Geologisch 3D-model G3Dv2

Algemeen

Het Geologisch 3D-lagenmodel van Vlaanderen en het Brussels Hoofdstedelijk Gewest versie 2, G3Dv2, werd afgerond in 2013. Het is opgemaakt door het Vlaams Kenniscentrum Ondergrond (VLAKO) bij VITO in opdracht van ALBON. Zij voeren verscheidene geologische karterings- en modelleringsprojecten uit. In 2011 werd de eerste versie van dit model op DOV gepubliceerd.
De werkzaamheden binnen dit langlopend project worden tussentijds voorgelegd aan een expertenpanel.

Bij de aanmaak van de verschillende lagen werd steeds vertrokken van zoveel mogelijk bestaande (digitale) data zoals puntgegevens, kaartmateriaal, rasters e.d.. De puntgegevens uit DOV, gegevens van de BGD, vroegere geologische karteringen, HCOV-rasters e.d. vormen dus de basis van dit geologisch 3D-model. 

Een 3D-model van de Vlaamse ondergrond is nooit afgewerkt. G3Dv2 is slechts een tweede versie en inmiddels werd ook reeds de derde versie, G3Dv3, gepubliceerd in 2019. Uitbreidingen van G3Dv2 tegenover de eerste versie zijn:

• de interne indeling van het Neogeen en Paleogeen (het vroegere Tertiair) en
• de modellering van de Quartaire Formaties van Weelde, Malle en Merksplas

Het model werd voor alle lagen ‘sluitend‘ gemaakt. Aan de dagzoomgrenzen en de breuken werden controles ingebouwd zodat de lagen niet snijden of dat het model geen ‘gaten’ bevat. Het 3D-model wordt ter beschikking gesteld onder de vorm van rasterlagen van 100*100 m die de basis, en in sommige gevallen ook de top, voorstellen van de verschillende geologische eenheden. Daarnaast worden er per gedefinieerd laagvlak ook een XYZ-tabel, voorkomenskaart, breukenkaart, boringen, metadata en bijhorende rapporten ter beschikking gesteld.

ALBON en VITO engageren zich om nieuwe lithostratigrafische inzichten, ontwikkeld tijdens het modelleren, voor te leggen aan de Nationale Commissie voor Stratigrafie en haar procedures te volgen.

Door incorporatie van de vele ondergrondgegevens binnen Brussel, kan op regionale schaal op geologisch coherente wijze gemodelleerd worden. Op deze manier staat er één coherente dataset ter beschikking. Het Brussel Hoofdstedelijk Gewest heeft de toestemming verleend om het model ook voor haar grondgebied mee te publiceren.

Topografie

Als afsluitende laag van dit 3D model vormt het reliëf een belangrijk opper­vlak. Enerzijds is het een referentie­oppervlak ten opzichte waarvan alle mogelijke waar­nemingen van de onder­grond plaats­vinden en ander­zijds speelt het een cruciale rol in het recon­strueren van het basis­vlak van de Quartaire afzet­tingen.

Na een analyse van alle mogelijke beschikbare data van de topo­grafie van Vlaanderen, werd er geopteerd om zelf een Digitaal Terrein Model van het reliëf aan te maken. Dit model zal verder als het DEM-VLAKO oms­chreven worden. Hierbij was het opzet een zo natuurlijk mogelijk reliëf op te bouwen, vrij van alle mogelijke menselijke arte­facten. Er werd vertrokken van basis­data aangeleverd door het NGI. Deze werden gecontroleerd en aangevuld met andere data, daar waar er zich leemten voordeden zoals in sterk verste­delijkte gebieden. Uitein­delijk werd het hoogte­lijnen­bestand aangevuld, enerzijds met 3D polylijnen in de valleien en op de heuvel­ruggen in het zuiden van Vlaanderen en anderzijds met hoogte­punten voor de oppervlakte onmid­dellijk buiten de grenzen van Vlaanderen.

 

 

 

 

 

 

 

Topografie DEM VLAKO100*100

Quartair

Het basisvlak van de niet-tabulair afgezette Quartaire sedimenten heeft een sterk variërende topografie en vormt een laag die alle oudere afzettingen bedekt. Deze laag is opgebouwd uit een afwisseling van voornamelijk zand, leem, klei, veen en grind. 
Er werd geopteerd om een 3D model van de basis van het niet-tabulaire Quartair te maken vertrekkende van een diktemodel van deze sedimenten. Het rekenkundig verschil tussen het DEM-VLAKO en dit diktemodel resulteert in het 3D model voor de basis van het niet-tabulaire Quartair. 

Daarnaast zijn er nog 3 tabulaire zandige en kleiige Quartaire formaties, namelijk de Formaties van Weelde, Malle en Merksplas. Deze komen enkel in de Noorderkempen voor en werden apart gemodelleerd.

Neogeen en Paleogeen

De basis van de klastische Neogene en Paleogene sedimenten, het vroegere Tertiair, werd gemodelleerd. Neogene en Paleogene sedimenten bestaan voornamelijk uit een afwisseling van zand- en kleilagen. De Paleogene Formatie van Houthem hoort hier niet bij. Deze werd gemodelleerd tijdens de Krijtmodellering. De basis van het Paleogeen is een bijproduct van de Krijtmodellering. Daar waar het Krijt voorkomt is de basis van het Neogeen en Paleogeen gelijk aan de top van het Krijt. Daar waar het Krijt niet voorkomt, is de basis gelijk aan de top van de Sokkel. In deze gebieden komt ook de Formatie van Houthem niet voor.

Volgende laagvlakken werden gemodelleerd in het Neogeen:

• Basis Formatie van Lillo, Poederlee, Mol en Kiezelooliet;
• Basis Formatie van Kattendijk en Kasterlee;
• Basis Formatie van Diest;
• Basis Formatie van Berchem en Bolderberg.

Volgende interne laagvlakken werden gemodelleerd in het Paleogeen:

• Basis Formatie van Voort;
• Basis Formatie van Eigenbilzen;
• Basis Formatie van Boom;
• Basis Formatie van Bilzen;
• Basis Formatie van Borgloon;
• Basis Formatie van Zelzate en Sint-Huibrechts-Hern;
• Basis Formatie van Maldegem;
• Basis Formatie van Lede;
• Basis Formatie van Brussel;
• Basis Formatie van Aalter;
• Basis Formatie van Gentbrugge;
• Basis Formatie van Tielt;
• Basis Formatie van Kortrijk;
• Basis Formatie van Tienen;
• Basis Formatie van Hannut;
• Basis Formatie van Heers;
• Basis Formatie van Opglabbeek;
• Basis Formatie van Houthem.

De Paleogene Formatie van Houthem werd gemodelleerd tijdens de Krijtmodellering. De basis van het Neogeen en Paleogeen is een bijproduct van de Krijtmodellering. Daar waar het Krijt voorkomt is de basis van Het Neogeen en Paleogeen gelijk aan de top van het Krijt. Daar waar het Krijt niet voorkomt, is de basis gelijk aan de top van de Sokkel. In deze laatste zones komt ook de Formatie van Houthem niet voor.

Krijt

Het Krijt, inclusief de Paleogene Formatie van Houthem die uit krijtsedimenten bestaat, is apart gemodelleerd. De sedimenten van het Krijt zijn vooral krijtachtige afzettingen met inmenging van klei, zand, mergel en silex.
De beschrijving van de opmaak van het Krijtmodel kan u hier lezen.

Volgende interne laagvlakken werden gemodelleerd in het Krijt:

• Basis Formatie van Houthem;
• Basis Formatie van Maastricht en Kunrade;
• Basis Formatie van Gulpen, exclusief het Lid van Zeven Wegen, en het Lid van Beutenaken en Dorne 2;
• Basis Formatie van Nevele, de Leden van Stekene en Formatie van Gulpen, de Leden van Zeven Wegen en Dorne 1;
• Basis Formatie van Nevele, het Lid van Wachtebeke en de Formatie van Vaals;
• Basis Formatie van Aken;
• Basis Formatie van Maisières, Esplechin, Vert Galand en Bernissart.

Pre-Krijt

De afzettingen die dateren van voor het Krijt zijn allen opgemaakt uit hardere gesteenten zoals zandstenen, kalkstenen, schiefers enzovoort maar ook bijvoorbeeld de steenkoollagen. Gezien de beperkte hoeveelheid aan waarnemingen voor het pre-Krijt werd er voornamelijk gewerkt met bestaand kaartmateriaal om het model te maken. Dit zijn vooral subcropkaarten, gekoppeld aan een beperkt aantal boringen en boorgatmetingen. Deze geven de verbreidingsgrenzen van een aantal lithostratigrafische eenheden onder een welbepaalde horizont weer en zijn voornamelijk het resultaat van de verwerking van seismische data. De kaarten en profielen van Langenaeker, herwerkt door het VITO, liggen aan de basis van het model van het pre-Krijt. Het rasterbestand van de top van de Sokkel werd verkregen door de verschillende rasterbestanden van de onmiddellijk bovenliggende lithostratigrafische eenheden te combineren. Dit komt neer op een combinatie van de basis van het Quartair, Neogeen en Paleogeen centraal op het Brabant Massief, de basis van het Krijt op de flanken van het Brabant Massief en de basis van het Devoon in het Bekken van de Kempen en in het zuiden van West-Vlaanderen.

Schematische doorsnede door de ondergrond in de regio Heibaart-Poederlee (bron: Matthijs, J., (2008)).

Model van de basis van het Dinantiaan in het Bekken van de Kempen gezien vanuit het NE.
(bron: Matthijs, J., (2008)).

Volgende laagvlakken werden gemodelleerd in het pre-Krijt:

• Basis Perm – Trias – Jura;
• Basis Westfaliaan;
• Basis Namuriaan;
• Basis Dinantiaan;
• Basis Devoon;
• Top Sokkel (Siluur, Cambrium, Ordovicium).

Voor enkele eenheden is er een vermoeden dat ze voorkomen op een welbepaalde plaats, maar is er te weinig informatie voorhanden om de diepte ervan te kunnen modelleren:

• De afzettingen van het Westfaliaan werden niet gemodelleerd ten noorden van de Breuk van Hoogstraten en in de Roerdalslenk;
• De afzettingen van het Namuriaan, Dinantiaan, Devoon en de top van de Sokkel werden niet gemodelleerd ten noorden van de Breuk van Hoogstraten, in de Voerstreek en in de Roerdalslenk.

Roerdalslenk

Voor de modellering van de Neogene en Paleogene sedimenten wordt er een geografische opdeling gemaakt in 2 gebieden: de Roerdalslenk en de rest van Vlaanderen. Door de grotere dikte van de Quartaire, Neogene en Paleogene formaties in de Roerdalslenk en het beperkt aantal diepboringen zijn te weinig boorgegevens beschikbaar om dit gebied op de klassieke manier in kaart te brengen. Daarom werd er geopteerd om de geologische opbouw van de Roerdalslenk op basis van seismische data te modelleren. Twee seismische campagnes werden in deze kartering gebruikt, namelijk de campagne Poppel-Lommel-Maaseik uit 1984 en de VITO-LIM campagne uit 2007 in de regio Bree-Kinrooi-Maaseik. Deze laatste zijn eigendom van VITO en niet publiek beschikbaar. VITO heeft wel toestemming verleend om de gemodelleerde lagen, gebaseerd op deze data, te publiceren. 
Voor de publicatie van de lagen werden de 2 gebieden binnen Vlaanderen telkens aaneengesloten, zodat de geologische eenheden gebiedsdekkend worden aangeboden.

Gebruik van de data

Het model bestaat uit rasters met cellen van 100*100m, die de hoogte van de basis van de geologische eenheden voorstellen. Een geologisch model is de facto een versimpelde voorstelling van de geologische realiteit (Matthijs et al., 2013). De basisgegevens voor het model (boringen, seismische data, beschrijvingen, interpretaties en kaarten) werden voor verschillende doeleinden verzameld, over tientallen jaren en zijn beschreven en geïnterpreteerd door verschillende experten. Nuttige data werden geselecteerd en geïnterpreteerd om op die manier een consistente basis voor elke eenheid te kunnen creëren, gebruik makend van geschikte geologische concepten.

De mate van nauwkeurigheid en betrouwbaarheid is verschillend voor elke laag van het model en zelfs voor elke rastercel van een gemodelleerde laag. Verscheidene zaken spelen een rol wanneer de nauwkeurigheid van een model moet ingeschat worden. De voornaamste zijn: de juistheid van een geologische interpretatie van een boring, de geografische nauwkeurigheid van de ligging van de informatiepunten, de afstand tot de dichtste boring met interpretatie van de hoogte van een bepaalde basis, nauwkeurigheid van de gebruikte seismische gegevens en interpretaties, de datadensiteit, de modelleertechniek en de gebruikte softwarepakketten, input data en kaarten, de helling van de topografie en de eenheden zelf en de expertise van het modelleerteam.

De medegedeelde gegevens moeten steeds worden bevestigd door verder onderzoek. De gebruiker dient in te staan voor dit verder onderzoek waarbij hij rekening moet houden met het specifieke aspect van zijn project, studie of interesse

Referentie

De algemene referentie bij gebruik van het G3Dv2 is:

Matthijs, J., Lanckacker, T., De Koninck, R., Deckers, J., Lagrou, D., Broothaers, M., 2013. Geologisch 3D lagenmodel van Vlaanderen en het Brussels Hoofdstedelijk Gewest – versie 2, G3Dv2. Studie uitgevoerd door VITO in opdracht van de Vlaamse overheid, Departement Leefmilieu, Natuur en Energie, Afdeling Land en Bodembescherming, Ondergrond, Natuurlijke Rijkdommen, 21p., VITO-rapport 2013/R/ETE/43, https://archief.onderzoek.omgeving.vlaanderen.be/Onderzoek-2317920

Voor verwijzing naar specifieke rapporten en lagen uit het model, verwijzen we naar de referenties die opgenomen zijn in de bijhorende metadata van elke laag van het G3Dv2.