
图1 带有投影线的DEM,包括平面,断层露头和沿横截剖面提取的地形
要直接在DEM上方数字化,请使用Digitize a Curve命令(Kine3D-1命令,“ DEM工具”菜单)。
DEM是硬数据; 唯一允许的更改是,您可以使Z轴反向处理,因为有时会错误的加载正负垂直轴。 反向处理Z轴,请使用Flip Z命令(Kine3D-1命令,DEM工具菜单)。
2. 2D图像当作3D数据
您可以使用特定工具在3D模型过程的构建中快速将图像导入作为数据使用。 这些图像可能是地震图像,旧的数据(或文献中的扫描图像)或横截面(旧的解释,其他人完成的模型或扫描图像)。 图2展示了一个示例。 您首先需要将这些类型的数据导入为Voxet, 然后使用Adjust 2D Voxet命令(Kine3D-1命令,Surface Tools菜单)。

图2 在3D模型中可定位和重塑的图像
3. 无地理参考的1D和2D数据
前期的2D研究可能会构建好剖面图和地图,您可能会希望将其合并到3D模型中去。使用Kine3D-1能够快速定位和重塑最初在同一平面上的一组点和曲线。转换是全局定义的,然后应用于每个元素。
使用Adjust PointsSets and Curves命令,您可以在3D空间中定位剖面图,该剖面图最初位于水平坐标系的0处。 如果需要,可以选择保存初始点集和曲线的副本。
您首先需要将此数据合并为点和线(通过使用从File菜单的Import子菜单访问的命令)。 然后,使用Adjust PointsSets and Curves命令调整、定位数据。
4. 倾角(DIP)
通常在野外测量表征断层和地层的倾角值。使用Kine3D-1,您可以在研究中使用这些数值,并使用它们来约束曲面的构造。
图3展示了露头可以测量倾角值的示例。 除了所测量的倾角和方位角的确切位置之外,您还可以指定数据在方位角,倾角和法线方向上的影响区域。 在示例中,影响区分别为断层平面的区域扩展(左)和单斜层的大小(右)。

图3
要使用DIP值,可以使用通过在对象浏览器中右键单击Dip访问命令。 例如:
- 要创建来自擦痕的新倾角数据,使用
From scratch命令 - 要使用来自野外露头的数据,使用
From outcrops命令 - 使用平面数据,使用
From surfaces命令 - 要导入已有
DIP数据的文件,使用ASCII File或Column-based File命令。
二、缺失部分建模并改善曲面
构造建模工作流程是SKUA·GOCAD中用于构建曲面的主要工作流程。 Kine3D-1中可用的工具与此工作流程结合使用,可用于创建模型的缺失部分并校正曲面。
当3D数据集不能覆盖感兴趣的全部区域时,您可以使用Kine3D-1工具执行此操作。像扎格罗斯、加拿大洛矶山脉或安第斯前锋带这些地方(onshore foreland)经常会遇到这种情况。 当数据更多时,您还可以使用Kine3D-1工具来改善表面质量(水平和断层)。
Kine3D-1中的工具旨在利用地质学家对地层的地质样式和变形模式的了解。 这些工具是确定性的。 简而言之,这些工具相当于地质学家在做剖面图之前对所做的简单工作流程的2D、3D的扩展,检查以下内容:
- Horizons的长度和厚度
- 厚度变化
- 断层角
- Cutoff fault and/or horizon
1. 噪点和展开性
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在沉积过程中,地层通常是平坦的,一般只会倾斜几度而不至于导致边坡失稳和重力滑移。 然后,在能干层(即那些足以在压力下保持厚度的实心层)变形的过程中,保留了面积和长度。 这是平衡技术的基础。
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在2D中,已通过弯曲滑动(在变形过程中保留了长度和厚度)和简单剪切(保留了与材料的剪切角相关的给定方向上的距离)来表达了该原理。 从理论上讲,在上地壳中,简单的剪切作用适用于颗粒状材料(例如沙子),而弯曲滑移适用于强度更大的岩石。 在较高的温度和压力下,机械性能会发生变化。 在沉积岩中,易延展性较大的材料(例如盐和一些页岩)比较特殊,它们更容易以流体形式变形。 进行恢复时,您需要单独处理这些材料。
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在3D中,展开性即是在不施加内部变形的情况下展开表面的可能性。 这是用于表面平衡的各种工具(例如PATCHWORK1或GOCAD研究小组内)的基础。现在,这些方法都基于曲面的参数化,而在1990年代,曾对基于三角化曲面的方法进行了一些测试。事实证明,它们在三角形展平期间过于依赖于最适合的三角化及搜索方向。Kine3D-2包含有展开表面的工具包。 但是,如果某个表面可以数学上展开,则意味着高斯曲率是零。见图4。然后可以在执行还原过程之前对照当前层面的几何图形检查此属性。要更改曲面的几何图形以使其可以使用Kine3D-1展开,请使用
Make Surface Unfoldable命令(Kine3D-1命令,Surface Tools菜单 )
图4 改善表面的可展开性
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此功能是一个向导(检测和校正不可折叠区域),可用于确定您认为对零高斯曲率有效的阈值。 使用它来选择更改曲面的区域。 考虑到先前施加在表面上的其他约束,因此不要忘记“liberate”未完全约束的表面部分。
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我们建议您仅保留”well controls and borders”。 这些变化位于曲率不为零的区域,因此结果与使用曲面插值进行的经典平滑处理有所不同。
2. 顶底关系
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变形通常保持层的厚度,这意味着可以从顶部推导出底部的厚度图(依次从顶部到底部)。利用此原理可以绘制那些没能从地下数据中获得的层面,也可以使用它来改善质量较差层面的几何形状。
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在二维平面,这种情况是构造地质学家所熟知的,他们经常使用这种方法来画出弯曲带,并从顶部标志层推断出底部层位或滑脱构造。在Kine3D-1中,这种可能性现在可以在2D和3D中用于与弯滑假说相对应的等厚线和非等厚线系列。如图5.

图5 在褶皱区构造等厚线层
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要在3D中构造等厚层,请使用
Create Compatible Surface命令(Kine3D-1命令,Surface Tools菜单)。 要了解更多信息,请参阅Creating a Horizon Compatible with Flexural Slip Deformation Mode -
如果厚度可变,则首先使用厚度创建一个属性。 不要忘记连接(使用属性模糊控制矢量链接)层面的各个部分以推断其之间的厚度。 然后,在同一命令中,选择厚度图而不要使用恒定值。
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要以2D方式构造等厚层,要提取剖面,然后在Kine3D-1工具栏上单击
Create Using Variable Thickness。 您可以在已知厚度的所有点上手动编辑厚度。 要了解更多信息,请Constructing an Isopach Layer on a Cross Section
三、 Cross Sections (剖面?)and Kine3D-1
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当您在复杂区域中工作时,二维地震线仍然是主要数据,并且通常从建立剖面开始。 使用Kine3D-1,您可以根据实际数据集构建此剖面。 真实的数据集可能并不完整,但毕竟是真实的3D数据,因此数据的投影非常重要(例如所选剖面上的钻孔,倾角和曲面数据)。
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DEM和Dip存在于剖面视图(可通过
MAP,Cross Section和Well Section附加组件获得)及3D中。 以2D显示的DEM是剖面和2D DEM的交集。 例如,您可以使用它来提取地震线上方的地形,而无需返回到另一个专用程序。 -
倾角是被投影过的。 这意味着2D视图中的倾角是非常明显的倾角,其影响区域是3D影响区域的交集。(?)
1. 剖面视图中的DEM和倾角
- 可以在剖面图查看Kine3D对象DEM和Dip。 与所有曲面一样,以2D显示的DEM是部面和2D DEM的交集。 您只能更改其图形样式。
- 倾角及其影响区域在剖面中相交。
- 您也可以通过点击
Create Dip on Cross Section在剖面上创建明显的倾角。 您可以修改倾角,然后将其用于约束图层。 同样,通过使用垂直于剖面平面的扩展的默认值来创建对象(在3D空间中)。 要了解更多信息,请参阅Working with Dips on a Cross Section。 - 您可以通过单击
Create Using Dip Location and Angle来在剖面中的点和倾角处创建层面。 要了解更多信息,请参阅“Create Horizons on a Cross Section from Point and Dip Values”。
2. 平衡剖面(Balanced Cross Sections)
如前所述,地质背景和流变学对变形模式有影响,对上下层面和断层几何也有影响。 这些关系在2D中可用于两种主要变形模式:简单剪切和弯滑作用。
- 绘制相似序列(简单剪切),使用
Create Similar Fold - 绘制等厚层(弯滑作用),使用
Create Using Constant Thickness; 厚度值可以通过图形和/或给定的数值(通过使用Ctrl)进行约束。 - 绘制Series(系列)与弯滑作用类似,但厚度变化可通过几点厚度得知,使用
Create Using Variable Thickness。 - 绘制系列(Series)与弯滑作用类似,但厚度变化由已知点的层面倾角定义,使用
Create Using Dip Location。 - 绘制层面,但仅知道少数几个点及相应倾角,使用
Create Using Dip Location and Angle。
四、使用Kine3D-1检查一致性
恢复有助于突出不一致性,您也可以直接在当前几何图形上看到许多不一致性。 Kine3D-1使您能够基于恢复原理检查初始解释的质量,而无需计算初始几何形状。
同样的,在3D中,在经历了相同地质历史的区域上,变形、缩短或延伸应该是相似的。
使您可以轻松测试一致性的值是:
- 形变
- 厚度变化
- 断层几何
- 断层活动
- 切断层面的断层
- 上下层面关系
1. 变形
在拉伸或压缩过程中,老的地层序列经历着相同的变形量。 这意味着,在有主要应变方向(常见的逆冲构造带,裂谷)的情况下,平行于该方向的伸长或缩短量大致是恒定的。另外,你可能很了解区域构造主应变方向,但具体到某个构造的主变形方向很可能是不连续的。使用Kine3D-1,您可以针对每个层面或构造计算其主要应变方向,然后计算给定方向(通常是最大方向)内变形的演变。
要计算主应变方向,请使用Around a Point command命令(Kine3D-1,Strain Analysis菜单)。 该程序计算所有方向的变形,并为每个层面保存两个矢量,分别对应于最大和最小应变的方向。 压缩表示为负值(给定值是缩短的百分比),而伸展表示为正。 要了解更多信息,请参阅Computing Deformation Around a Point。
要计算给定方向上的变形(沿某构造的走向),请使用Along a Direction command命令(Kine3D-1命令,“Strain Analysis”菜单)。 要了解更多信息,请参阅Computing Deformation Along a Direction。
要计算两点之间的缩短或延伸,请使用Between Two Point command命令(Kine3D-1命令,Strain Analysis menu菜单)。 要了解更多信息,请参阅Compute Deformation Between Two Points。 给定值是投影在曲面上的两个选定点之间的曲线距离,绝对长度和相对变化(比率)? 这些值会出现在视图中的消息中。
2. 厚度图和断层活动
如果在沉积一层层之后出现断层并滑动,则该层的厚度在上盘和下盘之间没有变化。 因此,通过研究厚度图和断层两侧之间的厚度变化,可以检验解释的一致性,并可以指示断层活动性。要计算厚度图,请使用Compute Thickness Map command命令(Kine3D-1命令,Thickness菜单)。 要了解更多信息,请参阅Computing a Thickness Map Between Two Horizons。
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