帶地形等值線斷面圖繪制簡法

張 勇

(湖北省地質調查院,湖北 武漢 430034)

帶地形等值線斷面圖繪制簡法

張 勇

(湖北省地質調查院,湖北 武漢 430034)

介紹一種簡單、快速地繪制帶地形的常規(guī)(激)電測深等值線斷面圖的方法。該方法操作簡單不易出錯,繪制后的斷面圖便于結合已知的地質、鉆探資料對獲取的異常信息進行較直觀地分析、對比和定性解釋工作。

等值線斷面圖;surfer;白化文件

(激)電測深等值線斷面圖是反映測量剖面所通過斷面的縱、橫向電性變化情況的常用成果圖件,而采用合適比例尺的帶地形的斷面圖可以較直觀、定性地反映斷面的異常信息。

繪制帶地形等值線斷面圖的重點在于建立好包含相應比例尺地形信息的縱坐標軸(Y)以及相對應的surfer白化文件。利用excel配合surfer和AutoCAD繪圖軟件可以快速、方便地完成帶地形等值線斷面圖的繪制工作。

1 方法思路和意義

常規(guī)(激)電測深斷面圖的縱坐標一般有2種:算數(shù)坐標和對數(shù)坐標。采用對數(shù)縱坐標的等值線斷面圖能細微地反映斷面的淺部異常變化,但深部異常變化被壓縮；采用算術縱坐標的等值斷面圖能明顯地反映斷面的深部異常變化,但淺部異常被壓制。這兩種斷面圖對淺部和深部異常的反映程度差異較大。

桂林工學院葛為中教授提出的采用極距的平方根為縱坐標的等值斷面圖對深、淺部異常信息的反映程度介于上述兩種縱坐標斷面圖之間,所反映的斷面異常信息兼顧深、淺部地電體形態(tài),可以對斷面做出較全面的認識和分析[1]。

目前在山區(qū)開展的各種金屬、非金屬礦產資源的地質找礦工作中,常規(guī)的(激)電測深法手段在實際找礦工作中仍然應用較廣,由于山區(qū)地形起伏變化較大,剖面上的實際觀測點多不在一個水平面上,如果提交的斷面成果圖上的測點仍用水平線代替地形起伏,除了不能直觀反映剖面的真實情況外也不便于結合已知地質成果來指導未知區(qū)域的對比解釋工作,加大了對比分析、推斷解釋工作的難度。

地形起伏同時對觀測數(shù)據(jù)也有一定的影響,在斷面圖的繪制時一般使用了相應的地形改正[2]處理后的觀測數(shù)據(jù)。

2 繪制方法

2.1 帶地形數(shù)據(jù)準備

常規(guī)(激)電測深等值線斷面圖的橫坐標一般都根據(jù)野外工作比例尺采用算術坐標來標識測點位置,當縱坐標軸采用極距的平方根時,需要按照下面的公式進行計算轉換。

式中:R為極距AB/2,以米為單位;B為比例尺;k為系數(shù),一般取1～3。

上述轉換公式可以在Microsoft Office的excel里面編輯公式進行計算(圖1)。

首先在CAD軟件里面根據(jù)成圖比例尺繪出勘探剖面的地形線,標注剖面上施工的各個測點位置,然后在excel里面把按照上述公式轉換后的某個測點的數(shù)據(jù)列內選取“點號”單元格和“極距”單元格數(shù)據(jù),執(zhí)行單元格數(shù)據(jù)合并命令合并2個單元格數(shù)據(jù),并復制到粘貼板,在CAD里面執(zhí)行“多段線”命令繪出該線段,然后把該線段復制并分別粘貼到剖面上的各個測點上(圖2)。

圖1 帶地形數(shù)據(jù)轉換示意圖Fig.1 Schematic diagram of data conversion of terrain

2.2 帶地形數(shù)據(jù)提取

在CAD軟件里面,按照圖2所示,在用戶坐標系下,在窗口的命令狀態(tài)欄輸入“l(fā)ist”命令,根據(jù)提示依次點擊各測點下方的包含各個極距節(jié)點信息的多段線在隨后彈出的AutoCAD文本窗口內復制“Y=”后面的數(shù)據(jù)并粘貼到excel里面對應測點的單元格Y內(圖1)。

圖2 帶地形數(shù)據(jù)提取示意圖Fig.2 Schematic diagram of data extraction of terrain

圖3 7勘探線電測深帶地形等值線斷面圖Fig.3 Cross section diagram of contour line of terrain about No.7 exploration line electrical sounding1.視電阻率ρs等值線;2.推測地層界線;3.推測構造破碎帶;4.鉆孔揭露的構造破碎帶;5.完工鉆孔;6.設計驗證鉆孔。

按照上述操作思路,在list命令下分別點擊上、下剖面線提取包含測點以及地形拐點的各個節(jié)點坐標信息作為surfer的白化節(jié)點文件。

2.3 帶地形等值線斷面圖繪制

新建一個剖面txt文本文件,在excel里面(圖1)把經(jīng)過整理的剖面X、Y、Z單元格內容復制并粘貼到文本文件內保存。

運行并新建一個surfer空白文件,在窗口內執(zhí)行以下操作步驟:網(wǎng)格數(shù)據(jù)(建議采用克里格法)→白化→新建等值線[3],這樣一條套合了地形的等值線斷面圖就基本完成了。

為了更方便地對圖件進行后續(xù)的諸如添加地質剖面、鉆孔柱狀圖等內容的編輯處理,可以將其輸出為dxf的格式文件后在CAD里面進行后期編輯處理。

3 實例及效果

按照上述繪制思路和方法,采用經(jīng)地形校正處理后的大幕山銻礦7線勘探剖面對稱四極電測深數(shù)據(jù)繪制了帶地形的視電阻率等值線斷面圖(圖3),其中縱坐標為平方根坐標,系數(shù)k取1.5,橫坐標為算術坐標。從圖中可以看出,剖面130～105測點下方淺部的ρs值1 000～10 000Ω·m的特高視電阻率ρs異常范圍與鉆探已經(jīng)控制的老堡組一段呈高電阻率電性特征的硅質巖地層的分布范圍較吻合；130～105測點下方深部的ρs值100～300Ω·m的中低視電阻率異常與陡山沱組五段呈中低阻電性特征的灰?guī)r夾炭質頁巖為主要巖性地層的分布范圍較一致。從圖中也可以看出,位于剖面135測點下方的視電阻率等值線梯度帶與鉆孔ZK701—ZK703控制的含銻礦的構造破碎帶的深度和分布形態(tài)也有較好的對應關系。

從上述對比分析可知,帶地形的斷面異常和已知地質資料的對比解釋比較方便、直觀,該電測深剖面推斷成果布置的驗證鉆孔ZK704的位置和孔深的依據(jù)也顯得較充分。

從上述同樣的縱坐標數(shù)據(jù)繪制的不帶地形的等值線斷面圖(圖4)可以看出,剖面130～105測點下方淺部的ρs值1 000～10 000 Ω·m的特高視電阻率ρs異常范圍與鉆探已經(jīng)控制的老堡組一段呈高電阻率電性特征的硅質巖地層的分布范圍和形態(tài)差別較大,物探推測的含銻礦構造破碎帶位置和ZK701—ZK703控制的破碎帶深度和范圍也有較大差別；該斷面圖不能很好地和已知地質成果進行對比,也不便于對未知區(qū)域的解釋和推斷。

圖4 7勘探線電測深等值線斷面圖Fig.4 Cross section diagram of contour line of No.7 exploration line electrical sounding1.視電阻率ρs等值線;2.推測地層界線;3.推測構造破碎帶;4.鉆孔揭露的構造破碎帶;5.完工鉆孔;6.設計驗證鉆孔。

對比兩種等值線斷面圖可以看出,帶地形的等值線斷面圖可以較形象、直觀地反映斷面的異常信息,能較清晰地體現(xiàn)淺—深部異常特征,給定性解釋工作帶來方便；結合已知地質資料還可由斷面圖粗略地給出定量的概念,推斷出目標體的大致深度。

4 結語

使用本文的思路和方法利用CAD和surfer軟件可以快速、方便地進行帶地形等值線斷面圖的繪制工作。

繪制帶地形等值線斷面圖的要點是根據(jù)擬提交成果圖的比例尺,準備好相應的地形線文件,作為白化文件。

實際繪圖過程中可以根據(jù)剖面的已知地質信息靈活調整平方根縱坐標轉換公式中的系數(shù)k,使所獲得的斷面圖異常信息更加與已知的地質、鉆探資料相吻合,方便對未知區(qū)的斷面信息做出較全面的定性解釋和推斷；同時地質人員也可以較直觀、方便地對比、利用相關物探成果。

[1] 葛為中.繪制電測深等值斷面圖的新方法[J].勘察科學技術,1997(3):58-61.

[2] 何繼善,曾憲明.電阻率法地形改正的多項式快速計算方法[J].物探與化探,1984,8(1):27-33

[3] 郭崇光.繪圖方式對直流電測深等值線斷面圖的影響[J].物探與化探,2011,35(5):707-709

(責任編輯：陳文寶)

A Simple Method of Rendering Terrain Contour Profile

ZHANG Yong

(HubeiGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430034)

A simple and fast to render terrain conventional (bowel) sounding contour profile method is introduced in this paper.The method has the advantages of simple operation.It is not easy to make a mistake.Combined with the known geological and drilling data,the abnormal information is analyzed,compared with the qualitative explanation by cross section.

contour profile; surfer; whitening profile

2015-03-26;改回日期:2015-04-10

張勇(1968-),男,高級工程師,勘查地球物理專業(yè),從事地球物理勘查工作。E-mail:zhang68yong@126.com

P285.1; TP302.4

A

1671-1211(2015)04-0515-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.201504030

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150619.1334.016.html 數(shù)字出版日期:2015-06-19 13:34