0 引言

高松矿田位于特提斯巨型锡矿带和环太平洋巨型锡矿带西带的交汇处，是中国滇东南锡矿成矿带上个旧超大型锡多金属矿集区的重要组成部分，属中国著名的南岭纬向成矿带的西延部分，是一个超大型锡矿区，同时也是中—大型铜、铅、锌、钨和银矿区（彭程电，1985；涂光炽，2002）。以往众多学者对该区矿床地质特征、矿床地球化学特征、成岩成矿年代、控矿因素与找矿规律等方面开展了大量的科学研究，取得了突出的找矿成果（薛传东， 2002；王力，2004；蒋顺德，2007；刘明等，2007；宋学旺，2015；王杨成等，2016；谭敏和罗健，2018）。但经过多年的生产开采，高松矿田中浅部氧化矿体资源储量已明显不足，而寻找深部与岩体相关的矿体成为今后的重点找矿方向。

前人对高松矿田不同矿化类型进行过详细的地质特征分析、成矿理论和控矿机理研究，取得了一定的研究成果（刘春学等，2003；张建东，2007；伍曌，2012）。但各类地质信息指示的深度有限，也对深部矽卡岩型和硫化物型锡多金属矿体的预测和指示有一定的限制。同样有研究人员根据电测深法圈定较浅埋深的隐伏花岗岩顶界面来寻找硫化矿体，通过建立工区的地质-地球物理模型和物探异常模式，对深部找矿远景区的圈定具有良好的效果（熊光楚和石盛滕，1994）。因此利用有效的地球物理信息，结合不同类型矿体的地质信息，进行地质地球物理综合找矿研究，对于研究区深部找矿工作具有重要的指导意义。

2005 年，何继善院士提出了广域电磁法理论，受到地球物理界高度关注。该方法基于曲面电磁波理论，采用大功率发射、宽频带频谱信号发射−接收等技术，可以在不局限于“远区”的广大区域观测，具有效率高、抗干扰能力强、测量精度高、探测深度大、绿色环保等优点（何继善，2010a；何继善， 2019），已广泛应用于固体矿产、地热、页岩气、盐湖深层卤水勘探等各个领域（何继善，2010b；何继善， 2020；刘洋等，2022；刘磊等，2022；宋涛等，2023；李星等，2024）。本文在前人研究成果的基础上开展广域电磁法深部探测，通过建立广域电磁法综合找矿模型，以期为个旧地区及国内同类型多金属矿的地球物理勘探提供参考和借鉴。

1 矿田地质与地球物理特征

高松矿田位于北东向个旧—开源裂陷槽的西南部（图1），矿田内主要出露中三叠统个旧组碳酸盐岩地层，自下而上分为卡房段（T₂g₁）进一步细分为 6 个亚段、马拉格段（T₂g₂）进一步细分为 4 个亚段、白泥硐段（T₂g₃）进一步细分为 3 个亚段，其中 T₂g₁⁵、T₂g₁⁶ 是矿田内最主要的赋矿层位。

矿田经历了长期的构造活动，褶皱、断裂纵横交错，形成“棋盘”状构造格局。一级构造有SN向个旧断裂和岬界山断裂，是基底断裂之上形成了大型张裂带；二级构造为 NNE 向的五子山复式背斜，为区内控岩控矿构造；三级构造主要为一系列近于等间距分布的 NE向断裂（带）以及一些成对平行排列的近EW向、NW向断裂与褶皱扰曲组成的挤压带叠置于五子山复式背斜上，其中近EW向断裂与NE向断裂是区内主要的配矿、含矿构造。其他一些低级次的小型构造，如小断裂、小褶皱、褶皱中的层间滑动、层间剥离、断裂旁侧羽状裂隙及一些裂隙带等，是矿群、矿体的重要赋存部位。

矿田内岩浆岩发育，隐伏于地表以下，属马松斑状花岗岩体和老卡细粒花岗岩体的一部分，为燕山晚期壳源重熔型黑云母斑状（粒状）花岗岩。花岗岩表面形态受褶皱、断裂及地层岩性联合控制，马松岩体沿 NWW 向马松穹隆轴部入侵，隐伏于矿田北部，自西向东呈锥状突起依次斜列，岩体形态总体表现为西高东低、北高南低；老卡岩体沿 NNE 向五子山复式背斜轴部入侵，大面积隐伏于地表以下，总体表现为西高东低、南高北低。隐伏的花岗岩体是区内最重要的成矿母岩，当呈岩突、岩枝、岩舌或凹陷等不规则形态侵入时，往往是矿液积存、富集的有利场所。

1—第四系浮土；2—古近—新近系砂砾岩；3—上三叠统（石英砂岩、板岩）；4—中三叠统法郎组（粉砂岩、砂岩）；5—中三叠统个旧组（灰岩）；6—下三叠统永宁镇组（泥岩、粉砂岩）；7—下三叠统飞仙关组（砂页岩、长石石英砂岩）；8—上二叠统龙潭组（砂岩、泥页岩）；9—辉绿岩；10—二叠纪玄武岩；11—石炭系；12—泥盆系；13—灰岩；14—燕山晚期正长岩；15—燕山中晚期花岗岩；16—印支期辉长岩；17—哀牢山变质岩；18— 五子山复式背斜轴；19—贾沙复式向斜轴；20—断裂；21—个旧锡矿区

高松矿田的 4 种矿床类型主要为：接触交代矽卡岩型锡多金属矿床、层间硫化物型锡多金属矿床、含锡（铜）花岗岩型矿床以及热液脉状矿床。本文重点分析接触交代矽卡岩型和层间硫化物型矿床的主要地质特征（表1），通过系统的广域电磁法探测得到深部地电信息，根据不同地质信息反映的电性特征，建立地球物理电性异常找矿模型，以此为深部多金属矿体的预测提供有效的物探信息。

通过对高松矿田主要岩（矿）石进行物性测试和统计分析发现（表2）：中三叠统个旧组碳酸盐岩地层电阻率最高，主要分布在13000~15000 Ω·m，花岗岩电阻率比碳酸盐岩地层稍低，主要为 5000~10000 Ω·m，这两类岩性均表现为高阻低极化特征； 硫化矿石和氧化矿石的电阻率最低，分布范围为 100~600 Ω·m，表现为低阻高极化特征；不同蚀变类型（矿化）岩石的电阻率则介于高阻和低阻之间，集中在 3000~5000 Ω·m。由此可见，研究区内不同类型岩（矿）石具有明显的电性差异，通过在该区开展广域电磁法深部探测，能有效反映深部不同地质体的分布特征。

2 广域电磁法探测

2.1 方法原理介绍

广域电磁法是一种主动源频率域电磁测深法，通过发送与接收不同频率的信号来探测不同深度下的介质电性信息。现今广域电磁法的场源使用的是伪随机电流信号，可以满足一次发射多个信号的需要。广域视电阻率的计算公式是严格的适合于全区的全域公式，没有任何有损计算精度的近似舍弃，因而可以在非远区进行测量且较卡尼亚视电阻率有更高的精度，实际工作中只需要测量电磁场的单分量就可以达到提取视电阻率（ρ_a）的目的。

式（1）中：K_E-Ex是一个只与观测装置几何尺寸有关的系数，ΔV_MN为观测电位差，F_E-Ex（ikr）是由发送电流频率 ω，地下电阻率 ρ以及收发极距 r构成的复函数，I 为发送电流。采用广域视电阻率可不受观察点到场源距离的限制，利用计算机迭代求解视电阻率最佳值试用于广大区域。

广域电磁法野外工作方式示意图如图2 所示，图中 AB为供电点位置，MN为信号接收端位置。数据采集时，供电 AB 发射电流信号，接收端 MN 接收记录电场分量 Ex，根据广域电磁法电阻率计算公式，根据电场分量大小、电流大小及数据采集位置信息，计算广域电磁法视电阻率，为后期反演工作提供基础。

2.2 测线布置和数据处理

矿田构造复杂且呈棋盘格状展布，本文广域测深工作主要探测 NE向构造和矿体。在研究区设计了 7条平行测线（图3），方位角 130°，线距 800 m，点距以 50 m 为主，局部 100 m。采用测量水平电偶极源产生的电场分量 Ex 的装置进行广域电磁法野外数据采集，发射源极距AB≈1.1 km，最大发射电流约 40 A，工作频率范围 8192～0. 0156 Hz，野外采集有效频点数62个。

获取可靠数据是物探工作成败的基础，可靠的推断解释则是成败的关键（刘士毅等，2010；刘士毅，2016），数据处理采用中南大学研发的地球物理资料综合处理解释一体化系统（GME_3DI）。基于高松矿田综合地质特征和区内岩石电性特征，根据野外实测广域电磁数据，遵循数据处理解释由已知到未知、由定性到定量、由粗到细、逐步深入、多次反复、多方法佐证的基本原则，建立地质-地球物理模型，采取人机交互建模综合反演，最后进行综合推断解释。

1—第四系；2—古近系—新近系；3—中三叠统法郎组下段；4—中三叠统个旧组白泥硐段第三层；5—中三叠统个旧组白泥硐段第二层；6—中三叠统个旧组白泥硐段第一层；7—中三叠统个旧组马拉格段第四层；8—中三叠统个旧组马拉格段第三层；9—中三叠统个旧组马拉格段第二层；10—中三叠统个旧组马拉格段第一层；11—中三叠统个旧组卡房段第六层；12—中三叠统个旧组卡房段第五层；13—中三叠统个旧组卡房段第四层；14—中三叠统个旧组卡房段第三层；15—中三叠统个旧组卡房段第二层；16—花岗岩；17—辉绿岩；18—地层分界线；19—断裂；20—向斜；21—背斜；22—广域测线位置及编号

为充分体现上述原则，完成相关的地质任务，本文资料处理和反演解释采用图4所示的流程。通过对原始数据进行预处理→定性分析→定量分析，形成一系列原始图件以及可供地质解释的广域电磁法反演电阻率剖面图。对数据进行处理的过程中，充分结合已有地质资料，反复对比优化反演参数，减少反演拟合误差。

2.3 定性分析

从 GY01线广域电磁测量的视电阻率测深曲线形态上分析（图5），曲线类型主要以“H”型为主，少量“A”型、“Q”型和“K”型曲线。表明视电阻率曲线主要表现为浅部高→中部低→深部高。局部曲线形态紊乱代表着构造发育、岩性变化或矿化蚀变现象导致该段电性不稳定，是需要重点关注的潜在找矿有利部位。在视电阻率曲线具有大幅降低或升高部位，推测为断裂构造或岩体侵入引起。图6 为广域电磁测量 GY01 线的视电阻率拟断面图，定性的反映了地层、构造以及深部岩体等地质信息。视电阻率拟断面由浅至深的特征表现为：高频高阻是碳酸盐岩地层引起、中频低阻是地层破碎含水或矿 （化）引起、低频高阻代表深部岩体，横向电性体不连续表明该部位构造发育。

3 地质-地球物理模型

矿田内接触交代矽卡岩型和层间硫化物型锡多金属矿床的形成，受地层岩性、构造、岩浆岩等多因素联合控制，不同地质体在广域电性剖面上均具有不同的电性响应。通过系统分析和总结主要控矿地质体引起的电性特征，可以有效地建立地质-地球物理找矿标志（表3）。

在结合前人研究成果的基础上，本研究利用广域测深揭露的深部电性特征，建立矿床地质-地球物理综合找矿模型（图7）。地层界面往往含水、蚀变强烈、局部黄铁矿含量较高等表现为低—中阻电性特征。断裂构造发育部位通常岩性破碎、矿化蚀变强烈，通常显示为串珠状或带状低阻特征，且断裂常造成地层错断位移，导致电性体被切割错断。岩体接触带往往蚀变强烈，尤其是矿体（化）部位金属硫化物含量高、蚀变强，因此具有明显的低阻电性特征。结合深部岩体表现为完整高阻体特征，可以很好的确定隐伏岩体的空间分布。矿体与围岩的接触部位矿化蚀变强烈，随着矿化蚀变逐渐减弱，由矿体到围岩表现为由低阻向高阻缓慢过渡。

4 综合找矿分析

本研究布设的7条广域测线所经过的地质单元基本一致，本文仅介绍其中的一条广域反演电阻率剖面成果（图8）。广域电阻率剖面自上而下主要包括高阻—中低阻—高阻—低阻—高阻—低阻—高阻7个电性层，不同电性层产状较平缓，与矿区地层总体倾角小的特征吻合。在低阻体呈高角度串珠状或带状，以及高阻体被切错位移等部位则断裂构造发育。结合研究区地质信息和岩石电性特征推测：浅部层状不连续高阻带为碳酸盐岩地层；中浅部低阻—中低阻则是岩石破碎、富水断裂带、金属硫化物矿（化）体和接触蚀变等的体现；中深部发育横向低阻带，推测为层间破碎/剥离带，是地层界面岩石组构发生变化、破碎、位移的反映；深部完整的高阻体为隐伏花岗岩基，花岗岩顶界因岩石破碎含水以及矿化蚀变等往往具低阻电性特征，显示深部存在大面积隐伏花岗岩体。

区内矿体的产出具有特定的环境和岩性组合特征，根据地质-地球物理找矿模型，对广域电阻率剖面进行不同类型矿体的靶区圈定。对于接触交代矽卡岩型矿体，确定隐伏花岗岩体的空间定位，关注岩体突起、凹陷、岩枝等部位，根据电性特征开展电性异常分析，圈定矽卡岩型锡多金属矿靶区。对于层间硫化物型矿体，受地层、构造、岩浆岩联合控制，顺层发育的层间破碎带是矿体的主要赋存空间，成矿前和成矿期的大型构造是矿液运移的通道，岩浆岩为成矿作用提供了主要热源与矿源，结合三者有利的配置关系和已知含矿部位的电性特征，圈定层间硫化物型锡多金属矿靶区。本研究在该广域成果剖面上共圈定了 3 个电性异常靶区，其中包括 2个矽卡岩型多金属靶区和 1个层间硫化物型多金属靶区，综合分析认为具有较好的找矿前景。

5 结论

（1）通过总结高松矿田接触交代矽卡岩型锡多金属矿床和层间硫化物型锡多金属矿床（层间氧化矿床）的成矿地质特征，结合研究区岩矿石电性参数，系统分析主要控矿地质体引起的电性变化规律，建立适用于该区的地质-地球物理找矿模型。

（2）本文广域探测成果有效地识别了区内主要地层层位、控岩控矿构造、隐伏岩体以及规模较大的矿（化）体，对主要控矿地质体的空间形态、位置及相互关系进行了一定程度的揭示。结合找矿模型，分别对两种矿化类型成矿有利区进行了预测，为高松矿田深部找矿方向提供了指导。

（3）基于广域电磁法的地质-地球物理找矿模型进行电性异常选区，本研究探测成果可对该区以及其他多金属矿的地球物理勘探提供参考和借鉴。

致谢  本文研究在进行野外工作和地质综合分析期间，得到云锡集团大屯锡矿、红河资源等领导和同仁的大力支持，在此表示衷心感谢。同时也感谢湖南继善高科、何继善老师团队，不畏野外条件艰辛、不畏困难，采取野外真实可靠数据，为矿山深部找矿提供宝贵依据。

a—高松矿田地质成矿模式；b—广域电磁法电阻率模型

a—地质剖面；b—广域测深电阻率剖面

参考文献