应用GIS浅析冀北地区太古界变质岩与金矿的关系

刘文建　杨超　陈亚伟　刘文

摘要：冀北地区处在西伯利亚板块与华北板块之间，受到地质运动的多期强烈改造，具有极为有利的金成矿地质条件，成矿事实及找矿标志也极为显著。目前在冀北地区发现的绝大多数金矿均产于太古界变质岩内，表明两者在空间上紧密相关，通过成矿广度和成矿强度的GIS理论分析，进一步证明了冀北地区金矿与太古界变质岩之间关系密切。

关键词：成矿广度；成矿强度；变质岩；金矿床

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

冀北系指东经114°～119°，北纬40°～42°之间的地区，主要包括张家口市和承德市。冀北地区在地质演化史上是一个构造岩浆作用异常强烈的活动带，具有十分有利的成矿地质背景。目前，冀北地区已知金矿产地和矿点约233个，其中超大型金矿床1处，大型金矿床2处，中型金矿床10处，小型金矿27处。这些矿床（点）绝大部分产于太古界变质岩内，两者在空间上紧密相关。本文将应用GIS——“成矿广度与成矿强度”理论定量分析两者之间的关系。

1. 成矿广度和成矿强度

“成矿广度和成矿强度”理论主要用于评价研究区的成矿有力度，由池顺都教授所提出，其中，“成矿广度”代表工作区范围内矿化发育的广泛程度，用区域内产出的资源量多少来表示。“成矿强度”代表矿化发育的强烈程度，用在某成矿单元面积（出露的地层）所拥有的矿产资源量来表征。

考虑到矿产地的规模不尽相同，成矿广度通过矿产当量N来衡量：

N=N1×K1+N2×K2+N3×K3+N4

其中：N1、N2、N3、N4分别代表大、中、小型矿床和矿点的个数。K1、K2、K3则代表大、中、小型矿床所对应的权系数。根据金矿床规模划分标准K1=20，K2=10，K3=5。

成矿强度由单位矿产当量KN表示：KN=N/S

其中：S为地层出露面积，单位为km2；为了使其数值与矿产当量相近，我们将单位矿产当量乘以1000，即KI=KN×1000来表示成矿强度指数。KI值越大，说明矿化发育程度越强烈，也即单位面积内矿藏产出越多，找矿前景越乐观。

2. 成矿广度和成矿强度分析

作成矿广度和成矿强度分析之前，首先要作一系列的统计计算：

（1）搜集资料统计出各赋矿地层中不同规模金矿床（点）的个数。

（2）利用Mapgis软件计算各赋矿地层的面积。

（3）计算成矿广度指数N。

（4）计算成矿强度指数KI。

通过统计，冀北地区目前所发现的金矿床和矿（化）点共计有233个，主要赋存在中下太古界（Ar1-2）的桑干群（迁西群）、上太古界（Ar3）的单塔子群、下元古界（Pt1）的红旗营子群、中上元古界（Pt2-3）的长城系、蓟县系以及中生界的侏罗系（J）4个地层中，具体分布情况见表2、图2-1。

根据图2-2，冀北地区各地层的金成矿广度和成矿强度特点总结如下：

a. 冀北各地层中金矿化发育的广泛程度由大到小依次为桑干群→单塔子群→长城系和蓟县系→红旗营子群→侏罗系地层。

b. 冀北各地层中金矿化发育的强烈程度由高到低依次为红旗营子群→单塔子群→桑干群→长城系和蓟县系→侏罗系地层。

3. 结论

冀北地区大中型金矿床的控矿地层主要是中下太古界（Ar1-2）的桑干群或迁西群，其次是下元古界（Pt1）的红旗营子群。其余地层中虽然发现的矿床点数量很多，但大多是小型或矿点，还需进一步的工作。

成矿预测或评价某一地区的成矿潜力时，需要综合考虑成矿广度和成矿强度。冀北地区长城系和蓟县系（Pt2-3）地层虽然成矿强度不大，但地层出露面积大，因此仍然具有较好的找矿前景；红旗营子群KI值最大，但出露面积小，找矿前景一般。两者兼具的就是太古界的桑干群和单塔子群两个地层，目前已有的找矿事实也验证了这一点，是大中型金矿床的主要控矿地层，找矿前景极为乐观。

因此，通过成矿广度和成矿强度的GIS理论分析，太古界地层与金矿关系密切，具有很大的找矿潜力。

参考文献：

[1] 池顺都.应用GIS进行成矿强度和广度的定量分析[J].现代地质.1999.

[2] 宋瑞先，王有志等.河北金矿地质[M].地质出版社.1994.

[3] 刘文建.冀北金矿成矿特征及成矿作用研究[D]，北京：中国地质大学，2014.