基于多源数据的临汾市活动断层分析与三维建模

摘要

活动断层是引起城市范围内的直下型地震灾害的主要原因，活动断层的研究可为政府制定防震减灾工作提供科学依据，与民众的生命财产安全息息相关。本文选取山西省临汾市作为研究区，利用野外地质调查、钻探、地球物理勘探、槽探与化探等多源勘查数据对研究区内的断层活动性进行分析，综合利用分析结果与活动断层勘探数据进行活动断层三维建模，形成活动断层与地层融合的三维模型，并对模型进行了空间分析与三维可视化展示。
　　论文的主要研究内容与成果如下:
　　(1)分析研究区内主要断层的分布情况及最新活动年代。针对研究区内存在主要的7条断层，利用钻孔数据、浅层地震勘探数据、钻孔联合剖面数据等对分析了断层在地层中的分布和对地层的错断情况，对原本推测的断层位置进行了修正;通过地层年代鉴定、地层对比分析、断点的空间位置确定，判断了7条断层的最新活动年代，确定了至今还在活动的断层。
　　(2)构建活动断层的三维曲面模型。利用活动断层多源勘探数据，结合探测数据的分析结果与活动断层组成要素、时空特征、各组成要素之间的空间关系，研究制定了构建活动断层三维曲面模型的空间数据模型;基于空间数据模型与GOCAD建模平台构建了活动断层模型的各类地质界面;根据活动断层的特点，采用迭代建模，逐步求精思路对支撑活动断层三维曲面构建的空间数据模型、各类地质界面模型进行多次修正，直至达到精度要求;在此基础上，按照地质体的年代由新到老、结构由简单到复杂的顺序，分别利用断层面、地层界面与其它各地质界面围成的封闭空间转换成各地质体对应的三维曲面模型。
　　(3)构建活动断层的三维实体模型。利用边长为50m的立方体作为空间插值体元，对各地质体的面模型进行内部填充及其属性赋值，使面模型转化为体模型。利用各地质实体模型间具有的逻辑计算功能，通过整体减去局部再反选的方式构建出研究区内活动断层的整体三维实体模型。

目录

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摘要

图目录

表目录

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 活动断层探测研究现状

1．2．2 三维地质模型研究现状

1．2．3 活动断层三维建模现状

1．2．4 存在的问题

1．3 研究目标和研究内容

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．4 技术路线

1．5 论文组织结构

第2章 研究区概况及数据来源

2．1 临汾市地震地质背景

2．1．1 自然地理概况

2．1．2 区域地质概况

2．2．研究区概况

2．2．1 研究区范围

2．2．1 研究区主要断层

2．3 活动断层探测数据来源

2．3．1 标准钻孔数据

2．3．2 浅层地震勘探数据

2．3．3 地球化学探测数据

2．3．4 排钻数据

2．3．5 探槽数据

第3章 研究区主要断层最新活动年代分析

3．1 研究区第四纪地层划分

3．2 罗云山山前断裂

3．2．1 罗云山断裂土门段分布情况

3．2．2 罗云山断裂龙祠段分布情况

3．2．3 罗云山断裂小结

3．3．2 汾西断裂小结

3．4 汾东断裂

3．4．1 浅层地震勘探

3．4．2 钻孔联合剖面

3．4．3 汾东断裂小结

3．5 曲亭断裂

3．5．1 浅层地震勘探

3．5．2 钻孔联合剖面

3．5．3 曲亭断裂小结

3．6 郭家庄断裂

3．6．1 浅层地震勘探

3．6．2 钻孔联合剖面

3．6．3 郭家庄断裂小结

3．7 坂下断裂与向阳西断裂

3．8 本章小结

第4章 活动断层三维曲面模型的构建

4．1 三维地质建模方法

4．1．1 软件功能比较

4．1．2 插值算法比较

4．1．3 GOCAD软件概述

4．2．1 数据的逻辑结构

4．2．2 多源数据的预处理

4．2．3 多源数据的管理

4．3 各地质界面模型构建

4．3．1 地表DEM的构建

4．3．2 模型底层与四周界面的构建

4．3．3 断层面的构建

4．3．4 地层界面的构建

4．4 曲面模型的构建

4．5 本章小结

第5章 活动断层三维实体模型的构建及应用

5．1 活动断层三维实体模型构建

5．2 三维模型的特点

5．3 三维模型的应用

5．3．1 实体模型的分析功能

5．3．2 实体模型的计算功能

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士期间的科研成果

致谢