應用GIS淺析冀北地區太古界變質巖與金礦的關系

劉文建　楊超　陳亞偉　劉文

摘要：冀北地區處在西伯利亞板塊與華北板塊之間，受到地質運動的多期強烈改造，具有極為有利的金成礦地質條件，成礦事實及找礦標志也極為顯著。目前在冀北地區發現的絕大多數金礦均產于太古界變質巖內，表明兩者在空間上緊密相關，通過成礦廣度和成礦強度的GIS理論分析，進一步證明了冀北地區金礦與太古界變質巖之間關系密切。

關鍵詞：成礦廣度；成礦強度；變質巖；金礦床

APPLICATION OF GIS TO THE SUPERFICIAL ANALYSIS OF THE RELATIONSHIP BETWEEN ARCHAEOZOIC METAMORpHIC ROCKS AND GOLD MINERALIZATION OF NORTH AREA OF HEBEI PROVINCE

Liu Wen-jian，Yang Chao and Chen Ya-wei

Xi an Institute of Geology and Mineral Development，Xi an 710054

Abstract：North area of Hebei province，lying between Siberia plate and North China plate，is an active belt in the geological evolution history，has suffered much extensive reformation of multi-term geological movement. So the study area has a very favorable geological conditions for forming gold deposits. According to statistics，the majority of gold deposits found in the area are hosted in Archaeozoic metamorphic rocks，indicating the closed relationship in space between them. And also by means of ore-forming intensity and extensity，the closed relationship between Archaeozoic metamorphic rocks and gold deposits in the area is further proved.

Key words： ore-forming intensity；ore-forming extensity；metamorphic rock；gold deposit

引言

冀北系指東經114°～119°，北緯40°～42°之間的地區，主要包括張家口市和承德市。冀北地區在地質演化史上是一個構造巖漿作用異常強烈的活動帶，具有十分有利的成礦地質背景。目前，冀北地區已知金礦產地和礦點約233個，其中超大型金礦床1處，大型金礦床2處，中型金礦床10處，小型金礦27處。這些礦床（點）絕大部分產于太古界變質巖內，兩者在空間上緊密相關。本文將應用GIS——“成礦廣度與成礦強度”理論定量分析兩者之間的關系。

1. 成礦廣度和成礦強度

“成礦廣度和成礦強度”理論主要用于評價研究區的成礦有力度，由池順都教授所提出，其中，“成礦廣度”代表工作區范圍內礦化發育的廣泛程度，用區域內產出的資源量多少來表示?！俺傻V強度”代表礦化發育的強烈程度，用在某成礦單元面積（出露的地層）所擁有的礦產資源量來表征。

考慮到礦產地的規模不盡相同，成礦廣度通過礦產當量N來衡量：

N=N1×K1+N2×K2+N3×K3+N4

其中：N1、N2、N3、N4分別代表大、中、小型礦床和礦點的個數。K1、K2、K3則代表大、中、小型礦床所對應的權系數。根據金礦床規模劃分標準K1=20，K2=10，K3=5。

成礦強度由單位礦產當量KN表示：KN=N/S

其中：S為地層出露面積，單位為km2；為了使其數值與礦產當量相近，我們將單位礦產當量乘以1000，即KI=KN×1000來表示成礦強度指數。KI值越大，說明礦化發育程度越強烈，也即單位面積內礦藏產出越多，找礦前景越樂觀。

2. 成礦廣度和成礦強度分析

作成礦廣度和成礦強度分析之前，首先要作一系列的統計計算：

（1）搜集資料統計出各賦礦地層中不同規模金礦床（點）的個數。

（2）利用Mapgis軟件計算各賦礦地層的面積。

（3）計算成礦廣度指數N。

（4）計算成礦強度指數KI。

通過統計，冀北地區目前所發現的金礦床和礦（化）點共計有233個，主要賦存在中下太古界（Ar1-2）的桑干群（遷西群）、上太古界（Ar3）的單塔子群、下元古界（Pt1）的紅旗營子群、中上元古界（Pt2-3）的長城系、薊縣系以及中生界的侏羅系（J）4個地層中，具體分布情況見表2、圖2-1。

根據圖2-2，冀北地區各地層的金成礦廣度和成礦強度特點總結如下：

a. 冀北各地層中金礦化發育的廣泛程度由大到小依次為桑干群→單塔子群→長城系和薊縣系→紅旗營子群→侏羅系地層。

b. 冀北各地層中金礦化發育的強烈程度由高到低依次為紅旗營子群→單塔子群→桑干群→長城系和薊縣系→侏羅系地層。

3. 結論

冀北地區大中型金礦床的控礦地層主要是中下太古界（Ar1-2）的桑干群或遷西群，其次是下元古界（Pt1）的紅旗營子群。其余地層中雖然發現的礦床點數量很多，但大多是小型或礦點，還需進一步的工作。

成礦預測或評價某一地區的成礦潛力時，需要綜合考慮成礦廣度和成礦強度。冀北地區長城系和薊縣系（Pt2-3）地層雖然成礦強度不大，但地層出露面積大，因此仍然具有較好的找礦前景；紅旗營子群KI值最大，但出露面積小，找礦前景一般。兩者兼具的就是太古界的桑干群和單塔子群兩個地層，目前已有的找礦事實也驗證了這一點，是大中型金礦床的主要控礦地層，找礦前景極為樂觀。

因此，通過成礦廣度和成礦強度的GIS理論分析，太古界地層與金礦關系密切，具有很大的找礦潛力。

參考文獻：

[1] 池順都.應用GIS進行成礦強度和廣度的定量分析[J].現代地質.1999.

[2] 宋瑞先，王有志等.河北金礦地質[M].地質出版社.1994.

[3] 劉文建.冀北金礦成礦特征及成礦作用研究[D]，北京：中國地質大學，2014.