近年来，广西壮族自治区第九地质队和广西石油地质大队等单位采用传统找矿方法在广西罗城县记洞湾矿区进行了大规模矿产勘查和开发工作（潘其云，1994；林建辉等，2015），先后发现了不同规模（大、中、小型）锡矿床、锡铜矿床和铜镍矿床10余处，提交地质报告和科研报告20余份，取得了一定的找矿成效，为桂北地区建立锡多金属工业基地提供了科学依据。记洞湾矿区具备良好的成矿地质背景，且地表发现有大量锡矿体，但由于矿区内锡铜矿体遭受到成矿后期构造作用的破坏，其形态变化大，导致矿产勘查难度加大，加之地表矿遭到开采破坏，其深部找矿空间尚未突破地下100 m，难以判断深部找矿潜力。

地电化学提取法是由部分提取金属法（20世纪60年代由前苏联提出）发展而来的一种深层找矿方法（邱炜等，2013；段续川等，2017；孙彬彬等，2015），其借助外加电场，将厚层覆盖区下呈活动态的金属离子收集到离子收集器中，通过分析接收器上的电解物，可发现与隐伏矿相关的元素异常，从而达到找矿的目的（黄硕等，2013）。经过多年探索实践，地电化学提取法逐渐成熟起来，实践表明，该方法在寻找不同地质和成矿条件的隐伏矿中均有着良好效果（严鸿等，2014；张学洪等，1996；林才顺，2004）。

为了解决广西罗城县记洞湾矿区深部找矿问题，采用地电化学提取法在矿区开展了寻找隐伏锡铜多金属矿的研究工作，结合区域地质背景和矿区地质特征，优选出深部锡铜多金属矿找矿靶区，从而为下一步地质工作的部署提供科学依据。

广西罗城县记洞湾矿区出露地层有新元古界青白口系（四堡群和丹州群）、南华系、震旦系和古生界寒武系、泥盆系、石炭系以及少量新生界第四系。其中，四堡群文通组和鱼西组为一套浅海—深海相复理石砂页岩建造和细碧—角斑岩建造，本区锡多金属矿主要产于文通组和鱼西组中。文通组分布在普查区中部，主要岩性为灰、浅灰色变质细—中粒砂岩、变质粉砂岩夹绢云母板岩、片岩和千枚岩，变质粉砂岩、变质砂岩、砂质板岩夹凝灰岩、辉绿岩和细碧岩。鱼西组分布在普查区北部，主要岩性为千枚岩、砂质板岩、绢云母板岩、变质砂岩、变质粉砂岩和变质长石石英砂岩。此外，本区出露有中泥盆统滨海相碎屑岩沉积的信都组，与底部的四堡群文通组和鱼西组呈角度不整合接触，其底部为紫色胶结石英底砾岩，石英砾岩磨圆度好，多呈次圆状，粒度大多为3~5 cm，最大可达10 cm。石英底砾岩之上为紫色含铁质较高的粉砂岩、泥质粉砂岩和细砂岩。

记洞湾矿区内经历了四堡期、雪峰期、加里东期和印支期等多期次构造运动，形成了复杂的构造形迹。构造线主要为NE向和EW向，彼此纵横交织，构成网格状。早期构造以褶皱为主，中晚期构造以断裂为主。本区EW向构造带形成于元古宙四堡期，可划分为北部三防和元宝山隆起区，南部田朋、平英和清明山紧密褶皱区。四堡期构造运动导致大量基性岩浆喷发以及基性、超基性和中酸性岩体的侵入。EW向构造与NNE向背斜的反接部位，构造应力集中，断裂发育，是成矿有利空间，控制着本区矿体产出和展布。

记洞湾矿区发育的岩浆岩有四堡期中性—超基性岩、石英斑岩和花岗闪长岩，雪峰期基性岩和花岗岩，印支—燕山期花岗斑岩，燕山期云煌岩，以及极少量形成时代不明的正长岩和石英二长岩。其中，以四堡期岩浆活动最频繁，该期岩浆岩分布广泛，而雪峰期花岗岩规模最大且与锡成矿关系最为密切。

记洞湾矿区内锡矿以中基性岩中的锡石—石英脉型、锡石—硫化物型和电英岩型为主，锡矿体受NE⁃近SN向断裂控制，为中温蚀变岩型—高温热液交代型过渡类型。锡、铜等矿（化）体呈脉状，与围岩界限不明显，需依靠刻槽取样结果区分矿化与非矿化的界限。锡、铜等矿（化）体主要产于闪长岩—辉绿岩挤压破碎带和闪长岩—辉绿蚀变岩中，均为单工程揭露，向东、南东、南侧伏，与区域锡矿体空间展布形态相近，矿体倾角变化很大，以陡倾角为主，矿体局部受后期应力挤压作用导致倾角变缓，倾角最缓处为23°，最陡处为77°。

根据矿石矿物组合特点，将本区矿石类型划分为锡石—石英脉型和锡石—硫化物型。闪长—辉绿辉长岩体接触带围岩蚀变以角岩化为主，局部发育堇青石化、绢云母化、绿泥石化和少量电气石化，两侧远离岩体的围岩蚀变逐渐过渡至低绿片岩、板岩和变质砂（粉砂）岩，且以绿泥石化为主。

地电化学提取法是在人工电场的干扰下，打破有效区域内的离子动态平衡，使得离子向离子收集器中运移，经过一段时间以后，离子又重新恢复了动态平衡，最终离子收集器采集到的离子便达到了“饱和状态”（董琳等，2013；汤磊等，2007；王殿华，2008；袁增翔，2018）。前人研究指出，可以根据泡塑中收集到的成矿离子含量来推测深部隐伏矿，从而达到找矿的目的（高锡根等，2008；刘文杰等，2009；王殿华，2006）。这种方法的探测深度与破坏地下离子动态平衡的方式有关（蓝天，2018；李世铸等，2014）。

本次采用的地电化学提取装置由桂林理工大学隐伏矿床研究所研制，该装置为独立供电低电压偶极子CHIM，离子收集器是用2根相同的碳棒外面包上经过特殊溶液浸泡的高密度泡沫塑料和滤纸，由2根导线相连，以9 V直流电电池作为电源组成的（李天虎，2009；陆光艳等，2015）。装置提取时间为24 h，提取液为1 000 mL，电极埋藏于B层，埋深为30~40 cm，提取电极间距为100 cm，土壤取样深度为30~40 cm，样品采用40~80目筛网筛取。

本研究共完成6条剖面的野外踏勘、测量，总长度为4 920 m，详见采样点布置图（图1）。根据测区地质情况，在已知矿区以20 m为点距布置一条已知剖面测线，在未知区域按照100 m×20 m网度布置5条测线，共采集252个地电提取样品。将采集到的新鲜地电提取样品送至桂林矿产地质研究院进行分析测试，采用ICP-MS分析测试仪对Sn、Cu、Pb、Zn、Ni、Co、W、Bi、Ag和B共10种元素进行分析。

为了验证地电化学方法的应用效果（Shmakin，1985；Leinz et al.，1998），包括各元素含量特征变化对各地质体及地质情况的反映，选取了已有工程控制的记洞湾锡铜多金属矿区0线剖面进行方法的可行性研究（Hamilton，1998；Smee，1998）。试验结果表明，在已知矿体中均能检测出清晰的异常现象（图2）。

（1）地电提取Cu和Ag元素在该剖面6~13号点位之间呈现出偏兔儿状异常，异常形态为北西侧较陡，南东侧较缓，且Cu和Ag元素异常峰值分别位于9号和8号点位，异常高值与已知矿体的赋存部位呈良好的对应关系，且较清晰地指示了矿体的赋存部位。

（2）地电提取Co和Zn元素在该剖面6~13号点位之间呈现出清晰的异常。其中，Co元素异常形态为三峰式，异常峰值位于12号点位；Zn元素异常形态为宽阔的单峰状，异常峰值位于9号点位。异常高值与已知矿体的赋存部位呈良好的对应关系，且较清晰地指示了矿体的赋存部位。

（3）地电提取Ni、Pb、W和Bi元素在6~13号点位之间呈现出清晰的异常，且异常形态皆为单峰状。其中，Ni和Bi元素异常峰值位于9号点位，W和Pb元素异常峰值分别位于7号和10号点位。总体上，各元素异常高值与已知矿体的赋存部位呈良好的对应关系，且较清晰地指示了矿体的赋存部位。

为确定地球化学背景值及背景上限，本次运用直方图解法求取各元素异常下限。首先，得出各元素含量的频率直方图；其次，按照正态分布（或对数正态分布）的特点，确定众数作为元素的背景值；最后，确定均方根差（离差）以求取异常下限。采用累计频率法，利用各元素的原始值与背景值之比求取衬度值。运用统计学软件SPSS24对各元素数据进行由低到高的排列，计算每个数据值的频率，得出研究区累计频率为85%、92%和98%的地电提取含量衬度值，分别对应元素的异常外带、中带和内带的下限值（杨笑笑，2019）。

从记洞湾矿区地电化学异常平面图（图3）可以看出：该区地电化学异常主要分布于矿区中部及北西侧，其次为矿区南东侧，基本处于四堡群文通组与四堡期岩体接触带附近。其中，四堡群文通组为本区锡多金属矿产出的地层，也是研究区主要地层。地电化学异常受NW向和NE向断裂控制，且以NE向为主，该断裂是成矿的有利部位。地电提取Cu、Ni、Pb、Zn和Co元素异常规模大，异常套合性好，分带明显，主要位于研究区中部靠北西一侧；Bi、Ag和B元素异常规模较小，异常套合性较好，分带较明显，主要位于研究区中部靠北西一侧；Sn和W元素异常规模较小，分带较明显，主要集中于研究区北西侧和南东侧，且以南东侧为主。

根据地球化学找矿的实际需要，采用SPSS24软件对工作区地电提取的Sn、Cu、Pb、Zn、Ni、Co、W、Bi、Ag和B共10种元素（变量）分析结果进行R型聚类分析。聚类方法选用瓦尔德法，距离为皮尔逊相关性，结果如图4所示。

从图4中可以看出，研究区地电提取的10种元素可划分为4类。第一类：Cu-Ni-Co-Pb-Zn，为本研究区主要的成矿及伴生元素组合，是寻找伴生矿种的有利元素组合。在一定意义上也反映了主成矿元素的成因（黄文斌等，2020）。第二类：W-Sn，为本研究区主要的成矿及伴生元素组合。第三类：Ag-Bi，为本研究区的伴生元素组合。第四类：B元素，单独为一类，为本研究区主要的成矿指示性元素。

对地电提取元素的因子分析结果进行地质解释，推测元素组合与成矿之间的关系。由表1可以看出，地电提取的10种元素受4个因子控制。

F1因子为Cu-Ni-Co-Zn元素组合的综合反映，虽然同为一套中高温元素组合，却代表了2种不同的岩浆活动。其中，Cu、Ni和Co元素反映了区内四堡期基性—超基性岩浆侵入活动，而基性—超基性岩脉底部为区内岩浆熔离型铜镍矿的主要赋矿地质体；Cu、Zn以及未提取的Pb作为亲铜成矿元素，在酸性岩中呈富集特征，与中温含硫热液和酸性岩浆活动关系密切，代表区域内以锡石—硫化物期为主的中酸性岩浆活动。

F2因子为Ag-Bi元素组合。结合研究区地质概况，区内出露的四堡期早期辉橄岩和辉石岩均为超基性—基性岩，与区内Bi元素的高温热液活动密切相关，经过聚类分析和因子分析可知，Bi与Ag为一组，这表明研究区可能经历了中、高温多期次热液活动，同时该元素组合也是重要的伴生元素组合。

F3因子为W-Sn元素组合，W和Sn为高温成矿元素，且均为钨钼族元素，化学活动性相对较弱，常富集在酸性岩中，与高温中酸性侵入体及其热液活动有关。通过对已知矿床的分析，认为该组合代表了云英岩锡钨成矿阶段。

F4为独立因子B，桂北地区从基底地层到岩浆—热液成矿作用过程中普遍富含B。前人研究认为，B是促使该区花岗质岩浆高度分异，并导致岩浆期后热液锡成矿的重要因素之一（成里宁等，2019）。因此，B可作为指示因子（图5）。

从旋转后空间中的成分图（图5）也可以看出，F1、F2和F3因子元素组合在三维主成分空间分析图中分别聚为三类，距离较近表示相关性较强，F4因子则独立作为一类。

利用组合衬值异常法和累计频率法求取组合异常下限。首先，利用各元素的原始值与背景值之比求取衬度值，即对原始数据进行归一化处理。其次，运用组合衬值异常法对各元素衬度值进行组合，并采用累计频率法计算各元素组合的背景值和异常下限，最终圈定综合异常。

从记洞湾矿区地电组合异常平面图（图6）可以看出，该区地电化学异常主要分布于研究区中部及北西侧，其次为研究区南东侧，但显得更为集中。

（1）Cu-Ni-Co-Pb-Zn组合元素异常：主要分布于研究区北西侧，根据异常规模和空间位置，可划分为2个异常区（F1-1和F1-2）。其中，F1-1异常区位于研究区中部靠北西一侧，处于四堡群文通组与石英闪长岩岩体接触带附近，受NE向和NW向断裂带控制，该异常规模大，清晰度高，且异常浓度分带明显；F1-2异常区位于研究区北西侧，处于四堡群文通组与花岗闪长岩岩体接触带附近，受NE向断裂带控制，该异常规模较小，清晰度高，且异常浓度分带明显。

（2）Bi-Ag组合元素异常：主要分布于研究区北西侧，其次为南东侧，根据异常规模和空间位置，可划分为2个异常区（F2-1和F2-2）。其中，F2-1异常区位于研究区中部靠北西一侧，处于四堡群文通组与石英闪长岩岩体接触带附近，受NE向断裂带控制，异常规模较大，沿NE向展布，异常清晰度较高，分带明显；F2-2异常区位于研究区南东一侧，处于四堡群文通组与石英闪长岩岩体接触带附近，受NE向断裂带控制，异常规模较小，清晰度高，分带较明显。

（3）Sn-W组合元素异常：主要分布于研究区南东侧，其次为北西侧，根据异常规模和空间位置，可划分为2个异常区（F3-1和F3-2）。其中，F3-1异常区位于研究区南东侧，处于四堡群文通组与石英闪长岩岩体接触带附近，异常规模较大，清晰度较高，分带明显；F3-2异常区位于研究区中部靠北西一侧，处于四堡群文通组与石英闪长岩岩体接触带附近，受NE向和NW向断裂带控制，异常规模较小，清晰度高，分带较明显。

综上所述，研究区地电化学异常规模大且较集中，异常清晰度高，浓度分带明显，具有较大的找矿潜力。

根据研究区地质条件，按照元素间的套合情况以及各元素在研究区内的异常位置（刘刚等，2018），可将异常区划分为不同等级的靶区，分别为A类、B类和C类靶区。划分标准如下：

（1）A类靶区划分标准：主成矿元素Cu和Sn异常规模大、分布广且强度高，和其指示元素具备外、中、内带，且异常分带显著，与成矿元素组合异常套合较好，在异常范围内受地质因素影响较大，成矿地质条件良好。

（2）B类靶区划分标准：地电化学测量Cu和Sn元素连续性较差，但异常规模适中，主成矿元素与成矿组合元素异常仅部分套合，具备成矿所需的断层和地层，成矿地质条件良好。

（3）C类靶区划分标准：地电化学测量主成矿元素连续性差，异常规模一般，异常发育较差。主成矿元素与成矿组合元素异常套合一般，异常仅集中分布于一条测线，异常规模小且延续性差，成矿地质条件良好。

通过综合分析记洞湾矿区地电提取元素以及组合元素异常空间分布特征，在研究区内划分出A类靶区2个，分别为A-1和A-2，B类靶区2个，分别为B-1和B-2（图7）。

A-1靶区：位于研究区中部偏北西一侧，处于四堡群文通组与石英闪长岩岩体接触带附近。由元素组合异常结果可知，F1-1、F2-1和F3-2异常区在该靶区重叠，异常强度大，套合性良好。A-2靶区：位于研究区南东侧，处于四堡群文通组与石英闪长岩岩体接触带附近。由元素组合异常结果可知，F3-1和F2-2异常区在该靶区重叠，异常强度大，套合性良好。

B-1靶区：位于研究区北西侧，处于四堡群文通组与花岗闪长岩岩体接触带附近。由元素组合异常结果可知，F2-1和F1-2异常区在该靶区重叠，异常强度较大，套合性较好。B-2靶区：位于研究区南东侧，处于四堡群文通组、泥盆系信都组与辉石岩岩体接触带附近。由元素组合异常结果可知，F3-1和F2-2异常区在该靶区重叠，异常强度较大，套合性较好。

根据地电化学研究结果，结合区内已知锡铜多金属矿体特征，认为该研究区具备良好的成矿地质条件，是寻找隐伏锡铜多金属矿体的有利区域。

（1）根据记洞湾矿区已知剖面找矿可行性试验研究，在已知矿体上方呈现出较清晰的地电化学元素异常曲线，表明采用地电提取法在该区寻找锡铜多金属矿床是可行的。

（2）通过对记洞湾矿区的地电提取数据进行统计分析，并结合异常平面特征分析，得出4个元素组合：F1（Cu-Ni-Co-Pb-Zn）、F2（Ag-Bi）、F3（W-Sn）和F4（B）。从平面异常图可以得出：单元素异常明显、强度大且连续性好；组合元素异常套合性好，分带明显。

（3）结合单元素平面异常特征、组合元素平面异常特征及找矿靶区预测结果，得出四堡群文通组与石英闪长岩岩体接触带附近明显富集地电提取的10种元素，且受NE向断裂控制。

（4）各预测靶区与区内已知矿床具有相似的成矿地质条件，反映出研究区具有较大的找矿潜力，有待开展进一步工作。