洋中脊多远离陆地,地质构造复杂,热液活动类型多样,影响因素众多,针对洋中脊地区硫化物资源的勘探是一个全新的课题。近年来,随着深海调查技术的发展,勘探技术相对较成熟的近底磁测被认为是寻找活动/非活动热液区的有效手段之一。其可用于热液硫化物矿的定位,圈定硫化物矿的蚀变范围,研究热液蚀变体的空间结构等,最后服务于多金属硫化物矿资源评价工作。作为近底磁力仪搭载平台的水下自主机器人(AUV),其载体产生的磁干扰校正、实测数据采集处理及资料解释,是其投入调查应用前不可少的研究工作。“潜龙二号”系我国首次在AUV上搭载三分量磁力仪,以此为契机本论文建立了从理论模型、数据处理、反演分析、综合解释等为一体的近底磁法处理技术与研究方法;并基于其在龙旂与断桥两个热液区获取的近底磁数据进行了相关的研究分析。论文的主要成果如下:1、理论研究方面,从热液硫化物形成机理、构造特征出发,阐述了热液硫化物区磁性异常的可能成因。基于玄武岩和超基性岩基底两种典型矿化堆模型,构建了相应的地磁模型;正演结果印证了在玄武岩基底热液蚀变带上方呈现明显的椭圆状低磁异常,而超基性岩基底的热液矿化堆上方呈现明显的高磁异常;概述了海底多金属硫化物的近底磁法调查,探讨分析了其在勘探中的关键问题。这可为近海底磁法勘探测线设计与资料处理解释等工作提供理论指导。2、数据校正方面,从AUV磁测信号的组成与产生原因着手,推导出了AUV磁测资料方位校正的拟合函数,建立了基于转圈磁测资料的五参数三角函数法校正体系;用该校正方法分别对“潜龙二号”AUV与伍兹霍尔研究所的自主航行器“ABE”获取的近底磁测资料进行校正,皆得到了很好的校正效果。就AUV各主要部件对磁测结果的影响进行了讨论分析,通过试验分析确定了磁力仪的最佳安装位置,即将磁力仪置于AUV的艉部,大大减小了其转向差,校正后磁测精度能达±30 nT。3、数据处理方法方面,针对近底磁测数据的特点,总结并建立了近底磁法资料预处理流程与数据质量控制评估方法。引入并介绍了几种磁异常处理与转换方法,其中:ISDV法能对目标地质体进行有效地边界识别,且其分辨率为其上顶埋深的1.5倍,尤其适于近底调查资料的处理;Tilt-Depth边界识别及场源深度估计法可划分场源体的横向边界的,同时能较好地界定场源深度,不过对场源深度估计结果的显示不直观;削地形法能有效去除地形的干扰。尝试利用二维视磁化率成像法反演获取地质体的纵向磁剖面,用傅里叶变换法进行横向磁化强度反演,利用简单地质体模型进行分析,得到了较好的反演效果。4、资料解释方面,首先基于本文的磁力数据校正与处理方法,利用“潜龙二号”AUV获取了龙旂与断桥两个热液区的高精度近底磁数据。在龙旂热液区利用ISDV法推断了一条宽约120 m,长>2 km横穿热液区的南北向断层/断裂;同时利用ISDV法对热液喷口上方的磁异常边界进行了划分,并通过建模分析认为,该热液区有受热液蚀变而产生了退磁,不过因热液区比较年轻,蚀变程度不强;尝试利用Tilt-depth法得到热液区的横向磁边界与可代表场源深度的等值线分布。在断桥热液区,其近底磁异常揭示已知硫化物站位对应着明显的磁化强度低值区,并且新发现有热液异常的区域,呈更低的磁化强度分布;利用二维视磁化率成像反演结果大致揭示了热液区纵向低磁异常的分布,推断为热液通道,而低磁为热液蚀变造成的。