基于Matlab的激電中梯數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

凌丹丹　李淅龍　辛園園　王雙雙　周少偉

【摘 要】近年來(lái)，在金屬礦產(chǎn)勘查中激電方法發(fā)揮了重要作用并取得了良好的找礦效果。本文基于Matlab軟件開(kāi)發(fā)了一種激電中梯數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，詳細(xì)描述了該系統(tǒng)的主要模塊的功能及實(shí)現(xiàn)方法。根據(jù)其在某金礦勘查項(xiàng)目的應(yīng)用，驗(yàn)證了該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的有效性與高效性。

【關(guān)鍵詞】激電中梯；裝置系數(shù)；視電阻率；Matlab

0 引言

激發(fā)極化法， 簡(jiǎn)稱激電法，是尋找礦產(chǎn)資源最為有效的一種地球物理勘探方法之一，為我國(guó)的找礦事業(yè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。激電法不僅有利于尋找銅、鉛、鋅、鉬等各類有色金屬礦床，而且在尋找貴金屬黑色金屬、稀有金屬等礦床方面也發(fā)揮了重要作用[1-6]。激電法中，激電中梯測(cè)量方法工作效率高，掃面速度快，而且極化率參數(shù)不受影響，是目前我國(guó)激電法中，用來(lái)進(jìn)行普查勘探金屬礦的一種重要裝置[7-8]。

因此，本文分析了激電中梯數(shù)據(jù)處理的過(guò)程，使用Matlab軟件開(kāi)發(fā)了一個(gè)更為方便的人機(jī)交互激電中梯數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對(duì)處理野外采集的數(shù)據(jù)具有更為直觀，高效的特點(diǎn)。

1 激電中梯法概述

1.1 原理

激發(fā)極化法（簡(jiǎn)稱激電法）是以地殼中不同巖石、礦石的激電效應(yīng)差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，通過(guò)觀測(cè)與研究人工建立的直流（時(shí)間域）或交流（頻率域）激電場(chǎng)的分布規(guī)律進(jìn)行找礦和解決地質(zhì)問(wèn)題的一組電法勘探分支方法[9]。

在激電法中，中梯裝置即激電中梯法是目前我國(guó)金屬礦激電法中用來(lái)進(jìn)行普查勘探金屬礦產(chǎn)的一種主要裝置方法，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中AB為供電點(diǎn)電極距， MN為測(cè)量點(diǎn)電極距[10]。

1.2 K值及視電阻率計(jì)算

在計(jì)算視電阻率過(guò)程中，有一個(gè)重要參數(shù)裝置系數(shù)K。本次掃面工作中，K計(jì)算按照設(shè)計(jì)要求采用通用公式：

以往工作中，電極距都用設(shè)計(jì)距離而不是實(shí)際距離，算得的K值都是近似的，而且受MN距誤差影響很大。在本數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，K值是通過(guò)導(dǎo)入實(shí)際定位的三維坐標(biāo)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算的。

最后得到視電阻率ρs=k·，其中U為M、N極間觀測(cè)到的電位差，I為A、B極向大地發(fā)射的電流值。

2 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)處理流程及說(shuō)明

本次金礦勘探項(xiàng)目主要采用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的WDZF-5大功率智能發(fā)射機(jī)及WDJS-2數(shù)字直流激電接收機(jī)。其采集的數(shù)據(jù)格式為*.fda。處理系統(tǒng)根據(jù)采集的fda文件及excel坐標(biāo)文件，從而自動(dòng)計(jì)算視電阻率與視極化率。

本次系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)導(dǎo)入與數(shù)據(jù)處理兩個(gè)模塊。

（1）導(dǎo)入數(shù)據(jù)

導(dǎo)入數(shù)據(jù)主要包括，計(jì)算電流數(shù)據(jù)與計(jì)算電阻率數(shù)據(jù)兩個(gè)菜單，如圖2所示。

計(jì)算電流數(shù)據(jù)是通過(guò)導(dǎo)入接收機(jī)與發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)，在發(fā)射機(jī)電流文件中查找與接收機(jī)觀測(cè)點(diǎn)最近時(shí)間的電流來(lái)求取測(cè)點(diǎn)電流，最后得到計(jì)算視電阻率的電流文件。計(jì)算電阻率數(shù)據(jù)則需要導(dǎo)入之前所計(jì)算得到的電流文件與excel坐標(biāo)文件。

（2）數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理主要包括：計(jì)算電流值，輸入重復(fù)觀測(cè)點(diǎn)，輸入AB點(diǎn)坐標(biāo)及點(diǎn)距，計(jì)算裝置系統(tǒng)及視電阻率四個(gè)部分（圖3）。

①輸入重復(fù)觀測(cè)值

野外工作中，在規(guī)范要求的情況下需要對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)。因此我們?cè)谟?jì)算視電阻率之前，要挑出重復(fù)觀測(cè)點(diǎn)，這里采用計(jì)算平均值的方法得到測(cè)點(diǎn)的各項(xiàng)數(shù)值。

②計(jì)算裝置系統(tǒng)及視電阻率

數(shù)據(jù)導(dǎo)入完畢，重復(fù)觀測(cè)點(diǎn)處理及AB坐標(biāo)點(diǎn)距輸入完成后，點(diǎn)此自動(dòng)計(jì)算視電阻率及保存。

（3）系統(tǒng)容錯(cuò)性

好的軟件開(kāi)發(fā)，容錯(cuò)性是一個(gè)很重要的部分，本處理系統(tǒng)就有著很好的容錯(cuò)性。例如數(shù)據(jù)沒(méi)導(dǎo)入，重復(fù)點(diǎn)未處理就會(huì)給予用戶提示。

2.2 處理實(shí)現(xiàn)

我們選取本次金礦勘探項(xiàng)目中采集到的文件進(jìn)行處理系統(tǒng)的驗(yàn)證。首先導(dǎo)入532線數(shù)據(jù)與電流數(shù)據(jù)，計(jì)算測(cè)點(diǎn)電流導(dǎo)出電流文件如圖4。

導(dǎo)入所得電流文件與excel文件，輸入重復(fù)觀測(cè)點(diǎn)（如這里的360與361點(diǎn)）及AB坐標(biāo)，自動(dòng)計(jì)算k值及電阻率并導(dǎo)出結(jié)果文件如圖5。

3 結(jié)論

激電中梯測(cè)量在尋找金屬礦物中有著顯著的作用。本文在matlab語(yǔ)言環(huán)境下開(kāi)發(fā)了一種激電中梯掃面的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。該處理系統(tǒng)在導(dǎo)入采集的數(shù)據(jù)后，可以自動(dòng)計(jì)算電流并直接導(dǎo)出視電阻率計(jì)算結(jié)果，具有方便，高效的特征。

在某金礦勘查項(xiàng)目中的應(yīng)用驗(yàn)證了該系統(tǒng)的實(shí)用性，為以后的激電中梯數(shù)據(jù)處理提供了更為快捷方便的處理平臺(tái)。

【參考文獻(xiàn)】

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