彭橋梁　賀文華　劉　瑞　鄭時(shí)干

(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一八隊(duì))

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基于Section的地球化學(xué)剖面光譜樣品折線圖繪制*

彭橋梁賀文華劉瑞鄭時(shí)干

(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一八隊(duì))

摘要基于Section軟件，分析了繪制地球化學(xué)剖面光譜樣品折線圖的方法。該方法解決了由于光譜樣品數(shù)量多、采用間距不均勻且同一樣品分析的元素種類繁多而導(dǎo)致繪制地球化學(xué)折線圖流程繁瑣的問(wèn)題，將傳統(tǒng)作圖思路轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)自動(dòng)處理，并與當(dāng)前推廣的數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)相銜接，具有快速簡(jiǎn)便易行、精度較高的特點(diǎn)，實(shí)用性較強(qiáng)。

關(guān)鍵詞Section軟件地球化學(xué)剖面折線圖光譜樣品

目前，在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及礦產(chǎn)資源遠(yuǎn)景調(diào)查項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)采集光譜樣品進(jìn)行地質(zhì)找礦已較普遍。但由于光譜樣品數(shù)量多，單個(gè)樣品分析的元素種類亦較多，導(dǎo)致繪制單元素地球化學(xué)折線圖的流程較繁瑣。因此，提高地球化學(xué)剖面圖中的光譜折線圖的繪制精度和效率對(duì)于大幅度提高地質(zhì)工作效率大有裨益。當(dāng)前在數(shù)字地質(zhì)調(diào)查工作中，巖石元素光譜曲線的繪制法主要有：①Grapher作圖法[1-2]，該方法缺點(diǎn)是未考慮剖面導(dǎo)線方位變化及地形坡度因素，巖石曲線分析結(jié)果的投影點(diǎn)位置與實(shí)際剖面采樣點(diǎn)位置偏差較大，且需對(duì)采樣位置與剖面線方位間的三角函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析，流程較繁瑣。②利用數(shù)字區(qū)域地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)探槽作法作圖[3-6]，該方法盡管精度高，但每次僅可繪制3條曲線，且采樣點(diǎn)位平距及元素分析結(jié)果受探槽比例尺影響，須進(jìn)行比例換算，步驟較復(fù)雜。③MapGIS投影法[7-9]，首先獲得采樣點(diǎn)的精確坐標(biāo)，然后根據(jù)投影變換將分析結(jié)果投影出，最后連線形成折線圖，該方法由計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理數(shù)據(jù)，但采樣點(diǎn)坐標(biāo)精度受到GPS定點(diǎn)精度的影響。Section軟件是在MapGIS軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)而來(lái)，豐富了MapGIS軟件的功能，簡(jiǎn)化了操作步驟，提供了簡(jiǎn)單明了的操作界面，提高了工作效率[9]。為此，本研究該軟件，對(duì)地球化學(xué)剖面光譜樣品折線圖的繪制方法進(jìn)行研究。

1光譜樣品采集及原始剖面數(shù)據(jù)處理

1.1光譜樣品采集

在地球化學(xué)剖面測(cè)量過(guò)程中，采集光譜樣品時(shí)首先采用GPS確定剖面起點(diǎn)位置，然后根據(jù)測(cè)繩刻度值記錄采樣點(diǎn)位置[10]。在光譜樣品采集過(guò)程中，之所以不采用GPS定點(diǎn)確定采樣點(diǎn)位置，是因?yàn)椋孩俚厍蚧瘜W(xué)剖面測(cè)量工作量大、樣品采集多、時(shí)間較緊張；②地球化學(xué)剖面測(cè)量中樣品采集點(diǎn)位相對(duì)較近，尤其在具體采樣加密地段，采樣間距不足10 m，易導(dǎo)致GPS定點(diǎn)誤差較大，無(wú)法有效反應(yīng)出采樣點(diǎn)的真實(shí)位置。

1.2原始剖面數(shù)據(jù)處理

根據(jù)野外剖面記錄，在數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)軟件中新建PM101數(shù)據(jù)庫(kù)工程文件，首先在導(dǎo)線測(cè)量庫(kù)中輸入各導(dǎo)線的長(zhǎng)度、方位角、坡角等相關(guān)元素，然后在分層數(shù)據(jù)庫(kù)、產(chǎn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)、采樣數(shù)據(jù)庫(kù)中輸入相關(guān)地質(zhì)記錄數(shù)據(jù)，生成除巖性花紋未填充外的剖面圖輪廓。在Section軟件中打開PM101數(shù)據(jù)庫(kù)工程文件，新建點(diǎn)文件“折線圖.wt”及線文件“折線圖.wl”，繪制折線坐標(biāo)系(橫坐標(biāo)為光譜樣品采樣位置，縱坐標(biāo)為元素含量)。將地形起伏線上的采樣位置指示線批量靠近坐標(biāo)系橫坐標(biāo)，利用剪斷線功能即可確定采樣點(diǎn)，將采樣編號(hào)復(fù)制整體靠近橫坐標(biāo)下方指示線，可生成如圖1所示的剖面圖框架。

2地球化學(xué)折線圖繪制

2.1采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)處理

在Section軟件中打開PM101數(shù)據(jù)庫(kù)工程文件，將“折線圖.wl”勾選處于當(dāng)前編輯狀態(tài)，選擇菜單欄“T其他”—“自動(dòng)剪斷線U”。為防止導(dǎo)出的采樣點(diǎn)相對(duì)位置出現(xiàn)偏差，首先刪除“折線圖.wl”文件中除采樣點(diǎn)間以外的所有線段；然后在橫坐標(biāo)上將剪斷線段的線屬性結(jié)構(gòu)中ID從左至右重新依次編號(hào)，待編號(hào)完畢后，依次選擇Section軟件菜單欄中的“1輔助工具”、“導(dǎo)入導(dǎo)出功能”、“導(dǎo)出屬性數(shù)據(jù)(Excel)”，在打開的Excel表格中，將ID按升序排列，在長(zhǎng)度后1欄中，將長(zhǎng)度逐個(gè)累加，代表各采樣點(diǎn)位置與最左側(cè)1個(gè)采樣點(diǎn)位置的相對(duì)距離，最終整理的數(shù)據(jù)如表1所示。

表1各采樣點(diǎn)相對(duì)距離

mm

ID相對(duì)距離ID相對(duì)距離0014.20020642628.018575904312.982456230415.567198640517.388267160619.209335680721.001032130822.822100650924.6431691701026.4642376901128.2853062101230.0770026601331.8980711801433.7191397001537.7137416201641.7083435301745.6735733701849.6681752901952.8900035302054.6953496502156.5227121802258.3280583002360.1554208402463.7661130802567.4208381502671.9342034502775.8971583502879.8380968302981.8195742803083.801051730

2.2分析結(jié)果整理

將分析結(jié)果整理成每1類分析元素占1列的格式，為便于查詢與核對(duì)，可在最后1列加入采樣編號(hào)。由于系統(tǒng)默認(rèn)由左至右繪圖，當(dāng)采樣順序?yàn)橛勺笾劣視r(shí)，則編號(hào)最小的分析結(jié)果排最前面，編號(hào)最大的分析結(jié)果排最后；當(dāng)采樣順序?yàn)閺挠抑磷髸r(shí)，則編號(hào)最大的分析結(jié)果排最前面，編號(hào)小的分析結(jié)果則排最后。為將折線圖起始位置與第1個(gè)樣品采樣位置對(duì)應(yīng)，分析結(jié)果數(shù)據(jù)表第1行和最后1行所有分析元素結(jié)果都為“0”，若有樣品未分析某個(gè)元素，則分析結(jié)果亦可用“0”代替，將“起點(diǎn)”數(shù)據(jù)粘貼至分析結(jié)果后，第1行數(shù)據(jù)亦為“0”，最后1行數(shù)據(jù)則與最右側(cè)樣品采樣相對(duì)位置一致，最終數(shù)據(jù)整理結(jié)果見表2。

2.3數(shù)據(jù)投影與變換

打開已整理完畢的數(shù)據(jù)表格，利用Section軟件打開PM101數(shù)據(jù)庫(kù)工程文件，為區(qū)分各元素，新建“V元素.wt”及“V元素.wl”文件，并勾選該2個(gè)文件，使其處于當(dāng)前編輯狀態(tài)，其余所有文件都處于打開狀態(tài)。在Section軟件菜單欄中依次選擇“1輔助工具”、“表格數(shù)據(jù)投影”、“全部數(shù)據(jù)投影”，彈出“數(shù)據(jù)投影”對(duì)話框，如圖2所示。以V元素為例進(jìn)行說(shuō)明，首先在“X：”下拉框中選擇“V”，在“Y：”下拉框中則選擇“起點(diǎn)”，“注釋”下拉框中選擇“V”；然后在“比例尺”下拉框中填寫所需投影比例尺，其余復(fù)選框默認(rèn)都勾選；最后在右側(cè)設(shè)置注釋、子圖尺寸以及線條粗細(xì)，為易于辨認(rèn)，將各元素投影的點(diǎn)線文件設(shè)置為不同的顏色，設(shè)置完畢后，點(diǎn)擊“確定”即可生成折線圖。

由于數(shù)據(jù)間差別較小，為使曲線易于區(qū)別、剖面圖更為美觀，需對(duì)折線圖進(jìn)行局部變換將Y坐標(biāo)放大(若較多樣品分析結(jié)果的數(shù)據(jù)差較大，則需將Y坐標(biāo)縮小)。在Section軟件菜單欄中依次選擇“2輔助工具”、“圖形局部變換”，選擇生成的折線圖，在彈出的對(duì)話框中，在“Y比例尺系數(shù)”中輸入合適的放大比例(一般選擇5或10的整數(shù)倍)，如圖3所示。

表2　最終數(shù)據(jù)整理結(jié)果

注：Ag含量單位為(×10-6)。

圖2　數(shù)據(jù)投影對(duì)話框

圖3　圖形局部變換參數(shù)設(shè)置

圖3中的“X比例系數(shù)”與“變換角度”不作改變，將默認(rèn)的勾選“點(diǎn)參數(shù)變換”不勾選，點(diǎn)擊“確定”即可。此時(shí)放大的折線圖可能偏離原坐標(biāo)系，僅需整塊移動(dòng)將左邊兩端及底端對(duì)齊即可。將兩端及底端用于對(duì)齊的線條剪斷刪除，將縱坐標(biāo)數(shù)值與折線圖上的分析結(jié)果對(duì)照，標(biāo)寫完畢縱坐標(biāo)后，便完成了光譜樣品折線圖的繪制。其余元素光譜樣品折線圖的繪制與V元素折線圖繪制步驟完全一致，僅需在數(shù)據(jù)投影時(shí)選擇所需繪制的元素，并設(shè)置相關(guān)的點(diǎn)、線參數(shù)，再進(jìn)行圖形局部變換即可，最終繪制的PM101實(shí)測(cè)地球化學(xué)剖面V、Mo、Ag、Zn、Ni光譜樣品折線圖如圖4所示。

圖4　PM101實(shí)測(cè)地化剖面光譜樣折線

3結(jié)語(yǔ)

基于Section軟件研究了地球化學(xué)剖面光譜樣品折線圖的繪制方法，結(jié)果表明，該方法簡(jiǎn)單快捷、易掌握、精度較高，盡管前期的數(shù)據(jù)處理稍繁瑣，但對(duì)于樣品數(shù)量多、采樣間距不均勻且分析元素種類較多的地球化學(xué)剖面而言，各元素的光譜樣品曲線僅需1～2 min便可完成繪制，大大提高了地質(zhì)繪圖的工作效率。

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(收稿日期2015-09-07)

*國(guó)土資源部老礦山找礦基金項(xiàng)目(編號(hào)：12120114066901)。

彭橋梁(1984—)，男，工程師，碩士，417000 湖南省婁底市。