关于地质构造论文范文 陶厂石膏矿地质构造三维模拟与分析相关论文写作参考文献

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摘 要：为了掌握安徽陶厂石膏矿地质构造的分布规律,借助大型建模软件,在钻孔资料基础上建立了研究区三维地质模型,直观地展现了地质构造的三维形态特征以及断裂构造内部之间复杂的交切错断关系.通过分析矿层的空间变化规律来指导矿井生产及后期进一步的勘探开发工作.

关键词：地质构造；三维模拟；分布特征

中图分类号： P623；TD163文献标识码：A 文章编号：1672-1098(2011)01-0063-05

3D-simulation and Analysis of Geological Structure in Taochang Gypsum Mine

SUN Yuan-jin1, HU Bao-lin2, WU Shi-yong2, LIU Xin2

(1.Anhui Hengtai New-type Building Material Co., Ltd, Wanbei Coal-Electricity Group Co., Ltd, Hanshan Anhui 238100, China; 2. School of Earth Science and Environmental Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan Anhui 232001, China)

Abstract: In order to learn distribution of geological structures of Taochang anhydrite deposit in Hanshan County, Anhui Province, a 3D geological model based on the data from boreholes was established by the use of large modeling software. It can visualize 3D configuration characteristics of tectonic structure and complex cross-cutting relations within faults. Analysis of ore depot spatial distribution regulation by the model provides reference to mine production and final exploration and development.

Key words: tectonic structure; 3D simulation; distribution characteristics

地质构造对矿井安全生产的影响很大,人们希望能够预先了解并掌握地质构造的分布规律来指导生产.目前主要依靠高密度法、激发极化法及地质雷达等探测手段来推测井田内各种地质构造［1-4］.但这些探测手段的精准程度往往受测试者、测试仪器以及实验场所等的影响,且具有工作时间长,工作量大等特点.而地质构造三维模拟则不受这些主客观条件的限制.它不仅可以快速、适时地再现地质体的3D 信息,直观地描述地下复杂的地质构造情况,而且为地质分析预测、矿山生产和决策提供了空间数据操作支持以及定性、定量分析手段,在地学领域得到了广泛的应用［5-7］.

1 矿区地质概况

陶厂石膏矿位于安徽省含山县境内,矿井面积约7.0 km2,出露的地层主要有三叠系下统和龙山组、南陵湖组、中统东马鞍山组、月山组、铜头尖组以及白垩系上统、第四系,矿体主要赋存于三叠系东马鞍山中段,控制厚度达370余米,属特大型硬石膏矿体.

矿区区域构造位置属含山—庐江隆褶带,其北缘为陈夏背斜,南侧为太湖山背斜,两背斜之间为陶厂向斜,井田处于陶厂向斜中段南东翼(见图1).矿区南北各被北东走向的F1、F2断层切割,东西各被F13、耙齿山断层斜切割.

图1 陶厂井田区域构造图

2 井田三维地质模型构建

一个典型的三维地质模型是由一个或多个地层、结构面组成的.地层之间的关系一般比较简单,但在构造复杂情况下,往往存在地层发生相交、错断、尖灭、透镜状等现象,从而使三维建模过程复杂化.

GOCAD(Geological Object Computer Aided Design)作为一种建模工具,能够大大提高地质建模的效率和精度,可以满足对复杂地质区域的建模要求［8-10］.根据已有断层数据资料,将陶厂石膏矿划分为四个块断(见图2).建模过程中需要分别界定各个断块地层在空间上的边界,保证界线在空间上合理分布.由于研究区断层均切穿了自白垩系以下老的地层,因此,将白垩系底作为模型的上边界,依次产生T2t(铜头尖组),T2y(月山组),T2d3(东马鞍山组上段),T2d2(东马鞍山组中),T2d1(东马鞍山组下段),T1n(南陵湖组)界面.建模数据主要来源于钻孔资料,具体步骤为：

1） 根据钻孔资料,提取各个分层的高程数据,导入到GOCAD中,生成原始点分布图；

2） 利用克里金插值法,生成加密后的数据点分布图,并用DSI插值算法优化各层初始界面,用交线约束修改尖灭、缺失地层层面；

3） 通过上下界面生成体模型,同一断块自上而下存在多个地层体,依次建立各个地层体,然后在空间上进行耦合(见图3)；

4） 将钻孔中石膏层的层位,夹层厚度,作为点元素输入,传递给体模型.

图2 恒泰石膏矿块段划分

图3 陶厂膏矿三维立体模型

3 井田三维图形地质构造分析

初勘阶段,由于钻孔资料较少,所得到的矿体模型起伏过大,局部发生扭曲,尤其是第2块断,矿体扭曲的非常严重,难以真实存在(见图4a).详勘阶段,对地质构造及形态控制程度较高,所得到的矿层平稳,断块之间过渡自然(见图4b),且与物探解译资料吻合程度较高(见图5).

图4 矿层空间分布

图5 -400 m电性参数平面图

从矿体三维模型来看(见图6~图7),矿体受褶皱的影响不大,主要受断层控制(见图8),总体上被切割从大小不等的块体.其南东边界为F1断层控制,该断层为正断层,倾向北西,倾角在70°以上.该断层的产状与勘探初期相比有较大的出入,原断层产状变化不大,总体上向南西方向延伸.经过后期勘探证实,该断层在第3和第5勘探线间向北强烈弯转,3-5号钻孔未见矿层,而5-2号孔在303.94 m深处见到白垩系以下的红层,335.8 m深处出现石膏矿层,在412.09m深处重复出现红层及硬石膏矿,则在412.09 m深处应存在一逆断层,即F18断层,该断层截交了F1断层.这种情况与模拟结果相一致.推测其原因,一方面是受后期断层的影响,即F18断层；另一方有可能受矿层底板的影响.从图9a中圆圈区域可看出,该处底板连续性与其他各孔极不协调,很有可能受下部岩溶发育的影响.

矿体北西边界出入不大,主要受F2断层控制,该断层为逆断层,走向为北45°东,倾向北西,倾角54°～63°.随着后期勘探及开发的深入,在I22回风巷迎头-400 m及注-5孔446.74 m深度处,均见到断层角砾岩,粒径在0.03～5 cm之间,其成分为硅质灰岩,含少量硬石膏,均被方解石所胶结.由此可推断此处存在一条正断层,后经1-3号钻孔所证实.该断层走向为213°,倾向南东,倾角大于60°(见图8).但该断层向南西方向延伸不详,是否截断F18断层或者为其所限,还有待进一步证实.

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参考文献：

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