一种确定条带状激电异常场源体产状要素的矢量法的制作方法

本发明涉及一种确定条带状激电异常场源体产状要素的矢量法，属于矿产资源勘查领域。

背景技术：

激电法是我国金属矿产资源勘查的主力方法，但是应用激电法确定激电异常场源体的产状时，反演结果常存在多解性，在数据采集、数据处理过程中存在误差，数据反演过程复杂、耗费时间长，而且在野外现场很难确定激电异常场源体产状要素，从而影响勘查工作的进一步开展。因此，需要开发一种可以在野外现场准确快捷地确定激电异常场源体的产状要素的方法。

在实际资源勘查中，对于出露地表的场源体，可以通过地质罗盘测量其产状。但是，对于隐伏的场源体，则无法通过地质罗盘测量实现。1996年，张碧琴介绍了一种以三个钻孔的测量元素确定岩层产状的方法，该方法根据三个钻孔到某一岩层点的空间坐标，建立岩层的面方程，进而确定岩层的倾角和倾向。2013年，郭培合将岩层纳入三维空间坐标系中，用平面方程计算所表述岩层的倾向和倾角。以上均研究岩层的产状，且通过钻井确定岩层的位置，但是未研究报道无钻井资料的隐伏地下的激电异常场源体产状的方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种确定条带状激电异常场源体产状要素的矢量法。在激电法观测中，如果地下激电异常场源体是具有一定产状的板状体，则观测出的激电异常是条带状激电异常。选择三条剖面，分别确定剖面上场源体顶端中心点坐标a(x1，y1，z1)、b(x2，y2，z2)、c(x3，y3，z3)，则可以确定激电异常场源体所在的平面，从而准确快捷地确定激电异常场源体的产状要素，条带状激电异常场源体的产状要素包括走向、倾向和倾角。

本发明方法的具体步骤如下：

1、在测区进行激电法观测，得到观测数据。

2、根据观测数据圈定异常，根据激电异常的长/宽比大于3倍原确定异常为条带状激电异常。

3、以x轴正方向表示正东方向，以y轴正方向表示正北方向，以z轴正方向表示垂直向上，建立直角坐标系，y轴正方向为地理坐标系0°，x轴正方向为地理坐标系90°；

选择三条剖面，场源体在三条剖面上的中心点a、b、c的坐标为：

a(x1，y1，z1)、b(x2，y2，z2)、c(x3，y3，z3)，

根据地形图提取场源体在三条剖面上的中心点a、b、c在地表投影a′、b′、c′的坐标：

a′(x1，y1，z1′)、b′(x2，y2，z2′)、c′(x3，y3，z3′)，

通过激电异常计算场源体在三条剖面上的中心点a、b、c的埋深为h1、h2、h3，场源体在三条剖面上的中心点a、b、c的顶端高程z1、z2、z3：

z1＝z1′-h1，z2＝z2′-h2，z3＝z3′-h3

则场源体在三条剖面上的中心点a、b、c的坐标就可以确定。

4、判断场源体在三条剖面上的中心点a、b、c三点是否在一条直线上：若则三点不在一条直线上；若三点在一条直线上，在三点一条直线上需要重新选择新的剖面，k为不等于0的任何常数。

5、通过a(x1，y1，z1)、b(x2，y2，z2)、c(x3，y3，z3)三点坐标，确定激电异常场源体的产状：

激电异常场源体所在平面的两个向量：

激电异常场源体所在平面的一个法向量：

a＝(y2-y1)×(z3-z1)-(z2-z1)×(y3-y1)，

b＝(z2-z1)×(x3-x1)-(x2-x1)×(z3-z1)，

c＝(x2-x1)×(y3-y1)-(y2-y1)×(x3-x1)；

大地水准面z＝0的一个法向量设激电异常场源体的倾角为β；两个法向量的夹角为β′，则：

因为激电异常场源体的倾角范围为0～90°，所以，当倾角β＝β′；当则倾角β＝π-β′；

根据激电异常场源体所在平面的法向量中的a、b、c，确定其走向、倾向。

表2激电异常场源体的走向、倾向与a、b、c关系

注：表中“+”表示大于0，“—”表示小于0。

本发明方法的优点和技术效果：

1)本发明方法适用于确定条带状激电异常场源体产状要素；2)该方法具有快捷简便、准确的特点，既克服了反演结果的多解性、数据反演过程复杂、耗费时间长的缺陷，也可以解决野外现场难以确定条带状激电异常场源体产状要素的问题；3)可适用于野外和室内确定1:500～1:10000比例尺地表或地下激电异常的场源体的产状。

附图说明

图1是本发明中贵州省威宁县某铅锌多金属矿区激电异常图；

图2是本发明中云南省澜沧县某铜铅锌多金属矿区激电异常图；

图3是本发明中云南省会泽某铅锌矿区外围激电异常图。

具体实施方式

现通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围不局限于所述内容，实施例中方法如无特殊说明均为常规方法。

实施例1：贵州省威宁县某铅锌多金属矿区条带状激电异常场源体产状的确定

(1)在矿区进行激电法观测，根据观测数据圈定激电异常；根据激电异常的长/宽比为7∶1(大于3)，从而确定激电异常为条带状激电异常；

(2)选取测区中三条剖面，分别提取剖面上场源体顶端中心点a、b、c在地表的投影a′、b′、c′的坐标：a′(584460，28910，830)、b′(584880，28800，830)、c′(584940，28390，830)；通过激电异常计算得到剖面上场源体顶端中心点埋深h分别为h1＝h2＝h3＝10m，得到a、b、c三点坐标为a(584460，28910，820)、b(584880，28800，820)、c(584940，28390，820)；

(3)判断a、b、c三点是否在一条直线上：所以确定三点不在一条直线上；i、j、k是x、y、z轴方向的单位向量，k为不等于0的任何常数；

(4)根据a、b、c三点坐标，计算激电异常场源体的产状：

a＝(y2-y1)×(z3-z1)-(z2-z1)×(y3-y1)＝0，

b＝(z2-z1)×(x3-x1)-(x2-x1)×(z3-z1)＝0，

c＝(x2-x1)×(y3-y1)-(y2-y1)×(x3-x1)＝-165600，

倾角β＝β′＝0°，根据a＝0，b＝0，c≠0，确定激电异常场源体产状为水平；计算结果和矿体的实际产状吻合(图1)。

实施例2：云南省澜沧县某铜铅锌多金属矿区条带状激电异常场源体产状的确定

(1)在矿区进行激电法观测，根据观测数据圈定激电异常；根据激电异常的长/宽比为9∶1(大于3)，从而确定激电异常为条带状激电异常；

(2)选取测区中三条剖面，分别提取剖面上场源体顶端中心点a、b、c在地表的投影点a′、b′、c′的坐标：a′(623040，28320，1465)、b′(622940，27950，1544)、c′(623080，27640，1508)；通过激电异常计算得到剖面上场源体顶端中心点埋深h分别为h1＝98m，h2＝16m，h3＝81m，从而得到a、b、c三点坐标为a(623040，28320，1367)、b(622940，27950，1528)、c(623080，27640，1427)；

(3)判断a、b、c三点是否在一条直线上：所以确定三点不在一条直线上，其中i、j、k是x、y、z轴方向的单位向量，k为不等于0的任何常数。

(4)通过a、b、c三点坐标计算确定激电异常场源体产状，

a＝(y2-y1)×(z3-z1)-(z2-z1)×(y3-y1)＝87280，

b＝(z2-z1)×(x3-x1)-(x2-x1)×(z3-z1)＝12440，

c＝(x2-x1)×(y3-y1)-(y2-y1)×(x3-x1)＝82800，

倾角β＝β′＝47°根据a＞0，b＞0，c＞0，代入相应的走向公式确定激电异常场源体产状：走向为172°，倾向为82°，倾角为47°。计算结果和实际产状吻合(图2)。

实施例3：云南省会泽某铅锌矿区外围条带状激电异常场源体走向、倾向、倾角的确定

(1)在矿区进行激电法观测，根据观测数据圈定激电异常，根据激电异常场源体的长宽比为5∶1(大于3)，确定该激电异常为条带状激电异常；

(2)选取测区中三个剖面，分别提取剖面上场源体顶端中心点a、b、c在地表的投影a′、b′、c′的坐标，a′(244880，33980，280)、b′(245280，34200，310)、c′(245680，34420，390)，以及通过激电异常计算得到剖面上场源体顶端中心点的埋深h分别为h1＝10m，h2＝37m，h3＝30m，得到a、b、c三点的坐标为a(244880，33980，270)、b(245280，34200，273)、c(245680，34420，360)；

(3)判断a、b、c三点是否在一条直线上：所以确定三点不在一条直线上；i、j、k是x、y、z轴方向的单位向量，k为不等于0的任何常数。

(4)通过a、b、c三点坐标计算激电异常场源体的产状，

a＝(y2-y1)×(z3-z1)-(z2-z1)×(y3-y1)＝18480，

b＝(z2-z1)×(x3-x1)-(x2-x1)×(z3-z1)＝-33600，

c＝(x2-x1)×(y3-y1)-(y2-y1)×(x3-x1)＝0，

倾角β＝β′＝90°，根据a＞0，b＜0，c＝0，代入相应的走向公式确定激电异常场源体的走向61°，倾角为90°；计算结果与矿体的实际结果吻合(图3)。