自然电位法在矿区地质勘探采集数据基点校正中的应用

2020-09-01李小磊王新华

世界有色金属 2020年11期

关键词：电势电位校正

李小磊，王新华

（新疆煤田地质局综合地质勘查队，新疆乌鲁木齐 830009）

自然电位法在矿区地质探测范围的有效手段，其野外施工时会针对矿区的附存状态，根据由已知到未知的原则，不断改变基点N极和测量M极的位置，达到测量整个探测区域。

由于野外采集的测量点不断改变，按照常规的基点校正方法会导致计算量大，且容易计算错误，本文根据自然电位法在矿区勘探应用的复杂性，总结出基点校正的规律，进而通过编程实现复杂条件下自然电位法基点校正的自动计算。

1 自然电场法原理

1.1 原理

自然电位法是一种被动源地球物理方法，其所用仪器、设备比较简单，一对不极化电极（其中一个作为参考电极，另一个作为测量电极）、导线与仪器相连便构成了测量回路[1，2]。

该方法无需向井下供电，使用的仪器设备轻便，生产效率高，目前在矿区地质勘查中应用广泛。

1.2 采集方法

自然电位法在野外采集数据时，最直接是在测区边缘选择一个基准点（即正常场），以基准点为N极作为固定电极，然后移动流动电极M极分别在测线上进行测量（如图1），测量测点与基点之间的电位差(即是电势)，直接测量可以省去额外的数据处理过程[2]。

根据观测数据处理得到自然电位剖面图、自然电位平面图等，从而达到勘探的目的。

图1 自然电位法基本测量方式

当勘查区域跨越大片复杂地形时，导线的长度有限，尤其是在矿区地质勘探，在勘查区内间隔的高温、裂隙等区域的情况下工作时，在导线有限的长度内测量相应测线的测量点[3]。

可以选择测量过的测点作为新的基点，后续测点的测量可从这个点开始，第二个基点的电势为第一个基点处的电势加上第二个基点的测量值，用此方法往后续测点测量，直至所有测点完成测量[4]。

测量方式如下图所示：

图2 复杂地表条件下自然电位法测量方式

2 基点校正自动计算实现及应用

2.1 基点校正自动计算实现

自然电位法的基点校正是利用选定的基点为电势零点，通过联测线，把所有测量点都校正到以基点为基准的电势。

根据复杂区域的自然电位测量方式，通过测量的数据，分别统计为测量统计表、基点表、联测表三个文件，在软件中分别读取为：data_ALL、data_JD、data_LC三个二维矩阵，再利用其计算原则把所有测点的校正到以基点为零的电势值[5]。

2.2 基点校正自动计算应用

该基点校正程序，在我单位负责的多区域勘查中都得到了应用及验证，尤其是在复杂地形区基点校正的自动计算尤为准确及高效。本文选择了一个地表复杂区域进行验证。

通过人工计算与程序计算的自然电位等值线平面图对比，可以发现两个计算的结果是一致的，证明该程序在自然电位法在复杂地表条件下采集数据的基点校正是正确的。通过人工计算基点校正需要花费1至2个小时，且在运算过程中容易出现差错，导致校正结果错误，影响解释成果。但在运用程序自动计算时，仅需1分钟不到，且保证了校正结果的准确性。