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广西德保铜锡矿
工作区位于广西壮族自治区百色市德保县钦甲铜锡矿床周边及钦甲花岗岩体边缘外接触带，面积约为300km2。
一、矿床地质背景
广西德保县钦甲铜锡矿区在大地构造上处于华南板块南华活动带右江古生代裂谷盆地靖西地块南东部位，具体位于龙光背斜与北西向断裂带之黑水河断裂交汇地段，钦甲花岗岩体北部外接触带(图3－6－1)。
图3－6－1 德保铜矿区域地质矿产略图(据广西地质二队，1972)
出露地层有寒武系及下泥盆统莲花山组、那高岭组、郁江组和塘丁组。矿区内的寒武系因花岗岩侵入而发生不同程度的变质，主要岩性有浅变质砂岩、角岩、大理岩、矽卡岩等。
断裂构造以成矿前为主，走向北西，规模较大，常形成断裂带，断裂带内碎裂岩石发育，是导矿和控矿的有利因素。成矿后断裂呈北东和北西向，是破坏矿体连续性的不利因素。
本区构造控制岩浆活动，含矿溶液来源于花岗岩浆，在岩浆期后析出，并沿断裂上升迁移，选择有利岩层交代形成矽卡岩型矿床。矽卡岩化为间接找矿标志。总体而言，“寒武系泥质灰岩层+加里东期S型花岗岩+穹窿及相关断裂(叠加岩体接触带)”是有利的成矿因素组合。
钦甲铜锡矿床的分布面积较大，矿体多呈似层状或透镜状产出。已勘探地段面积约5km2，共有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，Ⅳ、Ⅵ、Ⅷ6个矿段。矿体编号按寒武系分层由下而上顺序，将3、4、5、7、9分层中的矿体分别编为1、2、3、4、5号矿体。其中3号矿体和第4号矿体呈似层状、分布广、面积大、形态较稳定，矿石品位较高，铜、锡储量分别占矿区总储量的96.17%和95.31%。目前矿山主要生产矿段为Ⅵ、Ⅷ号矿段。主要工业矿体为3号矿体(产于中上寒武统第5分层)和4号矿体(产于第7分层的中下部)。1、2、5号矿体仅在局部地段有零星分布，1号矿体产于第3分层，2号矿体产于第4分层，5号矿体产于第9分层。
二、地球物理特征
(一)岩矿石物性参数和异常特征
据以往磁测资料，区内磁场值为－50～150nT。花岗岩体内均为平缓的负值异常，异常为－50～－80nT。围岩寒武系岩石磁性最强，异常零乱，梯度较陡，在剖面上呈锯齿状，矿体异常比围岩高2～4倍。矿体埋藏浅者异常梯度陡，幅度大;深者呈低缓形态。一般为60～100nT，规律性较好，形态规则，正负对称。
区内有代表性的岩矿石磁参数见表3－6－1。
表3－6－1 矿区及外围岩矿石磁参数表
本次物性工作共采集测定了185块岩矿石标本的磁电参数。岩性有铜铁矿石、花岗岩、角岩、大理岩、白云质灰岩、泥质砂岩等;并在Ⅷ号、Ⅵ号矿段4～6中段的63处露头点，对矿体、花岗岩、角岩、大理岩、毒砂脉、矽卡岩等露头进行磁性测定。测定结果列于表3－6－2。由表3－6－2可见，铜铁矿石具有较高的磁化率［(1.31～847.0)×10－5SI］、高极化率(2.33%～53.6%)和低电阻率(0.1～1337Ω·m)，其他岩石极化率较低。
表3－6－2 岩矿石标本及露头测定电磁参数表
由表3－6－1、表3－6－2可见，矿区内能引起电磁异常的主要有磁铁矿、矽卡岩铜锡矿石、矽卡岩、磁黄铁矿化岩石、磁铁矿化底砾岩。前三者为寒武系的岩矿石，它们引起的异常形态规则。后者为泥盆系底部的岩石，它引起的异常呈锯齿状，形态不规则、变化大。据资料统计，1∶2.5万地磁测量结果中，凡是磁异常曲线乱、梯度大的异常，多为出露地表或埋藏浅的矿化地质体所引起;曲线规则、梯度缓的异常多为埋藏较深的矿化地质体所引起。区内隐伏矿体上均出现100～300nT的磁异常，这是由铜锡矿和磁铁矿伴生或赋存于含磁性矿物较多的矽卡岩体内，与围岩有明显的磁性强度差别所致。因此，本预测区具备利用磁法找矿的前提。
由表3－6－2可见，铜铁矿体具有低阻、高极化特性;而角岩、花岗岩、大理岩均为高阻、弱极化特征;泥质砂岩为中高阻，也不具备极化效应。因此，激电异常的强度与分布预示着与铜铁矿化存在密切的关系，高极化率、低阻异常的分布区将指示铜铁矿体的存在。
(二)地质－地球物理找矿模型
由前人总结的地质成矿规律可知:区内矿体主要赋存于寒武系第3～9分层，以5、7分层为主，岩性为角岩、矽卡岩化角岩、矽卡岩及含磁铁矿、铜锡矿石、磁黄铁矿化岩石，矿体明显受岩性控制。根据矿床地球物理特征，铜、锡矿化体相对围岩具有明显的磁性强度差异，以1∶10000高精度磁测，建造矿区磁测找矿理想模型如图3－6－2所示。
图3－6－2 德保铜矿找矿模型理想剖面图(以钦甲28线剖面示意)
三、物探方法技术运用
(一)目标任务及工作部署
本次物探工作是应用高精度磁法面积测量配合地质、钻探及其他地质工程等综合勘查，圈定测区磁性体的平面展布特征，采用激电测深法进行异常研究，进一步了解工区内铜锡矿体的分布、规模及深部构造、矿体变化情况等，圈定成矿有利地段，评价该区矿体(矿化带)成矿远景。结合预测区的地理及成矿地质条件，部署1∶10000高精度磁测和激电测深测量，目的是研究、推断、揭示有利成矿地段，为继续开展找矿勘查工作提供靶位。其主要任务是:在钦甲岩体北部接触带Ⅷ号矿段西部、钦甲岩体西部接触带，开展磁法详查，择优进行激电测深剖面工作，圈定矽卡岩型铜矿的有利找矿地段，提出钻探查证建议。
按矿产预测工作要求，开展物探工作，为矿产预测工程部署提供依据。2008年主要物探实物工作量为:1∶10000高精度磁测9km2，激电测深测量100个物理点(AB=2000m)。
(二)工作方法技术及使用的仪器
1.1∶10000高精度磁测
磁测比例尺为1∶10000，网度为100m×20m，布置剖面46条。
本次磁测投入的仪器设备为北京奥地探测仪器公司生产的CZM－3型微机质子磁力仪，其主要性能参数如表3－6－3所示。
表3－6－3 质子磁力仪性能参数表
磁测仪器校验、噪声水平、一致性测试，基点设置，日变站设置与日变观测，野外网点观测等整个工作过程，完全按有关规定执行，相关参数达到设计要求。
2.激电测深
用于研究磁异常，分别在140、160、210、320、400、440、560线上布置7条剖面，共100个物理点，点距为40m。
因岩溶地区布极困难，激电测深采用三极装置，无穷远极垂直勘测剖面布置，距剖面约3km。一次供电三台接收机同时采集三个测点不同极距的电位和极化率参数。
供电极距AO分别为40m、60m、80m、100m、120m、140m、160m、180m、200m、240m、280m、320m、360m、400m、500m、600m、800m、1000m、1200m、1400m、1600m、2000m;MN/2极距为20～120m。AO极距小于400m，各测点的供电极距基本一致;AO大于400m时，各测点的供电极距略有不同，相差约20～80m。
投入的仪器设备为北京地质仪器厂生产的中大功率激电仪(DWJ－2A)系统，其主要技术指标如表3－6－4所示。
表3－6－4 DWJ－2A激电仪系统主要技术指标一览表
(三)异常解释与反演方法技术
1.矿与非矿异常判断
全测区共发现磁异常17个，编号为C1、C2……C16、C17，如图3－6－3所示。通过对异常的踏勘检查，C12、C13、C14、C15、C16及C8初步判断为非矿异常。其中C12、C13、C14和C15四个异常位于德保铜矿矿部周围，均为梯度变化极大的异常，零乱而无规律。由于矿部存在铁管、电线、楼房、冶炼厂等强干扰源，经排查确定为干扰异常。C16异常位于尾矿池上，明显为尾矿砂所引起的干扰异常。C8异常位于C7异常东侧的330～380线的470～490点间，为梯度变化较大的异常，推测异常体埋藏较浅。据C8异常展布位置，认为该异常与C7异常有一定的联系。由于在正异常部位有明显的干扰物———铁轨和电线，地表未见矿化，故初步判断该异常亦为干扰异常。
除上述6个磁异常外，其他异常初步判断为有意义异常。其中C1异常处于Ⅵ号、Ⅷ号矿段已知矿上，为矿致异常;C2异常处于Ⅲ号、Ⅳ号矿段北面的Ⅷ号矿段上，为矿致异常;C5异常处于旧采矿区上，有电线及铁轨干扰，初步认为该异常为矿异常与干扰异常叠加的矿致异常。
C3、C4异常位于Ⅵ号、Ⅷ号矿段北部边缘，C6异常处于Ⅰ号矿段西北部边缘，C9异常处于Ⅷ号矿段西部边缘，C7异常上发现矿化露头。这些异常均具有较大的找矿意义。
2.磁测数据位场计算
获取总磁场标量异常ΔT值后，用磁测数据的相关处理软件(磁测彩色矢量图成图系统AgsmGIS)进行了异常分离处理。
A.向上延拓
磁测异常向上延拓，网格距为20m×20m，上延处理目的在于压制浅部磁性体的干扰，突出深部磁性体产生的有意义的异常。
B.数字频谱滤波异常分离
将测区ΔT磁异常数据分离为下面公式表示的各类成分数据，以便从原始数据中分别提取各类有效地质信息成分，并对测区的各类目标地质体进行分析和研究。总磁场标量异常ΔT经数据处理后满足以下等式:
ΔT=ΔTq+ΔTj+ΔTb+ΔTx
式中:ΔTb为背景异常成分(即低频成分);ΔTq为区域异常成分(即中频成分);ΔTj为局部异常成分(即高频成分);ΔTx为随机高频干扰成分。
图3－6－3 德保铜矿物探测区高精度磁测ΔT等值线平面图
C.正演计算
区内铜锡矿体主要赋存于寒武系第3～9分层，以5、7分层为主，岩性为角岩、矽卡岩化角岩和矽卡岩(主要位于花岗岩体边缘)，含有能引起磁异常的磁铁矿、磁黄铁矿，矿体明显受岩性控制，呈似层状分布。
正演模型主要为斜交磁化薄板，部分模型为球体或半无限台阶。
3.激电测深数据二维反演
进行二维反演计算的软件为桂林工学院编制的“电阻率/极化率二维反演软件系统”和中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所编制的“电法勘探工作站软件系统”。
“电阻率/极化率二维反演软件系统”的反演算法是基于电阻率/极化率数据2.5维有限元正演模拟和基于光滑模型约束最小二乘反演算法，适合于目前高密度电法、常规电法不同装置的双频仪实测数据(视电阻率和视极化率)反演解释，也适用于水平地形和起伏地形下的数据解释，且不需要对地形影响进行校正。在正演计算中，采用了三角单元剖分，能很好地模拟起伏地形，单元内的电性参数设置为连续变化。在反演的目标函数中，加入了最简单模型和背景场等先验信息，减少了解的多解性。
“电法勘探工作站软件系统”具有人机交互、正演模拟功能，可进行一维人机交互正、反演和带起伏地形的二维正、反演，锁定已知参数，减少正、反演多解性。
4.综合分析解释
由于铜锡矿体主要赋存于花岗岩体接触带或矽卡岩、角岩带中，呈似层状产出。花岗岩体、矽卡岩、角岩具有较高的电阻率，但含矿的角岩、矽卡岩的电阻率会降低。上覆的泥盆系泥质砂岩电阻率相当于上述高阻岩石的1/3～1/4。根据测深曲线类型，结合已知资料可大致划分寒武系与泥盆系地层界面及寒武系深部高阻区中的局部低阻区域。铜锡矿体上可引起高磁力、高极化率、低电阻率综合异常。因此，我们将激电测深的低阻、高极化异常与磁异常位置重叠的区块，作为重要的找矿靶区。
下面以160线C3异常的综合结果为例，进行综合异常的解释推断。
C3异常在510～526点段、532～582点段及588～650点段发现三组正负相伴的磁异常。正演计算结果显示，510～526点段的磁异常较窄，为一顶板埋深约为60m的浅部磁性体引起。532～582点段的磁异常推测为两个埋藏深度约为150～200m的磁性体。588～650点段的磁异常是由两个相邻磁异常组合而成(图3－6－4)，正演结果显示，左侧的磁异常体顶板平均深度约为225m(与已控制的Ⅷ号矿段北东倾斜端矿体相近)，右侧磁异常体顶板深度约为215m。
为了研究C3北西端的异常，在594～650点段C3异常上，布置了激电测深剖面。激电测深视电阻率曲线类型图(图3－6－4)显示，以622点为界，剖面两侧测深类型曲线完全不一致:594～622点段电性层多达5层以上，AB/2≥1200m段的高阻异常可能为花岗岩体;622～650点段电性层仅为3层，深部亦有高阻反应。
视电阻率测深断面:以622点为界，剖面南西侧以低阻为主，电阻率值约为100～300Ω·m;北东侧以中阻为主，电阻率值约为300～1500Ω·m。推测在622点处存在一组向南西陡倾的断裂。
视极化率测深断面。高激电异常主要分布在594～638点的浅部(AO≤300m段)和610～634点的中、深部。在该剖面的中深部(AO=700～1400m段)发现一似层状中高极化异常。594～610点段的激电异常对应C1负异常及C3左侧臂膀的弱异常，616～640点段的激电异常对应C3异常，异常体顶板平均深度约为220m。
二维反演断面。视电阻率反演断面显示在海拔600～300m、622～650点段处，呈现一明显的低阻区域，深部的相对高阻体可能为花岗岩体。视极化反演断面显示，浅部(海拔高于700m)存在似层状向北东倾伏的高极化体，推测为岩性不整合面，深部激电异常不明显。
综合上述解释结果，认为在C3异常的南西侧588～600点段及C3主异常段(604～624点间)各存在一个异常体，磁、电推测结果基本吻合，综合推断为铜锡矿化体，中心深度分别为245m和230m。另外根据极化率测深断面，在630～644点段深部(AB/2=800～1200m段)存在高极化异常，极化异常体顶深约为235m，应为C3异常体往北东向延伸的子异常体，但无磁异常对应。
四、验证结果
原设计两个异常验证孔，因经费问题只批准施工一个孔的工作量。经预测单位、地质勘查单位、物探勘查单位有关技术人员和监审专家，多次现场勘查与研究，最终选择验证C3磁异常。验证孔ZK1601布于物探160线614点附近(地质上编号为ZK901，103勘探线)，160线激电测深在AO=800～1600m深度有高极化率异常，与磁异常反映的磁性体大致对应。钻探验证结果，终孔孔深283.45m，于217.18～223.95m见矿，矿体视厚度为6.77m，真厚度为5.18m，铜品位为0.43%～1.40%，平均品位为0.80%;Au0.47g/t，Sn0.11%，Fe16.32%，Ag10.8g/t。该孔打进花岗岩15m，铜矿赋存于寒武系7分层中，为矽卡岩铜锡矿床。
验证结果表明，寒武系矽卡岩岩体有较大的找矿潜力，这为该区进一步普查找矿提供了依据。
(本节供稿人:黎海龙陆怀成黄启勋)
图3－6－4 德保铜矿矿产预测160线磁测与激电测深综合解释剖面图