愛(ài)華網(wǎng)?? 1．前言 小波分析方法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新的數(shù)學(xué)方法，廣泛地應(yīng)用于信號(hào)處理、圖像處理、模式識(shí)別等眾多的學(xué)科和相關(guān)技術(shù)研究中，在重磁勘探領(lǐng)域的應(yīng)用也取得了較好的成果。利用小波多尺度分析方法，將磁異常分解到不同尺度空間，作為一種新而有效的位場(chǎng)分離途徑，小波多尺度分析方法為磁測(cè)解釋提供了新的思路。理論模型分析結(jié)果表明，小波多尺度分解與譜分析方法結(jié)合起來(lái)提取某一深度地質(zhì)體產(chǎn)生的磁異常比常規(guī)的空間延拓、高次導(dǎo)數(shù)、匹配濾波等方法要好。據(jù)筆者了解，野外生產(chǎn)單位對(duì)小波多尺度分解這一技術(shù)知之甚少，而對(duì)這一技術(shù)的充分應(yīng)用更是微乎其微；筆者近幾年來(lái)一直在河南省鐵礦整合勘查和國(guó)外金礦勘查一線工作，磁測(cè)資料的處理解釋則充分利用小波多尺度分解這一方法，對(duì)磁測(cè)異常進(jìn)行定性分析，并結(jié)合功率譜曲線，對(duì)磁源似深度進(jìn)行推測(cè)，且取得了一定的效果。 2．小波多尺度分解方法概述 小波多尺度分析方法應(yīng)用于磁法勘探資料處理，就是把野外觀測(cè)值△T經(jīng)一階小波分解，得到局部場(chǎng)△T局1和區(qū)域場(chǎng)△T區(qū)1，把△T區(qū)1作二階小波分解得到△T局2和△T區(qū)2，再把△T區(qū)2作三階小波分解可得△T局3和△T區(qū)3，……如此分解下去： △T=△T三階逼近+△T三階細(xì)節(jié)+△T二階細(xì)節(jié)+△T一階細(xì)節(jié) 在固體礦產(chǎn)勘探方面，在對(duì)孤立地質(zhì)體的異常提取和解釋中，用小波多尺度分析方法應(yīng)分解到幾階要根據(jù)實(shí)際磁測(cè)資料和地質(zhì)資料，結(jié)合理論模型分析來(lái)確定。
本文所論實(shí)例中的小波多尺度分析過(guò)程，均使用中國(guó)地質(zhì)大學(xué)劉天佑教授的磁法勘探軟件MAGS2.0進(jìn)行解釋。 筆者對(duì)工區(qū)磁測(cè)平面△T異常資料首先用小波多尺度和功率譜分析確定場(chǎng)源似深度，再結(jié)合平面上其它地質(zhì)資料進(jìn)行定性分析解釋；最后對(duì)磁法精測(cè)剖面進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)切線法或特征點(diǎn)法定量解釋并利用鉆探資料進(jìn)行2.5維人機(jī)聯(lián)作交互反演。 3．應(yīng)用效果分析 實(shí)例1：該礦區(qū)位于河南省西北部，地形有高差。此項(xiàng)目也為兩權(quán)價(jià)款招標(biāo)項(xiàng)目，由我單位承擔(dān)。從航磁異常圖上看，該異常為孤立異常，且處在構(gòu)造和成礦的有利位置，具成礦的可能。2008年12月進(jìn)行地面高精度磁法測(cè)量工作。磁異常為長(zhǎng)軸東西向（見(jiàn)圖1），呈橢圓狀的低緩異常。異常有兩個(gè)峰值，其△T極大值分別為：360nT、340nT，異常規(guī)整，有北陡南緩的特點(diǎn)。磁異常經(jīng)過(guò)化極和向上延拓處理，結(jié)合地質(zhì)特征，綜合分析認(rèn)為本區(qū)磁異常位于太古界林山群，與斜長(zhǎng)角閃片巖等有關(guān)，推測(cè)是地下磁性體或太古界林山群斜長(zhǎng)角閃片巖引起的。 利用小波多尺度分解技術(shù)，將磁異常分解為1～4階細(xì)節(jié)和4 階逼近。用功率譜分析方法得出一階細(xì)節(jié)場(chǎng)源似深度20m。二階細(xì)節(jié)場(chǎng)源似深度163m，三階細(xì)節(jié)場(chǎng)源似深度442m，四階細(xì)節(jié)場(chǎng)源似深度638m，其中小波二階、三階細(xì)節(jié)顯著的反映了地質(zhì)體產(chǎn)生的異常響應(yīng)（圖2和圖3）。反映地表至50～300m深磁性體產(chǎn)生的磁異常。而四階逼近（圖4）主要反應(yīng)的是背景場(chǎng)，四階細(xì)節(jié)（圖5）已看不出明顯的局部異常。根據(jù)精測(cè)剖面，運(yùn)用特征點(diǎn)法對(duì)異常進(jìn)行了定量解釋，推算出磁性體上頂深度在400米左右。 圖1 河南省西北部某礦區(qū)△T磁場(chǎng)等值線平面圖 在初步綜合研究的基礎(chǔ)上，2009年對(duì)高磁測(cè)量所發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)局部異常，進(jìn)行了鉆探驗(yàn)證，見(jiàn)礦情況良好。鉆孔揭露鐵礦賦存于太古界林山群變質(zhì)巖系上部的綠色片巖中，礦體埋深397—455m，含礦巖系厚度105.27m，含礦（大于工業(yè)品位）4層，累計(jì)礦層鉛垂厚度11.95m。單層最大鉛垂厚度6.4m。品位TFe：19.09—32.27%，MFe：16.06—31.14%，單層最大厚度礦體（6.4m）平均品位TFe：26.94%，MFe含量24.46%。礦體頂?shù)装寰鶠楹谠平情W片巖、黑云石英片巖類。 實(shí)例2 ：坦桑尼亞某金礦區(qū)位于該國(guó)的中西部，地形平坦，覆蓋嚴(yán)重；本區(qū)金礦與條帶狀含鐵建造（BIF）關(guān)系極為密切，而含鐵建造具強(qiáng)磁性，在地表引起的磁異常非常強(qiáng)烈，據(jù)此特點(diǎn)，本區(qū)則利用磁法探測(cè)含鐵建造間接來(lái)達(dá)到尋找金礦脈之目的。2008年進(jìn)行了地面高精度磁法測(cè)量工作（見(jiàn)圖6）。該礦區(qū)處于低磁緯度區(qū)，以水平磁化為主，基本上全為負(fù)磁異常，磁異常的特點(diǎn)是峰值高（△Tmax為-2400nT），梯度大，初步表明磁源深度淺的特征。結(jié)合本區(qū)巖石的磁性參數(shù)和地質(zhì)特征，認(rèn)為其他巖石（花崗巖等）不會(huì)引起這么高的磁異常，推測(cè)可能是條帶狀含鐵建造引起的。 磁異常經(jīng)過(guò)日變、正常場(chǎng)、高度改正后，進(jìn)行了低磁緯度區(qū)磁異常的化赤和延拓處理，并將磁異常倒相，之后利用小波多尺度分解技術(shù)，將磁異常分解為1～4階細(xì)節(jié)和4 階逼近。用功率譜分析方法得出一階細(xì)節(jié)場(chǎng)源似深度38m，二階細(xì)節(jié)場(chǎng)源似深度62m，三階細(xì)節(jié)場(chǎng)源似深度215m，四階細(xì)節(jié)場(chǎng)源似深度為392m，其中小波二階、三階細(xì)節(jié)顯著的反映了地質(zhì)體產(chǎn)生的異常響應(yīng)（圖7和圖8）。反映出了地表至62～215m深條帶狀含鐵建造的磁異常。而四階逼近（圖9）主要反應(yīng)的是背景場(chǎng)，四階細(xì)節(jié)（圖10）已看不出明顯的局部異常。又進(jìn)行了特征點(diǎn)法定量解釋和二度半人機(jī)交互反演擬合計(jì)算，其結(jié)果也表明磁源深度較淺，磁性體產(chǎn)狀較陡。 2009年布置鉆孔（ZK081、ZK001）進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，從驗(yàn)證的兩個(gè)鉆孔來(lái)看，ZK081鉆孔孔深121.00m，條帶狀含鐵建造出現(xiàn)在48.85m—100.05m，其中見(jiàn)有四層金礦脈，主要集中在60—80m之間，最高含金品位達(dá)30g/t；ZK001鉆孔孔深173.88m，條帶狀含鐵建造出現(xiàn)在69.00—171.33m，見(jiàn)有一層金礦脈，含金品位在8g/t左右。本礦區(qū)2010年仍在鉆探施工中。 實(shí)例3：該礦區(qū)位于河南省中北部，地形相對(duì)平坦。此項(xiàng)目為兩權(quán)價(jià)款招標(biāo)項(xiàng)目，由我單位承擔(dān)。七十年代末在該地區(qū)進(jìn)行了1∶50000航測(cè)工作，發(fā)現(xiàn)了本區(qū)航磁異常；八十年代初在本區(qū)開(kāi)展了1∶2萬(wàn)地面磁測(cè)工作，限于當(dāng)時(shí)的認(rèn)識(shí)水平和以后隨著國(guó)家找礦重點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，一直未對(duì)此異常進(jìn)行驗(yàn)證。隨著第二輪找鐵礦熱潮的到來(lái)，以及高分辨率的探測(cè)儀器和現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，現(xiàn)在對(duì)此異常進(jìn)行了重新審視。2010年4月重新開(kāi)展了地面高精度磁法測(cè)量工作。磁測(cè)結(jié)果顯示：平面上異常形態(tài)呈橢圓狀（見(jiàn)圖11），異?？傮w走向?yàn)楸睎|向，沿走向呈雙峰，異常范圍寬大，低緩，曲線相對(duì)圓滑，水平梯度變化很小，由此初步也可推斷異?？赡苡陕裆钶^大的磁性地質(zhì)體引起。磁異常經(jīng)過(guò)化極和向上延拓處理，結(jié)合地質(zhì)和物探資料分析，推測(cè)認(rèn)為本區(qū)磁異常可能為疊加在黑云母花崗片麻巖之上的磁性體引起。 之后，利用小波多尺度分解技術(shù)對(duì)磁異常進(jìn)行了重新定性分析。用多尺度分析方法將磁異常分解為1～5階細(xì)節(jié)和5 階逼近，用譜分析方法得出一階細(xì)節(jié)場(chǎng)源似深度219m。二階細(xì)節(jié)場(chǎng)源似深度477m，三階細(xì)節(jié)場(chǎng)源似深度900m，四階細(xì)節(jié)場(chǎng)源似深度為1100m，其中小波三階、四階細(xì)節(jié)顯著的反映了地質(zhì)體產(chǎn)生的異常響應(yīng)，（圖12和圖13）。反映地表至900～1100m深鐵礦體的磁異常，異常特征為正負(fù)伴生，兩側(cè)都有負(fù)值，表明鐵礦體是下延有限的形體。而五階逼近（圖14）主要反應(yīng)的是背景場(chǎng)。綜合分析認(rèn)為，該異常體的埋深可能主要在900～1100m。五階細(xì)節(jié)（圖15）場(chǎng)源似深度1200多m，已經(jīng)看不出明顯局部異常，推測(cè)在1200m深度以下不太可能有鐵礦體存在。隨后，利用精測(cè)剖面又進(jìn)行了特征點(diǎn)法定量解釋和二度半人機(jī)聯(lián)作正演擬合計(jì)算，其結(jié)果均表明磁源深度在千米左右。 2010年6月根據(jù)此結(jié)果投入了千米鉆機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證。從所打的第一個(gè)鉆孔來(lái)看，鐵礦體埋藏深度在1000米—1100米，鐵礦類型為磁鐵石英型，礦體平均品位20.36%—30.22%，礦體累計(jì)厚度約25米左右。 4．結(jié)論 地面高精度磁法資料，經(jīng)過(guò)小波多尺度分解技術(shù)把異常分解為多階逼近和細(xì)節(jié)，通過(guò)逼近和細(xì)節(jié)，提取深部礦體的有關(guān)信息，來(lái)區(qū)分礦與非礦異常以及鉆孔定位，能起到明顯的效果。 從以上實(shí)例中可以看出，經(jīng)過(guò)小波多尺度分解技術(shù)把異常分解為多階逼近和細(xì)節(jié)，再結(jié)合功率譜曲線，計(jì)算推測(cè)的磁性體場(chǎng)源似深度與實(shí)際鉆探結(jié)果深度比較相符。 參考文獻(xiàn) ?。?］劉天佑．位場(chǎng)勘探數(shù)據(jù)處理新方法［M］．北京: 科學(xué)出版社，2007 ?。?］李水平．低磁緯度地區(qū)△T異常處理解釋方法在坦桑尼亞某地區(qū)金礦預(yù)查中的應(yīng)用［J］．物探與化探，2009．33 ［3］劉天佑等．磁法勘探軟件手冊(cè)MAGS2.0使用說(shuō)明．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球物理與空間信息學(xué)院，2007
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