随着矿产资源的长期大规模开采，地表和近地表矿山数量日益减少，找矿重点逐渐向覆盖区转移。覆盖区找矿涉及两个问题:一是传输层对深部矿化信息的屏蔽，二是次生异常性质的判别；这两个问题也是目前地球化学勘查领域的重点或难点。认为热磁技术可以在这方面提供一个参考方案。磁力技术是前苏联A.H. Pogoliupov等人在20世纪70年代提出的部分提取技术。其关键是通过焙烧和电磁分离提取铁锰氧化物，然后利用铁锰氧化物的吸附特性或与成矿元素的共生关系来解决一些地球化学勘查问题。我们先后在四个不同类型的矿区开展了热磁技术应用实验，取得了预期的效果。以河北省蔡家营铅锌银矿实验区为例说明实验情况。

一、实验区概况及工作部署

蔡家营矿是以铅锌银为主的多金属热液矿床，规模为中大型。该矿床位于华北地台北缘，内蒙地轴中部河北断陷东部沽源坳陷东部。出露地层中有下元古界红旗营子群麻粒岩系列，其中角闪石斜长麻粒岩被认为是潜在的矿源层。上侏罗统地层与红旗营子群不整合，由安山岩、流纹岩、凝灰岩、砂页岩等组成。第四纪松散沉积物遍布这一地区。矿区内有一套燕山晚期火山原生火山岩，呈脉状。岩性主要为花岗斑岩和石英斑岩，与矿化有关。本区断裂构造发育，主要成矿作用受北东向F45和F17导矿断裂带两翼羽状断裂群控制，它们构成了1号金矿床的控矿构造格架。I ~ V矿带。NW向F47是一条断矿断层。矿体分为五个矿带，其中第三矿带最大，其次是第五矿带。3号矿带东出露，西被覆盖，为半隐伏矿带，由南向南、西陡的矿脉群组成，深度300 ~ 400 m，5号矿带多由南向西倾斜的盲矿群组成，矿体形态复杂，以脉状为主，延伸深度200 ~ 500m。

蔡家营矿位于内蒙古高原东南缘坝上张北地区，属半干旱气候区，地形平缓，植被稀疏，水系不发达。风成沉积是常见的。山坡上的风积沙厚度为10 ~ 15厘米，山脚和平缓处厚度一般为50 ~ 200厘米，局部地区较厚。由于风成沙的干扰，以往的区域化探扫面效果不佳。

试验共布设了三条测线，即CJ500、CJ315和CT502。CJ315线地形平坦，覆盖很厚。取样20 ~ 40 cm，主要成分为风积沙。CJ500线穿山而过，地形比较起伏。取样20 ~ 40 cm，以残坡积物为主，混有一定量的风积沙。CT502线与CJ500线相邻，沿山坡取样，同时采集土壤和岩石。将收集的土壤样品干燥并轻轻粉碎，然后通过20目筛。筛下样品分为两组，一组细磨至200进行分析，另一组经热磁技术处理后细磨进行分析。磁化技术的焙烧条件为:土50 g，20 ~ 60目，焙烧温度6500 ℃;烘烤时间为40分钟；CJ315线以风积沙为主，粒度小于60目。热元件的分离电流为0.2 A..

二、CJ500和CJ315线的数据分析

CJ500线的14 ~ 24个测点位于山体中，该段正好对应于1号矿体的主矿体。v矿带。样品主要为残积物，混有一定量的风成沙。从CJ500线土壤全量和土壤热磁组分测量的部分元素含量曲线可以看出，Pb、zn、Ag在两种测量方法中均有明显异常，异常剖面对应主要矿体，异常峰值均达到邵岳提出的原生晕元素异常浓度分类的内带水平，可确定为主要成矿元素，与5号矿带铅锌银多金属矿床特征一致。与土壤相比，热磁成分中的元素含量高出近一倍。其他元素，如镉、砷、锑、钨、钼、铋等。也表现出类似于铅、锌、银等重要伴生指示元素的异常特征。

此外，铁和锰的异常形态与上述元素有很好的嵌套关系。铁和锰作为热磁组分的主要元素，其含量特征决定了其他指示元素的异常特征，它们之间的这种关系继承了成矿作用中形成的伴生关系。岩石风化成土并没有改变这种关系，原生晕的特征很大程度上反映在土壤地球化学异常上。因此，在这类地区(主要是残积层)进行土壤调查可以获得较好的找矿效果，而热磁分量调查使这种效果更加突出。

CJ315线位于3号矿带西部，采集的样品均为风积沙。由于风成沙的均一化作用，土壤中铁、锰的含量很低，甚至远低于克拉克值，在矿带中没有异常反映。土壤中测得的铅、锌和银含量很低，只有锌和银的含量在矿体剖面中有微弱的波动。而热磁成分测量使Pb、Zn、Ag含量增加一倍甚至数倍，异常清晰明显。其中Pb、Zn达到异常浓度分类内带水平，可确定为主要成矿元素，尤其是Zn异常极强，符合3号矿带为富锌多金属矿的特征。

镉、砷、锑、钨、铋、钼等元素的两种测量方法的比对结果与锌的结果一致。土壤测量仅显示矿体中有微弱的镉含量异常，其他元素几乎无异常。热磁分量测量显示明显异常，且相互嵌套良好，能准确指示矿体位置，可作为找矿的重要指示元素。

氧化铁在这里只起吸附剂的作用，通过吸附捕捉来自深部的矿化信息，然后通过热磁技术放大异常信号，体现了热磁技术在沉积物覆盖区域找矿的特殊价值。然而，这些信息被简单的土壤测量大大削弱或掩盖了。

三号矿带西部为隐伏矿，风积物覆盖10余米。上部覆盖层与下伏基岩之间没有继承关系。

三、CT502线数据分析

岩石测量在寻找隐伏矿、判别和预测矿床类型、判断矿体剥蚀程度等方面取得了显著成效，得到了国内外勘查地球化学工作者的认可。几十年来，我国区域化探取得了海量数据，发现了大量异常，但找矿率不高，次生异常的查证及其性质的判别几乎成为找矿突破的瓶颈。理论上，验证次级异常的最佳方法是首先进行岩石测量。然而，当基岩风化强烈且覆盖层过厚时，岩石的采集非常困难，这在很大程度上限制了岩石测量方法的使用。因此，人们对这些方法的有效性进行了各种实验。有研究者指出，基岩风化区热磁成分中的成矿元素与各元素的比值与矿化原生矿源中的比值非常接近。如果这一结论成立，在一定程度上，测量残积物覆盖地区的土壤热磁成分可以达到岩石测量的效果，对确定次生异常的性质也有很大的参考价值。

CT502线位于山体上方，在V矿带内。土壤和岩石样本同时在野外采集。岩石主要是蓝灰色麻粒岩和浅黄色混合花岗岩，沿沟渠或基岩露头收集。土壤主要为黄褐色粉砂，主要为残积物，混有一定量的风积沙，取样深度为20 ~ 40 cm。

分别从CT502线采集了17个土壤和岩石样品。一是排除不符合研究要求的样品，如原位土壤取样和岩石露头取样，相距较远，或岩屑取样，岩性复杂，或土壤中风成砂含量过大等。简而言之，排除那些看起来没有任何继承关系或者相互关系不大的样本。经过筛选，土壤和岩石样品各10个。上述样品中某些元素在不同测量介质中的含量曲线对比表明，土壤、土壤热磁组分和岩石中Pb、Zn、Ag、Cd、Cu、W、Fe、Mn等元素的含量曲线相当一致，岩石和土壤热磁组分中成矿元素Pb、Zn的含量曲线几乎一致，表明土壤热磁组分是在残积物覆盖的区域进行的。根据岩石测量，铅、锌、银含量均达到该矿床原生晕元素浓度分类内带水平，可确定该矿床为铅锌银多金属矿床类型。根据土壤热磁成分的测定，元素Pb和Zn达到内带水平，Ag达到亚内带水平。也可确定该矿床为铅锌银多金属矿床，但更突出的是以铅锌为主，这与2000年的勘探成果更为一致。v矿带。据岩石测量，铅、锌成矿元素异常浓度很高，近矿元素Cd在中间带，尾元素Cu、W在外带，对应观测点良好，表明该矿床可能遭受了一定程度的剥蚀，但剥蚀程度不大，土壤热磁成分测量结论与之一致。

此外，对于成矿元素和伴生元素如铅、锌、银、镉等。在降水温度的置信区间内，浓度相对较高，土壤、土壤热磁组分和岩石中含量曲线的一致性相对较好，这是土壤调查有效性的基础。至于载体元素Fe和Mn，在土壤热磁组分和岩石中含量曲线形状一致性好，远好于土壤，热磁中浓度最高，这是热磁技术应用的基础。对于相关元素如砷、铜、钨等。矿山上方或下方，含量曲线与岩土中基本一致，优于土壤中的含量曲线。这表明以铁、锰矿物为载体的指示元素通过热磁组分继承了成矿作用中形成的伴生关系。虽然表生(如风化迁移、后期吸附等。)使这些元素的含量发生波动，但不改变其找矿指示意义。由此可见，用热磁分量测量代替岩石测量来验证次生异常是可行的。

有些元素在岩石中含量很高，但与铁锰矿物关系不大。主要产于硅酸盐矿物中，无工业意义。风化成土后，相对富集形成次生异常。显然，这种干扰可以通过热磁技术来消除。有些元素由于次生富集，形成了与矿石无关的异常。这种异常的特征是异常元素相对单一，缺乏与矿石有关的伴生元素。同样，也可以通过热磁技术来识别。可以预见，在某些地区，土壤热磁成分的测量比岩石更具优势和可操作性。

磁性成分中成矿元素的含量与矿化原生矿源(岩石)中的含量非常接近，但成矿元素与各元素的比例并不理想。

数据显示，只有Cd、Cu、W等伴生元素的比值比较接近(趋于1)，但只有60%左右的样品差异较大，这可能与元素的表生地球化学性质有关。同样，也有研究者提出，用铁、锰或总铁锰比值来比较土壤和热磁组分中微量元素的含量，确定次生异常的性质，存在很大的不确定性。根据研究，图形表示是最直观可靠的方式，通过看趋势看异常是否一致，不局限于个别数据和个别样本。

四。结论

(1)蔡家营CJ500线实验结果表明，在残积物和搬运物(主要是残积物)混合覆盖区，热磁技术可以获得比次生晕更明显的异常，可以强化异常。

(2)蔡家营CJ315线实验结果表明，热磁技术可以有效解决传输层的屏蔽问题。这一研究成果为沉积覆盖区的找矿提供了一种可借鉴的勘查技术。

(3)对蔡家营CT502线岩石、土壤和热磁组分的对比研究表明，二次异常验证表明，在某些地区测量土壤热磁组分比岩石测量更具优势和可操作性。这一研究成果对确定次生异常的性质和识别与矿床无关的假异常或似是而非的异常具有重要意义。

在其他实验区(如湖北阳城铅锌矿实验区，矿体被湖相沉积部分覆盖)，也得出了与上述研究结果相一致的结论。