数字地质填图技术中光谱曲线制作新方法

2018-06-21程志龙卫晓锋张建斌吴刚刚马志杰

资源环境与工程 2018年2期

程志龙, 卫晓锋, 谭威, 张建斌, 吴刚刚, 马志杰

(北京矿产地质研究院,北京 100012)

数字地质调查系统(DGSS)近年来在地质调查工作中得到不断推广[1],其中地球化学剖面光谱曲线的一体化处理已经成为地质工作中必不可少的一项工作方法。DGSS在制作光谱曲线方面有其简便、美观、利于存储、图面修改和提取快速等独到之处,实现了计算机自动化制图[2-3]。

随着数字地质调查信息综合平台的不断发展,实测剖面功能模块得到不断的完善[4],但基于数字区域地质调查系统的光谱曲线绘制方法显得较复杂。本文基于2016版DGSS系统针对“实测剖面”功能模块的革新,参照前人数字区域地质调查系统中地球化学剖面光谱曲线的作法,对光谱曲线的绘制方法作进一步优化,并详细说明了光谱曲线作图新方法的操作步骤,这也是对地质出版社2011年出版的《数字调查系统操作指南》关于实测剖面操作一章的补充。

本文以笔者参与的“新疆东天山中段有色金属基地综合地质调查”项目开展的6幅专项地质填图为例,探讨基于数字地质调查系统(DGSS)的实测剖面及光谱曲线的工作流程与操作步骤。

1 实测地球化学剖面的建立

使用数字地质调查系统进行剖面及光谱曲线制作,必须在“DGSSDB”建立的基础上进行。

1.1 剖面组织的建立

打开“DGSS”,进入剖面所在工作区。点击“实测剖面”→“打开(新建)实测剖面”。新建网格,高宽输入值由用户确定。该数值为厘米格的总长宽,其数值单位为毫米。用户可根据剖面长度和比例尺大小估计高宽值。然后输入剖面名称,点击新建并打开。光谱曲线的绘制工作,大部分操作在“实测剖面”模块下完成。

1.2 实测地质剖面数据导入

常见的实测地化剖面数据导入有三种方法:

方法一是野外便携设备直接采集数据,然后导入桌面系统。通过探矿工程数据编录系统(AoPEData),使用掌上机采集设备,经过野外工作对剖面数据进行采集。使用数字地质调查系统软件,导入桌面系统(DGSInfo)。

剖面野外数据导入步骤:“实测剖面”→“野外剖面数据导入”→选择野外采集剖面数据→开始导入。

方法二是野外纸质材料采集数据(传统方法),利用DGSS系统的剖面模块进行手动输入。点击“实测剖面”→“剖面编辑与计算”,进行剖面数据录入。《数字调查系统操作指南》操作步骤写的很详细,此处就不进行赘述。

方法三是方法2的升级,将野外采集的数据填入Excel后批量整理。按照“GeoSection”的基本数据框架(图1),建立相应的Excel表格。确保第一行数据名称格式一致,然后把相应数据拷贝到表格中。

点击系统数据“DGSSDB”文件夹,选择剖面所在工作区文件。“数字剖面”→“剖面编号文件夹”→“GeoSecDB”。点击“GeoSection”→“外部数据”→“Excel”→“选择存储数据的表格”。把处理好的表格数据导入到“实测剖面”模块下。

方法三使用Excel表格进行数据批量处理,相较于方法二可极大提高剖面数据处理的效率。

SORT＿IDSECCODESECPOINTAZIMUTHGRADESLOPE＿LHIGHTOTAL＿HIGHH＿LCUR＿ID0GX10-10-1100-1．75-1．7599．980SORT＿IDSECCODESECPOINTLAYCODESLOPE＿LLAYCODE＿SLOPE＿L＿V＿THICKT＿THICKDIP＿ANGLE0GX10-11064．661009065SORT＿IDSECCODESECPOINTLAYCODESLOPE＿LCODETYPETRENDDIPDIP＿ANG1GX13-44401接触面7516570SORT＿IDSECCODESECPOINTLAYCODESLOPEE＿LCODETYPELOCATIONSAMPLINGGEOUNIT1GX10-110YGX1-1Y王喜雷

图1GeoSection中的基本数据框架
Fig.1 Basic data framework in GeoSection

2 样品分析结果预处理

2.1 数据格式要求

点击系统数据“DGSSDB”文件夹,选择剖面所在工作区文件。“数字剖面”→“剖面编号文件夹”→“GeoSecDB” →“sample”。将此选项卡内容全部复制到新建的Excel中,将“CODE”之后的数据内容全部删掉。然后将各元素化验分析结果粘贴“CODE”该列之后。

需要注意:①Excel表中的数据要求第一行为字段名,第二行为数据;②各元素的分析结果须置于Excel表“CODE”该列之后;③样品数量及排序应与剖面数据保持一致;④如果同一矿区绘制多条剖面光谱曲线,应确保各条剖面元素名称、数量和顺序保持一致,可以减少后续重复操作,提高制图效率。

2.2 背景值和异常下限确定

确定背景值和异常下限值应使用地球化学观察法和统计法相结合。

地球化学观察法是在全区数据表上统计算术平均值、几何平均值,一般是(算术平均值+几何平均值)/2的平均值作为背景值;通常将高于背景值1.5～2倍的数据作为异常下限初始值,统计某一元素≥异常下限值的样品的个数占总样品数的百分比,一般主要成矿元素和伴生元素≥异常下限值的样品所占的百分比在20%～30%之间,如果不在这个区间,则需要调整异常下限初始值,将能够让样品百分比落在20%～30%之内的初始值,定为异常下限使用值。

统计法是依托于元素的概率分布曲线特征,若分布曲线为对称对数正态分布,则取正态分布曲线的中值作为背景值,将景值+(1-2)×标准离差作为异常下限;若分布曲线为不对称对数正态分布,则将全区数据去掉大于标准离差的数据后,再作概率分布曲线,直至出现对称对数正态分布,这时再将态分布曲线的中值作为背景值,取背景值+(1-2)×标准离差作为异常下限。

DGSS软件能够自动将样品分析结果特高值波峰用折线及特高数值标识,图面结构美观,无需对特高值采用代替值处理。

3 光谱曲线的绘制

3.1 聚类分析

打开数字地质调查信息综合平台(DGSInfo)→“综合数据处理”→“聚类分析”。选择全部的分析元素,点击确定,得出聚类分析谱系图,可据此进行元素组合划分。

3.2 读取原始数据

点击“实测剖面”→“绘制光谱曲线”。选择已处理好的Excel数据文件,选择数据所在工作表。浏览Excel数据表,设置“样品号”关键字段所在列。如果样品号有重复,可选择“分层号”或“导线号”作为附加关键字。最后选择元素的起始列。全部设置完毕后,点击“读取数据”→“下一步”。

3.3 图形参数设置

按照项目组统一要求,设置各元素的图形参数。设置完毕后,可对各元素进行分组。按住“Ctrl”选择要进行分组的元素,点击“从以上元素表中多选添加元素组合”,对添加的元素组合进行参数设置。

3.4 坐标轴参数设置

“起始纵坐标”为正值时,光谱曲线图向上移动。“起始纵坐标”为负值时,光谱曲线向下移动。其数值为光谱曲线移动的距离。特别强调,“横轴比例尺”应与剖面比例尺相同。如需绘制多条剖面光谱曲线,可以使用“保存参数”功能,将配置好的各元素和元素组合参数保存为模板文件,以备后续使用。

使用“导入参数”功能时需注意:①必须先由“上一步”打开数据源并“读取数据”;②导入数据中的各元素名称、数量和顺序必须与当前数据一致,否则无法导入。

3.5 图形生成

坐标轴参数设置完毕后,点击“下一步”→“绘制”。如对光谱曲线图不满意,可以退回到上一步重新配置参数。点击“完成”后,剖面工程中会自动增加Spectral.WT点文件和Spectral.WL线文件,光谱曲线的各要素均储存于该点、线文件中。

3.6 图件整饰

各元素光谱曲线颜色应按照规范使用,如果元素颜色使用重复,可以通过调整线型加以区别。DGSS系统的样品编号带有样品类型,可采用删除样品类型,仅保留样品编号的方法,使图面变得简洁美观。建议在图面标识各元素的分析单位。

待上述各项工作完成并且检查准确无误后,按照规范,编辑图名、比例尺、责任签等,考虑到最终综合成果的整体美观性,必要时可对剖面中各要素的结构、布局进行调整变换(图2)。

图2 数字地质调查系统中生成的光谱曲线图Fig.2 Diagram of spectrum curve of digital geological survey system1.白板地;2.凝灰岩;3.英安质晶屑岩屑凝灰岩;4.安山岩;5.凝灰质砾岩;6.凝灰岩;7.英安质凝灰岩;8.安山岩;9.斜长岩;10.英安斑岩;11.石英脉;12.褐铁矿化/绿帘石化;13.产状产状;15.样品位置及编号;16.导线位置;17.方位角;18.组段位置;19.Ag元素异常曲线;20.W元素异常曲线;21.As元素异常曲线;22.Au元素异常曲线;23.Bi元素异常曲线;24.Co元素异常曲线;25.Cr元素异常曲线;26.Cu元素异常曲线;27.Hg元素异常曲线;28.Mo元素异常曲线;29.Ni元素异常曲线;30.Pb元素异常曲线;31.Sb元素异常曲线;32.Zn元素异常曲线;33.Sn元素异常曲线。