人们对三维盆地中水流系统的形态以及驻点是否存在等认识尚不清楚.针对2种典型的三维盆地,分别是只在单一方向存在波状起伏的类前陆型盆地和2个正交方向同时存在波状起伏的沙丘型盆地,利用...     

基于三维电测量的复杂地质构造识别及参数估计方法

在实际工程中, 地质体通常呈现复杂的三维空间分布, 基于二维介质假设的传统高密度电法难以准确反映其空间位置及走势, 三维高密度电法能更好处理此类问题, 但长期以来由于数据采集与处理难度大, 其应用受到限制。为研究三维高密度电法在空间形态复杂的不良地质体勘探中的应用效果, 比较其与二维电法的差异, 本文首先研究三维高密度电法的工作原理及数据处理方法, 然后通过现场试验进行应用研究, 利用二维及三维高密度电法对福建寿宁银矿采空区进行勘探, 并利用三维激光扫描对结果进行验证。成功实现了复杂地形条件下240道电极的三维电法数据采集, 并引入基于光滑约束的最小二乘法完成三维电法数据的反演。研究结果表明, 三维激光扫描能精确获取采空区的形态及走势, 为电法结果提供可靠的验证; 三维高密度电法能准确反映浅层电阻异常体的位置及走势, 相比于二维高密度电法, 其反演结果收敛, 排除了深层的干扰信息, 降低了多解性。     

缝合线研究的新进展——以湖北大冶铁山地区为例

为深入研究碳酸盐岩中的压溶作用,加深对压溶作用的认识和理解,以常见的缝合线构造为例,结合前人的研究成果和现代科技手段对湖北大冶铁山地区的缝合线构造进行了全面深入的研究,得到以下研究成果:丰富了缝合线类型;结合计算机技术获得了缝合线的三维形态;总结了缝合线形成中的一些主控因素;论述缝合线在应力分析、应变测量等传统领域及在能源资源等新领域的应用;对缝合线研究中存在的问题及分歧进行了评述并指出今后几年的研究重点。认为缝合线构造其实是一种不规则的压溶曲面;缝合线的形成是各种主控因素相互间复杂作用的结果;有关各主控因素的作用地位和特点方面的研究结果又可以为缝合线构造的实际应用提供理论依据。     

基于高密度电阻率法综合反演研究——以摩岗岭滑坡体勘察为例

以摩岗岭滑坡勘查为例,通过高密电法二维剖面反演,能够清晰地反映滑坡体各层位及其相应的深度,有效地确定滑带的深度及厚度,确定基岩面埋深,指导钻探的位置及深度。通过三维高密度电阻率法反演,可对不同（二维）切片进行分析,有效了解整个滑坡体的基本特征。通过对低阻异常体的立体显示,更宏观地表达滑坡体的三维特征,可以对滑坡体规模进行预测。     

高密度电阻率法二维勘探数据的三维反演及其在岩溶探测中的应用

三维高密度电阻率法可以有效地解决二维高密度电阻率法在探测空间形态上的不足。将高密度电阻率法二维勘探数据做三维反演,不仅实现了地下空间结构的三维电阻率成像,还克服了传统三维高密度电阻率法在经济成本上的限制。将此方法应用到岩溶勘探中,利用DUK-2A高密度电法仪系统采集数据;然后,把二维高密度数据拼接转化成三维可反演数据,再将反演得到的结果通过三维成像软件实现任意三维地电切片,从而获得丰富的地电结构信息;最后,结合三维切片与钻孔资料对溶洞进行解释,为工程的顺利施工提供科学依据,从而证明该方法的可行性和有效性。     

三维可视化技术在天然气水合物研究中的应用

地震勘探三维可视化技术是利用三维地震信息和地震属性,对各种复杂的地质模型和三维地震数据进行描述,并在三维立体空间上展示出天然气水合物矿藏的空间展布形态。利用此技术有助于对矿藏的认识从二维的、局部的视角空间过渡到三维的、整体的视角空间,为进一步研究水合物的形成、存储提供依据,并可以为水合物勘探中的井位布置提供参考。     

寻找边坡三维最危险滑动面的简单蒙特卡洛方法

基于平面应变的假定 ,前人提出了各种最优化方法或随机方法来搜寻二维边坡稳定分析中的最不利滑动面 ,但这些方法不能适应于边坡的三维稳定分析。本文提出了一个简单的蒙特卡洛模拟方法来确定三维最不利滑动面。该方法假定初始的滑动面为一椭球体的下半部 ,三维最不利滑动面通过最小三维安全系数决定。对于几个已知二维最不利滑动面及其安全系数的实际例子 ,本文研究中将它们扩张为三维问题来搜寻其最不利滑动面。三维分析结果与二维结果的比较表明 :如果仅从断面图上看 ,三维分析得到的最不利滑动面与二维结果没有明显的差异 ,但其三维稳定…     

川东长兴组生物礁分布地震识别技术研究

通过二维、三维地震剖面,结合长兴组顶部的反射形态和长兴组顶部与底部反射时差等特性,识别出了长兴末期"海槽-前缘斜坡-岩隆-台地"相带,且生物礁主要分布在地震岩隆相带中.针对生物礁储层分布广且体积小,礁岩与围岩物性差异甚大,非均质性强,纵、横向分布不均匀、埋藏较深等特点,利用了以沉积相、地震相研究为基础的储层反演预测思路,以宽方位的3D地震数据为依托的地震属性分析技术,确定了生物礁的形态和分布特征.     

藏北低速体存在的地震学证据——INDEPTH4宽频地震结果

位于青藏高原东北部的INDEPTH-IV地震探测剖面,始于柴达木盆地南缘,穿越东昆仑造山带、金沙江缝合线,终止于羌塘地体.本文作者利用天然地震体波完成了该区的三维走时残差反演,勾划出了青藏高原东北部的深部构造格局.研究区最显著的现象则是分布在昆仑地体、可可西里地体、羌塘地体北部下地壳、上地幔中的低速体.对其成因,有可能...     

基于勘探剖面的三维地质模型快速构建及不确定性分析

针对传统勘探剖面构模人工干预较多、模型精确性有待提高等问题,研究了一种智能化与人机交互相结合的三维地质模型快速构建方法,并结合该方法对控制模型不确定性的主要因素及约束方法进行了分析。该方法以面向勘探剖面的三维地质模型构建工作流程为主线,通过优化提升各环节自动化、智能化工作程度以提高三维地质模型构建的速度与精度。基于该方法研发的软件功能模块能较好地实现勘探剖面二维平面快速编图及剖面边界三维空间动态重构,进而基于三维勘探剖面实现面向用户自定义属性约束的地质界线动态提取和三维地质模型快速构建。经实际应用检验表明,该方法不仅能有效提高三维地质模型构建的效率和精度,而且对模型几何形态的不确定性程度具有较好的约束控制作用。