一种钻孔中的断层三维建模方法及系统技术方案

本申请涉及地质矿产勘查技术领域，尤其是涉及一种钻孔中的断层三维建模方法及系统，所述方法包括：获取钻孔测量数据；根据所述钻孔测量数据依次获取每个钻探回次的起点和终点的坐标，并建立钻孔轨迹；获取所述钻孔轨迹中各断层的地质特征数据；根据所述钻孔轨迹中各断层的地质特征数据，分别构建对应的断层面矩形模型；分别获取各所述断层面矩形模型的中心点、顶点和各边中点的坐标；根据各所述断层面矩形模型的中心点、顶点和各边中点的坐标，在地质建模软件中分别构建各断层的矩形线框模型，实现钻孔中的断层三维建模。本申请对钻孔中的断层可进行全面三维表达，准确地展现了断层的形态。层的形态。层的形态。

【技术实现步骤摘要】
一种钻孔中的断层三维建模方法及系统


[0001]本申请涉及地质矿产勘查
，尤其是涉及一种钻孔中的断层三维建模方法及系统。

技术介绍

[0002]钻探是地质矿产勘查中一项重要的直接探矿手段，钻探取得的岩心不仅用于查明地表以下地层、构造、岩浆岩、围岩蚀变等地质信息，而且能够提供矿体埋深、厚度、规模、品位、资源量等矿化信息。所以，钻探成果能够直接决定一个地质勘查项目的找矿效果，进而决定矿床的规模与经济价值。
[0003]在找矿勘探中，钻探岩心提供了大量地质找矿信息，其作用在于验证和修正找矿模型，为后续钻孔的设计和施工方案变更与否提供支撑，进而提高钻孔的见矿率。在实际找矿勘查工作中，关注最多的是岩心中的矿化和岩性两大类信息，它们仅需要深度数据就能直接展现在钻孔柱状图和勘探线剖面图中。而断层是地质构造演化的重要印记之一，广泛分布于各种地质体内，钻探能揭示大量规模各异的地下断层。金属矿床的形成通常与矿区内断裂系统密切相关，对它的认识理解深度能够决定矿床成因的认识程度和找矿预测及勘查效率及成果。
[0004]相关技术中，由于断层的展现相对复杂且难度较大，钻孔中断层需要出露深度、倾向、走向和倾角等参数才能唯一确定，在钻孔柱状图和勘探线剖面图等平面图件中难以全面进行三维表达，因缺乏断层数学模型和数据接入方法，现行的主要矿业软件(如Micromine、Surpac、3DMine等)均未发布钻孔中断层三维建模模块，矿床断层系统的三维建模尚未实现，使得构造地质信息在构造控矿、矿床成因研究及找矿预测中无法有效发挥其重要的指导作用。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本申请提供一种钻孔中的断层三维建模方法及系统，对钻孔中的断层可进行全面三维表达。
[0006]第一方面，本申请提供的一种钻孔中的断层三维建模方法，采用如下的技术方案：
[0007]一种钻孔中的断层三维建模方法，所述方法包括：
[0008]获取钻孔测量数据，所述钻孔测量数据包括开孔点和每个钻探回次的测量数据；
[0009]根据所述钻孔测量数据依次获取每个钻探回次的起点和终点的坐标，并建立钻孔轨迹；
[0010]获取所述钻孔轨迹中各断层的地质特征数据；
[0011]根据所述钻孔轨迹中各断层的地质特征数据，分别构建对应的断层面矩形模型；
[0012]分别获取各所述断层面矩形模型的中心点、顶点和各边中点的坐标；
[0013]根据各所述断层面矩形模型的中心点、顶点和各边中点的坐标，在地质建模软件中分别构建各断层的矩形线框模型，实现钻孔中的断层三维建模。
[0014]通过上述技术方案，根据钻孔测量数据建立钻孔轨迹，并构建断层面矩形模型，获取断层面矩形模型各点的坐标数据，实现在地质建模软件中的断层三维建模。本技术方案对钻孔中的断层可进行全面三维表达，准确地展现了断层的形态，且能兼容各种地质建模软件，适应性强。
[0015]在一些实施方式中，所述开孔点的测量数据包括开孔点M0的坐标(x
M0
,y
M0
,z
M0
)；
[0016]所述每个钻探回次的测量数据包括每个钻探回次的回次编号、进尺、回次方位角和回次倾角；所述钻探回次的回次编号为R1,R2,R3,
……
,Rt；所述钻探回次的进尺为每个钻探回次的终点M
i
至起点M
i
‑1的测量距离r i
(i＝1,2,3,
……
,t)；所述每个钻探回次的回次方位角为(i＝1,2,3,
……
,t)，所述每个钻探回次的回次倾角为θ
i
(i＝1,2,
……
,t)，0
°
≤θ
i
≤90
°
；
[0017]所述钻孔轨迹中各断层的地质特征数据包括断层编号、断层出露深度、断层倾向、断层倾角和断层地质特征编录数据；所述断层编号为F1,F2,F3,
……
,Fn；所述各断层的断层出露深度为出露孔深h
j
(j＝1,2,3,
……
,n)；所述各断层的断层倾向为α
j
(j＝1,2,3,
……
,n)，0
°
≤α
j
＜360
°
)；所述各断层的断层倾角β
j
(j＝1,2,3,
……
,n)，0
°
≤β
j
≤90
°
；所述断层地质特征编录数据包括各断层的地质特征文字描述数据。
[0018]通过上述技术方案，确定了开孔点坐标、每个钻探回次的测量数据，以及钻孔轨迹中各断层的地质特征数据所包含的具体数据信息。
[0019]在一些实施方式中，所述根据所述钻孔测量数据依次获取每个钻探回次的起点和终点的坐标，具体包括：
[0020]根据每个钻探回次的回次方位角回次倾角θ
i
、进尺r i
，以及开孔点M0的坐标(x
M0
,y
M0
,z
M0
)，依次获取每个钻探回次终点M
i
(i＝1,2,3,
……
,t)的坐标。
[0021]通过上述技术方案，由开孔点起始，依次获取每个钻探回次终点的坐标数据，直至最后的终孔点的坐标数据。
[0022]在一些实施方式中，所述依次获取每个钻探回次终点M
i
的坐标(i＝1,2,3,
……
,t)，包括：
[0023]当i＝1时，获取第一个钻探回次终点M1的坐标(x
M1
,y
M1
,z
M1
)，表达式如下：
[0024][0025]当1＜i＜t时，依次获取第一个钻探回次后的各钻探回次的终点Mi的坐标(x
Mi
,y
Mi
,z
Mi
)，表达式如下：
[0026][0027]当i＝t时，获取最后一个钻探回次的终点的坐标，即终孔点M
t
的坐标(x
Mt
,y
Mt
,z
Mt
)，表达式如下：
[0028][0029]通过上述技术方案，确定获取每个钻探回次终点直至终孔点的坐标数据的数据模型。
[0030]在一些实施方式中，所述根据所述钻孔轨迹中各断层的地质特征数据，分别构建对应的断层面矩形模型，具体包括：
[0031]根据所述钻孔轨迹中各断层的地质特征数据，分别以各断层在所述钻孔轨迹中的出露位置点为中心点O
j
(j＝1,2,3,
……
,n)，沿断层走向向两侧按第一延长长度s延长到对应的第一中点A
j
(j＝1,2,3,
……
,n)和第二中点B<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻孔中的断层三维建模方法，其特征在于，所述方法包括：获取钻孔测量数据，所述钻孔测量数据包括开孔点和每个钻探回次的测量数据；根据所述钻孔测量数据依次获取每个钻探回次的起点和终点的坐标，并建立钻孔轨迹；获取所述钻孔轨迹中各断层的地质特征数据；根据所述钻孔轨迹中各断层的地质特征数据，分别构建对应的断层面矩形模型；分别获取各所述断层面矩形模型的中心点、顶点和各边中点的坐标；根据各所述断层面矩形模型的中心点、顶点和各边中点的坐标，在地质建模软件中分别构建各断层的矩形线框模型，实现钻孔中的断层三维建模。2.根据权利要求1所述的钻孔中的断层三维建模方法，其特征在于：所述开孔点的测量数据包括开孔点M0的坐标(x
M0
,y
M0
,z
M0
)；所述每个钻探回次的测量数据包括每个钻探回次的回次编号、进尺、回次方位角和回次倾角；所述钻探回次的回次编号为R1,R2,R3,
……
,Rt；所述钻探回次的进尺为每个钻探回次的终点M
i
至起点M
i
‑1的测量距离r
i
(i＝1,2,3,
……
,t)；所述每个钻探回次的回次方位角为角为所述每个钻探回次的回次倾角为θ
i
(i＝1,2,
……
,t)，0
°
≤θ
i
≤90
°
；所述钻孔轨迹中各断层的地质特征数据包括断层编号、断层出露深度、断层倾向、断层倾角和断层地质特征编录数据；所述断层编号为F1,F2,F3,
……
,Fn；所述各断层的断层出露深度为出露孔深h
j
(j＝1,2,3,
……
,n)；所述各断层的断层倾向为α
j
(j＝1,2,3,
……
,n)，0
°
≤α
j
＜360
°
)；所述各断层的断层倾角β
j
(j＝1,2,3,
……
,n)，0
°
≤β
j
≤90
°
；所述断层地质特征编录数据包括各断层的地质特征文字描述数据。3.根据权利要求2所述的钻孔中的断层三维建模方法，其特征在于，所述根据所述钻孔测量数据依次获取每个钻探回次的起点和终点的坐标，具体包括：根据每个钻探回次的回次方位角回次倾角θ
i
、进尺r
i
，以及开孔点M0的坐标(x
M0
,y
M0
,z
M0
)，依次获取每个钻探回次终点M
i
(i＝1,2,3,
……
,t)的坐标。4.根据权利要求3所述的钻孔中的断层三维建模方法，其特征在于：所述依次获取每个钻探回次终点M
i
的坐标(i＝1,2,3,
……
,t)，包括：当i＝1时，获取第一个钻探回次终点M1的坐标(x
M1
,y
M1
,z
M1
)，表达式如下：当1＜i＜t时，依次获取第一个钻探回次后的各钻探回次的终点Mi的坐标(x
Mi
,y
Mi
,z
Mi
)，表达式如下：当i＝t时，获取最后一个钻探回次的终点的坐标，即终孔点M
t
的坐标(x
Mt
,y
Mt
,z
Mt
)，表达
式如下：5.根据权利要求2所述的钻孔中的断层三维建模方法，其特征在于，所述根据所述钻孔轨迹中各断层的地质特征数据，分别构建对应的断层面矩形模型，具体包括：根据所述钻孔轨迹中各断层的地质特征数据，分别以各断层在所述钻孔轨迹中的出露位置点为中心点O
j
(j＝1,2,3,
……
,n)，沿断层走向向两侧按第一延长长度s延长到对应的第一中点A
j
(j＝1,2,3,
……
,n)和第二中点B
j
(j＝1,2,3,
……
,n)；分别以各断层在所述钻孔轨迹中的出露位置点为中心点O
j
(j＝1,2,3,
……
,n)，沿断层倾向向两侧按第二延长长度l延长到对应的第三中点P
j
(j＝1,2,3,
……
,n)和第四中点Q
j
(j＝1,2,3,
……
,n)；分别连接所述第一中点A
j
和第二中点B
j
，连接所述第三中点P
j
和第四中点Q
j
，以第一中点A
j
、第二中点B
j
之间的连接线以及第三中点P
j
、第四中点Q
j
之间的连接线为对称轴构建该断层的断层面，所述断层面的四个顶点分别为第一顶点C
j
(j＝1,2,3,
……
,n)、第二顶点D
j
(j＝1,2,3,
……
,n)、第三顶点E
j
(j＝1,2,3,
……
,n)和第四顶点F
j
(j＝1,2,3,
……
,n)。6.根据权利要求5所述的钻孔中的断层三维建模方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁涛，卢仁，马玉见，包刚，谢小芳，
申请(专利权)人：河南省地质研究院，
类型：发明
国别省市：