浅析联合地质剖面在地质工作中的意义

朱 红

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七○四队，新疆 哈密 839000）

随着社会经济的飞速发展，对矿产资源的需求量日益增大，而地表矿产、浅部矿产资源的日益减少，研究与探寻深部矿与隐伏矿逐渐成为各个国家和地区的主要勘查对象。然而通常采用钻孔柱状图、工程地质剖面图和等值线图等来表述地层信息空间分布和地质体的构造形态特征，这些二维图件缺乏直观立体性，无法直接凸显矿体几何空间形态走向、分布特征及其地质体间的相互关联，往往需要耗费地质工程师大量的精力和时间使平面图和剖面图所表述的构造形态与之协调一致[1]。因此在无三维建模技术的状况下，为便于地质工作者开展地质勘探、深部预测等认识研究，联合地质剖面的制作使用就应用而生，相比较二维的地质平面图，联合剖面的应用解决了这一困扰问题。相比较三维建模的繁杂工序，联合地质剖面的制作使用相对较简单可行，同时形象直观的表述了矿体形态走向、分布特征、各地质体之间的相互关系，又满足了非地质专业业主对地质知识的认知、理解能力及其对深部矿体研究直观立体的视觉冲击，方便了用户理教地质知识，及其便于交流沟通，同时对矿体储量圈定计算也提供了依据。

制作联合地质剖面主要是采用基于地质剖面的方法基础上构建的，在Mapgis软件的基础制作。地质剖面是研究地层、岩体和构造的基础资料，又称地质断面，是沿某一方向显示地表或一定深度内地质构造情况的实际（或推断）切面。联合地质剖面顾名思义就是将多张地质剖面通过数据处理形成一个完整的模拟图形存在。本文就以如何制作联合地质剖面的实操进行分析，以Mapgis软件为基础进行操作的。（Mapgis是中国地质大学（武汉）开发的通用的工具型地理信息系统软件[2]。它是在MAPCAD的基础上发展起来的，可对空间数据进行采集、存储、检索、分析和图形表示。）基于剖面的建模方法主要采用二维剖面作为建模的依据，由二维剖面生成三维地质模型。

1 前期原始资料数据准备工作

栅格数据录入，建模栅格数据主要是一些纸质扫描图件及软件导出的JPG、TIF等格式的图片，前期主要存在两个步骤：①统一投影参数和比例尺，为了便于各数据的读取使用和管理，建议将所有数据投影参数统一比例尺（1：1000），统一坐标系（投影平面直角坐标系），统一椭球参数（北京54或西安80，投影带为3°带），建立原始资料数据库。②数据格式转换为WP、WT、WL格式，以便MAPGIS软件读取，后期图层进行合并。

2 图件进行简化依靠MAPGIS软件系统系统功能操作完成

图1 软件目录菜单

图2 操作窗口

联合地质剖面的操作具体以MAPGIS为例，具体操作如下图1、图2所示。

打开MAPGIS软件→空间分析界面→空间分析子系统→空间分析（S）→多层立体叠置→区文件、线文件、点文件逐一进行添加→完成第一个剖面的图层添加按（第i层OK）→依次完成第二、第三条……地质剖面的添加→全部完成后保存，存点文件、线文件、面文件。最终形成多个立体的地质剖面逐一按照添加顺序排列。

构建立面地质模型的难点是需将不同地质界面的构建，以最终形成的联合地质剖面为例，依据已有勘探线剖面图及钻孔编录数据，并参照矿体形态、走向、将已有的地质界线，运用“连接线生成面”的方法构建地质界面。将每一钻孔剖面两侧的地质界线顺势相连，分别先构成一个初始地层面。运用断层面切割初始地层面，将断层面、初始剖面地质界线、地层面四周边界线作为该地层面的约束条件，约束后对该面进行处理[3]。将复杂岩体简化成数个相对简单的岩体，再对单个简单岩体界面进行逐个构建，将建好的所有简单岩体界面进行合并，并对简单岩体之间的拼接部分进行局部平滑处理，使简单岩体界面之间的接触部位能够平滑过渡。之后进行矿体轮廓圈定，依照根据中华人民共和国国土资源部2003年实施的中华人民共和国地质矿产行业标准进行矿体规模的界线划定范围。通过矿体模型的构建可以直观矿体在地质空间中的分布规律，对矿产资源的储量进行估算，并指导矿产勘查及矿山开采工作的进行具有重要意义。

注：前期在对地质剖面进行处理时，首先对剖面进行扭曲旋转依自需调整角度，以保证矿体形态的立体呈现。其次将勘探线剖面简化处理，不必要呈现的元素可剔除，只保留所需元素，如勘查线编号、钻孔编号、见矿位置等所需元素。

3 结论

在三维地质建模尚未普及使用的状况下，又要满足地质专家提出传统地质报告的同时能提供三维立体模型，但是又不愿意为三维地质模型支付额外的费用，联合地质剖面的应用，在短期内看是满足了这一需求。

但作为长久之计还需大力推广使用三维地质建模系统软件的使用，三维地质建模所需要的软件购买、人员培训、工作量投入所需要的代价与风险远大于三维地质建模所能带来的便利，同时还许国家对此工作的大力引导及其支持！