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[摘 要]随着我国经济的不断发展，各行各业也都不断地更新进步，在我国找矿技术中也在不断的创新，其中运用高精度磁测间接寻找铅锌矿的的技术在不断的完善中，在工作中对于一些分布在灰岩、受层位及断裂控制的铅锌矿（化）而言，同样可用这一快速、经济、有效的勘探方法。本文就对高精度磁测间接寻找铅锌矿的效果进行了简要的分析，希望同行之间交流、共勉。
[关键词]高精度磁测 间接找矿 铅锌矿 离散小波变换 磁异常多重分解
中图分类号：G123 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）07-0313-02
经多年地质勘查及少量物探工作，在贵州耿家寨铅锌矿区，近地表仅发现少量铅锌矿（化）体（带），尽管该矿区存在长度达几公里、宽几百米、含不同温度环境的铅锌矿化的断裂带，但至今没有找到规模较大的矿。从该矿区地下坑道中见到石英脉及硅化的特征来看，可能反映了本区深部存在铅锌矿的可能。因此对该矿区开展1∶1000高精度磁测、幅频激电工作，目标是搜寻浅部的盲矿（化）体；开展点距50m、线距100m到200m的音频大地电磁测深（AMT）确定该矿区控矿断裂破碎带的延深情况（见图1工作布置及地质图），试验综合地质、物探方法找矿的有效性，并为深部找矿工程验证提供建议。图1中测网密度最大的是高精度磁测（20*50（m2）），其次是双频激电（20*10（m2）），音频大地电磁测深作了4条剖面。这里仅就利用高精度磁测确定浅部盲矿的效果作介绍。
1.方法选择的依据
据地质工作成果，本矿区铅锌矿（化）集中分布于石炭系 大埔组 （C1-2d）、黄龙组 （C2h）、马 平 组（C2m）等地层中，与构造关系密切，受层位及断裂控制。矿（化）体受F1、F2、F3、F4断层或其次级断层、层间破碎带或节理裂隙控制，所以利用高精度磁测结合已有地质资料，确定区内断层的分布及铅锌矿（化）体上的磁异常特征，就是利用高精度磁测间接寻找铅锌矿取得好效果的关键。开展大比例尺高精度磁测方法的基础在于，近矿蚀变岩石往往具有磁性，而铅锌矿一般无磁性，两者之间具有磁性差异，因此能在铅锌矿两侧测得较强磁异常，而在铅锌矿上则无磁异常，如耿家寨铅锌矿地面采坑东侧磁测试验剖面（点距2m）地磁场变化曲线如图2所示。在采坑的北侧与南测，地磁场均比采坑上高，幅度70nT～60nT，异常宽度4m～5m。两个异常间的磁场低值带宽度28m，与铅锌矿采坑直径相当。此试验结果表明，由于铅锌矿属弱到无磁性矿物，在其上测出地磁场无变化，而与其紧邻的蚀变岩石含磁性矿物而具有磁性，因而能够测到地磁场的变化。借此，用高精度磁测方法圈定蚀变岩石的分布范围，可达到间接找矿目的。
2.实测结果
据图3（a）所示实测ΔT剖面平面图可将全区分为异常曲线比较光滑，与呈锯齿状跳跃的两种特征区域，其中异常曲线较光滑、跳跃程度比较低的两个区域，分别位于测区北部及中东部，它们的范围都较小。此类异常的北部区内出露石炭系上统马平组（C2m）灰色薄至中厚层泥晶灰岩，中东部多为石炭系下-上统大埔组（C1-2d）灰、深灰色厚层-块状细至粗晶白云岩，夹浅灰色厚层灰岩、亮晶生物屑灰岩、白云石化灰岩，局部含泥质及铁质，偶见燧石结核；呈锯齿状跳跃区范围较大，分布在测区的中部及南部，测区中部呈北东走向的锯齿状跳跃异常带反映了耿家寨—打厂坪子断层F3所处碎裂岩带特征，而测区南部两个近于三角形区域的磁异常跳跃区，出露或分布石炭系上统黄龙组第二段（C2h2）的灰色薄至中厚层含燧石微晶灰岩，含生物屑亮晶灰岩。
上述特征各异的磁异常的分区及其界线，可能代表了不同时代地层分布的界线，或构造分布的特点。图3（b）示出的本区实测ΔT平面等值线图也反映了测区地层与构造的不同分布特征，测区内ΔT平面等值线圈闭较多，且呈串珠状分布；正、负伴生的磁异常圈闭也较多，尤其在测区西南部较多。无论从磁测ΔT异常剖面平面图或平面等值线图，都很难找到与铅锌矿古采坑附近试验时获得的两高（蚀变带上）夹一低（对应铅锌矿坑上）的磁异常地带，说明在本测区范围内，近地表的浅部铅锌矿（化）带较少。
3.小波断裂分析
為根据本区磁异常特征，结合地质特点确定断裂的分布，对磁异常进行小波断裂分析。小波变换能够将信号f（x）转换为不同特征的频率或不同尺度的信号成分，通过伸缩、平移聚焦等方式将信号f（x）的细节加以分析，突出其反映的磁场的细节特征。利用小波多尺度分解Ma11at塔式算法的低阶细节不变性，可将由埋藏深度、磁性不同的场源体引起的叠加磁异常分离出来。设叠加磁异常值构成的矩阵为K，将其作n阶（n≥2）离散小波变换后，获得小波细节K1、K2、…、Kn-1，Kn和n阶逼近Bn，其中小波细节K1、K2、…、Kn-1，Kn不随n的增大而改变。无论怎么选择阶数n，变换出来的低阶小波细节都一样，即小波细节的个数和n阶逼近。要将磁异常分解为“区域”与“局部”异常，首先假设n =3，小波分析后取得小波细节K1、K2、K3和3阶逼近B3；B3为区域场，KL=K1+K2+K3为局部场。观察B3是否满足区域场的特征；若未达到区域场的要求，则可进一步进行高阶逼近B4（区域异常）；KL=K1+K2+K3+K4为局部异常。若未满足要求，则令n =5，…，依此类推，进行更高阶的小波分解，直到Bn满足区域异常的要求为止。
利用小波多尺度分解（如图4）异常所作的两阶小波断裂分析推断图如图5（a）所示，从图5可见，小波断裂分析所得串珠状异常特征较图5（b）所示实测异常的要明显清晰得多，推断断裂更细致一些，较实测异常在研究区最南边多推了一条断裂，仔细分析图5（b）可见，多推此断裂也有一定依据，即在两阶小波断裂分析推断断裂经过的地带，隐隐约约也能勾出串珠状异常带与其对应。与图1所示地质测定断裂比较，根据实测异常推断的三条断裂中间的那条与 地质测定的 耿家寨-打 厂 坪 子 断 层F3—致。其余两条经地质踏勘验证，为隐伏断层，根据小波断裂分析多推断的一条可能是地面不易发现的隐伏断裂，或是地层分界线的反映。结合图6所示耿家寨起伏地形上实测ΔT等值线图可见，尽管起伏地形对磁异常的影响较小，但从串珠状异常所处部位地形变化普遍较大，而且与推断断裂的相关性较强，这也为推断断裂的可能存在提供另一方面的依据。
结论
高精度磁测方法在耿家寨铅锌矿区的应用，进一步证明了该方法在间接寻找弱到无磁性矿产的有效与实用性。实际工作中要对探测对象的规模大小有所了解或判断，以保证采用的数据采集方法、选择合适的比例尺及测网，获得最强的探测目标物所产生的磁异常信息。最好的方法应是按照从已知到未知的原则，在已知矿点上施测试验确定。此外针对不同的需要，选择恰当的、突出某方面信息的处理方法对实测资料作处理，可获更好的效果。
参考文献
[1] 罗孝宽，郭绍雍.应用地球物理教程—重力磁法[M].北京：地质出版社，1997.
[2] 秦葆瑚，张昌达，朱文孝，等.高精度磁法勘探 [M].长沙：中南工业大学出版社，1988.
[3] 李才明，李军.重磁勘探原理与方法[M].北京：科学出版社，2012.
[4] 李才明，屈进红，牟泽霖，等.高精度磁测在间接寻找赤铁矿床中的应用[C].中国地球物理（第二十二届年会论文集），2006.
[5] 李才明，李军，涂舟，等.几种不同类型金矿的高精度磁测异常特征[J].成都理工大学学报，2004，31：180-182.
[关键词]高精度磁测 间接找矿 铅锌矿 离散小波变换 磁异常多重分解
中图分类号：G123 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）07-0313-02
经多年地质勘查及少量物探工作，在贵州耿家寨铅锌矿区，近地表仅发现少量铅锌矿（化）体（带），尽管该矿区存在长度达几公里、宽几百米、含不同温度环境的铅锌矿化的断裂带，但至今没有找到规模较大的矿。从该矿区地下坑道中见到石英脉及硅化的特征来看，可能反映了本区深部存在铅锌矿的可能。因此对该矿区开展1∶1000高精度磁测、幅频激电工作，目标是搜寻浅部的盲矿（化）体；开展点距50m、线距100m到200m的音频大地电磁测深（AMT）确定该矿区控矿断裂破碎带的延深情况（见图1工作布置及地质图），试验综合地质、物探方法找矿的有效性，并为深部找矿工程验证提供建议。图1中测网密度最大的是高精度磁测（20*50（m2）），其次是双频激电（20*10（m2）），音频大地电磁测深作了4条剖面。这里仅就利用高精度磁测确定浅部盲矿的效果作介绍。
1.方法选择的依据
据地质工作成果，本矿区铅锌矿（化）集中分布于石炭系 大埔组 （C1-2d）、黄龙组 （C2h）、马 平 组（C2m）等地层中，与构造关系密切，受层位及断裂控制。矿（化）体受F1、F2、F3、F4断层或其次级断层、层间破碎带或节理裂隙控制，所以利用高精度磁测结合已有地质资料，确定区内断层的分布及铅锌矿（化）体上的磁异常特征，就是利用高精度磁测间接寻找铅锌矿取得好效果的关键。开展大比例尺高精度磁测方法的基础在于，近矿蚀变岩石往往具有磁性，而铅锌矿一般无磁性，两者之间具有磁性差异，因此能在铅锌矿两侧测得较强磁异常，而在铅锌矿上则无磁异常，如耿家寨铅锌矿地面采坑东侧磁测试验剖面（点距2m）地磁场变化曲线如图2所示。在采坑的北侧与南测，地磁场均比采坑上高，幅度70nT～60nT，异常宽度4m～5m。两个异常间的磁场低值带宽度28m，与铅锌矿采坑直径相当。此试验结果表明，由于铅锌矿属弱到无磁性矿物，在其上测出地磁场无变化，而与其紧邻的蚀变岩石含磁性矿物而具有磁性，因而能够测到地磁场的变化。借此，用高精度磁测方法圈定蚀变岩石的分布范围，可达到间接找矿目的。
2.实测结果
据图3（a）所示实测ΔT剖面平面图可将全区分为异常曲线比较光滑，与呈锯齿状跳跃的两种特征区域，其中异常曲线较光滑、跳跃程度比较低的两个区域，分别位于测区北部及中东部，它们的范围都较小。此类异常的北部区内出露石炭系上统马平组（C2m）灰色薄至中厚层泥晶灰岩，中东部多为石炭系下-上统大埔组（C1-2d）灰、深灰色厚层-块状细至粗晶白云岩，夹浅灰色厚层灰岩、亮晶生物屑灰岩、白云石化灰岩，局部含泥质及铁质，偶见燧石结核；呈锯齿状跳跃区范围较大，分布在测区的中部及南部，测区中部呈北东走向的锯齿状跳跃异常带反映了耿家寨—打厂坪子断层F3所处碎裂岩带特征，而测区南部两个近于三角形区域的磁异常跳跃区，出露或分布石炭系上统黄龙组第二段（C2h2）的灰色薄至中厚层含燧石微晶灰岩，含生物屑亮晶灰岩。
上述特征各异的磁异常的分区及其界线，可能代表了不同时代地层分布的界线，或构造分布的特点。图3（b）示出的本区实测ΔT平面等值线图也反映了测区地层与构造的不同分布特征，测区内ΔT平面等值线圈闭较多，且呈串珠状分布；正、负伴生的磁异常圈闭也较多，尤其在测区西南部较多。无论从磁测ΔT异常剖面平面图或平面等值线图，都很难找到与铅锌矿古采坑附近试验时获得的两高（蚀变带上）夹一低（对应铅锌矿坑上）的磁异常地带，说明在本测区范围内，近地表的浅部铅锌矿（化）带较少。
3.小波断裂分析
為根据本区磁异常特征，结合地质特点确定断裂的分布，对磁异常进行小波断裂分析。小波变换能够将信号f（x）转换为不同特征的频率或不同尺度的信号成分，通过伸缩、平移聚焦等方式将信号f（x）的细节加以分析，突出其反映的磁场的细节特征。利用小波多尺度分解Ma11at塔式算法的低阶细节不变性，可将由埋藏深度、磁性不同的场源体引起的叠加磁异常分离出来。设叠加磁异常值构成的矩阵为K，将其作n阶（n≥2）离散小波变换后，获得小波细节K1、K2、…、Kn-1，Kn和n阶逼近Bn，其中小波细节K1、K2、…、Kn-1，Kn不随n的增大而改变。无论怎么选择阶数n，变换出来的低阶小波细节都一样，即小波细节的个数和n阶逼近。要将磁异常分解为“区域”与“局部”异常，首先假设n =3，小波分析后取得小波细节K1、K2、K3和3阶逼近B3；B3为区域场，KL=K1+K2+K3为局部场。观察B3是否满足区域场的特征；若未达到区域场的要求，则可进一步进行高阶逼近B4（区域异常）；KL=K1+K2+K3+K4为局部异常。若未满足要求，则令n =5，…，依此类推，进行更高阶的小波分解，直到Bn满足区域异常的要求为止。
利用小波多尺度分解（如图4）异常所作的两阶小波断裂分析推断图如图5（a）所示，从图5可见，小波断裂分析所得串珠状异常特征较图5（b）所示实测异常的要明显清晰得多，推断断裂更细致一些，较实测异常在研究区最南边多推了一条断裂，仔细分析图5（b）可见，多推此断裂也有一定依据，即在两阶小波断裂分析推断断裂经过的地带，隐隐约约也能勾出串珠状异常带与其对应。与图1所示地质测定断裂比较，根据实测异常推断的三条断裂中间的那条与 地质测定的 耿家寨-打 厂 坪 子 断 层F3—致。其余两条经地质踏勘验证，为隐伏断层，根据小波断裂分析多推断的一条可能是地面不易发现的隐伏断裂，或是地层分界线的反映。结合图6所示耿家寨起伏地形上实测ΔT等值线图可见，尽管起伏地形对磁异常的影响较小，但从串珠状异常所处部位地形变化普遍较大，而且与推断断裂的相关性较强，这也为推断断裂的可能存在提供另一方面的依据。
结论
高精度磁测方法在耿家寨铅锌矿区的应用，进一步证明了该方法在间接寻找弱到无磁性矿产的有效与实用性。实际工作中要对探测对象的规模大小有所了解或判断，以保证采用的数据采集方法、选择合适的比例尺及测网，获得最强的探测目标物所产生的磁异常信息。最好的方法应是按照从已知到未知的原则，在已知矿点上施测试验确定。此外针对不同的需要，选择恰当的、突出某方面信息的处理方法对实测资料作处理，可获更好的效果。
参考文献
[1] 罗孝宽，郭绍雍.应用地球物理教程—重力磁法[M].北京：地质出版社，1997.
[2] 秦葆瑚，张昌达，朱文孝，等.高精度磁法勘探 [M].长沙：中南工业大学出版社，1988.
[3] 李才明，李军.重磁勘探原理与方法[M].北京：科学出版社，2012.
[4] 李才明，屈进红，牟泽霖，等.高精度磁测在间接寻找赤铁矿床中的应用[C].中国地球物理（第二十二届年会论文集），2006.
[5] 李才明，李军，涂舟，等.几种不同类型金矿的高精度磁测异常特征[J].成都理工大学学报，2004，31：180-182.