带地形等值线断面图绘制简法

张 勇

(湖北省地质调查院,湖北 武汉 430034)

带地形等值线断面图绘制简法

张 勇

(湖北省地质调查院,湖北 武汉 430034)

介绍一种简单、快速地绘制带地形的常规(激)电测深等值线断面图的方法。该方法操作简单不易出错,绘制后的断面图便于结合已知的地质、钻探资料对获取的异常信息进行较直观地分析、对比和定性解释工作。

等值线断面图;surfer;白化文件

(激)电测深等值线断面图是反映测量剖面所通过断面的纵、横向电性变化情况的常用成果图件,而采用合适比例尺的带地形的断面图可以较直观、定性地反映断面的异常信息。

绘制带地形等值线断面图的重点在于建立好包含相应比例尺地形信息的纵坐标轴(Y)以及相对应的surfer白化文件。利用excel配合surfer和AutoCAD绘图软件可以快速、方便地完成带地形等值线断面图的绘制工作。

1 方法思路和意义

常规(激)电测深断面图的纵坐标一般有2种:算数坐标和对数坐标。采用对数纵坐标的等值线断面图能细微地反映断面的浅部异常变化,但深部异常变化被压缩；采用算术纵坐标的等值断面图能明显地反映断面的深部异常变化,但浅部异常被压制。这两种断面图对浅部和深部异常的反映程度差异较大。

桂林工学院葛为中教授提出的采用极距的平方根为纵坐标的等值断面图对深、浅部异常信息的反映程度介于上述两种纵坐标断面图之间,所反映的断面异常信息兼顾深、浅部地电体形态,可以对断面做出较全面的认识和分析[1]。

目前在山区开展的各种金属、非金属矿产资源的地质找矿工作中,常规的(激)电测深法手段在实际找矿工作中仍然应用较广,由于山区地形起伏变化较大,剖面上的实际观测点多不在一个水平面上,如果提交的断面成果图上的测点仍用水平线代替地形起伏,除了不能直观反映剖面的真实情况外也不便于结合已知地质成果来指导未知区域的对比解释工作,加大了对比分析、推断解释工作的难度。

地形起伏同时对观测数据也有一定的影响,在断面图的绘制时一般使用了相应的地形改正[2]处理后的观测数据。

2 绘制方法

2.1 带地形数据准备

常规(激)电测深等值线断面图的横坐标一般都根据野外工作比例尺采用算术坐标来标识测点位置,当纵坐标轴采用极距的平方根时,需要按照下面的公式进行计算转换。

式中:R为极距AB/2,以米为单位;B为比例尺;k为系数,一般取1～3。

上述转换公式可以在Microsoft Office的excel里面编辑公式进行计算(图1)。

首先在CAD软件里面根据成图比例尺绘出勘探剖面的地形线,标注剖面上施工的各个测点位置,然后在excel里面把按照上述公式转换后的某个测点的数据列内选取“点号”单元格和“极距”单元格数据,执行单元格数据合并命令合并2个单元格数据,并复制到粘贴板,在CAD里面执行“多段线”命令绘出该线段,然后把该线段复制并分别粘贴到剖面上的各个测点上(图2)。

图1 带地形数据转换示意图Fig.1 Schematic diagram of data conversion of terrain

2.2 带地形数据提取

在CAD软件里面,按照图2所示,在用户坐标系下,在窗口的命令状态栏输入“list”命令,根据提示依次点击各测点下方的包含各个极距节点信息的多段线在随后弹出的AutoCAD文本窗口内复制“Y=”后面的数据并粘贴到excel里面对应测点的单元格Y内(图1)。

图2 带地形数据提取示意图Fig.2 Schematic diagram of data extraction of terrain

图3 7勘探线电测深带地形等值线断面图Fig.3 Cross section diagram of contour line of terrain about No.7 exploration line electrical sounding1.视电阻率ρs等值线;2.推测地层界线;3.推测构造破碎带;4.钻孔揭露的构造破碎带;5.完工钻孔;6.设计验证钻孔。

按照上述操作思路,在list命令下分别点击上、下剖面线提取包含测点以及地形拐点的各个节点坐标信息作为surfer的白化节点文件。

2.3 带地形等值线断面图绘制

新建一个剖面txt文本文件,在excel里面(图1)把经过整理的剖面X、Y、Z单元格内容复制并粘贴到文本文件内保存。

运行并新建一个surfer空白文件,在窗口内执行以下操作步骤:网格数据(建议采用克里格法)→白化→新建等值线[3],这样一条套合了地形的等值线断面图就基本完成了。

为了更方便地对图件进行后续的诸如添加地质剖面、钻孔柱状图等内容的编辑处理,可以将其输出为dxf的格式文件后在CAD里面进行后期编辑处理。

3 实例及效果

按照上述绘制思路和方法,采用经地形校正处理后的大幕山锑矿7线勘探剖面对称四极电测深数据绘制了带地形的视电阻率等值线断面图(图3),其中纵坐标为平方根坐标,系数k取1.5,横坐标为算术坐标。从图中可以看出,剖面130～105测点下方浅部的ρs值1 000～10 000Ω·m的特高视电阻率ρs异常范围与钻探已经控制的老堡组一段呈高电阻率电性特征的硅质岩地层的分布范围较吻合；130～105测点下方深部的ρs值100～300Ω·m的中低视电阻率异常与陡山沱组五段呈中低阻电性特征的灰岩夹炭质页岩为主要岩性地层的分布范围较一致。从图中也可以看出,位于剖面135测点下方的视电阻率等值线梯度带与钻孔ZK701—ZK703控制的含锑矿的构造破碎带的深度和分布形态也有较好的对应关系。

从上述对比分析可知,带地形的断面异常和已知地质资料的对比解释比较方便、直观,该电测深剖面推断成果布置的验证钻孔ZK704的位置和孔深的依据也显得较充分。

从上述同样的纵坐标数据绘制的不带地形的等值线断面图(图4)可以看出,剖面130～105测点下方浅部的ρs值1 000～10 000 Ω·m的特高视电阻率ρs异常范围与钻探已经控制的老堡组一段呈高电阻率电性特征的硅质岩地层的分布范围和形态差别较大,物探推测的含锑矿构造破碎带位置和ZK701—ZK703控制的破碎带深度和范围也有较大差别；该断面图不能很好地和已知地质成果进行对比,也不便于对未知区域的解释和推断。

图4 7勘探线电测深等值线断面图Fig.4 Cross section diagram of contour line of No.7 exploration line electrical sounding1.视电阻率ρs等值线;2.推测地层界线;3.推测构造破碎带;4.钻孔揭露的构造破碎带;5.完工钻孔;6.设计验证钻孔。

对比两种等值线断面图可以看出,带地形的等值线断面图可以较形象、直观地反映断面的异常信息,能较清晰地体现浅—深部异常特征,给定性解释工作带来方便；结合已知地质资料还可由断面图粗略地给出定量的概念,推断出目标体的大致深度。

4 结语

使用本文的思路和方法利用CAD和surfer软件可以快速、方便地进行带地形等值线断面图的绘制工作。

绘制带地形等值线断面图的要点是根据拟提交成果图的比例尺,准备好相应的地形线文件,作为白化文件。

实际绘图过程中可以根据剖面的已知地质信息灵活调整平方根纵坐标转换公式中的系数k,使所获得的断面图异常信息更加与已知的地质、钻探资料相吻合,方便对未知区的断面信息做出较全面的定性解释和推断；同时地质人员也可以较直观、方便地对比、利用相关物探成果。

[1] 葛为中.绘制电测深等值断面图的新方法[J].勘察科学技术,1997(3):58-61.

[2] 何继善,曾宪明.电阻率法地形改正的多项式快速计算方法[J].物探与化探,1984,8(1):27-33

[3] 郭崇光.绘图方式对直流电测深等值线断面图的影响[J].物探与化探,2011,35(5):707-709

(责任编辑：陈文宝)

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

张勇(1968-),男,高级工程师,勘查地球物理专业,从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

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150619.1334.016.html 数字出版日期:2015-06-19 13:34