王 波, 雷傳揚(yáng),2, 劉兆鑫, 范 敏, 王興強(qiáng), 葉凡忠, 張 堃

(1. 四川省地質(zhì)調(diào)查院稀有稀土戰(zhàn)略資源評(píng)價(jià)與利用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 四川 成都 610081;2. 四川省地礦局四〇五地質(zhì)隊(duì), 四川 都江堰 611830; 3. 四川省地礦局一〇九地質(zhì)隊(duì), 四川成都 610100)

0 引言

目前,三維建模技術(shù)在展示地表三維景觀方面相對(duì)成熟,但對(duì)地下三維地質(zhì)模型的表達(dá)能力還非常有限,一些三維地學(xué)模擬系統(tǒng)(3DGMS)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的表達(dá),但建成的模型與實(shí)際的地質(zhì)結(jié)構(gòu)差異較大[1-2]。 不同學(xué)者從不同角度提出了多種三維建模方法[1-19],如面元模型的構(gòu)建常用不規(guī)則三角網(wǎng)建模法(TIN)、邊界表示建模法(B-rep)、 線 框 建 模 法 (Wire Frame)、 網(wǎng) 格 建 模 法(Grid)、斷面建模法(Section)、多層DEM 建模法等。面元模型具表達(dá)精確、數(shù)據(jù)量小、易查詢(xún)等優(yōu)勢(shì),但算法復(fù)雜、不能表達(dá)非均勻?qū)傩?體元模型的構(gòu)建常用三維柵格建模法(Array)、 針體建模法(Needle),四面體格網(wǎng)建模法(TEN)、規(guī)則塊建模法(Regular Block)、非規(guī)則塊建模法(Irregular Block)、實(shí)體建模法(Volume)八叉樹(shù)建模法(Octree)、三菱柱建模法(TP)、似三棱柱建模法、實(shí)體幾何結(jié)構(gòu)建模法(CSG)等,體元模型能有效地表達(dá)數(shù)據(jù)場(chǎng)的非均勻性,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法相對(duì)簡(jiǎn)單,但查詢(xún)不易?？紤]到不同數(shù)據(jù)模型都具一定的優(yōu)勢(shì)和局限性,提出了不同模型的集成——混合模型,該模型集成了面元模型和體元模型構(gòu)建方法的優(yōu)勢(shì)。 混合模型的構(gòu)建常用格網(wǎng)—三角網(wǎng)混合建模法(Grid+TIN)、三角網(wǎng)—實(shí)體幾何結(jié)構(gòu)混合建模法(TIN+CSG)、三角網(wǎng)—八叉樹(shù)混合建模法(TIN +Octree)、線框—塊體混合建模法(Wire Frame + Block)、實(shí)體幾何結(jié)構(gòu)—八叉樹(shù)混合建模法(CSG + Octree)、四面體格網(wǎng)—八叉樹(shù)混合建模法(TEN +Octree)等。 主要建模數(shù)據(jù)包括鉆孔、地質(zhì)圖、剖面圖、物化探數(shù)據(jù)等,輔助建模數(shù)據(jù)包括構(gòu)造綱要圖、實(shí)際材料圖、DEM、地質(zhì)文本資料等,模型整飾數(shù)據(jù)包括遙感影像、數(shù)字線劃圖等[20-29]。

為了精準(zhǔn)支撐城市地下空間資源科學(xué)、合理的綜合開(kāi)發(fā)利用和優(yōu)化城市規(guī)劃布局,成都市正在開(kāi)展城市地下空間資源地質(zhì)調(diào)查工作,積極推進(jìn)地下三維地質(zhì)模型建設(shè)。 成都市三維地質(zhì)模型建設(shè)分為四個(gè)尺度(圖1):成都市全域三維地質(zhì)框架模型,總面積14335 km2,模型控制深度2000 m;城市地下空間資源地質(zhì)調(diào)查區(qū)三維地質(zhì)模型,總面積約6000 km2,模型控制深度70 ～300 m;地下空間探測(cè)區(qū)三維地質(zhì)模型,總面積1584 km2;典型示范區(qū)地上地下一體化三維地質(zhì)模型,建?？偯娣e約45 km2,模型控制深度150 m。 全域三維地質(zhì)框架模型建模面積大,控制深度大,區(qū)內(nèi)地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造非常復(fù)雜,地質(zhì)工作程度整體偏低,可用于三維建模的鉆孔、物探、精準(zhǔn)剖面等資料相對(duì)匱乏,因此,采用基于地質(zhì)剖面的復(fù)雜地質(zhì)體交互式半自動(dòng)建模方法[20-23]。 本論文根據(jù)地質(zhì)圖、鉆孔、物探剖面等地質(zhì)資料,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景構(gòu)建了成都市全域綜合地質(zhì)剖面,準(zhǔn)確刻畫(huà)復(fù)雜地質(zhì)體在三維空間的展布情況,在此基礎(chǔ)上再開(kāi)展模型建設(shè),有效實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜地質(zhì)體交互式半自動(dòng)建模,提高了三維地質(zhì)建模的效率和精準(zhǔn)度。

圖1 成都市三維地質(zhì)建模范圍Fig. 1 Scope of geological 3D modeling in Chengdu

1 地質(zhì)背景

1.1 地質(zhì)構(gòu)造

成都市位于四川盆地西部,構(gòu)造上屬于龍門(mén)山前中—新生代前陸盆地,該盆地囊括了成都平原大部,構(gòu)造單元?jiǎng)澐譃榍褒堥T(mén)山逆沖推覆構(gòu)造帶、川西前陸盆地、龍泉山褶斷帶和川中前陸盆地。 成都平原(川西前陸盆地)西以龍門(mén)山為界,東以龍泉山為界,形成了“兩山夾一盆”的構(gòu)造格局(圖2)[30-36]。

1.1.1 前龍門(mén)山逆沖推覆構(gòu)造帶

該帶東以安縣—灌縣斷裂帶為界,是由北川—映秀斷裂(龍門(mén)山中央斷裂)、安縣—灌縣斷裂(龍門(mén)山山前斷裂)、飛來(lái)峰構(gòu)造和一系列北東—南西向斷裂、褶皺組成的具多期復(fù)合特征的規(guī)模巨大的構(gòu)造帶[30]。

圖2 成都市構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D(據(jù)參考文獻(xiàn)[30])Fig. 2 Division of tectonic units of Chengdu (After reference[30])

1.1.2 川西前陸盆地

川西前陸盆地是侏羅—白堊紀(jì)以來(lái)陷落并接納巨厚第四紀(jì)沉積形成的斷陷盆地,以大邑—彭州隱伏斷裂、新津—成都—德陽(yáng)隱伏斷裂和蒲江—新津斷裂為界,該盆地可進(jìn)一步劃分為西部邊緣構(gòu)造帶、中央凹陷帶和東部邊緣構(gòu)造帶。 西部邊緣構(gòu)造帶,北西以龍門(mén)山構(gòu)造帶前緣安縣—灌縣斷裂帶為界,南東以大邑—彭州隱伏斷裂為界,區(qū)內(nèi)發(fā)育一系列北東向褶皺、斷裂和北西向、近南北向半隱伏斷裂,以及次級(jí)凹陷和局部隆起。 中央凹陷帶,位于大邑—彭州隱伏斷裂和蒲江—新津斷裂及其向北東延伸的新津—成都—德陽(yáng)隱伏斷裂帶之間,是成都平原(坳陷)的主體構(gòu)造,帶內(nèi)主要存在崇州—大邑凹陷、竹瓦鋪深凹陷、高山鎮(zhèn)隆起、聚源崇義鋪隆起,以及北東向和北北西向—近南北向的次級(jí)隱伏斷裂。 東部邊緣構(gòu)造帶,北東以蒲江—新津斷裂及其北延的新津—成都—德陽(yáng)隱伏斷裂為界,成都市主城區(qū)坐落于分界斷裂東側(cè),其東南緣主要發(fā)育一系列走向北東,呈雁列式展布的褶皺,自西至東有熊坡背斜、普興場(chǎng)向斜、蘇碼頭背斜和藉田向斜等[34-35]。

1.1.3 龍泉山褶斷帶

龍泉山褶斷帶是川西前陸盆地和川中陸內(nèi)拗陷盆地間的界線,也是川西前陸盆地的前緣隆起帶,主要由龍泉山復(fù)式背斜及其東、西兩側(cè)相對(duì)傾斜的龍泉山斷裂帶組成(龍泉山東坡斷裂、龍泉山西坡斷裂)。 龍泉山復(fù)式背斜前翼陡窄,后翼寬緩,形成一個(gè)典型的箱狀背斜,在箱狀背斜的兩個(gè)轉(zhuǎn)折端發(fā)育逆沖斷層[35-36]。

1.1.4 川中前陸盆地

位于龍泉山褶斷帶以東,由巖漿雜巖及各類(lèi)片麻巖構(gòu)成結(jié)晶基底,褶皺基底缺失,蓋層發(fā)育基本完整,主要發(fā)育侏羅系—白堊系地層。 褶皺多為穹隆、短軸背斜及鼻狀構(gòu)造組成的寬緩構(gòu)造[34-35]。

1.2 地層巖性

成都市域范圍內(nèi)地層發(fā)育較為完整,從元古界變質(zhì)巖系至第四系松散堆積均有出露(圖3)[30]。中生代以前的地層巖性較為復(fù)雜,碎屑巖、碳酸鹽巖、火山巖及變質(zhì)巖都有出露,和晉寧期超基性—酸性侵入巖一起出露在安縣—灌縣斷裂以西的前龍門(mén)山逆沖推覆構(gòu)造帶內(nèi)。 安縣—灌縣斷裂以東是成都市域的主體,主要出露晚三疊世含煤碎屑巖和侏羅紀(jì)—新近紀(jì)紅色碎屑巖,兩套地層總厚度超過(guò)3000 m,最厚接近10000 m,地層整體穩(wěn)定,延伸性較好,僅局部少量缺失,或尖滅[34-36]。

市域內(nèi)第四系松散堆積物廣泛分布,成因類(lèi)型多樣,主要分布在龍泉山以西平原地區(qū),龍泉山以東階地、河流、河谷地區(qū)也有少量分布。 根據(jù)第四系松散堆積物出露情況將抬升區(qū)岷江、沱江、古青衣江水系各級(jí)階地分布的第四系松散堆積物劃分為“出露型”,而坳陷區(qū)呈“面型”分布的第四系松散堆積物劃分為“埋藏型”[36-42]。

1.2.1 出露型第四系

岷江水系第四系主要分布在龍泉山以西,在地貌上構(gòu)成三、四、五級(jí)階地,在成都平原內(nèi)部,零星分布二級(jí)階地,地層由老到新劃分為下更新統(tǒng)磨盤(pán)山組(Qp1mp)、下—中更新統(tǒng)牧馬山組(Qp1-2m)、中更新統(tǒng)合江組(Qp2hj)、上更新統(tǒng)廣漢組(Qp3g)。古青衣江水系第四系主要分布在名邛臺(tái)地、熊坡背斜以東和彭山—眉山一線岷江以西地區(qū),地層由老到新劃分為下—中更新統(tǒng)蒲江組(Qp1-2pj)、中更新統(tǒng)丹棱組(Qp2dl)和東館組(Qp2dg)。 沱江水系第四系主要沿沱江河谷分布,在地貌上構(gòu)成五級(jí)階地,其中四、五級(jí)階地零星分布于河谷兩側(cè)的淺丘之上,地層由老到新劃分為中更新統(tǒng)白塔山組(Qp2b)、楊家坡組(Qp2y)和黃鱔溪組(Qp2hs),上更新統(tǒng)藍(lán)家坡組(Qp3l),上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)資陽(yáng)組(Qp3-Qhz)[36-38]。

1.2.2 埋藏型第四系

成都平原(凹陷區(qū))除平原區(qū)上部全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)出露于地表外,其余各時(shí)代地層均埋藏于平原腹地,成都平原第四系主要由橫切龍門(mén)山的橫向河流所產(chǎn)生的沖積扇和扇前沖積平原沉積物等半固結(jié)—松散堆積物構(gòu)成,可劃分為上新統(tǒng)大邑礫巖(N2d)和下更新統(tǒng)(Qp1al)、下—中更新統(tǒng)(Qp1-2al)、中更新統(tǒng)(Qp2al)、上更新統(tǒng)(Qp3al)、全新統(tǒng)(Qhal)等沖積物[41]。

成都平原包括西部邊緣帶、中央凹陷帶和東部邊緣帶三個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元,基底形態(tài)控制了堆積物的厚度變化和空間分布[33]。 西部邊緣帶在都江堰幸福、李家碾和興隆附近基巖埋深分別為253 m、139 m 和89 m。 中央凹陷帶沉降中心總體偏向西側(cè),堆積物具有西厚而東薄的特點(diǎn),西部基巖一般埋深100 ～300 m,但在郫縣竹瓦鋪和大邑王場(chǎng)一帶埋藏較深,分別為541 m 和380 m;東部廣漢、成都西—雙流一帶基巖埋深一般60 ～100 m;中央凹陷南北兩端基底抬升,彭縣三界橋至什邡一帶基巖埋深為100 ～150 m;南段邛崍、大興場(chǎng)、蒲江一帶60 m左右。 東部邊緣帶基底埋深迅速變淺,堆積物厚度顯著變小,廣漢一帶在30 m 左右,德陽(yáng)附近為20 ～40 m,成都西為60 m 左右[36]。

圖3 成都市地質(zhì)略圖(據(jù)參考文獻(xiàn)[30-32]修改)Fig. 3 Geological map of Chengdu(modified after reference[30-32])

2 綜合地質(zhì)剖面構(gòu)建

成都市全域三維地質(zhì)框架模型建模是成都市城市地下空間資源地質(zhì)調(diào)查的一項(xiàng)重要內(nèi)容,考慮到成都市全域建模面積廣、控制深度大、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜等特殊性,項(xiàng)目組采用復(fù)雜地質(zhì)體交互式半自動(dòng)建模方法進(jìn)行模型構(gòu)建,其核心工作是由地質(zhì)人員構(gòu)建全域綜合地質(zhì)剖面,在此基礎(chǔ)上開(kāi)展三維地質(zhì)模型的建設(shè)。 成都市全域綜合地質(zhì)剖面構(gòu)建流程見(jiàn)圖4。

2.1 資料收集與整理

地質(zhì)資料是綜合地質(zhì)剖面構(gòu)建的基礎(chǔ),收集的地質(zhì)資料越詳實(shí),綜合研究越深入,構(gòu)建的剖面就越精準(zhǔn)[43]。 本次工作收集的地質(zhì)資料主要包括成都市域范圍內(nèi)各種比例尺的區(qū)域地質(zhì)、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)圖,以及地質(zhì)剖面、鉆孔資料、物探資料、數(shù)字高程模型(DEM)和相關(guān)報(bào)告、文獻(xiàn)等。

(1)成都市市域涉及綿陽(yáng)市幅(H48C001002)、成都市幅(H48C002002)和寶興縣幅(H48C002001)等三幅1∶25 萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)圖,通過(guò)連圖接邊、地層清理、圖面整飾等過(guò)程,形成了一幅完整的成都市全域地質(zhì)圖,作為綜合地質(zhì)剖面構(gòu)建的基礎(chǔ)地質(zhì)底圖。

(2)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)資料主要收集了成都平原綜合水文地質(zhì)圖(1∶10 萬(wàn))、成都平原工程地質(zhì)圖(1∶10 萬(wàn))和綿陽(yáng)、灌縣、成都、邛崍、簡(jiǎn)陽(yáng)等五幅1∶20 萬(wàn)水文地質(zhì)圖及相應(yīng)報(bào)告,為綜合地質(zhì)剖面圖上含水層、隔水層劃分、以及重要工程巖土體的表達(dá)提供了依據(jù)。

(3)構(gòu)造綱要圖是在綿陽(yáng)市幅、成都市幅和寶興縣幅等三幅構(gòu)造綱要圖的基礎(chǔ)上,對(duì)成都市域的構(gòu)造格架進(jìn)行了梳理,對(duì)斷層、褶皺等重新編號(hào),編制了成都市全域構(gòu)造綱要圖。

(4)地質(zhì)剖面包括在成都市域范圍內(nèi)開(kāi)展區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、水文地質(zhì)和工程地質(zhì)調(diào)查過(guò)程中測(cè)制的各類(lèi)大比例尺地質(zhì)剖面。

(5)目前收集到成都市域范圍內(nèi)的鉆孔資料有兩萬(wàn)多份,大部分為孔深<100 m 的工程勘察鉆孔,對(duì)全域綜合地質(zhì)剖面構(gòu)建的意義不大,經(jīng)篩選后孔深≥100 m 的鉆孔總共有73 個(gè),其中孔深100 ～200 m 的鉆孔 33 個(gè),孔深 200 ～1000 m 的鉆孔 28 個(gè),孔深>1000 m 的鉆孔12 個(gè),最深鉆孔可達(dá)5000 m,這些鉆孔資料為構(gòu)建全域綜合地質(zhì)剖面提供了重要依據(jù)。

圖4 綜合地質(zhì)剖面構(gòu)建流程Fig. 4 Construction process of comprehensive geological section

(6)在可有效利用鉆孔數(shù)量有限,且分布不均的情況下,物探資料也可作為綜合地質(zhì)剖面構(gòu)建過(guò)程中重要的參考依據(jù),主要收集了成都平原大地電磁深剖面測(cè)量成果、成都平原第四系厚度等值線圖等物探成果資料。

(7)地形數(shù)據(jù)采用的是分辨率為30 m 的DEM高程數(shù)據(jù),用于生成剖面地形線。

2.2 剖面部署

根據(jù)成都市地質(zhì)構(gòu)造特征和鉆孔分布情況,部署了全域綜合地質(zhì)剖面。 成都市全域總共布設(shè)了25 條剖面,總長(zhǎng)約2002 km,其中大剖面18 條、縱剖面2 條、加密剖面5 條,基本上控制了全域的斷層、褶皺等重要構(gòu)造和地質(zhì)單元(圖5)。

(1)剖面主要根據(jù)鉆孔位置布設(shè),盡量讓剖面經(jīng)過(guò)鉆孔或靠近鉆孔,沒(méi)有鉆孔控制的剖面主要參考以往地質(zhì)剖面和物探剖面布設(shè)。

(2)大剖面橫貫成都市全域,走向與全域地層構(gòu)造展布方向基本垂直,剖面之間最小間距約5.2 km,最大間距約14.5 km,平均間距8.9 km,完全滿足成都市全域三維地質(zhì)框架模型建模的要求。

(3)縱剖面布置在成都中部平原區(qū)的東西兩側(cè),與大剖面的走向基本垂直,起到劃分建模分區(qū)的作用,以這兩條縱剖面為界可以把成都市全域三維地質(zhì)框架模型分為西部高山區(qū)、中部平原區(qū)和東部低山丘陵區(qū),同時(shí)能解決建模區(qū)域過(guò)長(zhǎng)引起的交互操作不便的問(wèn)題。

(4)加密剖面主要針對(duì)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)大剖面和縱剖面無(wú)法有效控制復(fù)雜地質(zhì)體的情況進(jìn)行補(bǔ)充。 龍門(mén)山邊緣帶地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,斷層、褶皺、飛來(lái)峰等廣泛發(fā)育,18 條大剖面難以對(duì)區(qū)內(nèi)所有地質(zhì)體進(jìn)行有效控制,因此,在大剖面基礎(chǔ)上布設(shè)了5 條加密剖面。

(5)由于大剖面與縱剖面剖面有交叉現(xiàn)象,剖面繪制之前需在交叉點(diǎn)布設(shè)虛擬鉆孔[15],以保證交叉剖面的一致性[16]。 大剖面與縱剖面之間共25 個(gè)交叉點(diǎn),布設(shè)了25 個(gè)虛擬鉆孔。

2.3 剖面構(gòu)建的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

(1)地層標(biāo)準(zhǔn)化。 受西部龍門(mén)山造山帶、東部龍泉山斷裂帶影響,成都地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。 不同時(shí)期,不同地質(zhì)學(xué)者對(duì)成都地區(qū)地層劃分認(rèn)識(shí)不一致,同一地層在不同時(shí)期、不同區(qū)域的資料中命名不一致,導(dǎo)致地質(zhì)資料中部分地層、巖層歸屬甄別難度較大[44-45],在構(gòu)建剖面之前要對(duì)地層開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化處理,將地層劃分統(tǒng)一起來(lái),并按照沉積順序?qū)Φ貙舆M(jìn)行編碼,建立一個(gè)覆蓋建模區(qū)地層的“標(biāo)準(zhǔn)地層編碼表”,以備后續(xù)三維地質(zhì)建模使用。 地層編碼遵循“從新到老、逐層遞增”的原則,即最新的地層編碼為“1”,然后按地層年代逐漸遞增。

(2)比例尺選擇。 為了保證成都市綜合地質(zhì)剖面的分層精度,同時(shí)滿足全域三維地質(zhì)框架模型建模的要求,將剖面制圖比例尺設(shè)定為橫比例尺1∶50000,縱比例尺1∶10000;部分短剖面比例尺可根據(jù)分層情況調(diào)整為橫比例尺1∶50000,縱比例尺1∶50000。

(3)確定剖面底界。 成都全域三維地質(zhì)框架模型建?？刂粕疃葹?000 m,要求全域綜合地質(zhì)剖面控制的地層整體厚度要超過(guò)2000 m,考慮到成都市域內(nèi)最低海拔為387 m,選擇海拔-1700 m 做為全域綜合地質(zhì)剖面的底界。

(4)生產(chǎn)虛擬鉆孔。 大剖面與縱剖面的交叉處要虛擬鉆孔,虛擬鉆孔以地質(zhì)圖、產(chǎn)狀、地表高程、周邊其他鉆孔或剖面等資料為基礎(chǔ)生產(chǎn)鉆孔分層數(shù)據(jù),做到與其他建模數(shù)據(jù)有較好的一致性。

(5)繪制剖面地層線。 根據(jù)鉆孔數(shù)據(jù)確定地層分界點(diǎn),將相鄰鉆孔之間同一地層的頂板用實(shí)線進(jìn)行連接以表示地層,在沒(méi)有鉆孔控制的地方參考已有的區(qū)域地質(zhì)資料、水文工程地質(zhì)資料、地質(zhì)剖面和物探剖面等數(shù)據(jù),計(jì)算地層分層厚度,刻畫(huà)斷層、褶皺等構(gòu)造形態(tài),連接不同鉆孔的地層分界點(diǎn)形成剖面地層線。

3 剖面構(gòu)建中遇到的地質(zhì)問(wèn)題及處理方法

基于25 條全域綜合地質(zhì)剖面構(gòu)建了成都市全域三維地質(zhì)框架模型,經(jīng)驗(yàn)證,生成的模型基本能反映成都市全域地質(zhì)體、構(gòu)造等的空間展布情況(圖6)。

成都盆地沉積環(huán)境復(fù)雜,區(qū)內(nèi)地層發(fā)育程度不均衡,在綜合地質(zhì)剖面構(gòu)建的過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)遇到同時(shí)代、同層位的不同地層之間無(wú)法延伸的問(wèn)題,下面提出了幾種解決方法。

成都市域大體可分為龍門(mén)山斷裂帶南緣、龍泉山斷裂帶西部和龍泉山斷裂帶東部等三個(gè)沉積區(qū),不同沉積區(qū)的地層層序、巖石組合特征、沉積物厚度也有所差別(圖7)。 龍門(mén)山斷裂帶南緣出露的地層主要有上三疊統(tǒng)須家河組(T3x)、下—中侏羅統(tǒng)自流井組(J1-2z)、中侏羅統(tǒng)沙溪廟組(J2s)、上侏羅統(tǒng)遂寧組(J3sn)、上侏羅統(tǒng)蓮花口組(J3l)、白堊系夾關(guān)組(K1-2j)、上白堊統(tǒng)灌口組(K2g)、古新統(tǒng)—始新統(tǒng)名山組(E1-2m)和上新統(tǒng)大邑礫巖(N2d),龍泉山斷裂帶西部地區(qū)出露的地層主要有上三疊統(tǒng)須家河組(T3x)、下—中侏羅統(tǒng)自流井組(J1-2z)、中侏羅統(tǒng)沙溪廟組(J2s)、上侏羅統(tǒng)遂寧組(J3sn)、上侏羅統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組(J3p)、下白堊統(tǒng)天馬山組(K1t)、下—上白堊統(tǒng)夾關(guān)組(K1-2j)、上白堊統(tǒng)灌口組(K2g)、古新統(tǒng)—始新統(tǒng)名山組(E1-2m)和上新統(tǒng)大邑礫巖(N2d),龍泉山斷裂帶東部地區(qū)出露的地層主要有中侏羅統(tǒng)沙溪廟組(J2s)、上侏羅統(tǒng)遂寧組(J3sn)、上侏羅統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組下段(J3p1)和上侏羅統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組上段(J3p2)、下白堊統(tǒng)蒼溪組(K1c)、下白堊統(tǒng)白龍組(K1b)、下白堊統(tǒng)七曲寺組(K1q)、下白堊統(tǒng)古店組(K1g)。

圖5 成都市全域綜合地質(zhì)剖面部署圖Fig. 5 Deployment of comprehensive geological profiles in Chengdu

圖6 成都市全域綜合地質(zhì)剖面格柵效果圖Fig. 6 Grids of comprehensive geological sections in Chengdu

圖7 成都市域主要地層分區(qū)對(duì)比圖Fig. 7 Comparison of major stratigraphic divisions in Chengdu

圖8 三種地層連接方式示意圖Fig. 8 Schematic diagram showing three types of strata connection

從圖6 可以看出,龍門(mén)山斷裂帶南緣夾關(guān)組(K1-2j)地層之下為蓮花口組(J3l),缺失了天馬山組(K1t);龍泉山斷裂帶西部地區(qū)夾關(guān)組(K1-2j)之下為天馬山組(K1t)和蓬萊鎮(zhèn)組(J3p);龍泉山斷裂帶東部地區(qū)上白堊統(tǒng)及以上地層缺失,與天馬山組(K1t)相對(duì)應(yīng)的地層為古店組(K1g)、七曲寺組(K1q)、白龍組(K1b)和蒼溪組(K1c),蓬萊鎮(zhèn)組(J3p)因分布面積較廣而進(jìn)一步劃分為了萊鎮(zhèn)組上段(J3p2)和蓬萊鎮(zhèn)組下段(J3p1),這就造成了處在相同層位的地層因分層定名不同在剖面上無(wú)法正常延伸的問(wèn)題。 通過(guò)對(duì)區(qū)域地層的對(duì)比研究,提出了三種解決方法:一是斷層分隔,用分區(qū)斷裂來(lái)對(duì)不同的地層進(jìn)行分隔,既符合地質(zhì)規(guī)律,又不影響剖面的合理性(圖8-a);二是相變連接,處在不同沉積區(qū)而層位相同的兩套地層,由于沉積環(huán)境不同而巖性組合稍有差異,在剖面上可以采用相變方式連接,中間以相變界線進(jìn)行區(qū)分(圖8-b);三是地層尖滅,對(duì)于一個(gè)沉積區(qū)有而另一個(gè)沉積區(qū)缺失的地層,可以采用尖滅的方式處理(圖8-c)。

4 結(jié)論

(1)在建模面積廣、控制深度大、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地區(qū)采用基于綜合地質(zhì)剖面構(gòu)建三維地質(zhì)模型的方法具有良好的效果,該方法能有效實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地質(zhì)體人機(jī)交互式半自動(dòng)建模,提高三維地質(zhì)建模的效率和精準(zhǔn)度。

(2)本文將剖面構(gòu)建過(guò)程中遇到的地層不連續(xù)問(wèn)題與區(qū)域地質(zhì)規(guī)律充分結(jié)合,提出了三種解決這類(lèi)問(wèn)題的方法,充分發(fā)揮了地質(zhì)人員在剖面構(gòu)建中的作用,構(gòu)建的綜合地質(zhì)剖面更準(zhǔn)確,生成的三維地質(zhì)模型更能逼真地表達(dá)地質(zhì)結(jié)構(gòu)全貌。