如何使用EVS创建岩溶模型

        岩溶地貌是我国的一种常见地质类型，分布区域较广，如广西、云南、湖南等地。对于岩溶的三维地质建模，岩溶的地质特征决定了传统的地层建模方式很难建立岩溶的分层模型。

        岩溶地质具有以下一些特点：

1、 分布的高度不确定性。这个特点使得岩溶体没有明显的地质成层性。传统的地层建模，需要确定岩溶的地层分界面，因此很难根据经验或者观察获得岩溶的地层分界面，它可能是一些独立的空间体。

2、  岩溶表面通常是多值曲面，地层建模中插值地层面的方法无法法生成多值曲面。

3、  采用剖面建模的方法需要大量的人工去生成地层面，时间和人力的消耗是巨大的，非常不经济，而且人为判断岩溶的发育情况对建模工程师的经验要求也非常高，普通工程师很难创建一个准确的岩溶模型。

        针对岩溶建模的难点，EVS开创性的采用了岩性建模的方法来解决以上这些问题。EVS的岩性建模，是根据钻孔的岩性数据，采用三维插值算法并结合概率和统计方法来建真三维地质模型的一种智能建模方法，它本质上是一种空间概率模型。

        EVS岩性建模采用的插值算法有：最近临近点法、指示克里金法、平滑指示克里金法。

其中平滑指示克里金法是EVS业界首创的真三维平滑插值算法，也是目前效果最好的岩性建模方法。下面是四个典型的采用平滑指示克里金法创建的岩溶地质模型。

图1 贵州某岩溶地质模型中的溶洞分布

图2 广西某岩溶地质模型，黑灰色为溶洞

图3 广东某岩溶地质模型，空洞即为溶洞

图4 重庆某灰岩地质模型，紫色为溶洞，关闭显示部分为灰岩

        对于图1中模型，若采用地层建模，则效果如下图所示，不符合岩溶发育形态规律。

图5 采用地层建模创建的溶洞模型

        除了岩性建模的方法，我们还可以采用物探数据进行岩溶建模，此时需要使用类似岩性建模的真三维空间概率插值方法——3D克里金插值。EVS采用3D克里金插值算法来估算某种物质在空间上的分布情况，并可以对三维模型基于任意规则来进行筛选。下图为采用同时控制密度（小于1.85 gm/cc）和电阻率（大于1800 ohm-m）属性筛选得到的煤层分布。

图6 基于物探属性筛选得到煤层

        同样的，我们可以通过空间筛选物探数据并结合钻孔揭露的溶洞位置来判断得到溶洞和灰岩界面处物探属性的变化，从而得到溶洞的分布，如下图所示。

图7 地震波速2500m/s对应的地质体等值面

总结：

1.       EVS岩性建模方法完全不需要人工干预，可以根据钻孔数据自动建立三维模型，并且具有无偏插值的特点。在地质建模领域对比地层建模，具有明显的高效率特征，特别适用于地质条件复杂、没有明显成层性的地质模型，在岩溶、暗河、采空区等领域的建模优势尤其显著。

2.       当钻孔数据较少时，我们可以结合物探，建立三维物探模型，从而快速准确判断溶洞分布。

扩展阅读1：EVS中的地质建模方式 - 库仑问答  http://www.wen.kulunsoft.com/article/304

扩展阅读2：在EVS中如何结合物探和钻孔数据创建地质模型 - 库仑问答  http://www.wen.kulunsoft.com/article/297