2016, Vol. 31
2. 中化地质矿山总局化工地质调查总院, 北京 100013
2. General Institute of Chemical Geology Survey China Chemical Geology and Mine Bureau, Beijing 100013, China
目前，利用地面高精度磁法找铜、铅、锌等金属矿，还有难度.但利用磁法圈出与成矿有关的构造进而达到间接找矿的目的，在理论上还是可行的.通过本次预查工作对高精度磁法的处理和解释，希望能对本地区找铜、铅、锌等多金属工作提供一定的借鉴.
工作区大地构造单元属内蒙古中部地槽褶皱系(Ⅰ级)、温都尔庙-翁牛特旗加里东地槽褶皱带(Ⅱ级Ⅲ)、敖汉旗复向斜(Ⅲ级)北东段.处于东西向赤峰-开源大断裂与敖汉复向斜的锐角部分，由于受区域构造的影响，区内的褶皱构造和断裂构造比较发育，区域内燕山期岩浆活动频繁，经历了大规模的岩浆侵入和火山喷发，为铜、钼、铅、锌、银、金等多金属成矿提供了丰富的物质来源和足够的热动力.近年来本区陆续发现了库伦旗南部扣河子窝里图铅锌矿床(中型)、哈什图北沟铅锌矿(小型、正在开采)、伊河沟铁矿、梁顶铜矿点等，推测该区具有较大的找矿潜力.
1 地质背景与地球物理特征 1.1 工区构造该区以断裂构造为主，褶皱次之.断裂构造为青龙山旋钮构造体系中一系列次生构造，断层泥角砾岩、多金属矿化蚀变、硅化、绿泥石化、碳酸盐化、高岭土化、绢云母化等十分发育.断裂构造主要有北西及近东西向断裂，北西向的两条断裂控制工区地层和岩体分布，是铜、锌、钼矿的主要控矿构造(图 1).
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图 1 矿区地质简图 Figure 1 The geological sketch of study area |
褶皱构造为青龙山-白音华复向斜南翼，区内表现为单斜形式.
1.2 工区岩性特征工区位于内蒙古东部科尔沁沙地南缘为辽西低山丘陵区，属于中等剥蚀区，山势低缓，海拔最高641 m，最低450 m，总面积12.84 km2.出露的地层有泥盆系中-上统哈什图组(D2-3h)、石炭系中统家道沟组(C2jd)和第四系(Q).其中：
泥盆系中-上统哈什吐组(D2-3h)：岩性主要为气孔状安山岩，走向北西310°，倾向北东，倾角42°，厚度320 m，与石炭系呈断层接触.
石炭系中统家道沟组(C2jd)：岩性为泥质、钙质板岩、变质砂岩、绢云母化中细粒变质长石砂岩和流纹质晶屑凝灰岩.地层走向315°，倾向北东，倾角45°~68°，厚约862 m.
第四系(Q)：厚度0.3~6 m.主要为土黄色粉砂、亚砂土为主，疏松-半固结状态，孔隙及柱状节理发育，较多地段富含似层状断续分布的不规则姜块状钙质结核，结核为灰色同心圆状，直径一般在5~10 cm，黄土中部分地段夹有砂砾石透镜体，砾石呈棱角状无分选.
1.3 地球物理特征根据测定的物性标本显示，该区磁异常主要由安山岩引起，主要分布在工区中南部.其他几种岩性磁性较弱，是构成本区的平缓背景场的主要地质体.
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表 1 工区岩矿石磁化率特征统计 Table 1 Area of rock magnetic susceptibility characteristic statistics |
磁法勘探(简称磁法)是地球物理勘探方法的一种，它是通过观测和分析岩石的磁性差异及磁场特征来研究地质构造及其分布形态和寻找矿产的一种地球物理方法.由于磁法具有简便、高效、经济等特点，所以在矿产勘查领域得到了广泛应用(高淑芳和崔军，2005；娄德波等，2008).
本次测地工作采用GPS动态测量，获得高斯坐标和高程参数.采用的高精度磁测仪为GSM-19T质子磁力仪，其绝对精度为±0.2 nT，灵敏度为0.05 nT，分辨率为0.01 nT，观测参数为总场.野外观测严格按照《地面高精度磁测技术规程》DZ/T 0071—93的技术要求进行.测网布置为正南北方向，网度为100 m×20 m，质检率为3.6%，观测均方误差为1.57 nT.各项技术指标均达到高精度磁测技术要求.
3 磁异常推断与解释 3.1 磁异常特征野外数据经基准、日变改正、高度改正后，再进行滤波、化磁极，得到ΔT平剖图和化极磁异常平面等值线图(图 1).
根据图 1所示实测的平剖图和等值线图特征，可以将本区的磁异常特征整体上分为两大类，一是呈条带状高磁异常特征，主要分布在工区的中北部；二是呈不规则的锯齿状异常特征，在工区南部表现较明显.第一类特征根据条带状高磁异常的走向又分为两类：北东向和北西向.因此，本区磁异常特征主要分为三大区块，编号为M1，M2，M3.根据区域地质推测，M1异常是由早期岩浆喷出造成的高磁火成岩带引起的；M2是由于变质岩中侵入的安山岩脉造成；M3则反映了安山岩区典型的磁场特征，由于安山岩磁性变化较大，所以异常呈不规则锯齿状特征，该异常中部范围较大的低值异常推测是由安山岩蚀变引起.M2与M3异常之间的过度带，推测是不同岩性的接触带的反映.
3.2 小波多尺度分析小波多尺度分解是一种有效的位场分离工具.利用小波多尺度分解Mallat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异常分离出来.20世际90年代，侯遵泽等就利用正交小波分析重力异常，李宗杰等利用墨西哥草帽小波分解磁场等均取得了较好的效果(侯遵泽和杨文采，1997；李宗杰等，2005；李树文等，2010).
小波多尺度分析通过尺度因子的变化可将信号分解到多层的细节(高频部分)与逼近(低频部分)，即：
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式中Ai为逼近部分；Dj为细节部分.
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图 2 工区实测ΔT平剖图(a)和化极等值线图(b) Figure 2 The measured profile map about ΔT(a)and the plots contour map(b)of the study area |
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图 3 3层多尺度分析结构图 Figure 3 The structure block of the 3-layer multiscale analysis |
具体应用到磁测数据处理中，各层细节代表不同深度的局部场，逼近即为区域场.根据位场数据的相关特点选择小波函数，利用小波多尺度分析将测区的ΔT化极异常分解为1-5阶细节和逼近.
1阶细节主要反映了近地表磁性不均匀及人文活动干扰噪声(铁丝网，居民住房等)，可不予考虑；根据功率谱分析得出，2阶细节场源似深度为78 m；3阶细节场源似深度为128 m；4阶场源似深度为192 m；5阶逼近曲线比较光滑，异常比较简单，基本上反映了深部区域场的信息.
3.3 磁异常解释2阶细节图，表现的异常形态近似成点状，峰值较尖锐，推测是浅部异常的反映，从图上可以看出M3异常中存在一片较平静的弱异常区，反映了典型的蚀变安山岩特征.北东向的M1异常与北西向的M2异常几乎没有显示，说明引起这两个异常的地质体埋藏在更深的位置.
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图 4 1阶细节(a)与逼近(b) Figure 4 First order details(a)and approximation(b) |
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图 5 2阶细节(a)与逼近(b) Figure 5 Second order details(a)and approximation(b) |
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图 6 3阶细节(a)与逼近(b) Figure 6 Third order details(a)and approximation(b) |
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图 7 4阶细节(a)与逼近(b) Figure 7 Forth order details(a)and approximation(b) |
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图 8 5阶细节(a)与逼近(b) Figure 8 Fifth order details(a)and approximation(b) |
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图 9 金、银、铜、钼叠合异常图 Figure 9 The combined anomaly map of Au，Ag，Cu and Mo |
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图 10 钼、铅、锌叠合异常图 Figure 10 The combined anomaly map ofMo，Pb and Zn |
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图 11 金、砷、铍、锑叠合异常图 Figure 11 The combined anomaly map of Au，As，Bi and Sb |
对比2阶、3阶细节可以发现，M3异常中西部推测由蚀变安山岩造成的较大面积的低磁异常，在2阶细节图上有较明显的反映，但在3阶异常图上异常的规模明显变少，推测是由深部蚀变体规模变小造成的.
根据功率谱分析3阶细节图反映的是大约128 m深度的局部磁异常特征.在这一深度，北西向的M2异常表现较明显，北东向的M1异常略有显示但不很明显.推测引起M2磁异常的地质体埋藏深度大约120 m左右，而引起M1磁异常的地质体埋藏更深.南部M3区磁异常特征较丰富，既有正负伴生的椭圆形异常又有串珠式条带状磁异常.结合矿区地质图，可以推测，该处异常是由沿裂隙呈带状或者点状喷出的火成岩造成的.此外，M2异常与M3异常中间存在一条明显的近东西向的条带状低磁异常，推测是由近东西向断裂造成的，并且该断裂明显切割北西向断裂.
从4阶细节图上，可以看出，北东向的M1异常表现较明显，M2异常只是部分的反映且不很明显，M3异常表现较简单，正负异常几乎呈对应关系存在，推测是深部具有高磁性基岩的反映.
综上可知，小波分解1-4阶细节特征表现了火成岩沿断裂带由深向浅侵入特征，而相对应的逼近图，则表示了对应深度的区域场特征.结合已有地质资料可知，梯度带较大的部位是断裂构造的反映，应是找矿的重点区位.
4 找矿靶区的圈定化探资料可以认为是深源物质在地表的反映，利用化探结果与物探资料的叠合图，可以直观分析本区矿物异常与物探的对应关系，进而对下一步找矿靶区的圈定提供帮助.
结合地质资料，推测小波分解三阶细节图较好反映了本区主要成矿部位的异常信息，因此绘制了小波三阶细节与化探叠合图.
根据小波分解的结果和化探异常图，初步推断出找矿靶区4处(BⅠ、BⅡ、BⅢ、BⅣ).根据地质已发现的断裂构造，推知本区的断裂构造在磁异常图上呈正负异常梯度带和串珠状高磁异常特征.利用由已知推未知的原则，在本区修正、推断断裂构造4组(F1、F2、F3、F4)(图 12).
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图 12 找矿靶区预测图 Figure 12 The predicted map of theprospecting target areas |
BⅠ靶区位于北西向的F3断裂与北东向的F1断裂交汇部位，北西向成矿构造的西北端，磁异常梯度较大、较密集，化探异常叠合较好，应该是金、钼的重点靶区；BⅡ靶区位于F2断裂和F3断裂环抱位置，磁异常梯度带较大，金化学异常较明显，应是金矿的重点靶区；BⅢ靶区位于北西成矿构造的东南端，磁异常梯度较大、较密集，次级构造较发育，化探异常叠合较好，应是寻找钼、铅、锌矿的重点靶区；BⅣ靶区是该工区地质、物探、化探异常叠合最好的部位，铜化学异常规模较大，走向近北西，与北西向的磁异常梯度带高度吻合，且该梯度带规模较大，下延较深，应是寻找铜矿的重点靶区.
利用磁法、化探成果，在重点靶区布置了部分地质、化探验证工作.结果显示，BⅡ靶区发现品味达到6g/t多的金矿点；BⅠ、BⅢ靶区发现了达到工业品位的钼、铅、锌矿点；BⅣ靶区发现了3处走向与磁法推断高度一致的铜矿体，品位较高.
5 结论及建议 5.1本次高精度磁法测量结果与地质岩性情况、化探结果吻合较好，圈出了南部安山岩区的蚀变安山岩大致分布范围.通过与化探结果进行比对，圈出了成矿有利的几个部位，作为进一步开展工作的靶区.
5.2实践再次证明，在对磁异常的转换处理中，小波多尺度分解能够较好的将异常分解到不同的尺度，反映了不同深度地质体和构造信息的磁异常场，提高了位场的垂向分辨率，有助于提升找矿的综合效率.
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