太原断陷盆地第四纪地层三维地质建模及隐伏断层初步分析

论文摘要

“十五”期间开展的中国数字地震观测网络工程—“中国地震活动断层探测技术系统”是一项利国利民的大事。近百年来80％的地震财产损失和60％人口受灾发生在有活断层的城市中，因此查清城市地下隐伏地震活断层的分布及对其产生的危害，有效地降低地震造成的损失是值得研究的。太原市位于汾渭断陷带中段的太原断陷盆地内，一直被划入为全国地震的重点危险地区和备受关注的地区，因此“太原市活断层的探测与地震危险性评价”课题的研究，得到了山西省各级政府的大力支持与重视。本论文针对上述研究课题，搜集了大量的地质、地球物理及钻孔资料，利用将空间信息管理、地质解译、空间分析、地学统计以及三维图形可视化等工具结合起来的三维地质建模技术，对太原断陷盆地进行第四纪地层三维地质可视化建模，直观描述空间层面的起伏变化性，初步分析太原断陷盆地地层、断层分布及活动性。作者通过对大量的钻孔资料进行地层分层和数据整理后，建立了钻孔分层空间数据库；并利用ArcGIS强大的三维显示功能，以AO（ArcObjects）作为开发平台，设计了算法，实现了由钻孔构建地层三维垂直剖面与地层界面的三维可视化，进而根据收集到的钻孔资料获得了太原断陷盆地第四纪三维地层格架。最后基于所建立的太原断陷盆地第四纪地层三维模型，结合大量的地质资料，初步分析得出南堰断层（F1）主要错断了第四纪早和中更新世地层；汾河东、西断层（F2、F3）主要错断了第四纪早和中更新世地层；新城-亲贤断层（F4）主要错断了第四纪早、中更新世地层和晚更新世地层。论文研究成果实现了太原断陷盆地第四纪地层三维地质模型，是GIS在地学领域的探索和研究，具有一定的科研和应用价值，对其他城市活断层探测的开展有借鉴性的意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 活断层概述
• 1.1.1 活断层定义
• 1.1.2 活断层的特性
• 1.1.3 活断层的危害
• 1.2 地理信息系统的发展动态
• 1.3 三维地质建模方法研究与国内外现状
• 1.3.1 三维地质建模方法研究
• 1.3.2 三维地质建模国内外现状
• 第二章 论文研究的主要内容
• 2.1 论文研究背景
• 2.2 ArcGIS 9介绍
• 2.3 论文设计思路及主要研究内容
• 第三章 太原断陷盆地钻孔层序分层
• 3.1 钻孔资料的收集
• 3.2 太原断陷盆地及其外围地区第四纪地层
• 3.2.1 第四纪地层划分原则
• 3.2.2 太原断陷盆地及其外围地区第四纪地层的划分
• 3.3 太原断陷盆地标准钻孔地层划分
• 3.3.1 标准钻孔年龄样品测试
• 3.3.2 标准钻孔孢粉分析
• 3.3.3 标准钻孔第四纪地层的岩相特征
• 3.3.4 标准钻孔第四纪地层的划分结果
• 3.4 太原断陷盆地钻孔地层划分结果
• 第四章 太原断陷盆地第四纪地层三维地质模型的建立
• 4.1 空间数据库的建立
• 4.1.1 Geodatabase地理数据库
• 4.1.2 Geodatabase地理数据库的建立
• 4.2 ArcObjerts及其开发
• 4.2.1 ArcObjerts开发方式
• 4.2.2 使用ArcObjerts开发定制ESRI应用程序
• 4.3 地层三维模型建立方法
• 4.3.1 建模方法的选择
• 4.3.2 三维钻孔柱状图的显示
• 4.3.3 三维地层垂直剖面的生成
• 4.3.4 三维地层层面的生成
• 4.4 太原断陷盆地地层三维模型的实现
• 第五章 太原断陷盆地隐伏断层初步分析
• 5.1 区域新构造单元划分
• 5.1.1 太原西山断块隆起区
• 5.1.2 太原东山断块隆起区
• 5.1.3 太原断陷盆地
• 5.2 区域地貌特征
• 5.3 太原断陷盆地主要控制断裂
• 5.4 主要隐伏断层空间分布及活动性评价
• 第六章 结论
• 6.1 主要结果
• 6.2 问题与探讨
• 参考文献
• 附表1 标准钻孔地层岩性
• 附表2 钻孔年代分层表
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文