河北省S型与Ⅰ型花岗岩体上的航磁异常特征及找矿作用

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河北省S型与I型花岗岩体上的航磁异常特征及找矿作用

高庆柱1，2，彭朝晖3，肖金平3，任淑芝3

（1.中国地质大学地球物理与信息技术学院，2.北方机电工业学校，3.河北省地球物理勘查院）

摘要：S型与I型花岗岩体在河北省境内广泛分布，前者含矿性不好，后者与成矿关系密切，普遍矿化。通过分析河北省高精度航磁资料，总结对比了S型与I型花岗岩体的航磁异常特征，并分析了它们磁性差异的原因，以便于在航磁资料的研究中圈定这两类花岗质岩体，区分矿与非矿异常，间接圈定找矿靶区。

花岗岩类是组成大陆壳的主要岩石，其分类问题一直是花岗岩研究的问题之一。按形成环境和物质来源进行花岗岩分类的I—S—M—A分类体系，因为其能反映岩浆源区信息以及指示特征的构造环境而得到广泛的推广，极大地推动了花岗岩的研究工作。I—S—M—A分类体系中的S型花岗岩起源于地壳沉积岩的局部熔融，主要发生在陆内大型韧性剪切带和大陆碰撞造山带，以蚀变花岗岩型、云英岩型、矽卡岩型、脉型等热液矿床为主；I型花岗岩起源于地壳火成岩的熔融，主要发生在活动大陆边缘，以斑岩型、矽卡岩型、热液叠加型、玢岩型等矿床为主；M型花岗岩起源于地幔物质，是由幔源玄武岩浆分异而成，主要发生在大洋火山岛弧内，与洋陆碰撞等造山环境中的超镁铁质堆积岩有关；A型花岗岩起源于地幔与地壳物质的结合，指碱性的、无水的非造山环境形成的花岗岩［1］。

按照I—S—M—A分类体系，河北省以S型和I型分布最广，分别占侵入岩出露总面积的35%和60%。S型岩体一般出露面积较大，呈大岩基产出，相变不明显，往往是边部较内部偏酸性，就目前资料反映此类岩体一般无矿化或个别有微弱矿化，含矿性不好，除萤石矿床和个别铀矿点外，仅见W、Be、Nb、Ta等零星矿化现象。I型岩体，产状从小岩株到大岩基都有，但以中小型为主，多呈近等轴状，且多具相变分带，同一岩体由边缘到中心酸性程度增加，往往是由岩浆多次活动构成的杂岩体。这类岩体普遍矿化，含矿性最好，河北省众多不同规模的铁、铜、钼及多金属矿床都与I型花岗岩及同源的潜火山岩有关［2－4］。

如何区别这S型和I型花岗岩体，将对特定地区的找矿具有十分重大的指导意义。基于此目的，笔者在该地区进行了详细的S型与I型花岗岩体的航磁异常特征对比研究，总结出了一系列规律，以期得到河北省地区具有成矿潜力的区域范围。

1 S型与I型花岗岩体的航磁异常特征

花岗岩类岩体往往因相变复杂、磁性不均而形成复杂的航磁异常，并有众多的局部叠加异常。它们属于酸性岩体，在岩浆岩中是磁性最弱的一类，但其磁性也不尽相同，产生的异常也有差别，现将在河北省分布最广的S型与I型花岗岩体的航磁异常特征分别论述于下。

1.1 S型花岗质岩体上的航磁异常特征［2］

S型花岗质岩体大部为成岩时代较早的侵入体，如太古代的都山、红花梁、平阳、许亭等岩体，古生代的康保、满德堂、王土房等岩体，也有一些是燕山期的岩体，如王坪石、茅山、罗文峪、麻地等岩体。这些岩体一般规模较大，呈岩基产出，很少以岩株出现，岩体中岩性比较均一，岩石类型单调，相变不明显，从中心到边缘几乎全部为花岗岩。这类岩体含矿性一般不好，在河北省尚未发现与之有关的成型矿床。

这类岩体上磁场强度普遍很低，梯度平缓，常组成正常磁场或明显的低值负磁场，如围岩为沉积岩，则岩体与围岩磁场无大差异，若围岩为磁性岩层，则岩体周围为正异常带所包围，且南侧的磁性岩石，由于倾斜磁化的缘故常在其北侧（即岩体南侧边界部位）产生伴生的负异常，与岩体本身的低值磁场叠加，往往形成负异常中心。

1.1.1 都山岩体上的航磁异常特征

都山岩体位于河北省东部的宽城县东南方，以都山为中心出露，呈北东向的椭圆状，面积300 km2，为，岩性为太古代花岗岩。围岩除东北部为汤道河花岗岩闪长岩体外，其余地段均为太古界片麻岩，并含磁铁矿层。

其航磁ΔT异常等值线平面如图1所示，由图1可见岩体上航磁异常平缓，强度在0～－400 nT之间，岩体外围磁场强度升高，局部正异常呈环状围绕，有的高值地段为变质铁矿引起。在岩体南侧边界处，负磁场强度最大，极小值在－500 nT以下，是与南侧围岩的磁性地层倾斜磁化伴生负异常叠加有关。

1.1.2 王坪石岩体上的航磁异常特征

图1 都山岩体航磁ΔT异常等值线平面

王坪石岩体位于兴隆县城东南方，出露面积40 km2，为燕山期花岗岩体。岩体西部和北部的围岩为长城系沉积岩地层，东南部为太古界片麻岩地层。

其航磁ΔT异常等值线平面如图2所示，由图2可见岩体中磁场强度在－100～－500 nT之间，岩体与长城系地层的磁场相似，均较平缓，说明花岗岩岩体与沉积岩磁性相近，均属极微磁性。岩体南部边缘也出现了负异常中心，极小值－870 nT，主要是由东南部磁性片麻岩倾斜磁化引起的伴生异常。

图2 王坪石岩体航磁ΔT异常等值线平面

从以上实例可见，到目前为止，在河北省尚未发现S型花岗岩体与矿产关系密切。

1.2 I型花岗质岩体上的航磁异常特征［2］

I型花岗质岩体岩浆分异良好，相变明显，不同的岩相带多呈环状展布，同一岩体中由边缘到中心酸性程度增加，边缘相可为花岗闪长岩或石英闪长岩，中心相可为花岗岩或花岗闪长岩，往往是由岩浆多次活动构成的杂岩体。岩体多呈近等轴状中、小型岩株产出，部分为大型岩基与围岩为侵入接触关系，界线清楚，接触面一般较陡。这类岩体绝大多数是燕山期的产物。含矿性好，普遍含不同种类的矿化，常形成不同规模的铁、铜、钼及多金属矿床。在花岗岩成岩系列中属于Ⅰ型花岗岩。

这类岩体由于中心是酸性的花岗岩，磁性极微，形成平稳的低值磁场；边部是偏基性的花岗闪长岩，磁性较强，常产生数百纳特的正磁异常，呈环状围绕，甚为壮观。特选几个典型例子论述如下。

1.2.1 锥子山岩体上的航磁异常特征

锥子山岩体位于围场县城西南方，呈葫芦状出露地表，长轴近南北向，为古生代的酸性杂岩体，中心相为花岗岩，边缘相为花岗闪长岩，边缘相不完整，在东北方围场县城一带缺失。在岩体北部和南部局部出露太古界变质岩，东西两侧大面积出露侏罗系火山岩。

图3 锥子山岩体航磁ΔT异常等值线平面

其航磁ΔT异常等值线平面如图3所示，由图3可见在花岗岩上反映为微弱的平稳负磁场，强度在0～－200 nT之间变化，花岗闪长岩上为数百纳特变化的正磁异常带，构成了环状异常，由于边缘相不完整，所以在岩体的东北方边缘相缺失部位环状正异常也开了一个口子。

在岩体内部有铀、钍矿化发育。

1.2.2 赤瓦屋岩体上的航磁异常特征

赤瓦屋岩体位于阜平县西南方，呈等轴状岩株侵入在阜平群片麻岩地层中，为燕山期侵入体，中心相为花岗闪长岩，边缘相为中性的石英闪长岩。其岩体成分偏基性，故其异常强度也较高，其航磁ΔT异常等值线平面如图4所示，由图4可见中心强度在50～200 nT，边缘的环状异常强度在300～1 000 nT。整个岩体异常的北侧有负异常伴生，极小值为－300 nT。

图4 赤瓦屋岩体航磁ΔT异常等值线平面

岩体中有Cu、Mo以及W等多金属矿化，岩体外围有Au、Pb、Zn、Mo矿化，均未达到开采品位。

赤瓦屋岩体西南方的麻棚岩体，岩体岩性分布及航磁异常特征与赤瓦屋岩体极其相似。在岩体的东南侧变质岩中有石湖大型金矿产出。岩体内及其四周围岩中有大范围地球化学多元素组合异常分布，是找金及多金属矿产十分有利的地区。

1.2.3 南城子岩体上的航磁异常特征

南城子岩体位于唐县西北部、涞源县城南部。侵入在阜平群片麻岩中，西北部局部地段与长城系地层接触，岩体近椭圆状，出露面积28 km2。岩体中心为花岗岩及花岗闪长斑岩，边缘相为石英闪长岩，后者仅发育在岩体的东及西南边缘。

图5 南城子岩体航磁ΔT异常等值线平面

图5为文该岩体航磁ΔT平面等值线，由图5可见岩体上异常值在±100 nT之间变化，由于边缘相发育不完整，故正异常带仅产生在岩体的东部及南部边缘，呈半环状展布，异常的高值部分也呈串珠状排列，极大值500 nT。

南城子岩体是一个含多种金属矿化的含矿花岗岩体，在东接触带的岩体内外，有含Au、Ag石英脉发育，大石峪金矿即在此处。

据水系沉积物测量，在岩体东部和西部接触带内外均有Cu、Pb异常。东部异常区与大石峪矿区吻合。

从以上实例可见，在河北省I型花岗岩体与矿产关系十分密切。

2 S型与I型花岗岩体航磁异常特征

由以上论述可知：S型花岗岩体上磁场强度普遍很低，梯度平缓，常组成正磁场或明显的负磁场，与矿产关系不密切。I型花岗岩体上磁场强度为中心场值低而周围场值高，形成环状异常，梯度较陡，与矿产关系密切。这是因为S型花岗岩体中岩性比较均一，岩石类型单调，相变不明显，从中心到边缘几乎全部为花岗岩；而I型花岗岩体上的环状航磁异常主要由岩体岩相不同，导致岩体的中心相与边缘相磁性差异，偏基性的边缘相产生较高强度的异常而形成环状异常。

这些规律是研究航磁异常得出的，同样也适用于地磁异常。研究这些规律有利于圈定这两类花岗岩体，区分矿与非矿异常。同时也说明，在河北省，岩体上的环状航磁异常更值得研究与重视，因为它们与矿产关系更为密切。

3 两类花岗岩体磁性差异的原因［2，5］

由河北省磁参数统计结果可知［4］：S型花岗岩（101块标本）磁化率（κ）为34×10－6SI，剩余磁化强度（Mr）为55.15×10－3A/m；I型花岗岩（93块标本）磁化率为127×10－6SI，剩余磁化强度为494× 10－3A/m。显然两个类型的花岗岩在磁性上有明显的差异，这一点可以从它们组成成分的差异得到解释。S型系列的岩石SiO2含量高，磁铁含量低；而I型系列的岩石则相反，SiO2含量低，磁铁矿含量很高，两者之中无磁性和磁性矿物互为消长关系而产生了磁性的差异。同时，正因为I型花岗岩体磁铁矿含量很高，且往往是由岩浆多次活动所构成的杂岩体，因而与众多矿产的关系密切。

4 结语

航空磁测在河北省已覆盖了全省山区、平原区及部分海域，这些成果在地球物理与地球化学勘查以及区域地质调查等各方法中可以说是覆盖面最广、比例尺最大、调查程度最高的。目前，航磁成果已广泛为地勘、冶金、有色、核工业等多个部门所利用，在勘探磁性矿产、寻找金属矿产、研究大地构造、进行地质填图等方面，已经发挥了重大作用，而且以后还将在这些方面发挥更大的不可替代的作用。将S型花岗岩体与I型花岗岩体的航磁异常特征与规律进行总结，有利于在今后寻找磁性矿产或者金属矿产时区分矿与非矿异常，在进行地质填图时圈定这两类花岗岩体，从而间接圈定找矿靶区。

由于I型花岗岩体与成矿关系密切，因此，在地质找矿工作中更应该重视有磁性的花岗岩体。

资料来源：高庆柱, 彭朝晖, 肖金平等. 河北省S型与Ⅰ型花岗岩体上的航磁异常特征及找矿作用[J]. 物探与化探, 2010, 第34卷(2):158-162.

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