基于GOCAD软件的龙门山北段断裂带三维
地质建模应用
——以绵阳地区为例
The Application of 3D Geosciences Modeling in the North of Longmen Mountain Fault Region Based on GOCAD：Take the Mianyang Area as an Example
朱红锦① ZHU Hong-jin；张秋冬① ZHANG Qiu-dong；蔡官洪②CAI Guan-hong
（①成都理工大学，成都 610059；②泸州市古蔺县国土资源局，泸州 646000）
（①Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China；② Bureau of Land Resource of Gulin，Luzhou 646000，China）
摘要：文章以龙门山北段绵阳地区为例，比较详细地介绍了GOCAD软件建模步骤，整个建模过程思路清晰、结构严谨。所建立的地质模型在空间分布和动力学特征上与实际的地质体非常吻合，揭示了绵阳地下地层、断层在空间上的延伸和展布以及在地表出露的情况，为以后龙门山北段三维地质建模研究提供了帮助。
Abstract: The thesis takes Mianyang area as an example in the north of Longmen mountain fault region, and introduces the steps in detail, the entire process of the modeling is clear, organized and reasonable. The 3D model of the study area is tally with the practical geologic body in the spatial distribution and dynamic characteristic. It reveals the extension and distribution of the underground horizon, fault in MianYang, and the exposed on the surface, which promotes the further research of the 3D Geosciences Modeling in the future.
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关键词 ： GOCAD；龙门山北段；绵阳地区；三维地质建模
Key words: GOCAD；north of Longmen mountain fault；Mianyang area；3D geosciences modeling
中图分类号：P534文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）20-0153-02
0引言
龙门山北段是指龙门山断裂带从北川、安县向北东延伸的部分，其主要特征是唐王寨向斜和出露地表的轿子顶杂岩，宏观构造特征表现为复杂的逆冲推覆构造[1]。后山断裂带是以轿子顶杂岩为核心的大型背隆,外围盖层由震旦系、寒武系和志留系板岩灰岩组成。前山带总体表现出叠瓦冲断，主要构造包括唐王寨向斜及其前缘叠瓦冲断系及天井山、矿山梁等背斜构造。其地史演化多变，地表具有典型的冲断构造特征，新生代构造活动强烈，地壳精细结构构造的研究历来为中外地质和地球物理学家所注目并持续探索。
1区域地质背景
绵阳区域在龙门山北段区域的西南角（如图1）。从绵阳市的地貌特征看,斜穿该市境中部的江油—灌县断裂带将全市划分为两种不同的地质地貌：西北山地区和东南平原区[2]。因为地质构造的不同使得这两种地貌特征在形态和发育过程等方面都截然不同。在地质构造上，绵阳市西北部被称为地槽区，它包括松潘—甘孜地槽褶皱东南延生和部分秦岭地槽褶皱系；东南部被称为地台区，属于扬子地台。中生代以来印支运动、燕山运动、喜马拉雅山运动对绵阳地质构造发展和地质地貌形成演化有着重要作用，经过漫长的构造运动形成了绵阳现有地貌特征。
2建模步骤
2.1 地质图的加载
文章中地质图是建立模型的基础，它包含了建模所需要大量地表信息，所以准确加载地质图是建模的关键，具体步骤为：File→Import Objects→Images→As 2D Voxet。最后加上地质图的四角坐标，就完成了地质图幅的加载。
2.2 线性地质剖面的加载
利用地质剖面能很好的掌握模型在一定深度范围内的延伸和展布情况，能够比较精确地揭示断层性质和地层的产状。具体步骤为：File→Import Objects→Cultural Data→DXF完成剖面的导入。
2.3 断层二维模型的建立
断层的建立是整个三维建模的关键，确定断层的位置，建立准确的断层，就相当于确立三维模型的主要框架，使地层的建立更加有依据。但由于断层的空间分布不易确定，所以需要借助地质图和地质剖面中断层的展布来控制（如图2）。具体步骤为： Applications→wizard→Surface creation→From Data（with internal Borders）→From Points and Computed Outline-Direct Triangulation→next→name→next→Create Outline Curve from Data Points→Optimize Curve to better fitPoints→next→name→ok。
2.4 断层和地层三维模型的建立
GOCAD软件建模方法有很多种，在workflow菜单栏里有各种建模方法，可以根据需要选择不同的建模方法，本文选择的是Tessellation建模，断层和地层的建模方法大同小异，只是在构建地层模型的时，要注意编辑每个地层界面与主断层的接触关系，具体建模步骤为：Tessellation→object selection→A set of surface→new→create 3D model→name→creat 3D model，这样就完成断层和地层三维模型的建立（如图3）。
2.5 模型地标、地层层序的创建和加载
此时创建的模型是没有任何地质意义的，所以要通过创建地标或地层层序来赋予模型地质意义。由于在GOCAD软件里中文是错误的格式，故本文将这些点文件转换为线文件进行加载。具体步骤为：CorelDRAW→dwg格式→AutoCAD→R12/LT2 DXF格式→GOCAD→File→Import Objects→Cultural Data→DXF。此时的线文件没有空间坐标，需要对其进行空间位置校正，可以在线文件的properties栏里用C语言命令对线文件的X、Y、Z坐标进行编辑，使地标在准确的地理位置显示,通过以上步骤建立具有地质意义的区域地质模型[5]（如图4）。
3模型分析
通过对绵阳地区的构造研究，得出该区域主要构造是由西南向北东方向延伸的推覆构造，两大北西倾向的逆冲断层是该区域内推覆体主滑动面断层。从所建立的绵阳区域三维模型来看，龙门山逆冲推覆构造被完美地呈现在该模型上，北缘较老的地层由于逆冲推覆作用而出露地表并且表现为叠瓦式组合，南缘由于受各板块构造运动影响较小，表现为一套比较平缓的地层组合，而中部有古生代寒武系地层出露说明了绵阳地区飞来峰构造的缘由。
4总结
①本文从数据加载、模型创建两方面较为详细地讲述了利用GOCAD软件构建绵阳区域三维模型的过程，所建立的绵阳地区三维模型也具有很高的研究意义。从地层和断层来看，符合绵阳地质地貌特征及构造动力特征，这为以后的绵阳地区的精细研究和龙门山北段的区域研究打下了基础。
②GOCDA软件所建立的模型，不仅能宏观表示研究区域地层、断层的延伸和展布，还能实现模型旋转、分散、任意剖面显示以及对单个地质体分析等功能，而这些功能是传统二维平面图无法实现的，这也体现了GOCAD软件三维构造建模的独特性。
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参考文献：
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[3]李智武，刘树根，陈洪德，刘顺，郭兵，田小彬.龙门山冲断带分段-分带性构造格局及其差异变形特征[J].成都理工大学学报（自然科学版），2008，04：440-454.
[4]孟文.活动断裂与现今地应力相互作用关系研究[D].中国地质科学院，2013.
[5]邓佳良.龙门山北段三堆地区构造研究与三维建模[D].成都.成都理工大学，2014.