GIS在苍峄铁矿带苍山段成矿预测中的应用
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[摘要]在野外地质调查和室内综合研究的基础上，通过地质、地球化学、地球物理等成矿地质背景研究，应用gis软件建立了基础数据库。利用非线性矿产资源评价模型和MICAS等软件叠加分析，对苍峄铁矿带苍山段进行了成矿预测，证明基于GIS的成矿预测是行之有效的，为本区成矿规律研究提供了更多重要的找矿信息和方法。
[关键字]GIS 成矿预测 铁矿 苍山段
[中图分类号] P612 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-5-190-2
面对21世纪对矿产资源需求的严峻形势，矿产预测研究将面临新的机遇与挑战，随着我国矿产预测工作的发展和各种地学数据的急剧增长，GIS在矿产预测工作中的应用研究将随着地学信息科学的发展日益普及和深化〔1〕。这一技术已被引入到成矿预测工作中，取得了不少成果。苍峄铁矿带铁矿成矿地质条件良好，山东省鲁南地质工程勘察院等单位先后发现和评价了前大窑、王埝沟、木山、草主山、东兴铁矿等矿床，显示出本区具有良好的找矿前景[2]。
1预测准则的建立
1.1鞍山式铁矿的预测准则
根据对前大窑、王埝沟、木山、草主山、东兴铁矿等矿床成因模式和综合信息找矿模式的研究，结合当前的成矿预测理论，建立以下预测准则。
（1）地层控矿准则，鞍山式铁矿主要赋存在泰山群山草峪组内。山草峪组变质岩系其原岩成分为砂质、泥质夹基性火山岩及与火山喷发有关的硅铁质，经区域变质产生重结晶及片理化作用，形成磁铁角闪石英岩、磁铁石英角闪岩及各类片岩。局部磁铁矿含量较高，构成磁铁矿体。因此，泰山群山草峪组为寻找“鞍山式”铁矿的有利层位；（2）矿化集中区准则：鞍山式铁矿矿床往往是成群分布的，在大小规模上呈正态分布，在已知的矿点密集区或分布区找大矿、扩大矿床规模（就矿找矿）具有重要指示意义；（3）航磁异常准则：鞍山式铁矿一般磁异
常强度大、梯度陡，且呈条带状展布，延伸范围较大，且与铁矿层的走向基本一致。不论是航磁异常还是地磁异常，常伴有较大的负值异常（图1）；（4）异常套合准则：地、物、化、遥多异常套合地区的成矿潜力比单异常分布地区的成矿潜力要大。
1.2矽卡岩型铁矿的预测准则
（1）碳酸盐岩控矿准则：矽卡岩型铁矿主要形成于碳酸盐岩石，其次为凝灰岩、钙质砂页岩等；（2）燕山期侵入岩控矿原则：对矽卡岩型铁矿形成最有利的岩浆岩是闪长岩—二长岩类岩石，其次为花岗闪长岩及花岗岩类；（3）过渡带和接触带（边缘效应）准则：本类矿床主要产于中—酸入岩与碳酸盐类岩石接触带或其附近，大部分矿体产于矽卡岩中，少数产于围岩中；（4）构造岩浆带及构造应力转化期准则：构造岩浆带是区内金属矿床及部分非金属矿床的主要控制因素，特别是一些构造岩浆带，造山活动时由挤压转为伸展，对成矿非常有利；（5）交会的原则：不同期次、不同级次和不同方位的构造岩浆活动带的交会部位往往是成矿的有利地带。岩体及矿床经常出现在两组较大构造体系的交汇处；（6）磁异常原则：该类矿床的航（地）磁特征：多为孤立异常，曲线形态比较规则，一般异常强度较大，异常规模大小不等，平面形态也多种多样，有条带状、浑圆形、不规则形状等；（7）异常套合准则：地、物、化、遥多异常套合地区的成矿潜力比单异常分布地区的成矿潜力要大。
2预测区的主要找矿信息标志
2.1鞍山式铁矿的主要找矿信息标志
通过对已有资料的分析，根据预测准则，结合本地区的成矿地质条件分析和GIS的成矿预测方法，就可以从错综复杂的地学信息中提取出关键的控矿因素和找矿标志。预测区的鞍山式铁矿的主要找矿信息标志包括：
（1）地层：太古界泰山岩群山草峪组变质岩系是含硅铁质岩类经区域变质产生作用，形成磁铁角闪石英岩、磁铁石英角闪岩及各类片岩。局部磁铁矿含量较高，构成磁铁矿体。（2）地球物理：磁异常是磁铁矿床良好的找矿信息，在苍峄铁矿带上，目前已经探明的前大窑、王埝沟等铁矿磁异常为呈宽缓的带状分布，并伴有明显的负磁异常，异常T一般500nT以上，峰值可达7500nT。
2.2矽卡岩型铁矿的主要找矿信息标志
通过对已有资料的分析，根据预测准则，结合本地区的成矿地质条件分析和GIS的成矿预测方法，就可以从错综复杂的地学信息中提取出关键的控矿因素和找矿标志[3]。预测区的主要找矿信息标志包括：（1）岩浆岩：区内的含矿岩体为多期次浅成侵位的中酸性杂岩体，在岩体边部的局部伴有角砾岩筒或侵入角砾岩，有时具有明显的次火山岩性质。岩浆的多次侵入活动能促使形成并保持较长期的热液系统，有足够的矿质和挥发份富集形成含矿的岩浆热液；（2）地层：寒武系、奥陶系碳酸盐岩与成矿岩体的接触带部位是寻找金属矿体的有利标志。碳酸盐岩化学活动性强，易于岩浆发生交代作用；（3）构造：区内断裂的交汇部位是含矿岩体侵位和赋存的有利空间。环绕成矿岩体的外接触带围岩中的层间破碎带、滑脱带以及寒武系底部与结晶基底之间的不整合面是有利的构造标志；（4）地球物理：磁异常是良好的铁矿找矿信息。研究区在某些部位形成的矽卡岩型中含有丰富的磁铁矿，可望形成铁矿体，如莲子汪岩体就形成了矽卡岩型铁矿体，因此，较强的磁异常是寻找此类矿体的十分重要地球物理标志。
2.3成矿预测信息的提取与分析
成矿信息是指示矿化存在的各种显示和标志，包括各种直接和间接指示矿化存在或可能存在的一切有用信息。在成矿预测中深入地对各种矿化信息进行分析、评价，从中提取综合信息极为重要，是划分成矿远景区和成矿规律图的主要依据。根据提取的成矿标志，成矿信息主要包括：地质信息、遥感地质信息、地球化学信息、地球物理信息等，本研究区主要提取的是地质信息和磁测信息。
3综合成矿预测
3.1鞍山式铁矿预测靶区的初步圈定
利用GIS空间分析功能，对地质、物探进行相交、叠加处理，使致矿异常信息优化、组合、浓缩，从而得到包含多种成矿与找矿信息的组合异常，该组合异常区就是成矿预测区[3]。
首先将1：50000航磁资料数据化，将磁测资料数字化后在Arcview软件下处理，明显可以看出在东石门、兰陵一带，分布有较高的带状磁异常（图1），这是由已经探明的东石门、前大窑、王埝沟、东兴、木山、兰陵等鞍山式铁矿床引起的。
运用Arcview软件将异常T立体化处理后，磁异常特征非常明显，其效果远远优于平面等值线图。立体图上显示的磁异常强度相对高的部位都已经得到钻探或正在钻探且已经发现了铁矿体，如兰陵异常在深部600m发现了磁铁矿体。
3.2矽卡岩型铁矿预测靶区的初步圈定
在1：50000航磁异常图上，贾庄异常显示为近于圆形的低缓异常，看似是由岩体引起，这样的异常一般不能形成矿体。但在搜集以往资料时，发现在贾庄一带，上世纪七、八十年代在开展金刚石原生矿普查时曾经开展过1：5000高精度磁测工作，随将其原始数据点进行数字化，建立1：5000磁测数据库，并运用mapgis和arcview软件进行处理，发现在贾庄一带（图1），存在一个明显的NE向的磁异常带，该异常带NE向延长约2km，宽200～700m，T一般300～640nt的正异常，异常面积约0.6km2，并伴有负异常。
运用mapgis软件，将磁异常与地质信息套合发现，磁异常部位既有燕山期闪长岩，也有寒武系地层，并有NE向断裂通过。推断该异常由燕山期岩浆岩与寒武系灰岩等接触带形成的矽卡岩引起，NE向断裂给燕山期闪长岩侵入提供了良好通道，异常区具有良好的矽卡岩型铁矿找矿条件。随结合T值立体图和地层、NE向断裂，参照T值大于320nt（包括所有的T值大于600nt区域）圈定了一个NE向的找矿靶区，靶区面积0.6 km2。
4小结
地理信息系统（ GIS） 是综合处理和分析空间数据的一种计算机软硬件技术系统。借助地理信息系统能实现空间（几何） 数据和属性（非几何） 数据的输入、存储、更新、检索、查询、编辑、修改、运算、分析处理、图形显示、输出等工作。综合信息成矿预测就其本质而言，是空间分析问题，它研究的是点（矿床、矿点） 、线（断层、构造线） 、面（地层、岩体、各种物化探异常） 之间的空间关系。地理信息系统正是研究点、线、面（区） 空间系统的有力工具。GIS 可以利用地质图件和相关资料、借助于其强大的空间分析功能充分利用图形要素和空间图形信息进行矿产资源的评价工作[4 ] 。因此地理信息系统（ GIS） 为综合信息成矿预测提供了强有力的技术支撑。地理信息系统（ GIS） 支撑下的综合信息成矿预测，在成矿信息的提取、成矿信息的综合关联分析、预测过程及预测结果的可视化等方面均具有许多常规地质方法不可比拟的优点，不但可以极大地提高工作效率，而且在建立研究区空间数据库的基础上进行动态、定量预测，促进成矿预测工作的科学化，是今后成矿预测的一个重要发展方向。地理信息系统在成矿预测中的深入应用，必将把传统的成矿预测工作推进到一个崭新的阶段。