Tutorial Leapfrog - Modelamiento Estructural

Tutorial del Curso Modelamiento Geológico Estructural. Leapfrog Mining 2.4

Tutorial de Modelamiento Estructural

Contenido Paso 1: Generar la Topografía. ....................................................................................................... 3 Paso 2: Estampar una imagen en la Topografía.............................................................................. 4 Paso 3: Establecer la región de interés. ......................................................................................... 9 Paso 4: Digitalizar Trazas de Falla. ............................................................................................... 10 Paso 5: Agregar medidas estructurales. ....................................................................................... 16 Paso 6: Crear planos de falla. ....................................................................................................... 21 Paso 7: Construir Bloques de Falla. .............................................................................................. 27

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Tutorial de Modelamiento Estructural

Herramientas. •

Georeferenciar imágenes importadas.

•

Dibujar Polilíneas.

•

Estampar objetos en una superficie.

•

Construir Dominios.

•

Digitalizar medidas estructurales.

•

Crear superficies estructurales (Planos de Falla) desde medidas estructurales y polilíneas.

Para mayor información sobre las herramientas usadas en este tutorial, diríjase a Leapfrog Help, donde podrá acceder seleccionando una de las opciones desde el menú Help.

Paso 1: Generar la Topografía. En Leapfrog, la topografía es una superficie similar a las otras superficies y usualmente esta ubicada en su propia carpeta en el árbol de proyecto. La superficie topográfica puede ser creada de varias maneras. Por ejemplo, si cuentas con una base de datos de sondaje, puedes usar la ubicación de los collares u otros puntos x,y,z para definir la topografía. Para este tutorial, usaremos una grilla de elevación que será importada a la carpeta Meshes: 1. Click derecho en la carpeta Meshes y seleccionar la opción Import Elevation Grid. 2. Navegar por La capeta de este tutorial llamada “Elevation Data” y seleccionar el archivo “Murchison_topography_mesh.asc”. Click Open. 3. En el diálogo Import Elevation Grid, dejar los valores por defecto como aparecen. Click en OK.

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La Superficie importada aparecerá en la carpeta Meshes.

Paso 2: Estampar una imagen en la Topografía. En Leapfrog, los mapas y secciones son tratados como imágenes. Para estampar un mapa en una superficie, necesitamos importar y georeferenciar la imagen del mapa. Si la imagen ya está georeferenciada (por ejemplo, GeoTIFF), la georeferenciación es automática. Para este tutorialimportaremos una imagen y agregaremos a la imagen

3 puntos

georeferenciados usando los datos en el archivo “Lithou image coodinates.txt” ubicado en la carpeta “Images and Cross Sections”. Para esto:

1. Click derecho en la capeta Images and Slices y seleccionar Import.

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2. Navegar por La capeta de este tutorial

llamada “Images and Cross Sections” y

seleccionar el archivo “Lithou_fig2.jpg”. Click Open. Se abrirá la ventana Import Image:

3. Zoom en la imagen en la ubicación descrita para el cuadrado amarillo.

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4. Click en el cuadrado amarillo para agregarlo a la escena, luego colócalo en la posición descrita. 5. Ingresa las coordenadas para el marcador amarillo en el campo Location:

6. Repite los pasos 3 a 5 para el círculo verde y el triángulo azul.

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7. Click en OK 8. En la carpeta Meshes, has click derecho en la superficie creada a partir de los puntos de elevación importados y selecciona la opción Images.

9. En la ventana de Attach Images, selecciona la imagen, luego click en OK:

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10. Arrastra el objeto “Murchison_topography_mesh” a la escena. 11. Desde el listado de formas, en la caja de selección, selecciona la imagen (lithou_fig2).

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La imagen (mapa) aparecerá estampado en la topografía:

Paso 3: Establecer la región de interés. En Leapfrog, todas las superficies son creadas referidas a un volumen de interés, llamado Bounding box. Puedes crear una única Bounding box y establecerla como predeterminada para pasos posteriores. En este tutorial, definiremos una Bounding Box que encierre una región levemente más pequeña que el mapa usado en la superficie. Para definir el Bounding box: 1. Click derecho en la carpeta Bounding Boxes y seleccionar Define Fixed Bounding Box: 2. En el diálogo, escribe las coordenadas que aparecen en el siguiente cuadro:

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3. Escribe un nombre para el Bounding box y click OK 4. La nueva bounding box aparecerá en la carpeta Bounding Boxes, haz click sobre esta con el botón derecho y activa la opción Default.

El objeto Bounding box se pondrá de color azul para indicar que se trata de la caja por defecto (Default). Establecer una Bounding box por defecto, también es útil cuando tienes una gran base de datos y sólo quieres enfocarte en un área específica.

Paso 4: Digitalizar Trazas de Falla. En esta parte del tutorial, digitalizaremos un número de fallas que aparecen en el mapa, empezando con la Falla Matiri. Una vez terminada la digitalización de todas las fallas el mapa debiese ser similar a este:

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Para empezar con la digitalización de la traza de las fallas: 1. Limpiar la escena. 2. Agregar a la escena la topografía “Murchison_topography_mesh” ubicada en la carpeta Meshes. Presiona la tecla “D” para obtener una vista del mapa desde arriba. 3. Zoom en la escena en la parte superior de la falla Matiri, que se muestra en color azul en la imagen anterior. 4. Click en el ícono New Polyline en la parte superior de la escena:

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5. Nombra la nueva polyline como “Matiri Fault trace”:

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6. Click OK. Un nuevo objeto de polilínea es creado en el árbol de proyecto y en la escena aparecerá una barra de edición de polilíneas:

Dibujar Polilíneas

Dibujar en objeto

Modo de edición de polilíneas

7. Click en el ícono para dibujar polilíneas objeto

y luego en el ícono para dibujar en

.

8. Dibuja la polilínea siguiendo la traza de la falla Matiri en el mapa. Puedes acomodar la vista 3D a tu gusto para dibujar mejor la polilínea.

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9. Cuando termines de digitalizar la traza de la falla, has click derecho en el último punto de la polilínea. 10. Click el ícono Save drawing

, para guardar la polilínea.

Una vez guardada la polilínea, se generara una superficie a partir de la polilínea y aparecerá en escena:

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Cada vez que crees o edites una polilínea, la superficie generada será desplegada en la escena, así podrás ver donde existe algún problema de interpolación y la superficie no sea generada como deseas.

Repite los pasos 5 a 10 para generar las polilíneas para las siguientes fallas: •

Doughboy fault.

•

Maunga fault.

•

Tainui fault.

•

Tutaki fault en 2 partes: Tutaki y Tutaki Este.

Una vez creadas las polilíneas correspondientes a las trazas de las fallas mencionadas, agrega cada polilínea, junto con la topografía, debería desplegar algo similar a la siguiente imagen:

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Paso 5: Agregar medidas estructurales. Las polilíneas dibujadas para las trazas de falla producen superficies sub verticales. Estas podrían ser suficientes, sin embargo, las superficies pueden ser redefinidas agregando algunas medidas estructurales. Si miras con atención el mapa, puedes leer las medidas de manteo que fueron tomadas en la región, y agregar manualmente esas medidas. La herramienta para agregar dichos datos estructurales es el objeto Structural Data.

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Para agregar medidas estructurales: 1. Limpia la escena. 2. Agrega la topografía a la escena. 3. Presiona la tecla D para ver el mapa desde arriba y haz un zoom en el punto donde desees agregar una medida estructural. En el ejemplo siguiente, hemos hecho un zoom en falla Matiri Fault. 4. Click derecho en la carpeta Structural Data en el árbol de proyecto y selecciona New Structural Data. 5. En el la ventana de diálogo, escribe el nombre “Fallas”. Click Create.

Aparece una ventana de diálogo de Structural Data y una barra de herramientas adyacente a la escena:

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Barra de Herramientas de Structural Data

Diálogo de Structural Data

Modo de edición de Structural Data

6. Click en el ícono New Structural Data Point , al posicionar el cursor en la escena, aparecerá un círculo azul, indicando el modo para agregar una medición estructural. Haz click en el punto elegido y arrastra el cursor en dirección del azimut. La información agregada aparecerá en el diálogo Structural Data.

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Un disco aparece en la escena donde ingresaste la medición estructural, éste grafica la orientación (rumbo y manteo) del dato agregado.

7. En la ventana Structural Data, puedes modificar los datos de la medición ingresada, es importante mencionar el azimut corresponde al azimut del manteo (DipDirection). Ahora, en el ítem Base category, crea una nueva categoría, haciendo click en New Category. Usaremos esta opción para crear una categoría para cada traza de falla.

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No puedes mover un punto ya creado en la escena. Si necesitas moverlo,

debes

coordenadas

en

ajustar la

las

ventana

Strcutural data, o borrar la medición y agregar una nueva.

8. En la ventana New Category, ingresamos el nombre de la categoría, que en este caso es el nombre de la traza de la falla a la cual corresponde la medición ingresada. Luego hacemos click en Create Category.

Una vez que la categoría ha sido creada, puedes elegirla de la lista para cada medición que agregues. 9. Continua agregando las mediciones estructurales para la falla Matiri Fault, dibujándolas en la escena y ajustando sus parámetros en la ventana Structural Data. 10. Una vez que termines de agregar todas las mediciones para la falla Matiri Fault, click en el ícono Save .

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Agrega mediciones estructurales para cada traza de falla, creando una nueva categoría para cada falla seleccionando New Category desde la lista Category. Es necesario tener al menos 2 mediciones por categoría, pero 3 o 4 para cada falla son suficientes para este tutorial. Para sacar de la escena el cuadro de edición, ciérralo usando la X en la esquina superior derecha o haciendo click en el ícono

en la lista de formas. Para comenzar editando la

tabla de mediciones estructurales y mostrar la ventana Structural Data, click derecho en la tabla en el árbol de proyecto y selecciona Edit In Scene, o click en el ícono de edición

en

la lista de formas.

Paso 6: Crear planos de falla. Ahora que ya hemos digitalizado las trazas de las fallas y agregado las medidas estructurales, podemos combinar ambas para crear las superficies correspondientes a los planos de falla. La forma de realizar esto es creando un structural interpolant desde el cual podemos generar la superficie. El diálogo usado contiene la pestaña “Data” que nos da la opción de combinar las medidas estructurales con puntos o polilíneas.

Las medidas estructurales pueden ser

seleccionadas por categoría, que es la forma que lo haremos, por ejemplo, las medidas “Matiri fault medidas” las combinaremos con la polilínea “Matiri Fault trace”.

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Para empezar: 1. Click derecho en el objeto “Fallas” creado en “Paso 5: Agregar medidas estructurales” y selecciona Structural Interpolant.

2. Para el campo Structural Data, en Filter Column, usamos el filtro por categoría, y seleccionamos “ Matiri fault medidas” en el campo Filter Value , luego, en el campo Contact Surface Data, seleccionamos la polilínea “Matiri Fault trace”. Para finalizar escribimos el nombre “Matiri Fault (Isotropic)” .

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En este paso, definimos si tomamos en cuenta la polaridad de la polilínea que corresponde a la traza de la falla, esto se hace activando la opción “Use point normals and line tangents as structural data”. Si es activada, debe existir concordancia entre la polaridad de la polilínea y la de los discos que representan las medidas estructurales. Para el tutorial dejaremos la casilla desactivada y sólo ocuparemos los puntos de la polilínea y no su polaridad. 3. Click en OK para generar la superficie correspondiente al plano de falla. 4. Agrega el plano a la escena, debiese quedar similar a la siguiente imagen:

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Genera las superficies para el resto de las fallas, repitiendo los pasos 1 a 3. Luego arrástralas a la escena, para revisar su fueron correctamente generadas. Si alguna superficie esta distorsionada de alguna manera:

Es común que las polaridades de las medidas no sean iguales para una misma falla, produciendo superficies distorsionadas.

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Agrega las medidas estructurales a escena. 1. Asegúrate de que el cursos este en el modo Selec t 2. En la lista de formas, has click en el ícono de lápiz estructurales.

. para editar las medidas

Nos damos cuenta que para la falla Matiri Fault, los discos tienen polaridades opuestas, lo que genera una interpolación distorsionada de la superficie.

3. Seleccionamos el disco al que deseamos cambiar su polaridad y hacemos click en la opción Flip Point en el diálogo de Estructural Data.

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4. Luego hacemos click en el ícono Save de la barra de herramientas para guardar los cambios realizados.

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Paso 7: Construir Bloques de Falla. La forma de construir los bloques de falla es considerando un volumen que será dividido en 2 cada vez que una falla sea agregada. Para esta parte del tutorial, definiremos un volumen que represente nuestra área de interés y lo dividiremos usando los planos de falla creados en el paso anterior. El primer volumen que crearemos es el correspondiente a la región de interés. Este será dividido en una serie de volúmenes, de este a oeste. El resultado final será similar a este:

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Las 2 herramientas que utilizaremos para crear los volúmenes serán Define Sub Domain y Define Complement, ambos ubicados en el la carpeta Domain del árbol de proyecto. La herramienta Define Sub Domain nos permite considerar un volumen y utilizar una plano de falla para delimitar un nuevo y más pequeño

volumen. Luego, la herramienta Define

Complement, nos permite generar el volumen restante para completar el volumen original. Al final del tutorial tendrás los siguientes volúmenes en el árbol de proyecto, de los cuales los desplegados en letra más oscura, corresponden a los desplegados en la imagen superior.

Para comenzar, primero creamos el volumen correspondiente a la región de interés: 1. Click derecho en el objeto Domains y seleccionamos Define Domain. 2. En la ventana que aparece, seleccionamos la bounding box llamada Murchison Basin, creada en el paso 3 de este tutorial. Escribimos un nombre.

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3. Necesitamos restringir nuestra Región de Interés a aquella que está bajo la topografía, para esto hacemos click en Add. 4. En la ventana que aparece, seleccionamos la superficie correspondiente a la topografía, Murchison_topography_mesh y hacemos click en OK.

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5. En la ventana Define Domain, nos aseguramos de que la superficie topográfica este como “Positive”, de lo contrario, el dominio que definiremos será la parte superior a la topografía, es decir, “el aire”.

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6. Click OK. El nuevo dominio aparecerá en el árbol de proyecto. El siguiente paso es usar la superficie correspondiente al plano de la falla Tutaki fault, para generar un nuevo volumen (dominio) llamado “Este de Tutaki”. 7. Agrega la superficie Tutaki fault a la escena. Esto nos ayudará a orientar correctamente el nuevo volumen. 8. Click derecho en el dominio “Región de Interés” y seleccionamos Define Sub Domain. 9. En la ventana, hacemos click en Add. 10. Seleccionamos la falla Tutaki fault y hacemos click en OK.

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La falla Tutaki fault ha sido agregada como restricción para generar el subdominio.

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El lado de color rojo de la superficie es positivo, mientras que el lado azul es negativo. 11. Debemos determinar el lado que queremos usar como restricción para generar el volumen. En la escena, nos damos cuenta que el lado positivo de la superficie (rojo) esta orientado hacia el este, que es justamente el dominio que queremos generar. Ajustamos la superficie como positiva. 12. Nombramos el nuevo dominio como “Este de Tutaki”. Y hacemos click en OK. 13. Agrega el nuevo volumen a la escena. Debiese ser algo similar a la siguiente imagen.

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El próximo paso es generar el volumen complementario, el área Oeste de la falla Tutaki fault. 14. Click derecho en el dominio Este de Tutaki y seleccionar Define Complement. 15. Renombra el volumen generado como “Oeste de Tutaki Fault”.

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16. Cuando agregues el nuevo volumen generado, debiese ser similar a la siguiente imagen.

Ahora, usaremos la superficie de la falla Tainiui para definir el volumen al Oeste de Tutaki. 17. Click derecho en el dominio Oeste de Tutaki Fault y selecciona Define Sub Domain. 18. Agrega la superficie Tainiui fault en el dialogo haciendo click en Add y luego define el lado negativo o positivo basado en la polaridad que muestra la superficie en la escena. Nombra el nuevo volumen como “Oeste de Tutaki”. Click en OK. 19. Cuando el volumen esté creado, limpia la escena y arrastra a ella el dominio Este de Tutaki y Oeste de Tutaki, debiese quedar similar a esta:

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20. Click derecho en el dominio Oeste de Tutaki y selecciona Define Complement. 21. Renombra el complemento como Oeste de Tainiui Fault y agrega el volumen a la escena, la cual debiese ser similar a esta:

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22. Ahora, click derecho en el dominio Oeste de Tainiui Fault y selecciona Define Sub Domain. 23. Agrega la superficie Matiri Fault en el dialogo haciendo click en Add y luego define el lado negativo o positivo basado en la polaridad que muestra la superficie en la escena. Nombra el nuevo volumen como “Oeste de Tainiui”. Click en OK. 24. Remueve de la escena el dominio Oeste de Tainiui Fault y agrega el volumen recientemente creado, Oeste de Tainiui. La escena debiese quedar así:

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25. Click derecho en el dominio Oeste de Tainiui y selecciona Define Complement. 26. Renombra el complemento como Oeste de Matiri Fault. Continúa realizando los mismos pasos hacia el oeste, usando las fallas Maunga Fault y Doughboy Fault para dividir el volumen Oeste de Matiri Fault en: • • •

Este de Maunga Este de Doughboy Oeste de Doughboy

Cuando agregues todos los dominios generados, si miras la escena desde arriba, debiese quedar similar a esta:

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Resumen En este tutorial, aprendimos un número de herramientas que nos permitieron generar bloques de falla a partir de un mapa. De todas maneras, no estas limitado a construir bloques a partir de un mapa. Por ejemplo, si cuentas con superficies de falla generadas con otro software o si únicamente cuentas con secciones, puedes ocupar las mismas técnicas para usar dicha información y construir los bloques de falla. Esta flexibilidad significa que puedes generar cualquier tipo de falla, normales, inversas o de rumbo. La única limitación es que no es posible modelar una falla que no sobrepase la región de interés. Esta restricción también aplica para las superficies importadas que no sobrepasen todos los límites de la región de interés.

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