爱华网1．前言 小波分析方法是近年来发展起来的新的数学方法，广泛地应用于信号处理、图像处理、模式识别等众多的学科和相关技术研究中，在重磁勘探领域的应用也取得了较好的成果。利用小波多尺度分析方法，将磁异常分解到不同尺度空间，作为一种新而有效的位场分离途径，小波多尺度分析方法为磁测解释提供了新的思路。理论模型分析结果表明，小波多尺度分解与谱分析方法结合起来提取某一深度地质体产生的磁异常比常规的空间延拓、高次导数、匹配滤波等方法要好。据笔者了解，野外生产单位对小波多尺度分解这一技术知之甚少，而对这一技术的充分应用更是微乎其微；笔者近几年来一直在河南省铁矿整合勘查和国外金矿勘查一线工作，磁测资料的处理解释则充分利用小波多尺度分解这一方法，对磁测异常进行定性分析，并结合功率谱曲线，对磁源似深度进行推测，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应用于磁法勘探资料处理，就是把野外观测值△T经一阶小波分解，得到局部场△T局1和区域场△T区1，把△T区1作二阶小波分解得到△T局2和△T区2，再把△T区2作三阶小波分解可得△T局3和△T区3，……如此分解下去： △T=△T三阶逼近+△T三阶细节+△T二阶细节+△T一阶细节 在固体矿产勘探方面，在对孤立地质体的异常提取和解释中，用小波多尺度分析方法应分解到几阶要根据实际磁测资料和地质资料，结合理论模型分析来确定。
本文所论实例中的小波多尺度分析过程，均使用中国地质大学刘天佑教授的磁法勘探软件MAGS2.0进行解释。 笔者对工区磁测平面△T异常资料首先用小波多尺度和功率谱分析确定场源似深度，再结合平面上其它地质资料进行定性分析解释；最后对磁法精测剖面进行经验切线法或特征点法定量解释并利用钻探资料进行2.5维人机联作交互反演。 3．应用效果分析 实例1：该矿区位于河南省西北部，地形有高差。此项目也为两权价款招标项目，由我单位承担。从航磁异常图上看，该异常为孤立异常，且处在构造和成矿的有利位置，具成矿的可能。2008年12月进行地面高精度磁法测量工作。磁异常为长轴东西向（见图1），呈椭圆状的低缓异常。异常有两个峰值，其△T极大值分别为：360nT、340nT，异常规整，有北陡南缓的特点。磁异常经过化极和向上延拓处理，结合地质特征，综合分析认为本区磁异常位于太古界林山群，与斜长角闪片岩等有关，推测是地下磁性体或太古界林山群斜长角闪片岩引起的。 利用小波多尺度分解技术，将磁异常分解为1～4阶细节和4 阶逼近。用功率谱分析方法得出一阶细节场源似深度20m。二阶细节场源似深度163m，三阶细节场源似深度442m，四阶细节场源似深度638m，其中小波二阶、三阶细节显著的反映了地质体产生的异常响应（图2和图3）。反映地表至50～300m深磁性体产生的磁异常。而四阶逼近（图4）主要反应的是背景场，四阶细节（图5）已看不出明显的局部异常。根据精测剖面，运用特征点法对异常进行了定量解释，推算出磁性体上顶深度在400米左右。 图1 河南省西北部某矿区△T磁场等值线平面图 在初步综合研究的基础上，2009年对高磁测量所发现的两个局部异常，进行了钻探验证，见矿情况良好。钻孔揭露铁矿赋存于太古界林山群变质岩系上部的绿色片岩中，矿体埋深397—455m，含矿岩系厚度105.27m，含矿（大于工业品位）4层，累计矿层铅垂厚度11.95m。单层最大铅垂厚度6.4m。品位TFe：19.09—32.27%，MFe：16.06—31.14%，单层最大厚度矿体（6.4m）平均品位TFe：26.94%，MFe含量24.46%。矿体顶底板均为黑云角闪片岩、黑云石英片岩类。 实例2 ：坦桑尼亚某金矿区位于该国的中西部，地形平坦，覆盖严重；本区金矿与条带状含铁建造（BIF）关系极为密切，而含铁建造具强磁性，在地表引起的磁异常非常强烈，据此特点，本区则利用磁法探测含铁建造间接来达到寻找金矿脉之目的。2008年进行了地面高精度磁法测量工作（见图6）。该矿区处于低磁纬度区，以水平磁化为主，基本上全为负磁异常，磁异常的特点是峰值高（△Tmax为-2400nT），梯度大，初步表明磁源深度浅的特征。结合本区岩石的磁性参数和地质特征，认为其他岩石（花岗岩等）不会引起这么高的磁异常，推测可能是条带状含铁建造引起的。 磁异常经过日变、正常场、高度改正后，进行了低磁纬度区磁异常的化赤和延拓处理，并将磁异常倒相，之后利用小波多尺度分解技术，将磁异常分解为1～4阶细节和4 阶逼近。用功率谱分析方法得出一阶细节场源似深度38m，二阶细节场源似深度62m，三阶细节场源似深度215m，四阶细节场源似深度为392m，其中小波二阶、三阶细节显著的反映了地质体产生的异常响应（图7和图8）。反映出了地表至62～215m深条带状含铁建造的磁异常。而四阶逼近（图9）主要反应的是背景场，四阶细节（图10）已看不出明显的局部异常。又进行了特征点法定量解释和二度半人机交互反演拟合计算，其结果也表明磁源深度较浅，磁性体产状较陡。 2009年布置钻孔（ZK081、ZK001）进行钻探验证，从验证的两个钻孔来看，ZK081钻孔孔深121.00m，条带状含铁建造出现在48.85m—100.05m，其中见有四层金矿脉，主要集中在60—80m之间，最高含金品位达30g/t；ZK001钻孔孔深173.88m，条带状含铁建造出现在69.00—171.33m，见有一层金矿脉，含金品位在8g/t左右。本矿区2010年仍在钻探施工中。 实例3：该矿区位于河南省中北部，地形相对平坦。此项目为两权价款招标项目，由我单位承担。七十年代末在该地区进行了1∶50000航测工作，发现了本区航磁异常；八十年代初在本区开展了1∶2万地面磁测工作，限于当时的认识水平和以后随着国家找矿重点的转移，一直未对此异常进行验证。随着第二轮找铁矿热潮的到来，以及高分辨率的探测仪器和现代化的数据处理技术，现在对此异常进行了重新审视。2010年4月重新开展了地面高精度磁法测量工作。磁测结果显示：平面上异常形态呈椭圆状（见图11），异常总体走向为北东向，沿走向呈双峰，异常范围宽大，低缓，曲线相对圆滑，水平梯度变化很小，由此初步也可推断异常可能由埋深较大的磁性地质体引起。磁异常经过化极和向上延拓处理，结合地质和物探资料分析，推测认为本区磁异常可能为叠加在黑云母花岗片麻岩之上的磁性体引起。 之后，利用小波多尺度分解技术对磁异常进行了重新定性分析。用多尺度分析方法将磁异常分解为1～5阶细节和5 阶逼近，用谱分析方法得出一阶细节场源似深度219m。二阶细节场源似深度477m，三阶细节场源似深度900m，四阶细节场源似深度为1100m，其中小波三阶、四阶细节显著的反映了地质体产生的异常响应，（图12和图13）。反映地表至900～1100m深铁矿体的磁异常，异常特征为正负伴生，两侧都有负值，表明铁矿体是下延有限的形体。而五阶逼近（图14）主要反应的是背景场。综合分析认为，该异常体的埋深可能主要在900～1100m。五阶细节（图15）场源似深度1200多m，已经看不出明显局部异常，推测在1200m深度以下不太可能有铁矿体存在。随后，利用精测剖面又进行了特征点法定量解释和二度半人机联作正演拟合计算，其结果均表明磁源深度在千米左右。 2010年6月根据此结果投入了千米钻机进行验证。从所打的第一个钻孔来看，铁矿体埋藏深度在1000米—1100米，铁矿类型为磁铁石英型，矿体平均品位20.36%—30.22%，矿体累计厚度约25米左右。 4．结论 地面高精度磁法资料，经过小波多尺度分解技术把异常分解为多阶逼近和细节，通过逼近和细节，提取深部矿体的有关信息，来区分矿与非矿异常以及钻孔定位，能起到明显的效果。 从以上实例中可以看出，经过小波多尺度分解技术把异常分解为多阶逼近和细节，再结合功率谱曲线，计算推测的磁性体场源似深度与实际钻探结果深度比较相符。 参考文献 ［1］刘天佑．位场勘探数据处理新方法［M］．北京: 科学出版社，2007 ［2］李水平．低磁纬度地区△T异常处理解释方法在坦桑尼亚某地区金矿预查中的应用［J］．物探与化探，2009．33 ［3］刘天佑等．磁法勘探软件手册MAGS2.0使用说明．中国地质大学（武汉）地球物理与空间信息学院，2007
