综合物探方法在广西社垌矿区的应用效果

杨富强，陈 康，刘文勋，龙永锋，吕昶良

(1.广西壮族自治区地球物理勘察院，广西 柳州 545005；2.广西壮族自治区第七地质队，广西 柳州 545005 )

0 引言

广西苍梧县社垌矿区是一个多年来经过地质、化探调查圈定的成矿条件较好的区域，特别是以寻找铜、钨、钼、铅、锌为主的多金属矿的有利地段。通过进行1∶5万化探普查，土壤地球化学测量圈出了W、Cu、Pb等元素异常。认为元素含量高、组合好，经初步查证见到了钨钼矿(化)体，地表矿化现象普遍，但因覆盖较厚，多年的找矿工作没有明显突破。2009年，在社垌矿区开展了高精度磁法扫面，并配合激电中梯剖面测量工作，圈定磁法、激电异常。根据磁异常特征，结合区域地质构造特征、地球化学特征及重力场特征等综合成果，推断出的矿化蚀变体，布置钻探工程验证，发现所推断的矿化蚀变体接触带内外普遍分布含钨钼矿化的石英小脉，部分富集成钼矿体，最大见矿厚度为33.69 m。综合物探方法的应用为解决地质勘查工作的部署提供了依据。

1 地质概况

1.1 区域地质背景

社垌矿区位于南华准地台桂中—桂东台陷区内的大瑶山凸起东北部，凭祥—大黎深断裂的东段，大瑶山东部金多金属成矿带上[1-3]。同时也是处于我国著名的钦杭成矿带中南段[4](图1)，该区集中了我国57%钨矿资源，广泛发育与燕山期花岗岩有关的钨锡铜铅锌多金属矿床[5-6]，成矿地质条件十分优越。

图1 社垌矿区区域地质简图(据文献[4])Fig.1 Regional and geological map of Shedong mining area[4]

1.2 矿区地质特征

1.2.1 地层

矿区出露地层主要为寒武系小内冲组、黄洞口组下段至中段、第四系等[7-8]。为一套浅海相类复理石砂泥质沉积，岩性主要为粉砂岩、细砂岩及其与页岩、炭质页岩互层，局部夹有灰岩。各组之间均为连续沉积，呈整合接触关系(图2)。由老至新分述如下：

图2 社垌矿区地质简图

小内冲组(∈x)：分布在矿区北西角，主要岩性为块状砂岩、长石石英砂岩、粉砂质页岩及页岩，整体表现为砂岩夹页岩。

黄洞口组下段(∈h1)：矿区大部分地区都有分布，出露广泛，为矿区的主要赋矿围岩、重要的填图标志。可分为上下两部分，下部岩性为浅灰色、青灰色厚层-块状含长石中—细石英杂砂岩夹深灰色中—薄层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩。上部为纹层极发育的浅灰色、深灰色薄层粉砂岩、泥质粉砂岩夹少量薄层粉砂质泥岩，斜层理、包卷层理大量发育。总厚度1382～1780 m。黄洞口组下段(∈3h1)的砂岩多为轻变质的中—细粒石英杂砂岩，粒度更小些则为粉砂岩，部分石英杂砂岩发生泥化、硅化、碳酸盐化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化等，有些砂岩受岩浆热液接触作用，多变质为角岩。

黄洞口组中段(∈h2)：分布在矿区外南东角，岩性主要为石英粉砂岩、中—细粒石英砂岩与页岩、炭质页岩互层，底部为厚约3 m的含砾砂岩。厚度大于1473 m。

第四系(Q)：分布于矿区西部、中部地势相对低洼地带。为坡残积-冲积层，由砂砾、亚砂土、砂土及黏土物质组成，面积较小。

1.2.2 构造

1.2.2.1 断层

断层以NW向为主，主要有F3、F4、F7断层等。

其中F3断层即区域性平顶冲-岭脚逆断层，倾向西，倾角约70°，破碎带宽0.6～1.0 m，沿断层有角砾岩带、硅化，黄铁矿、石英脉和花岗岩脉等。矿区中部为近SN走向，南部折向SE，两端延伸至矿区外[7-9]。

F4断层分布在矿区南部，呈NWW向，产状215°∠80°，切割宝山花岗闪长岩体，表现性质为正断层。破碎带宽0.5～20 m，具强烈硅化(或石英脉化)、黄铁矿化等，在龙塘村以东的BT9见强烈石英脉化、黄铁矿化，两侧具高岭土化，局部见铜铅锌锡矿化。在宝山一带有石英斑岩沿破碎带侵入，并形成宝山斑岩型铅锌铜矿。

F7断层：位于平头背北东面，Ⅱ号钨钼矿带的外侧，长约1 km，倾向220°，倾角60°～80°，破碎带宽1～2 m，具硅化角砾岩及强烈的黄铁矿化，表现为张性断裂。地表普遍具褐铁矿化，含Au范围为0.1×10-6～0.3×10-6，BT21、TC212等工程见金品位范围为0.78×10-6～0.9×10-6的金矿化。

1.2.2.2 褶皱

测区内褶皱构造发育，呈线状紧密排列，褶皱形态非常复杂，小的向背斜转换频繁且无明显规律，地层重复出现。

比较明显的褶皱为平头背不对称背斜，轴部位于平头背村一带，轴向近EW，长度大约为1.5 km，南西段被F3切割而不完整。北西翼出露不全，北东部转折端较为舒缓，倾向350°～40°，倾角20°～40°；南东翼倾向约140°，倾角50°～70°，转折剧烈。有两组相向的裂隙带横切平头背背斜，倾向30°或210°，倾角50°～85°，并充填有含钨钼矿的石英脉、花岗斑岩脉等，形成了矿区主要的两个含矿构造带——Ⅱ号矿带及Ⅲ号矿带。

1.2.3 岩浆岩

矿区分布有加里东期和燕山期侵入岩，呈岩株、岩枝、岩墙和岩脉产出，岩石类型为花岗闪长岩、花岗斑岩等[9-12]。社山岩体出露于社山一带，岩性为加里东期早志留世浅灰色蚀变中细粒黑云母花岗闪长岩(S1γδ)[13-14]，侵入于寒武系黄洞口组第一段中，长约3 km，宽约1 km，长轴走向为NW300°，在岩体中及与围岩接触带附近发现了钨钼矿和铜铅锌矿体。其间有两个燕山晚期晚白垩世超浅成小岩株侵入，规模约500 m×300 m，岩性为浅灰-肉红色花岗斑岩(K2γπ)，因受构造作用及热液蚀变作用，普遍黄铁矿化、绢云母化、局部重晶石化，与成矿关系密切，已发现了铜多金属矿床[15-16]。平头背岩枝分布于平头背一带，与社山岩体同期，侵入于平头背背斜寒武系黄洞口组第一段砂岩中，岩性为花岗闪长斑岩，呈SE—NW向展布，地表出露长度约100 m，厚度为10～30 m，深部向北西方向延伸，并在岩体及其旁侧变质碎屑岩中发现有了石英脉型或矽卡岩型钨钼矿体。

1.2.4 围岩蚀变

工作区内围岩蚀变较普遍，主要有角岩化、矽卡岩化、硅化(石英岩化)、(磁)黄铁矿化、云英岩化、绢云母化、局部重晶石化、萤石化等，其中与矿化关系密切的为矽卡岩化、石英岩化、磁黄铁矿化及绢云母化等。

2 区域重磁异常分析

通过对航磁和区重成果的研究(图3)，重力异常呈明显的重力低，推断以社山为中心的深部存在较大的岩浆岩基；航磁异常呈弱磁力高，局部磁异常主要反映了古龙岩体具一定的磁性，社山岩体不具磁性，两岩体应为不同期次的岩体；在社垌周边磁异常图上磁异常的线性展布特征明显，主要有NW向和NE向两组，反映了区内构造发育，矿区处于区域构造复合部位；NW向构造控岩特征明显，沿大黎—古龙—社垌—人和一线的NW向航磁异常带与出露的岩体展布的位置对应较好，表明磁异常与区内出露的燕山期岩体关系密切，可较好地圈定同类的隐伏岩体。

图3 社垌预测区古龙—社山岩体综合剖析图Fig.3 Comprehensive analysis map of Gulong-Sheshan rock mass in Shedong prediction area

从社垌矿区周边航磁异常图(图4)可见工作区处于NW向相对高磁异常带的南西端，磁异常带存在两个正负相伴的局部异常，主要反映了出露的大黎岩体和古龙岩体，社山岩体没有形成明显的磁异常，表明岩体的成岩时代和岩性可能存在一定的差异。

图4 社垌矿区航磁异常图Fig.4 Aeromagnetic anomaly map of Shedong mining area

3 物探工作及成果解释

3.1 物性特征分析

通过对矿区采集的标本进行物性统计(表1)，发现矿区金属矿或金属矿化岩矿石极化效应较强，视电阻率较低，而砂岩、泥岩等围岩的极化效应相对较弱，视电阻率较高。两者存在明显的电性差异，为开展电法类勘测提供了物理前提。但炭质岩的电性特征与金属矿或金属矿化岩矿石相近似，会对电法电法类勘测产生一定的干扰，因此在电法勘测时应引起注意。

表1 矿床岩矿石的电性参数Table 1 Electrical parameters of rocks and ores in the deposit

由表2可见，泥岩、砂岩一般具微磁性—极微磁性，花岗斑岩、石英岩和弱蚀变体一般具有弱磁性—中等磁性，矿石或矿化岩石一般具有强磁性或极强磁性，随着矿化程度增高磁性亦增强，矿石或矿化岩石与围岩磁性差异明显，因此该区开展磁测工作具有较好的地球物理前提。

表2 测区主要岩、矿石磁化率测定及统计结果Table 2 Magnetic susceptibility measurement and statistical results of main rocks and ores in the survey area

3.2 电、磁异常特征

在社垌矿区实施了1∶1万的高精度磁测扫面工作和1∶1万激电扫面工作。分别圈定了电、磁异常。

通过高精度磁测扫面，磁异常主要以一组NW向条带状、串珠状展布为特征(图5)，主要有3条异常带异常强度大、连续性好，蚀变强，是找矿的最有利部位。从异常的分布特征看，Ⅰ、Ⅱ号异常带强度大，连续性好，可能与区域性的构造带形成的蚀变区带有关，Ⅲ号异常带为低磁异常带，与Ⅱ号异常带平行，呈串珠状展布，主要反映岩体蚀变形成的磁性体异常特征。出露的宝山岩体区为低磁异常异常区，岩体周边多个局部异常呈环形展布，岩体不具磁性，局部异常主要反映了岩体周边矿化蚀变形成的磁性体异常特征。

图5 广西苍梧县社垌铜多金属矿区1∶1万高精度磁测ΔT等值线平面图Fig.5 ΔT contour plan map of 1：10，000 high-precision magnetic survey in Shedong copper polymetallic mining area in Cangwu County， Guangxi

通过对磁异常作向上延拓1000 m数据处理，异常特征主要表现为北高南低的两大异常分区，推断矿区北侧深部可能存在一较大的磁性界面，与重力推断的隐伏的社垌中酸性岩体顶界面形成的蚀变有关，深部具有较好的找矿潜力。

开展1∶1万激电中梯剖面测量，宏观上呈北侧为高极化区，南侧为相对低极化区。共圈出了多条激电异常带，大致呈NW310°展布，与磁异常带的展布特征相近(图6)，其中多条异常带与磁异常带重合，认为可能与多金属矿化有关。通过综合地质物探异常特征分析，磁Ⅰ号异常带与激电异常Dηs1、Dηs3、Dηs4、Dηs5相关性较好，处于岩体的外接触带具有较好的成矿条件，是找隐伏矿较好的区域，通过施工两个物探验证孔赋矿围岩为黄洞口组的碎屑岩，白云母角岩化强烈。现在288线、300线各有1个钻孔控制，相距600 m，见有5个细脉状的边界品位铅锌矿体和8个白钨矿体。钨矿体厚度为1.0～9.46 m，w(WO3)为0.078%～0.5%，局部见钼矿化，初步认为是似层状矿体。

图6 广西苍梧县社垌铜多金属矿区1∶1万视极化率等值线平面图Fig.6 1∶10000 apparent polarizability contour plan map of Shedong copper polymetallic mining area in Cangwu County， Guangxi

3.3 推断解释矿致异常

1)宝山矿段Ⅵ号铜铅锌钨钼矿带

该矿带是依据物探异常验证发现并确立的。Ⅵ号矿带位于社山岩体北东接触带上，激电异常有Dη1、Dη3、Dη4，异常特征为中—高阻、中—高极化异常，主要局部磁异常对应C8-1～C8-5，其中C8-2、C8-4异常幅值较大，C8-1、C8-3异常相对平缓。该矿带总体上以白钨矿(化)体为主，主矿体埋深较大，延深也较大，在-600m高程以下仍存在白钨矿(化)体。地质勘探288线横穿Dη3平面极化异常带及C8-2局部磁异常带。288线地质剖面显示(图7)，中浅部以铜铅锌矿(化)体为主，深部主要是白钨矿(化)体，赋矿围岩既有细砂岩也有角岩及花岗闪长岩。从该勘探线激电测深断面图可看到，总体上极化率较大，浅部和深部各存在一高极化异常，且深部的异常未封闭有向下延深的趋势。根据激电测深的勘探深度推测断面激电异常主要反映中浅部以铜铅锌矿及黄铁矿为主的矿化蚀变层，对于深度大于400 m的白钨矿体，中功率激电的勘探深度是达不到的。从钻孔岩心可见白钨矿伴生有较多的磁黄铁矿，推测磁黄铁矿是引起C8-3磁异常的主要因素，因此磁异常对于寻找盲矿有间接的指导意义。ZK28005激电测井在孔深90～300 m段的铜铅锌矿化层有极化异常反应，尤其是铅锌矿部位出现明显极化异常。此外，石英白云母角岩夹层及粉砂岩夹层也出现激电异常，因此可以认为该区域的平面激电异常主要是中浅层矿化围岩(铜铅锌及黄铁矿化)及局部粉砂岩、角岩夹层引起，激电异常对于指导寻找盲矿体同样存在积极意义。

2)宝山矿段Ⅰ号钨矿带

Ⅰ号矿带主要分布于社山岩体内宝山村一带，以钨矿矿为主，Ⅰ号矿带范围内有局部磁异常C9及平面激电异常Dη20与之对应，Dη20范围内还有Ⅳ号锡铜铅锌矿带。Dη20异常特征为相对的高极化，异常幅值不大，电阻率与围岩差异不明显；局部磁异常C9为南正北负的平缓磁异常。地质勘探130线横穿Ⅰ、Ⅵ号矿带。从130线的激电测深断面图(图8)可看见，岩体内极化率背景值较低，富矿部位激电异常特征表现为相对的高极化。目前宝山村一带钻孔揭露的富钨矿层位较浅，处于激电勘探深度范围内，白钨矿与黄铁矿、磁黄铁矿有一定的共生关系。激电测井结果显示，在含矿部位有相对高极化异常反映。分析认为蚀变花岗闪长岩是引起Dη20激电异常及局部磁异常C9的主要因素。此外，通过对原始ΔT磁异常向上延拓处理发现，C9异常区范围内的ΔT上延至200 m后磁异常基本消失，说明局部磁异常C9主要是由浅部的磁性物引起；利用RGIS反演软件对12～148号点段?傄cT磁异常进行2.5维反演拟合结果显示，40～80号点段的拟合磁性体位置与Ⅰ号矿带含矿段位置基本吻合，说明磁异常的产生与矿体及矿化蚀变带是有联系的，磁异常主要是磁铁矿化、矽卡岩化引起。岩体界面大致在92号点附近，界面较陡。反演拟合结果显示在岩体接触带也存在一定规模的磁性体，可能与Ⅵ号矿带相对应，具有间接找矿指示意义。

4 结论

综合上述平头背矿段及宝山矿段地质与物探成果分析认为，综合物探方法在社垌矿区配合地质找矿是卓有成效的。

1)社垌矿区的重力低异常主要与隐伏岩体有关，社山岩体为其中一个出露岩株，由于规模较大且与围岩的密度差明显，因此在社山岩体形成重力低异常中心。平头背一带形成相对的重力高异常，一方面与由于该区域隐伏岩体界面较深有关，半隐伏斑岩岩枝不足以形成重力异常；二是平背头较厚的矿化蚀变带形成高密度岩层引起重力值的变化。岩体上侵过程中气水热液与围岩发生交代蚀变，金属元素局部聚集于岩层的中浅部，形成工业矿体。

2)社垌矿区成矿作用与岩浆活动有直接关系，含矿热液沿着裂隙通道运移过程中与旁侧围岩发生交代(辉钼矿以充填为主)作用而形成钨钼矿体，深部矿体与浅部矿体具同源性，在平面位置上往往有对应性，因此确定浅部矿化蚀变带的平面分布范围具有间接指导深部找矿的作用。

3)宏观上，社垌矿区已知矿带上的激电异常特征：中高电阻率、中高极化率异常，在平面上呈带状分布。钨钼矿体以细脉状产出为主，与角岩化、矽卡岩化、硅化蚀变关系非常密切，赋矿围岩以矽卡岩、石英岩、细砂岩为主，相比普通围岩极化效应略强一些，但不具有低阻特性。激电测量侧重于浅部蚀变带的划分，配合地质及化探成果解决浅部找矿靶区的圈定，对矿脉走向延伸的追索是有效的。

在成矿条件较好的区域及外围的找矿，寻找深部矿、隐伏矿，通过开展区域重力调查，圈定出隐伏、半隐伏岩体的空间展布特征及起伏形态；结合电、磁异常，初步查明测区异常的展布规律，结合区内地质、物、化、遥等综合信息开展综合评价；据矿点内钨、钼多金属矿控矿地质条件和含矿构造带、矿化有利地段，优选成矿研究靶区据有重要意义。