MapGIS与Surfer相结合在黑河市化探工作中的应用.pdf

1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第33卷第2期物 探 与 化 探Vol . 33,No. 2 2009年4月GEOPHYSI CAL Surfer;土壤地球化学测量;数据处理;黑龙江省黑河地区 中图分类号 P632 文献标识码 A 文章编号 1000 - 8918 2009 02 - 0220 - 04 作为国产优秀地理信息系统软件,MapGIS已成 为地质行业通用的软件平台 [1 ]。该软件具有文件 投影转换绘制迅速、 操作简单、 显示找矿信息较为直 观等优点,因此便于综合图件的绘制;在投影转换过 程中,生成的图元文件直接带属性,利于异常的解析 推断,为及时展开异常查证提供保证。MapGIS软件 已成为化探工作中绘制点位图、 原始数据图、 地球化 学异常图等的重要工具 [2 ]。 笔者以黑河市八车力矿区及外围1∶2万土壤 地球化学测量为例,从野外取样、 背景值及异常下限 的确定、 不同图件绘制等方面简述了化探数据处理 的方法和步骤,重点对MapGIS软件在化探处理中 的应用及各程序之间的转换进行了阐述。 1 测区概况及原始数据采集 八车力金钼矿区地处小兴安岭山脉的西北部, 黑龙江省黑河市南西约60 km处。大地构造位置隶 属于兴蒙造山带东段,受华北板块、 西伯利亚板块和 太平洋板块相互作用和叠加,经历了多期次构造岩 浆活动,是内生金属矿床的成矿有利地区。矿区已 发现岩金矿体6个,钼矿体1个,充分显示出区内较 好的成矿潜力和找矿远景 [3 ]。 在区域地质和矿化特征研究基础上,在矿区及 外围约15 km 2 范围内布置了土壤地球化学测量工 作,取样网度为200 m40 m,已知矿体分布地段加 密至200 m20 m,以期查明不同地质体的时空分 布及其与成矿的关系,围绕金、 钼等目标矿种,圈定 化探异常区,为进一步矿产勘查提供依据和靶区。 收稿日期 2008 - 04 - 11 据野外观察,该区土壤剖面自上而下可划分为 A、B、C三大层位。A层不十分发育,局部地段缺 失,为褐黑色腐植土; B层分为B1层和B2层,B1层 土壤呈灰黄色,以黏土为主,含少量残坡积碎石,深 度为10～20 cm,B2层土壤颜色为深黄色 褐黄色, 含风化基岩碎屑明显增多,深度为30～50 cm; C层 为母质层,颜色呈黄褐 灰褐色,主要由风化的基岩 碎屑组成。据与测区地形地貌特征相似的三道湾子 一带土壤取样试验 [4 ] ,确定B2层为取样层位,样品 加工粒级为- 40目。 野外工作分测点布设与样品采集2个阶段进 行。主控点、 基线和基线上每条测线的基点均采用 经纬仪施测定位,在此基础上,采用手持GPS、 罗盘 和测绳来完成测线和测点的确定,每个测点定位后 保存点位。野外取样严格按照相关规范和确定的方 案进行,加工后送化验室分析,分析项目包括Au、 Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Bi、Mo、As、Sb、Hg共12种元 素。 2 取样点位及单元素原始数据图的绘制 将野外采集的GPS点位数据通过MapSource软 件下载到计算机中,并导出为纯文本文件3. txt。 利用Excel软件的数据处理功能,将每个土壤样品 的取样点位与12种元素分析结果的原始数据汇入 Excel表格,编辑成的数据结构如表1所示。 制作取样点位及单元素原始数据图前,首先将 Excel表中的数据转换成MapGIS软件可识别的文 本文件格式。MapGIS制作点位图步骤如下。 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2期蔡朝阳等MapGIS与Surfer相结合在黑河市化探工作中的应用 表1 测区内部分土壤样品的原始数据 样品编号WMoAuAsSbBiHgCuPbZnAgSnyx 3E202. 96. 21. 613. 91. 120. 240. 0299. 824. 848. 80. 194. 3223547065527889 3E20212. 85. 11. 515. 01. 170. 260. 03413. 225. 954. 50. 264. 4223547245527880 3E212. 95. 61. 611. 01. 120. 220. 0277. 424. 038. 80. 244. 0223547425527871 3E21213. 43. 35. 139. 11. 040. 300. 05513. 8107. 9142. 00. 774. 9223547595527861 3E222. 33. 51. 612. 21. 000. 300. 02810. 525. 353. 30. 173. 4223547775527852 3E22212. 47. 81. 811. 31. 070. 260. 0429. 226. 249. 40. 182. 7223547955527842 3E232. 47. 01. 410. 31. 060. 280. 04212. 723. 163. 70. 163. 4223548125527833 3E23212. 714. 31. 722. 61. 780. 270. 0389. 624. 058. 10. 163. 0223548305527824 注wAu /10 - 9外,w其他元素 /10- 6。 1打开用户文件。MapGIS系统主菜单 →投 影变换 →MapGIS投影变换系统 →用户文件投影转 换 → 打开文件。打开需转换的文本文件图 1 。 图1 MapGIS用户文件投影窗口 2指定分隔符。投影按指定分隔符读数。设 置用户文件选项栏中,勾选“ 按指定分隔符 ” 。系统 自动弹出提示窗口,确定后,点选“ 设置分隔符 ” 按 钮,分隔符号中选取TAB键作为分隔符号。在图元 属性结构中加入作为属性名称所在的行或列,这样 在投影生成的图元文件中已带有相应的属性。 3设置投影参数。主要对3个内容进行设 置,分别是用户投影参数、 结果投影参数和点图元参 数。用户投影参数是以用户投影实际情况填加各 项;结果投影参数是用户目的要求的投影参数;点图 元参数设置选择相应的图元符号作为投影点图元。 以上均可根据实际工作情况,加入选项内容即可。 4数据起始位置及读取坐标顺序。完成上述 3项后,双击数据的起始位置,设置读取的坐标顺 序,即是将文本文件表 1 中的x和y所在的列数 添加。读取数据显示栏中x、y列的坐标,同时检查 原始数据的准确性,便于进行下一步操作。 5投影变换,生成点位图。在编辑子系统中 添加项目,将生成的投点文件添加。在点编辑中,根 据属性标注释来添加点属性注释参数,标注域名中 选择要添加的注释内容。在系统默认情况下,标注 释点的位移为0,位于点图元上方。本次在投影点 图元左侧标注各元素含量及右侧各元素样品号,计 算好注释点位移,同时在弹出的窗口给定所需注释 参数字号大小、 间隔、 注释颜色等。MapGIS中点位 图标注释不足之处是将赋值参数定位点图元周围 需要用x、y位移定位,而且字号一经变动,所标注的 位置都需要调整。 3 单元素异常图的绘制 将测区作为一个总体统计域,利用SPSS数据统 计分析程序对每个元素的原始数据进行统计分析, 采用“ 迭代剔除高值法 ” 消除高值点的影响,实施微 机自动求算背景值、 标准离差等特征参数的统计运 算,微机计算确定背景值 X 和标准离差S后, 按X 2S计算异常下限值。 各元素的异常均以衬度测量值与元素异常下 限的比值表示,可在Excel表格中计算生成。衬度 大于1的点均为异常点,将异常点用等值线圈起来 就构成了各元素的异常图。由于各元素的浓集程度 不同,各异常图不进行统一的异常分带,而是以衬度 等值线表示,如某条等值线的值为2,则表示其带内 各点的元素含量均高于2倍异常下限。 美国GOLDEN软件公司的Surfer软件,具方 便、 直观、 快捷、 安装简单、 对系统要求低等优点,已 成为普及度最高的绘图软件之一。该软件自带数据 编辑器,使用方法和对数据的处理与Excel大致相 同,而且可以直接处理Excel文件,迅速地将离散数 据通过插值转换为连续的数据曲面 [5 ]。该软件提 供了包括克里格法、 距离倒数加权法、 多元回归等9 种插值方法,可以满足不同应用方向的插值需求。 本次单元素异常图利用该软件目前最高版本Surf2 er8. 0完成。制图步骤如下。 1数据网格化网格。在程序主页面中点击 “ 网格 ”,在菜单中选择“ 数据 ”,打开带有衬度值的 原始数据,进行参数选择,X、Y数据列对应取样点坐 122 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 物 探 与 化 探33卷 标, Z数据列选取对应元素的衬度值,网格化方式为 克里格法,生成网格化文件3. grd。 2生成地球化学图。在程序主页面中点击 “ 地图 ”,下拉菜单中选择“ 等值线图 ”,点击“ 新建等 值线图 ”,利用已生成的网格化文件绘制等值线图, 修改其属性参数常规、 等级、 比例等 , 级别以1、2、 4定级,用不同颜色标注异常的外带、 中带和内带, 确认后自动生成单元素异常图。 4 利用MapGIS绘制综合异常图 MapGIS的数据输出接口包括MapGIS的明码 格式数据接口和DXF格式、DLG格式、CG M格式、 STDF格式、MAPI NFO及ARC/ I NFO接口。借助其 他GIS软件,通过数据格式转换,将图形移植到 MapGIS平台下,是目前较常用的方法之一。 本测区采用国内外比较通用的Surfer软件绘制 元素异常图。该软件有专有的数据格式3. srf , 通过SHAPE格式导出,将区、 点文件写入单独文件, 分别导出。通过MapGIS软件的文件转换功能,依 次输入到MapGIS平台下,分别存储点、 线、 区文件, 并对转换后的文件进行误差校正。在编辑系统中, 以MapGIS软件绘制的同比例尺地质图为底图,完 成全图的综合功能,输出化探综合异常图图 2 。 1 第四系; 2 白垩系龙江组火山岩系; 3 三叠系蔺家屯浅变质岩系; 4 花岗斑岩; 5 石英斑岩; 6 闪长岩; 7 脉岩及岩性; 8 已知矿 体及编号; 9 取样点位; 10 单元素异常及编号; 11 化探综合异常区及编号 图2 测区部分地段化探综合异常 5 结论与讨论 MapGIS软件具有成图较快、 图形综合功能强大 等优点,在化探数据处理中,可对大量原始数据进行 一次性处理,完成不同类型的成果图件; Surfer软件 可以对化探原始数据的Excel文件直接处理,迅速地 将离散的数据通过插值转换为连续的数据曲面,能够 快捷地绘制单元素异常图等图件。二者有机结合,既 能有效避免人为因素干扰,又能最大程度地反映找矿 信息,从而满足找矿工作对化探数据处理的要求。 应用过程中发现,MapGIS软件在以下方面还有 待于进一步完善。 1在生成取样点位及单元素原始数据图过程 中,根据属性标注释定位功能上没有Surfer应用方 便,字号变动后,需重新定位点位。投点生成的线文 件过程中,由数据自动生成的线文件连接混乱,不能 按操作者的意图将所需的点连接成线,只有通过手动 单点逐步连线。 2数据输出接口还有待于进一步完善。绘制 综合异常图时,导入的线文件中,线宽度极粗;区文件 中,原图中的同样颜色区块导入之后,为同一区块,并 非独立的区块;字体转换后,应是点文件的却以区文 件形式存在,无法对字号等修改,只能通过整图变换 功能将其放大或缩小。 虽然MapGIS软件在化探数据处理中还存在一 定的问题,但随着版本的不断升级及该软件在地质、 交通等各领域的普及,其功能及与其他软件间的兼容 性将得到进一步的完善。 222 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2期蔡朝阳等MapGIS与Surfer相结合在黑河市化探工作中的应用 参考文献 [1] 丛丽娟,廖蕾.几种物化探制图软件与MapGIS之间的数据转换 [J ].内蒙古地质, 2002, 1. [2] 何明华. MapGIS数字高程模拟系统在化探数据处理中的应用 [J ].矿山测量, 2005, 2. [3] 任云生,孙德有,吴国学,等.黑河市八车力金钼矿床地质特征 及找矿标志[J ].矿物学报, 2007,27 增 . [4] 吕军,王建民,王洪波,等.土壤地球化学测量在三道湾子金矿 床的应用[J ].物探与化探, 2005,29 6. [5] 魏永强.使用Surfer软件绘制地质图件和处理地质数据的方法 [J ].测绘技术装备, 2006, 81. THE APPL ICATI ON OF COM BINED MapGIS AND Surfer IN GEOCHEM ICAL EXPLORATI ON A CASE STUDY IN BACHEL IAREA OF HEIHE C ITY, HEILONGJIANG PROVINCE CA I Zhao2yang, SUN De2you, WU Guo2xue College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China Abstract During the geochemical surveypered in theBacheli gold2molybdenum depositof Heihe area, Heilongjiang Province, the Mapgis softwarewas applied to drawingmap that showed both sampling positions and primary geochemical data. Single element anomaly and comprehensive anomalymapswere completed by Surfer drawing software. TheMapgis software has such advantages as quick draw2 ing, comprehensive attributes and advanced figure2synthesizing function.The comprehensive anomaly map of the study area drawn by Mapgis is coincidentwith that drawn by Surfer, which is helpful to detecting geochemical anomalies and guiding exploration. The inte2 gration ofMapgiswith Surfer not only improves the velocity of data2processing but also reflects true metallogenic ination. Key wordsMapgis; Surfer; soil geochemical survey; data2processing; Heihe area in Heilongjiang Province 作者简介蔡朝阳1971 - ,女,工程师,主要从事化探数据处理及计算机制图工作。 上接219页 THE FORWARD AND INVERSI ON TECHNOLOGY FOR VELOC ITY TOMOGRAPHY YANG Xiao2hong, HE Ji2shan, XIE Dong2qi School of Info2physics and Geomatics Engineering, Central South University, Changsha 410083, China Abstract Using the equations and principles of the velocity tomography technology, the authors studied the for ward and inversion for the geologicalmodel .The results show that such parameters of the model as its shape, location and slowness can be accu2 rately obtained.First of all, the for ward modelwas set up, the field was divided into regular rectangle grids, and the trans mitting and receiving deviceswere installed respectively on the left and right edges of the section. W ithin the continuous transmission and recep2 tion, each velocity radial time can be obtained on themodel . Then 20 noisewas added to the travel time, themodelwas rebuiltwith the mature ART, and the inversionwas employed to themodel .It is shown that the inversion result approximates to the for ward model, and the calculation precision and velocity are satisfactory . Key words velocity tomography; forward and inversion; geologicalmodel; slowness 作者简介杨晓弘1977 - ,男,汉,甘肃榆中县人,博士研究生,主要从事激发极化数值模拟及正反演研究,公开发表学术论 文数篇。 322