基于Matlab的激电中梯数据处理系统

凌丹丹　李淅龙　辛园园　王双双　周少伟

【摘 要】近年来，在金属矿产勘查中激电方法发挥了重要作用并取得了良好的找矿效果。本文基于Matlab软件开发了一种激电中梯数据处理系统，详细描述了该系统的主要模块的功能及实现方法。根据其在某金矿勘查项目的应用，验证了该数据处理系统的有效性与高效性。

【关键词】激电中梯；装置系数；视电阻率；Matlab

0 引言

激发极化法， 简称激电法，是寻找矿产资源最为有效的一种地球物理勘探方法之一，为我国的找矿事业作出了巨大的贡献。激电法不仅有利于寻找铜、铅、锌、钼等各类有色金属矿床，而且在寻找贵金属黑色金属、稀有金属等矿床方面也发挥了重要作用[1-6]。激电法中，激电中梯测量方法工作效率高，扫面速度快，而且极化率参数不受影响，是目前我国激电法中，用来进行普查勘探金属矿的一种重要装置[7-8]。

因此，本文分析了激电中梯数据处理的过程，使用Matlab软件开发了一个更为方便的人机交互激电中梯数据处理系统，对处理野外采集的数据具有更为直观，高效的特点。

1 激电中梯法概述

1.1 原理

激发极化法（简称激电法）是以地壳中不同岩石、矿石的激电效应差异为物质基础，通过观测与研究人工建立的直流（时间域）或交流（频率域）激电场的分布规律进行找矿和解决地质问题的一组电法勘探分支方法[9]。

在激电法中，中梯装置即激电中梯法是目前我国金属矿激电法中用来进行普查勘探金属矿产的一种主要装置方法，其结构如图1所示。其中AB为供电点电极距， MN为测量点电极距[10]。

1.2 K值及视电阻率计算

在计算视电阻率过程中，有一个重要参数装置系数K。本次扫面工作中，K计算按照设计要求采用通用公式：

以往工作中，电极距都用设计距离而不是实际距离，算得的K值都是近似的，而且受MN距误差影响很大。在本数据处理系统中，K值是通过导入实际定位的三维坐标来进行自动计算的。

最后得到视电阻率ρs=k·，其中U为M、N极间观测到的电位差，I为A、B极向大地发射的电流值。

2 数据处理系统的实现

2.1 系统处理流程及说明

本次金矿勘探项目主要采用重庆地质仪器厂生产的WDZF-5大功率智能发射机及WDJS-2数字直流激电接收机。其采集的数据格式为*.fda。处理系统根据采集的fda文件及excel坐标文件，从而自动计算视电阻率与视极化率。

本次系统主要包括数据导入与数据处理两个模块。

（1）导入数据

导入数据主要包括，计算电流数据与计算电阻率数据两个菜单，如图2所示。

计算电流数据是通过导入接收机与发射机的数据，在发射机电流文件中查找与接收机观测点最近时间的电流来求取测点电流，最后得到计算视电阻率的电流文件。计算电阻率数据则需要导入之前所计算得到的电流文件与excel坐标文件。

（2）数据处理

数据处理主要包括：计算电流值，输入重复观测点，输入AB点坐标及点距，计算装置系统及视电阻率四个部分（图3）。

①输入重复观测值

野外工作中，在规范要求的情况下需要对测点进行重复观测。因此我们在计算视电阻率之前，要挑出重复观测点，这里采用计算平均值的方法得到测点的各项数值。

②计算装置系统及视电阻率

数据导入完毕，重复观测点处理及AB坐标点距输入完成后，点此自动计算视电阻率及保存。

（3）系统容错性

好的软件开发，容错性是一个很重要的部分，本处理系统就有着很好的容错性。例如数据没导入，重复点未处理就会给予用户提示。

2.2 处理实现

我们选取本次金矿勘探项目中采集到的文件进行处理系统的验证。首先导入532线数据与电流数据，计算测点电流导出电流文件如图4。

导入所得电流文件与excel文件，输入重复观测点（如这里的360与361点）及AB坐标，自动计算k值及电阻率并导出结果文件如图5。

3 结论

激电中梯测量在寻找金属矿物中有着显著的作用。本文在matlab语言环境下开发了一种激电中梯扫面的数据处理系统。该处理系统在导入采集的数据后，可以自动计算电流并直接导出视电阻率计算结果，具有方便，高效的特征。

在某金矿勘查项目中的应用验证了该系统的实用性，为以后的激电中梯数据处理提供了更为快捷方便的处理平台。

【参考文献】

[1]傅良魁.磁激发极化法探矿理论的几个问题[J].地球物理学报，1979，22（2）：156-168.

[2]陈绍裘，梅小明，肖志强.用激电测深法探测白钨矿[J].中南工业大学学报，2002，33（6）：559-562.

[3]陈绍裘，陈灿华.激发极化法探测断裂蚀变带型金矿[J].中南工业大学学报，2003，34（6）：674-677.

[4]郭文波，顾林生，宋建平，等.激发极化法在缅甸曼德勒德碑甄矿区的应用效果[J].矿产与地质，2004，18（4）：380-382.

[5]温佩琳，赵秋梅.大深度激发极化法初步探讨[J].物探与化探，1996，20（5）：329-331.

[6]张赛珍，李英贤，周季平，等.激发极化法探测油气田—异常成因及其与油气藏关系的探讨[J].地球物理学报，1986，29（6）：142-151.

[7]杨宝荣.激电中梯法在鄂拉山口寻找隐伏矿体的应用[J].甘肃冶金，2007，29（2）：23-25.

[8]汪玉琼.激电中梯和激电测深在织金新麦铅锌矿区的综合应用[J].工程地球物理学报，2008，5（5）：551-553.

[9]李金铭.地电场与电法勘探[M].北京：地质出版社，2005.

[10]张先年，徐遂勤，刘海军，等.大功率激电中梯在某金矿勘查中的应用[J].科学技术与工程，2010，26：6511-6514.

[责任编辑：汤静]