帶地形等值線斷面圖繪制簡(jiǎn)法

張 勇

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034)

帶地形等值線斷面圖繪制簡(jiǎn)法

張 勇

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034)

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

等值線斷面圖;surfer;白化文件

(激)電測(cè)深等值線斷面圖是反映測(cè)量剖面所通過(guò)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(diǎn)在于建立好包含相應(yīng)比例尺地形信息的縱坐標(biāo)軸(Y)以及相對(duì)應(yīng)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(cè)深斷面圖的縱坐標(biāo)一般有2種:算數(shù)坐標(biāo)和對(duì)數(shù)坐標(biāo)。采用對(duì)數(shù)縱坐標(biāo)的等值線斷面圖能細(xì)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(shù)縱坐標(biāo)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(duì)淺部和深部異常的反映程度差異較大。

桂林工學(xué)院葛為中教授提出的采用極距的平方根為縱坐標(biāo)的等值斷面圖對(duì)深、淺部異常信息的反映程度介于上述兩種縱坐標(biāo)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(duì)斷面做出較全面的認(rèn)識(shí)和分析[1]。

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

地形起伏同時(shí)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)也有一定的影響,在斷面圖的繪制時(shí)一般使用了相應(yīng)的地形改正[2]處理后的觀測(cè)數(shù)據(jù)。

2 繪制方法

2.1 帶地形數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

常規(guī)(激)電測(cè)深等值線斷面圖的橫坐標(biāo)一般都根據(jù)野外工作比例尺采用算術(shù)坐標(biāo)來(lái)標(biāo)識(shí)測(cè)點(diǎn)位置,當(dāng)縱坐標(biāo)軸采用極距的平方根時(shí),需要按照下面的公式進(jìn)行計(jì)算轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換公式可以在Microsoft Office的excel里面編輯公式進(jìn)行計(jì)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(biāo)注剖面上施工的各個(gè)測(cè)點(diǎn)位置,然后在excel里面把按照上述公式轉(zhuǎn)換后的某個(gè)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)列內(nèi)選取“點(diǎn)號(hào)”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(gè)單元格數(shù)據(jù),并復(fù)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(fù)制并分別粘貼到剖面上的各個(gè)測(cè)點(diǎn)上(圖2)。

圖1 帶地形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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?qǐng)D2所示,在用戶坐標(biāo)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(diǎn)擊各測(cè)點(diǎn)下方的包含各個(gè)極距節(jié)點(diǎn)信息的多段線在隨后彈出的AutoCAD文本窗口內(nèi)復(fù)制“Y=”后面的數(shù)據(jù)并粘貼到excel里面對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的單元格Y內(nèi)(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(cè)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(cè)地層界線;3.推測(cè)構(gòu)造破碎帶;4.鉆孔揭露的構(gòu)造破碎帶;5.完工鉆孔;6.設(shè)計(jì)驗(yàn)證鉆孔。

按照上述操作思路,在list命令下分別點(diǎn)擊上、下剖面線提取包含測(cè)點(diǎn)以及地形拐點(diǎn)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息作為surfer的白化節(jié)點(diǎn)文件。

2.3 帶地形等值線斷面圖繪制

新建一個(gè)剖面txt文本文件,在excel里面(圖1)把經(jīng)過(guò)整理的剖面X、Y、Z單元格內(nèi)容復(fù)制并粘貼到文本文件內(nèi)保存。

運(yùn)行并新建一個(gè)surfer空白文件,在窗口內(nèi)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(duì)圖件進(jìn)行后續(xù)的諸如添加地質(zhì)剖面、鉆孔柱狀圖等內(nèi)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(jìn)行后期編輯處理。

3 實(shí)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(duì)稱四極電測(cè)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(biāo)為平方根坐標(biāo),系數(shù)k取1.5,橫坐標(biāo)為算術(shù)坐標(biāo)。從圖中可以看出,剖面130～105測(cè)點(diǎn)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(zhì)巖地層的分布范圍較吻合；130～105測(cè)點(diǎn)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(zhì)頁(yè)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(cè)點(diǎn)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(gòu)造破碎帶的深度和分布形態(tài)也有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

從上述對(duì)比分析可知,帶地形的斷面異常和已知地質(zhì)資料的對(duì)比解釋比較方便、直觀,該電測(cè)深剖面推斷成果布置的驗(yàn)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(biāo)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(cè)點(diǎn)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(zhì)巖地層的分布范圍和形態(tài)差別較大,物探推測(cè)的含銻礦構(gòu)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(zhì)成果進(jìn)行對(duì)比,也不便于對(duì)未知區(qū)域的解釋和推斷。

圖4 7勘探線電測(cè)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(cè)地層界線;3.推測(cè)構(gòu)造破碎帶;4.鉆孔揭露的構(gòu)造破碎帶;5.完工鉆孔;6.設(shè)計(jì)驗(yàn)證鉆孔。

對(duì)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(lái)方便；結(jié)合已知地質(zhì)資料還可由斷面圖粗略地給出定量的概念,推斷出目標(biāo)體的大致深度。

4 結(jié)語(yǔ)

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(jìn)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(diǎn)是根據(jù)擬提交成果圖的比例尺,準(zhǔn)備好相應(yīng)的地形線文件,作為白化文件。

實(shí)際繪圖過(guò)程中可以根據(jù)剖面的已知地質(zhì)信息靈活調(diào)整平方根縱坐標(biāo)轉(zhuǎn)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(zhì)、鉆探資料相吻合,方便對(duì)未知區(qū)的斷面信息做出較全面的定性解釋和推斷；同時(shí)地質(zhì)人員也可以較直觀、方便地對(duì)比、利用相關(guān)物探成果。

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

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

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

(責(zé)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(jí)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