龍門山北段三堆地區(qū)構(gòu)造研究與三維建模.pdf

1、龍門山造山帶被地質(zhì)學(xué)家譽(yù)為“地質(zhì)百慕大”，以發(fā)育典型的逆沖推覆構(gòu)造和飛來峰為國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)者所矚目。前輩地質(zhì)學(xué)家對(duì)龍門山地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行了深入的研究，并取得了卓越的成果。但是，在龍門山造山帶資料中并沒有發(fā)現(xiàn)有三維立體數(shù)據(jù)資料，本文在對(duì)龍門山造山帶北段三堆鎮(zhèn)地區(qū)進(jìn)行野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上利用Gocad軟件進(jìn)行三維數(shù)據(jù)模擬，根據(jù)三維模型對(duì)三堆鎮(zhèn)地區(qū)的構(gòu)造特征進(jìn)行數(shù)據(jù)模型展示與地質(zhì)解譯，在此方面取得了一定的成果。
　　Gocad軟件三維建模的基

2、本方法是利用相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行半智能化模型建立。如鉆孔數(shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)、物探數(shù)據(jù)等。建立模型過程中完成的構(gòu)造建模工作流程是模型建立的核心部分，其中包括有九個(gè)步驟:數(shù)據(jù)加載→建立地層層序柱→模型邊界范圍建立→斷層模型→地層模型→井分層數(shù)據(jù)約束→接觸關(guān)系編輯→檢測(cè)與修改層間交切關(guān)系→建立中間層。在完成工作流程后，利用工作流程中建立的賦有地質(zhì)意義的斷層面、層面等曲面數(shù)據(jù)進(jìn)行三維模型建立。
　　本文通過野外地質(zhì)調(diào)查、室內(nèi)資料分析整理，對(duì)三堆地區(qū)的

3、推覆構(gòu)造特征進(jìn)行深入研究。利用遙感數(shù)據(jù)、地貌特征、結(jié)合推覆構(gòu)造基本理論和前人研究資料，根據(jù)三堆地區(qū)主干斷裂的幾何特征以及斷層之間的交切關(guān)系，利用Gocad三維建模軟件進(jìn)行三維數(shù)字模擬，但是，研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地層褶皺多樣，基本為倒轉(zhuǎn)褶皺，而且缺乏地震、鉆井、物探等深部控制數(shù)據(jù)，因此，Gocad軟件的基本建模方法在研究區(qū)內(nèi)并不適用，本文是利用四條主干剖面、若干次級(jí)主干剖面和無數(shù)的短剖面來對(duì)模型進(jìn)行控制。由于深部控制數(shù)據(jù)缺乏，在模型面建

4、立過程中操作步驟較基本建模方法操作步驟要少:數(shù)據(jù)加載→建立地層層序柱→模型邊界范圍建立→斷層模型→地層模型→接觸關(guān)系編輯。在簡(jiǎn)單的工作流程操作之后，利用它建立的賦有地質(zhì)意義的模型面進(jìn)行三維建模。
　　模型建立完成后需要對(duì)模型進(jìn)行展示與地質(zhì)解譯，在Gocad軟件中建立的三維模型可以實(shí)現(xiàn)模型旋轉(zhuǎn)、模型分散、揭蓋、切剖面以及單個(gè)地質(zhì)體分析等功能。而這些功能在平面地質(zhì)圖上是沒辦法實(shí)現(xiàn)的，也體現(xiàn)出Gocad軟件構(gòu)造建模的優(yōu)越性。
　　

5、在三維模型地質(zhì)解譯的過程中，我們發(fā)現(xiàn):區(qū)內(nèi)推覆構(gòu)造主要沿北東-南西方向展布，推覆體主滑動(dòng)面斷層都是傾向北西的逆沖斷層，以疊瓦式組合。由北西向南東，逆沖斷層由韌性變形到脆韌性變形再到脆性變形，推覆體內(nèi)部由倒轉(zhuǎn)閉合褶皺到寬緩直立褶，構(gòu)造強(qiáng)度由強(qiáng)到弱、層次由深到淺。
　　利用三維模型地質(zhì)解譯結(jié)果結(jié)合室內(nèi)整理的資料，分析研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造形成演化過程:①在印支中前期，龍門山以“前展式”擴(kuò)展方式形成以中央斷裂(F2)和前山斷裂(F5)為主滑動(dòng)面的

6、巨型推覆體。②印支后期推覆擠壓前進(jìn)過程中，當(dāng)推覆體前鋒受到阻擋停止活動(dòng)，前山斷裂(F5)被侏羅系碎屑巖覆蓋，形成了松林坡斷層(F5)。③在燕山期到喜山期，巨型推覆內(nèi)部發(fā)育一系列褶皺和次級(jí)疊瓦式逆沖斷層，先后形成了石山子斷層(F4)和七里鄉(xiāng)斷層(F3)，這些逆斷層以“后展式”擴(kuò)展方式形成次級(jí)推覆體。在后期推覆擠壓過程中，停止活動(dòng)的中央斷裂再次活動(dòng)，最后就位于馬家灣—陳家山斷裂(F2)。最后由于后期推覆作用，梨樹壩斷層(F1)替代了馬家灣—

7、陳家山斷層(F2)的中央斷層的地位，在5.12汶川地震的時(shí)候仍在活動(dòng)。
　　研究區(qū)飛來峰是由北西向南東方向逆沖推覆形成。以寒武系地層組成的下層飛來峰體其根帶位于七里鄉(xiāng)-松林坡推覆體，形成時(shí)間明顯比上層飛來峰時(shí)間早，可能為喜山早期;以泥盆系等地層組成的飛來峰跟帶被梨樹壩推覆體掩蓋。形成時(shí)間應(yīng)該與山前磨拉石（大邑礫巖）堆積時(shí)期同期，即上新世(N2)-早更新世(Q1)。
　　通過研究區(qū)推覆體形成先后順序，得出了龍門山北段三堆地區(qū)推