阅读实例 西秦岭天水地区李子园群的解体

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一、李子园群的分布及接触关系

李子园群总体为一套中-浅变质的火山-沉积岩系。主要分布于天水市南的利桥南—太阳寺北—木其滩—李子园—娘娘坝—徐家店—关子镇南—格板峪一线，空间上以构造岩片形式呈NWW-NW向断续展布。北、北东侧与古元古代秦岭岩群之间以韧性剪切带接触，南、南西侧与晚泥盆世大草滩群、中泥盆世舒家坝群以区域逆冲断层相接触（图4-7）。

图4-7 西秦岭李子园一带地质简图

（据丁仨平等，2004）

1—新生界；2—中生界；3—石炭系；4—大草滩群；5—舒家坝群灰岩组；6—舒家坝群碎屑岩组；7—西汉水群；8—未分泥盆系；9—草滩沟群；10—原“李子园群”；11—太阳寺岩组；12—李子园群；13—关子镇蛇绿岩；14—宽坪岩群；15—秦岭岩群；16—印支期花岗岩；17—加里东期-早海西期花岗岩；18—加里东期闪长岩-石英闪长岩；19—变质辉长岩-辉长闪长岩；20—主要断层；21—一般断层；22—剖面位置及编号

二、李子园群的解体

依据野外大量调查研究，可将原划李子园群进行解体和重新划分。分布于关子镇一带的李子园群解体为三部分，除解体出关子镇蛇绿岩和李子园群（狭义）外，新厘定出了流水沟变质中基性杂岩体。分布于娘娘坝-太阳寺一带的李子园群，即甘肃省地质一队1∶5万区调所划归的丹凤群，原划木其滩岩组部分划归为关子镇蛇绿岩，原大草坝岩组大部分和黑湾里岩组部分划归为早古生代太阳寺岩组，原李家沟岩组由于仅局限分布在舒家坝-娘娘坝一带。而根据区域展布和岩相对比划归中泥盆世舒家坝群上部灰岩组，所余部分仍称为李子园群（狭义）（表4-3）。

表4-3 西秦岭天水地区李子园群构造岩石地层单位划分表

1.关子镇蛇绿岩

关子镇蛇绿岩（Gzβ）在天水西关子镇地区出露较好（图4-8，图4-9a），该区以及天水南李子园-木其滩一带以发育大套变质基性火山岩（斜长角闪片岩）为特征，其次有变质中细粒辉长岩、变辉石岩（包括阳起石岩）、蛇纹岩（变质橄榄岩）构造块体，其间均为构造接触关系。

变质基性火山岩的岩石类型主要为玄武岩，少数为玄武安山岩，属于拉斑玄武岩系列。上述关子镇蛇绿岩中的变质基性火山岩地球化学特征表明，总体属于N-MORB型玄武岩，是洋脊型蛇绿岩的重要组成部分。

2.流水沟变质中基性杂岩体

分布于关子镇古坡-流水沟一线，夹持于南侧的关子镇蛇绿岩和北侧的古元古代秦岭岩群之间，它们的面理均协调一致，呈韧性剪切构造接触关系。平面形态呈NWW向展布的不规则条带状。该变质岩体前人曾划为变质地层，本次工作依据其残存岩浆岩组构特征和地球化学特征将其从变质地层中分解出来。

图4-8 西秦岭天水地区“李子园群”联合地质剖面图

（据丁仨平等，2004）

1—细砂岩；2—含砾细砂岩；3—浊积岩系；4—石英砂岩；5—灰岩；6—石英片岩；7—绢云石英片岩；8—绿泥绢云石英片岩；9—黑云石英片岩；10—含石榴子石绢云石英片岩；11—钙质石英片岩；12—绿帘绿泥钠长片岩；13—碳酸盐化绿帘绿泥纳长片岩；14—斜长角闪片岩；15—黑云斜长片麻岩；16—大理岩；17—二长花岗岩；18—似斑状二长花岗岩；19—花岗闪长岩；20—辉长闪长岩；21—辉长岩；22—蛇纹岩；23—逆冲断层；24—同位素样品

主要组成岩石为变质的辉长岩（Gzν）及辉长闪长岩（Gzφ），中-中细粒柱粒状变晶结构，片麻状构造。主要组成矿物为角闪石（40% ～45%）、斜长石（55% ～60%），其中角闪石已经强烈定向，部分变形弱的角闪石尚保留有辉石假象，总体仍具有岩浆岩的组构特征。岩石中可以看到不同大小、形态呈透镜体状的深灰色细粒辉长岩包体。

3.李子园群（狭义）

李子园群（Pz1Lz）为一套中-浅变质的沉积-火山岩系。主要分布于利桥南寇家庄—姚家坝—宽滩一带、李子园—董水沟门—分水岭一带和关子镇南火石坝—格板峪一线，空间上呈构造岩片断续展布。北侧、北东侧与古元古界秦岭岩群或关子镇蛇绿岩之间以韧性剪切带相接触，南侧、南西侧与泥盆系大草滩群或早古生代太阳寺岩组之间以区域逆冲断层相接触（图4-8）。根据空间分布和岩石组合特征，可将其划分为3个非正式岩段级构造岩石地层单位：

a岩段（Pz1Lza）：主要为黑云母石英（构造）片岩、绢云绿泥石英（构造）片岩、长英质（构造）片岩夹绿帘绿泥钠长片岩（变玄武岩、变玄武安山岩、变安山岩），局部夹少量结晶灰岩/大理岩、含石榴子石黑云母石英片岩。主要分布于利桥南寇家庄—姚家坝—宽滩一带和李子园—董水沟门—分水岭一带。

b岩段（Pz1Lzb）：主要为绿泥绢云母石英片岩、绢云母石英片岩、钙质绢云母石英片岩夹深灰色大理岩及不纯大理岩；主要分布于利桥南寇家庄—姚家坝—宽滩一带和李子园—董水沟门—分水岭一带。

c岩段（Pz1Lzc）：主要为灰绿色-浅黄绿色条带状斜长角闪片岩/钙硅酸盐粒岩互层夹黑云母石英片岩、钙质片岩、条带状硅质岩及灰色-灰白色中厚层状大理岩及长英质糜棱岩；主要分布于关子镇南火石坝—格板峪一线。

4.太阳寺岩组

依据该套浅变质地层与李子园群（狭义）以及泥盆纪舒家坝群和大草滩群在地层岩石组合特征、变形变质方面的较大差异，而将其从原划李子园群和泥盆纪地层中分别解体出来，以出露最好地段太阳寺地区命名为太阳寺岩组（Pz1t）（图4-7，图4-8）。

太阳寺岩组主要分布于两当县太阳寺乡以北地区，呈狭长带状展布，由东到西从两当冉家院、太阳寺，过天子山和八卦山岩体经钱家坝、娘娘坝、峡门北断续延伸至杨家寺、金家河、寨柯里一带被温泉岩体吞没。南北两侧均以断层与相邻地层单元接触（图4-8d）。

该组以浅灰色-灰色中薄-中厚层状变质石英（砂）岩、石英片岩为主夹绢云母石英片岩、浅灰绿色含绿泥绢云石英片岩等，尤其向西部延伸逐渐以绢云母石英片岩为主夹石英片岩。叠置厚度大于1837 m。岩石变形较强，其中的原始层理（S0）已被强烈构造置换，代之以发育强烈的片理甚至糜棱岩化。内部可见发育有紧闭同斜褶皱构造甚至无根钩状褶皱。局部夹有强烈压扁拉长的变形砾岩，其中砾石成分以石英岩居多，砾岩层厚数十厘米。

5.舒家坝群上部灰岩组

新解体出的灰岩组（D2Shb）主要分布在天水娘娘坝—舒家坝、徐家店南王家店及店镇峡门以及礼县北李子坪—候家沟一带。总体以条带状条纹状微晶灰岩为主。舒家坝—李家沟一带，其岩性为深灰色中-薄层微晶灰岩、细晶灰岩夹少量薄层泥岩。在潘集寨—峡门一带为薄层微晶灰岩夹中厚层状砾屑灰岩及砂屑灰岩。该岩组位于舒家坝群下部碎屑岩组（D2Sha）之上，受构造运动的影响，常被断裂所错断。该岩组北侧与太阳寺岩组为断层接触。南侧与下部碎屑岩组多为整合接触，局部地段为断层接触。

关子镇蛇绿岩为典型洋脊型拉斑玄武岩（N-MORB），时代为寒武纪。

流水沟变质中基性杂岩体锆石U-Pb同位素年龄为（507 ± 12）Ma，属晚寒武世—奥陶纪，其岩石地球化学特征反映其形成于岛弧构造环境。

张维吉等（1994）在娘娘坝柳林—董水沟门一带李子园群变质基性火山岩中采集同位素年龄样品，经宜昌地质矿产研究所测得全岩Rb-Sr同位素等时线年龄为540 Ma，据此暂将李子园群时代置于早古生代。

该套变质岩系总体以变质碎屑岩夹碳酸盐岩为主，局部夹变质中基性火山岩，形成于弧前盆地构造环境。

太阳寺岩组时代主要依据是：甘肃地质七队（1978）曾在舒家坝北大草坝一带岩层中采集了微古样，发现含有小孢子：Leiotriletes，Retusotriletes，Apiculiretusispora，Acanthotriletes cf.emphanisporites。其时代大致为晚志留-早泥盆世早期。李永军（1989）在大草坝大理岩中采得：Teridontus sp.（圆柱牙形石属，未定种），认为时代应为晚寒武世—奥陶纪。从以上发现的有限古生物资料看，太阳寺组时代总体应为早古生代。

舒家坝群上部灰岩组确定主要依据其与下伏中泥盆世舒家坝群下部碎屑岩组大套深水相浊积岩系的接触关系。在徐家店南王家店及店镇峡门一带，二者呈明显的整合接触。已有的化石确认时代也为中泥盆世，形成于半深海-深海环境。

西秦岭天水地区原李子园群依据岩石组成及变质变形特征，可解体为5部分：关子镇蛇绿岩、流水沟变质中基性杂岩体、早古生代李子园群（狭义）和太阳寺组及中泥盆世舒家坝群上部灰岩组。

岛弧火山岩

如前所述，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区横跨华北陆块和西伯利亚板块及其二者之间的古生代造山带，大部分地段位于含有大量前寒武纪古陆块的兴－蒙古生代造山带内。工作区范围内前寒武纪系和古生界地层出露广泛、不同尺度（层次）构造形迹十分复杂，各类岩浆岩极为发育和金属矿床（点）星罗棋布，该区不仅是探讨兴蒙古生代造山带（中亚造山带的重要组成部分）形成机制的关键部位和了解中蒙边境中东段地壳演化过程的窗口，同时，也是开展金属矿床成矿理论研究和进行铁、铜、铅－锌－银、锡、钨和金矿床找矿勘查的重要地域（王守光等，2004；聂凤军等，1993;Pei和N ie,1993；肖序常等，1991；中国矿床发现史－内蒙古卷编委会，1996）。需要指出的是，工作区范围内错综复杂的构造形迹和众多的金属矿床（点），一方面暗示了本区经历过漫长而复杂的地壳演化历史，另外一方面也反映了该地区存在有巨大的成矿远景和良好的找矿潜力。系统的野外地质调查和详细的室内综合研究结果表明，在二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区地壳演化过程中，多期次构造－岩浆活动可导致不同构造－地层单元发生重叠或者部分缺失，因此，同一构造地层单元在某一地区的重复出现或者在若干地区连续缺失也是预料之中的事情，工作区范围内零星出露的志留系和奥陶系火山－沉积岩地层即是很好的例证（X iao等，2003;R uzhentsev,2001;R en等，1999;Sengor等，1993;W ang等，1991）。另外，随着华北陆块和西伯利亚板块以及二者之间前寒武纪中间地块的裂解与拼合，各构造－地层单元发生不同程度旋转、变形和迁移，因此，它们原始空间位置和相互关系的厘定变得极为困难，为人们客观认识区域地壳演化历史和金属矿床产出的构造环境带来一定的障碍。需要指出的是，尽管在兴－蒙古生代造山带演化过程中，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区曾发生过沧海桑田变化，但是不同地质时期古板块活动所诱发的沉积作用、岩浆活动和变质效应常常会被记录在各类岩（体）层上，为深入探讨区域地壳演化历史与成矿流体运移轨迹提供了研究对象。

一、前寒武纪地壳演化与金属成矿作用

众所周知，在地壳演化的初期阶段，整个地壳以热力状态较高、活动性较强和可塑性较大为特征。进入古元古代末期，原始地壳中的热含量开始逐渐降低，并且发生有以冷凝和压实作用为主的强烈克拉通化作用，进而形成刚性程度较高的古大陆块体，与此同时，古陆块体发生不同程度的水平位移。在此之后，区域地壳演化进入到一个全新的发展阶段——中元古代，许多地质学家将其称之为新地阶段（Neogaikum）、新原生代（阿基特坎期，Akitkanian）或始生代。这一地质时期大地构造活动的重要标志为大陆地壳发生全球性膨胀，并且伴随有大量断裂、地堑和沉降带的形成。程裕淇等（1994）认为，从中元古代起，中国大陆地壳和主要演化方式是古大陆块体破裂、分离和闭合。马杏垣等（1980）指出，中元古代为中国古大陆壳大部分地区陆台活动的开始期，坳拉谷、裂陷盆地、大陆活动边缘、断裂带和内陆盆地相继出现。同其它地区一样，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区金属成矿作用演化历史也是在这样一种特殊地质条件下开始的。大量野外地质调查和室内综合性研究结果表明，在华北陆块与西伯利亚板块之间的古生代造山带内产出有一系列出露面积大小不等和分布形态各不相同的前寒武纪中间地块。这些古陆块体无论是在产出环境和构造变形特征上，还是在岩性组合、变质程度和形成时代上均可与华北陆块部分前寒武纪构造－地层单元相对比。有鉴于此，部分学者认为，华北陆块和西伯利亚板块以及二者之间分布的前寒武纪中间地块在中元古代之前曾为同一整体，同属一个稳定性古大陆块体（邵积东，1998；聂凤军等，1993；陈琦等，1992；周和平等，1992；邵济安，1991；王荃等，1991）。就二连浩特－东钨珠穆沁旗一带及邻区而言，无论是华北陆块和西伯利亚板块，还是那些产出规模大小不等的中间地块，它们均是早前寒武纪火山喷发、古陆壳剥蚀与沉积、岩浆侵入和区域变质作用的产物，其分布范围远在工作区之外。

中元古代中－晚期（1600～1000Ma），受强烈隆升和大规模裂陷作用影响，华北陆块裂解为2个古大陆块体，即南侧的华北陆块和北侧的西伯利亚板块，并且在二者之间形成宽阔的大洋盆地（图10-5-1）。中元古代晚期到新元古代时期，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区的大地构造格局主要以下几部分所构成：①华北陆块；②西伯利亚板块；③古蒙古洋盆地；④前寒武纪中间地块群；⑤岛弧火山岩带。在华北陆块和西伯利亚板块以及部分前寒武纪中间地块内部，受中酸性火山喷发和陆源碎屑沉积作用以及热液流体活动影响，沿裂陷槽、断裂盆地和构造带堆积有一定厚度的火山岩和沉积岩，局部地段产出有铁和金矿床（点）、矿胚或矿源层，如中元古代白银都西、艾力格庙、锡林浩特和乌兰敖包变质岩块体中的铁和金矿（化）点（徐备等，1994;Nie和Bjφrlykke,1994；聂凤军等，1993）。受后期区域性变形变质作用和岩浆活动影响，原始的含矿火山－沉积岩地层将不可避免地发生与热力作用相关的“重就位”效应，也就是说，铁和金及有关组分将会发生不同程度的运移、沉淀和富集，进而形成规模较大和品位较高的金或铁矿床。尽管受成矿期后各类构造作用影响，迄今为止，在前述前寒武纪变质岩块体内尚未找到大型金或铁矿床，但是从国内外同类地区找矿勘查工作经验来看，在工作区前寒武纪变质岩块体中找到既具有“沉积型矿床”印迹，又兼具“热液交代型矿床”特点的铁或金矿床是完全有可能的。

图10-5-1 二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区构造－岩浆活动与金属成矿作用演化史示意图

（根据陈琦等，1992和Xiao等，2002资料改编）

1—古大陆边缘沉积物；2—古大陆内部沉积岩；3—火山－沉积岩；4—古蒙古洋壳；5—前寒武纪中间地块；6—古大陆块体；7—镁铁质侵入岩；8—花岗岩类侵入岩；9—蛇绿混杂岩（古大洋壳残片？）；10—变形带；11—陆内裂陷盆地；12—推覆构造带；13—逆断层；14—铜矿床；15—铁矿床；16—金矿床；17—铅－锌－银矿床；18—锡－铜矿床；19—铜－金矿床；20—铁－锌－铋多金属矿床；21—镍矿床；22—未知间隔距离

与古大陆内部的金属成矿作用相比，在华北陆块北缘的古大洋盆地内，中元古代强烈的火山喷发和热泉喷溢活动不仅形成有巨厚的钙－碱性火山岩和沉积岩，而且还产出有层状和似层状铜多金属矿床，如中元古界白乃庙群变质火山－沉积岩（绿片岩）地层（1130±16Ma，锆石铀－铅同位素法）中的白乃庙铜矿床（南矿带）和谷那乌苏铜矿床（聂凤军等，1991a;Pei和Nie,1993）。在此之后，受南北向挤压构造作用的影响，白乃庙群火山－沉积岩地层及其所赋存的铜多金属矿床向南运移，并且与白银都西变质岩块体（1439±40Ma，全岩钐－钕同位素法）拼合为一体（聂凤军等，1993；周和平等，1992）。新元古代至寒武纪时期，工作区范围内大地构造活动具有以下几个特点，其一，在远离古大陆边缘的古蒙古洋盆地一侧，强烈的火山喷发和热泉喷溢活动不仅形成有巨厚的火山－沉积岩（807±80Ma，全岩钐－钕同位素法），而且产出有一系列似层状和层状铁矿床（点）以及大量的含铁火山岩建造，如温都尔庙群变质火山－沉积岩地层（绿片岩）中的大敖包、温都尔庙、乌兰敖包和小敖包铁矿床（张臣和吴泰然，1998;Nie和Bjφrlykke,1994）；其二、古蒙古洋壳与早期形成的温都尔庙增生地体发生俯冲、碰撞和对接，并且在乌兰沟一带形成蛇绿混杂岩带，其中绿片岩全岩铷－锶同位素等时线年龄值为509Ma，两件角闪石样品钾－氩同位素年龄值分别为539Ma和636Ma（Xiao等，2003；聂凤军等，1993;T ang,1990）；其三、在华北陆块北缘，古蒙古洋壳向南的俯冲作用可诱发一定规模的岩浆活动，并且在白乃庙一带形成众多的花岗岩类侵入岩体，其锆石铀－铅同位素年龄值变化范围为694～665Ma（N ie和Bjφrlykke,1999；陈琦等，1992）。通过上述3方面的构造－岩浆活动，寒武纪末期，工作区内大地构造格局从南向北依次为：华北陆块活动陆缘带（或地体拼贴增生带）、古蒙古洋盆、古洋壳与火山岩地体的俯冲带、前寒武纪中间地块群和西伯利亚板块（图10-5-1）。

二、早古生代地壳演化与金属成矿作用

早古生代时期，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区的构造格局与新元古代时期大体相似，华北陆块与西伯利亚板块隔古蒙古洋盆地相对峙（图10-5-1），其中在古蒙古洋盆地中存在有一系列产出规模大小不等和分布形态各不相同的前寒武纪中间地块。从空间分布上看，尽管华北陆块、古蒙古洋盆地和西伯利亚板块的地质演化历史就是各类地体与古洋盆地或者陆块与陆块之间相互俯冲、碰撞和拼贴的过程，但是它们无论在地理位置和构造式样上，还是在岩浆活动强度和成矿作用方式上均存在有一定的差别。

在华北陆块的北缘，古蒙古洋壳沿包尔汉图－白乃庙－温都尔庙一线向南俯冲于华北陆块之下，并且形成以串珠状蛇绿岩（或镁铁质岩脉群）带为标志的古板块活动“印迹”。受古大洋壳与古陆块俯冲、碰撞和对接作用影响，许多无根的古洋壳残片和镁铁质－超镁铁质侵入岩被推覆至地表，局部地段发育有铬、铜－镍和镍矿化带。图林凯、大敖包、小敖包和白音诺尔等地出露的含矿纯橄岩、辉橄岩和辉长岩体以及相关的金属矿床（点）就是此期构造－岩浆活动的产物。另外，古蒙古洋壳对其南侧华北陆块的持续俯冲作用不仅导致古大陆边缘一系列褶皱和断裂构造的形成，同时还诱发有大规模的中酸性岩活动，进而在白乃庙一带形成大面积分布的花岗岩类侵入岩体。需要提及的是，花岗岩类岩浆在其上侵定位过程中所携带的大量热液流体可对部分花岗闪长斑岩体和中元古界白乃庙群绿片岩（角闪斜长片岩、绿泥绿帘阳起斜长片岩、阳起斜长片岩和长英片岩）进行热液交代蚀变，并且在构造有利部位形成具有工业价值的铜多金属矿体和金矿体，白乃庙铜多金属矿床（北矿带）、徐尼乌苏金矿化带和谷那乌苏铜矿床即是这一地质时期构造－岩浆活动的产物（聂凤军等，1994b,1993）。另外，大规模岩浆热液活动亦可导致中元古界白乃庙群和新元古界温尔庙群绿片岩地层部分金属元素（铜、铅、锌、银、金和钼）含量骤然增高，进而构成铜和金矿床的“矿源层”或“矿胚”，为晚古生代金属矿床的形成奠定了良好物质基础（Nie和Bjφrlykke,1994;Pei和N ie,1993）。

与华北陆块北缘地质演化历史相比，古蒙古洋盆地内的构造－岩浆活动就更为复杂。受南北向挤压应力作用影响，古蒙古洋壳与各种前寒武纪中间地块发生俯冲、对接和碰撞作用，这种式样的构造活动不仅造成先期形成岩（体）层发生褶皱变形、破裂肢解和叠瓦式逆冲，而且可诱发一定规模的岩浆活动。不同期次的岩浆活动一方面沿特定的构造带产生爆发式火山喷发，进而在艾力格庙和锡林浩特中间地块的局部地段形成奥陶系或志留系火山－沉积岩，另外一方面，中酸性岩浆活动亦可在部分前寒武纪中间地块内部形成各种规模的花岗岩类侵入岩，例如苏尼特左旗满都拉图镇西南侧的海西期石英闪长岩、花岗闪长岩和黑云母花岗岩株（或岩基）（李述靖等，1995；罗照华等，1995）。与此同时，与中酸性岩浆作用有关的热液流体活动也可在花岗岩类侵入岩体内部及其与围岩的接触带上沉淀形成含金蚀变岩带（图10-5-1）（赵利青等，2003,2004）。

与前述2个地区的地质演化历史相比，西伯利亚板块南缘的地壳活动过程与华北陆块北缘较为相似，古蒙古洋壳与西伯利亚板块的俯冲、碰撞和对接作用所诱发的大规模构造活动、强烈火山喷发和陆缘碎屑沉积作用可在查干敖包、奥尤特和朝不楞一线以北广大地区（主要是蒙古国境内）形成厚度较大的奥陶系火山－沉积岩地层（图10-5-1）。我国境内出露的下奥陶统汗乌拉组和汗贝布敖台组砂岩、灰岩、凝灰岩、英安岩和流纹岩同样也是这个地质时期构造－岩浆活动的产物。另外，各种规模的岩浆活动亦可在构造有利部位形成加里东期花岗岩类侵入岩或镁铁质－超镁铁质侵入岩，其中部分侵入岩体与铜或铜－镍矿床（点）具有密切的时空分布关系（李述靖等，1998;Lamb和Badarch,1997;Ruzhentsev和Pospelov,1992）。需要指出的是，工作区内早古生代构造－岩浆活动可一直延续到晚志留世，温都尔庙地区上志留统那清组杂砂岩、泥岩和灰岩的存在即是很好的例证。另外，工作区西部出露的上志留统西别河组变质火山－沉积岩同样佐证了晚志留世构造－岩浆活动的存在。晚志留世末期，受南北向强大挤压应力作用影响，古蒙古洋盆地内众多的前寒武纪中间地块被“输送”到华北陆块北缘，并且与先期存在的古陆块体发生碰撞与拼贴，由此所引起的中酸性岩浆活动将这些中间地块与华北陆块“焊接”为一个整体（陈琦等，1992；王辑等；1987）。

早古生代地壳演化过程结束时，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区的大地构造格局自南向北依次为华北陆块北缘白乃庙－温都尔庙活动陆缘带、古蒙古洋盆地和西伯利亚板块南缘查干敖包－奥尤特－朝不楞活动陆缘带（图10-5-1）。

三、晚古生代地壳演化与金属成矿作用

晚古生代时期，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区的区域地壳演化和金属成矿作用大体可划分为2个阶段，即泥盆纪至早二叠世为同造山阶段，中－晚二叠世为造山后阶段（图10-5-1）。

（一）同造山阶段地壳演化与金属成矿作用

早泥盆世到早石炭世，工作区内的大地构造格局自南向北依次为华北陆块北缘白乃庙－温都尔庙活动陆缘带、古蒙古洋盆地和西伯利亚板块南缘查干敖包－奥尤特－朝不楞活动陆缘带（图10-5-1）。在华北陆块北缘，古蒙古洋壳沿阿尔善图－查干淖尔一线（苏尼特－林西东西向增生地体带西段）继续向南俯冲，古板块相互作用所诱发的岩浆活动可在构造有利部位形成大面积分布的花岗岩类侵入岩（Badarch和Orolmaa,1998；陈斌等，1996；唐克东等，1992;Liu,1991），与此同时，与中酸性岩浆有关的热液流体与围岩发生一定规模的水－岩交换反应，并且形成含铜或金的蚀变岩带，尽管迄今为止在白乃庙－温都尔庙沟－弧－盆体系北侧的阿尔善图和查干淖尔一带尚未找到具有工业价值的铜和金矿床，但是大量铜和金矿化点以及化探异常的存在足以表明，在上述2个地区寻找铜和金矿床是大有希望的。与华北陆块北缘相比，在西伯利亚板块南缘，古蒙古洋壳沿查干敖包－奥尤特－朝不楞一线持续向北俯冲，古板块相互作用所诱发的岩浆活动可在构造有利部位形成一系列海西期镁铁质和花岗岩类侵入岩（Nozaka和Liu,2002;Chen等，2000;Liang,1991），与此同时，与岩浆活动有关的热液流体与围岩发生一定规模的水－岩交换反应，并且产出有一系列热液脉型铜、金、铅－锌－银和镍矿化点。查干敖包、奥尤特、额仁高毕和朝不楞等地分布的金属矿化点和化探异常区（带）即是这一地质时期构造－岩浆活动的产物（洪大卫等，2003；王建平，2003）。需要提及的是，无论是在华北陆块北缘，还是沿西伯利亚板块南缘，古洋壳与古陆块碰撞和对接作用所诱发的火山喷发和陆缘碎屑沉积活动可在古大陆边缘形成不同厚度的泥盆系和石炭系火山－沉积岩地层。代表性地层单元有下泥盆统巴润特花组和敖包亭浑迪组；中泥盆统温都尔敖包组和塔尔巴格特组；上泥盆统才伦郭少组和安格尔音乌拉组以及少量下石炭统火山－沉积岩，其中安格尔音乌拉组粉砂岩、砂砾岩和凝灰质细砂岩中产出有似层状、脉状和条带状铅－锌－银和铅－锌－银矿床，东乌珠穆沁旗阿尔哈达铅－锌－银矿床和吉林宝力格铅－锌－银矿床就是最好的例证（王建平，2003）。

中－晚石炭世到早二叠世，工作区内的大地构造格局与泥盆纪－早石炭世时期存在有一定的差异，自南向北依次为华北陆台北缘白乃庙－温都尔庙沟－弧－盆体系、南蒙古洋盆地、白音宝力道岛弧带、北蒙古洋盆地和西伯利亚板块南缘乌力亚斯太沟－弧－盆体系（图10-5-1）。无论是在华北陆块北缘，还是沿西伯利亚板块南缘，古蒙古洋壳与古大陆块体发生多期次俯冲、碰撞和对接作用。受古板块相互作用影响。晚古生代早期，工作区内古大陆边缘构造－岩浆活动具有下述几个特点，其一，大规模火山喷发和岩浆侵入活动，在古大陆边缘许多地段堆积有巨厚的中酸性火山－沉积岩和形成有众多的花岗岩类侵入岩体；其二，强烈的南北向挤压应力将古洋壳残片转运至地壳浅部或推覆至地表，进而形成蛇绿混杂岩体，贺根山、小坝梁和索伦山等地出露的蛇绿混杂岩即是很好例证（Robinson等，1999；陈森煌等，1991）；其三，受古洋壳与古陆块相互碰撞和对接作用影响，古大洋盆地内产出的一系列前寒武纪中间地块先后被拼贴到古大陆边缘；其四，尽管在华北陆块北缘尚未找到与这一地质时期构造－岩浆活动相对应的金属矿床，但是在西伯利亚板块南缘的查干敖包－奥尤特－朝不楞构造－岩浆岩带内产出有奥尤特铜矿床，其形成时间为晚石炭世（287±16Ma，铜矿石绢云母40Ar-39Ar同位素法）。与古大陆边缘地质演化历史相比，在古大洋盆地内部，强烈的岩浆活动、热水喷溢和海相沉积作用可在白音宝力道和巴音彦哈尔一带构成白音宝力道岛弧带（陈斌等，2001；徐备等，1997）。白音宝力道一带分布的石炭系和下二叠统火山－沉积岩地层（如，中石炭统本巴图组和阿木山组；下二叠统三面井组、呼格特组、德言其庙组、额里图组和高家窝棚组）、海西期花岗岩类侵入岩和一系列推覆构造即是这一地质时期构造－岩浆活动的产物（中国地质大学（北京）内蒙古区调队，1996）。与此同时，中酸性岩浆侵入活动可在构造有利部位形成一系列金矿床（点），白音宝力道和巴彦哈尔金矿床即是最好的例证。

受华北陆块、古蒙古洋壳和西伯利亚板块的多期次碰撞、对接、俯冲和消减作用影响，早二叠世末期，在华北陆块北缘先后产出有阿尔善图－查干淖尔晚古生代构造岩浆岩带、艾力格庙－锡林浩特前寒武纪中间地块和二连浩特－贺根山晚古生代蛇绿混杂岩带。相比之下，西伯利亚板块东南缘分布有阿巴嘎旗－东乌珠穆沁旗晚古生代构造岩浆岩带（图10-5-1）。

（二）后造山期地壳演化与金属成矿作用

中－晚二叠世到早三叠世，二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区各类古大洋盆地先后闭合，华北陆块与西伯利亚板块最终结合为一个整体（图10-5-1）。在此之后，工作区开始进入到一个崭新的地壳演化阶段，区域性张裂构造作用导致一系列断陷盆地的形成，并且伴随有一定规模的富碱性岩浆活动。首先，岩浆热液流体对早期花岗岩类侵入岩体及其围岩的交代和充填作用可在构造有利地段产出有一系列含金石英脉，例如白乃庙和古希达瓦金矿区分布的金矿化带；其次，岩浆热液流体对早期火山－沉积岩地层中的“矿源层”或“矿胚”进行淋滤与萃取，并且在构造有利部位形成一系列金矿床（点），如徐尼乌苏金矿化带和苏尼特右旗温都尔庙铁矿区内产出的一系列金矿化点。

四、中生代地壳演化与金属成矿作用

如前所述，二叠纪末期，随着二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区古大洋盆地的完全消失和各古大陆块体的拼合，工作区进入到板块内部初期构造演化阶段。早三叠世，工作区内的构造格局与二叠纪末期完全相似，基本处于陆内拉伸和裂陷状态（图10-5-1）。三叠纪中－晚期（印支期），受区域性深大断裂再次复活和大陆内部热液值升高影响，工作区范围内古陆壳又开始出现明显活化的迹象，其主要标志是：①部分地段出现红色磨拉石层；②局部地区具有近东西向碱性辉绿岩脉或辉长岩脉群。强烈的构造－岩浆活动可在先期形成的构造－地层单元内形成一系列产出形态各异和分布规模大小不等的富碱性（或碱性）镁铁质和花岗岩类侵入岩（洪大卫等，1994;Ruzhentsev,2001）。受到此期地质事件影响的构造－地层单元包括华北陆块北缘的白乃庙－温都尔庙前寒武纪－早古生代构造－岩浆岩带、阿尔善图－查干淖尔晚古生代构造－岩浆岩带、艾力格庙－锡林浩特前寒武纪中间地块和二连浩特－贺根山蛇绿泥杂岩带、西伯利亚板块南缘查干敖包－奥尤特－朝不楞早古生代构造－岩浆岩带和阿巴嘎旗－东乌珠穆沁旗晚古生代构造－岩浆岩带。

系统的野外地质调查和详细的室内综合性研究结果表明，印支期是二连浩特－东乌珠穆沁旗一带及邻区范围内大地构造演化的重要阶段，同时，也是各类金属矿床（点）成矿作用的鼎盛时期，众多印支期花岗岩类侵入岩体内外接触带以及旁侧围岩中产出的铜、金、锡－铜和钨矿床（点）就是很好的例证。

在所有上述各类金属矿床中，朝不楞铁－锌－铋矿床、白音宝力道金矿床、巴彦哈尔金矿床、小坝梁铜－金矿床、毛登锡－铜矿床和沙麦钨矿床均以产出规模较大、品位较高和杂质组分较少为特征。朝不楞矿床主要呈层状、似层状和条带状沿印支期花岗岩和辉长岩株（脉）与中泥盆统塔尔巴格特组碳酸盐地层接触带分布，其中花岗岩中黑云母和辉长岩中角闪石钾－氩同位素年龄值分别为238±4.5Ma和241±2.0Ma，相比之下，白音宝力道金矿床、巴彦哈尔金矿床、毛登锡－铜矿床和沙麦钨矿床大都呈大脉、细脉和线脉在花岗岩类侵入岩体内部及其围岩中产出，它们的成矿时代分别为236±0.5M（a 绢云母40A r-39Ar 同位素法）、238±3M（a 绢云母40Ar-39Ar同位素法）、215±2.8Ma（黑云母40Ar-39Ar同位素法）和214±8Ma（锆石铀－铅同位素法）。与前述5处金属矿床相比，小坝梁铜－金矿床与富碱质辉绿岩脉群具有密切时空分布关系，后者全岩的铷－锶同位素等时线年龄值为242±31Ma。详细的矿床地质研究结果表明，所有上述6处金属矿床均与印支期花岗岩类或镁铁质侵入岩体具有密切的成因联系，印支期构造－岩浆活动不仅为这些铜、金、锡－铜、钨、金和铁－锌－铋矿床的形成提供了流体和物质来源，而且是成矿热液对流循环体系的“发动机”。

（五）沉积变质型铁矿床

1.岛弧火山岩的岩石组合

岛弧火山岩即为滩间山岩群，从东部的乌兰县至西部的赛什腾山均有断续分布，岩石组合以变质基性—中性火山岩为主，部分变质碎屑岩，少量碳酸盐岩。对于这套火山岩，前人已进行过一些研究工作，曾经被认为是一套裂谷型建造（熊兴武等，1994）；赖绍聪等（1996）依据滩间山岩群火山岩具洋岛火山岩性质，推测柴北缘为一蛇绿构造混杂岩带；孙延贵等（2000）也认为，在柴达木盆地东段托莫尔日特一带的滩间山岩群及其伴生的侵入体具有似蛇绿岩岩石组合特征。最近两年的研究工作表明，这套火山建造具有岛弧火山岩的特点，与沙柳河-鱼卡河榴辉岩带的形成具有密切的成生联系（王惠初等，2003；史仁灯等，2004）。

（1）变质基性—中性火山岩

以中基性的玄武岩和玄武安山岩为主，少量英安岩，主要岩石类型如下。

变余斑状辉石玄武岩 灰色—灰绿色，变余斑状结构，基质为细粒—微细粒变晶结构或糜棱结构，片麻状构造。斑晶为辉石假象，呈半自形短柱状，粒度1～6mm，已变质成阳起石或透闪石，部分为阳起石集合体，含量变化较大，5%～40%。基质主要由绿帘石、阳起石、绿泥石和斜长石组成，有不同程度的碳酸盐化。岩石韧性变形较强时，呈眼球状构造，辉石假象为透镜状残斑，糜棱岩化的基质绕其分布，基质矿物成分出现分异，暗色矿物和浅色矿物分别聚集成条带状出现。根据矿物成分的相对含量，岩性可分为：绿泥钠长绿帘阳起石岩、绿帘斜长阳起石岩、绿泥绿帘阳起石岩、阳起斜长绿帘石岩和斜长阳起石岩等。

变余斑状安山岩 以含较多斜长石斑晶为特征，岩石呈灰绿色，变余斑状结构，基质细粒—微细粒变晶结构、变余交织结构，片麻状构造，部分呈块状构造。斑晶以斜长石为主，偶见阳起石，含量10%～35%；斜长石为中长石，呈他形粒状—半自形板柱状，粒度0.5～2mm，可见聚片双晶，有时显环带构造。基质成分主要为斜长石（25%～40%）、绿泥石（5%～25%）、绿帘石（3%～15%）和石英（2%～10%），少量阳起石、磁铁矿和方解石等。基质粒度一般小于0.2mm，多在0.03～0.1mm之间。

变玄武岩 与变余斑状辉石玄武岩的主要区别是不含或含极少辉石假象斑晶，可含少量斜长石斑晶；该类岩石矿物成分变化较大，根据矿物成分的相对含量可分为下列几种岩性：含黑云绿帘绿泥斜长石岩、阳起绿泥斜长石岩、绿帘绿泥钠长片岩、含阳起绿帘绿泥片岩、斜长阳起绿帘石岩等。岩石均为灰绿色，鳞片粒状变晶结构或变余交织结构，片状构造或弱片麻状构造，岩石中可含少量石英（＜5%），均有一定程度的碳酸盐化，部分碳酸盐脉发育。

变火山碎屑岩 主要为变晶屑玻屑凝灰岩，岩石呈变晶屑玻屑凝灰结构，块状构造或弱定向构造，由玻屑、晶屑和火山灰组成。玻屑：呈弧面棱角状，压扁拉长，定向排列，均脱玻化为微粒长英质集合体；晶屑：包括斜长石、黑云母、角闪石。斜长石为不规则或阶梯状晶体，具聚片双晶，已帘石化和钠长石化。火山灰均匀地分布于火山碎屑周围的空隙中，多蚀变为绿泥石、绿帘石等。另有少量方解石、石英、葡萄石呈网脉状分布于裂隙中。

（2）变质碎屑岩

主要由石英岩和变粒岩组成，此外可见少量大理岩。

石英岩（变硅质岩）岩石呈灰色，细粒粒状镶嵌变晶结构，薄层条带状构造，矿物成分以石英为主（70%～90%），石英呈他形粒状，略显压扁拉长，波状消光，多呈带状分布；部分岩石中见石榴子石、黑云母和白云母（绢云母）。

变粒岩 主要为黑云母变粒岩，岩石呈灰色，细粒鳞片粒状变晶结构，部分糜棱结构，片状构造或薄层条带状构造，主要矿物成分有石英（35%～45%）、斜长石（25%～35%）、黑云母（8%～15%）、石榴子石（2%～5%），部分样品中见电气石。岩石普遍碳酸盐化，方解石含量最多可达30%。部分变粒岩中的斜长石可分成碎斑和基质两部分，推测其原岩为火山碎屑岩。

2.岛弧火山岩的地球化学特征

岛弧火山岩的部分样品分析结果见表4-3，变火山岩的SiO2含量变化较大，介于48.27%～58.31%之间，属基性—中基性岩石。区域上见有SiO2含量达70%的酸性岩样品（史仁灯等，2004）。在火山岩分类的全碱-硅（TAS）图上以亚碱性为主，少量属碱性。由于岩石遭受了绿片岩相—绿帘角闪岩相的变质作用，变质作用过程中，岩石中碱质尤其是Na2O有可能发生强烈交换而使岩石分类出现失真现象。应用微量元素分类的w（Zr）/w（Ti）-w（Nb）/w（Y）图解判别均落在亚碱性区。在AFM图上样品具有钙碱性系列演化趋势（图4-4）。变火山岩的TiO2均较低，w（TiO2）＜1%，与岛弧火山岩相似。

表4-3 岛弧火山岩等的岩石化学分析结果

变火山岩的稀土元素图谱有平坦型和轻稀土元素富集型两种。其中平坦型的稀土元素总量低［w（ΣREE）为13.59×10-6～22.01×10-6］，稀土元素分馏不明显，w（LREE）/w（HREE）在1.86～2.16之间，［w（La）/w（Yb）］N为1.28～2.02，［w（Gd）/w（Yb）］N为0.81～1.08；δEu为0.94～1.18，基本无铕异常（图4-5）。富集型稀土元素总量高，w（ΣREE）为93.03×10-6～94.32×10-6；稀土元素分馏强，w（LREE）/w（HREE）为7.65～10.15，［w（La）/w（Yb）］N为8.76～11.6，为典型的轻稀土元素富集型，［w（La）/w（Sm）］N为3.02～3.73，［w（Gd）/w（Yb）］N为2.09～2.27，轻稀土元素分馏高于重稀土元素；铕异常不明显，δEu为0.98～1.13。平坦型稀土元素曲线与岛弧拉斑玄武岩或过渡型洋脊玄武岩的特点类似，轻稀土元素富集型稀土元素曲线与岛弧钙碱性玄武岩的稀土元素曲线类似。

图4-4 岛弧火山岩的AFM图解

图4-5 岛弧火山岩的稀土元素配分图谱

岛弧变质火山岩的微量元素变化较大，多数样品中的Nb相对Th和Ce出现负异常，Zr、Ti、Y出现亏损，具有火山弧玄武岩的微量元素特点。应用微量元素图解判断成岩构造环境，在w（Hf）/3-w（Th）-w（Nb）-/15图解上，投点均落入钙碱性岛弧玄武岩区（图4-6）。

图4-6 岛弧火山岩的w（Hf）-w（Th）-w（Nb）图解

综上所述，岛弧火山岩以基性、中基性为主，酸性单元少见；以平坦型稀土元素配分型式为主；岩石中Nb含量低（0.7×10-6～9.2×10-6），表明它们形成于洋内岛弧环境，预示着早古生代俯冲碰撞作用的早期阶段为洋壳之间的俯冲。

3.岛弧火山岩的形成时代

目前从滩间山岩群中已获得了一批同位素年龄数据，如锡铁山地区中酸性火山岩的锆石U-Pb年龄为（486±13）Ma（李怀坤等，1999b），托莫尔日特地区火山岩Rb-Sr等时线年龄为（450±4）Ma和斜长花岗岩Rb-Sr等时线年龄为（447±22）Ma（韩英善，2000），均属奥陶纪。锆石U-Pb年龄可视为成岩年龄，Rb-Sr等时线年龄很可能反映了变质作用的时代。

作者等在绿梁山的变辉石玄武岩中采样，获得了464.2Ma的单颗粒锆石U-Pb年龄，三个锆石测点均落在一致线上。

最近史仁灯等（2004）从赛什腾山结绿素的变安山岩中取样，应用LA-ICP-MS法对锆石进行了测试，获得了（514.2±8.5）Ma的U-Pb年龄。

上述测年结果结合野外地质关系和区域资料，可以确定该套岛弧火山岩形成时代为早古生代，与其南侧榴辉岩带的形成时代大致相同。

沉积变质型铁矿床是我国最重要的铁矿类型，其储量占全国铁矿总储量的57.7%（图2-2）。矿床形成的地质时代一般为前寒武纪，尤其是早前寒武纪硅铁建造中。

前寒武纪条带状硅铁建造主要分布于华北地台，其次为扬子地台南缘、秦岭造山带和祁连造山带（图2-1）。其中最重要的铁矿集中区为辽宁鞍本地区、冀东迁滦地区、山西五台及吕梁地区和内蒙古中部。

1.时空分布

我国条带状硅铁建造形成的地质时代，最古老的为古太古代（≤3.5～3.2Ga；沈其韩，1998），以冀东曹庄岩群中条带状硅铁建造中的杏山铁矿和黄柏峪铁矿为代表，大致相当于乌克兰地盾Konka-Belozerka带的下Konka群中的硅铁建造（3.4Ga）。产于冀东迁安岩群条带状硅铁建造中的水厂铁矿的形成时代为中太古代（3.2～2.8Ga；伍家善等，1991），也相对较古老，它大致可与南非Swaziland超群（3.2Ga）、乌克兰Belozyrosky-Konsky（3.25Ga）和南美委内瑞拉地盾中的硅铁建造（3.2Ga）相对比。

新太古代（2.8～2.5Ga）是我国条带状硅铁建造形成的最主要时代，包括早期的鞍山岩群、遵化岩群、泰山岩群、霍邱岩群、登封群中的铁矿床以及晚期的滦县群中的铁矿床等。它们均产于华北地台的边缘或地台中部的局部隆起区结晶基底中。

新太古代和古元古代的硅铁建造（2.56～2.45Ga）以山西五台群和吕梁群为代表，沈其韩（1998）把这两个地区的硅铁建造划为新太古代和古元古代的过渡层，而马丽芳等（2002）则把它们划入新太古界。

古元古界（2.5～2.3Ga）中的条带状硅铁建造则以河北朱杖子群和山西吕梁群中的铁矿（如冀东柞栏杖子和晋北袁家村等）为代表。

成矿年代相对较新的条带状硅铁建造为祁连造山带的镜铁山群（相当于中元古界蓟县系）、秦岭造山带中新元古界的碧口群（鱼洞子铁矿）以及扬子地台南缘赣中-湘中地区的新元古界上部的下坊组和江口组中的铁矿床（江西新余和湖南祁东等）。

在几个重要条带状硅铁建造集中区，如冀东迁滦地区和内蒙古中部等，含矿建造往往跨越几个地质时代，就是说成矿作用在时间上有继承性，如前所述，在冀东迁滦地区、现有古太古代的铁矿（杏山），又有中太古代的（水厂），还有新太古代的（石人沟、司家营）和古元古代的（柞栏杖子）。又如内蒙古中部条带状硅铁建造的时代有中太古代（集宁群中的壕赖沟铁矿）、新太古代（乌拉山群中的书记沟铁矿）和新太古代至古元古代过渡层的（三合明群中的三合明铁矿等）。即使是在鞍本地区，弓长岭、庙儿沟等一批大型铁矿产于新太古代鞍山群下部，而东西鞍山和齐大山等大型铁矿则归属于新太古代鞍山群的上部，二者的围岩岩性和变质相也有明显差别。

表2-4示意地反映了我国前寒武纪重要条带状硅铁建造岩系的时空分布。

2.含硅铁建造的岩石组合、变质相及其原岩成分

含硅铁建造的岩石组合明显受原岩岩性和变质作用的程度所控制。不同的原岩岩性其岩石组合有所不同，同一原岩岩性由于变质程度不同，其变质岩石组合也不一样。现将我国各地区不同时代主要条带状硅铁建造的变质岩石组合、变质相、原岩建造和矿床实例列于表2-5。从表2-5可以看出：

表10-13 中国稀有稀土金属成矿区

1）按条带状硅铁建造的变质程度可分为以下几类：

麻粒岩相 主要岩性有麻粒岩、二辉斜长片麻岩、角闪辉石斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩等，见于冀东迁西（曹庄岩群和迁安岩群）、北京密云（密云岩群）和内蒙古中部地区的集宁群。

表2-5 中国各地区不同时代主要条带状铁建造的变质岩石组合表

续表

高角闪岩相 包括角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩和变粒岩等，广泛分布在鞍本（鞍山岩群下部）、冀东（遵化岩群）、豫中（泰山岩群）和安徽霍邱（霍邱群）等地。

低角闪岩相 主要有黑云（角闪）变粒岩、云母石英片岩和斜长角闪岩等，分布于鞍本、鲁西南、豫中（登封群）等地。

高绿片岩相 主要岩性有绿泥角闪片岩、黑云（角闪）斜长片岩、云母石英片岩、绢云千枚岩和变质石英砂岩等，分布于山西五台（五台群）、吕梁（吕梁群）、冀东（朱杖子群）和陕西略阳（碧口群）等地。

低绿片岩相 包括各类千枚岩和板岩，见于甘肃祁连山（镜铁山群）、赣中（震旦纪下坊组）和湘中（震旦纪江口组）等地。

岩石的变质程度与其生成的地质时代有关，总的看，地质年代愈老、变质程度也就愈高。古太古代和中太古代生成的条带状硅铁建造，通常遭到较强烈的混合岩化，岩石大多为麻粒岩相；新太古代的大多为高角闪岩相，部分为麻粒岩相或低角闪岩相；而古元古代岩组以高绿片岩相居多，中新元古代的则主要为低绿片岩相。

2）条带状硅铁建造的原岩均属海相火山沉积岩或海相沉积岩，可大致分为以下3种类型：

以基性火山岩为主的泥砂质、硅铁质沉积建造 主要遭受高角闪岩相至麻粒岩相变质作用，火山岩系的原岩以拉斑玄武岩为主，也有相应成分的凝灰岩和少量中、酸性火山岩。硅质铁矿产于火山喷发阶段所形成的火山沉积相或沉积相岩石中。矿床实例有冀东迁安岩群中的太平寨、豆子沟，遵化岩群中的石人沟和北京东北部密云岩群中的沙厂铁矿等。

含有不同比例沉积岩的火山岩系或火山沉积岩系和有关硅质铁矿 原岩包括基性、中性、中酸性熔岩、相应的凝灰岩与凝灰质沉积岩以及粉砂岩、杂砂岩、泥灰岩和泥质岩石。硅质铁矿大多产于厚度较大的火山沉积旋回上部，可构成较大规模的工业矿体，如辽宁鞍山岩群下部的弓长岭、庙儿沟、歪头山等铁矿和冀东迁安岩群中的水厂和滦县群中的司家营等铁矿床。

含少量凝灰质岩石的沉积岩系和有关硅质铁矿 原岩主要为泥质和粉砂岩和砂质沉积岩，也可有少量凝灰质岩石，局部有中、基性熔岩。硅质铁矿产于较典型的沉积岩组中，矿层大多较稳定，可延展达一定或较长距离（数公里至十余公里），层数可为单层或多层。矿床实例如辽宁上鞍山群中的齐大山、东西鞍山，冀东朱杖子群中的柞栏杖子和山西吕梁群中的袁家村铁矿等。

3.条带状硅质铁矿石的化学组成和矿物组合

此类铁矿石以贫矿为主，含铁品位（TFe）一般为25%～36%，富矿只占极少数。富铁矿是在贫铁矿的基础上由热液作用进一步富集而成的，并明显受断裂构造控制，如鞍山地区的弓长岭和樱桃园等矿区所见（图2-6），富矿石含铁品位（TFe）可达52%～62%。在贫铁矿石中w（Fe2O3）／w（FeO）的比例通常为1.36～1.91，SiO2的含量可达39%～50%，而Al2O3则一般不高，仅0.42%～3.04%；CaO和MgO的含量也相对较低，分别为0.43%～2.42%和1.77%～3.51%。

矿石构造大多为条带状或条纹状，通常表现为以石英为主的条带（纹）和以磁铁矿为主的条带（纹）互间，变质程度较高的矿石可出现片麻状。矿石矿物主要为磁铁矿，其次为假象赤铁矿，少量黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿，个别矿区有大量镜铁矿（如甘肃镜铁山）。脉石矿物主要为石英，个别矿区为碧玉，次为角闪石、黑云母、透辉石、镁铁闪石、铁闪石、斜长石、阳起石、绿泥石和铁白云石等，在少数麻粒岩相的铁矿石中，可出现紫苏辉石和石榴子石。

图2-6 鞍山弓长岭铁矿含铁层及富铁矿产出地质条件示意剖面

4.条带状硅铁建造形成的地质环境

我国华北地台太古宇含有条带状硅铁建造的变质岩系为古老克拉通的组成部分。沈其韩（1998）曾指出，沉积铁建造的原始沉积盆地大部分属于大陆边缘海盆地或岛弧盆地，而且各不相连。古元古代和古元古—新太古过渡性质的硅铁建造主要形成于克拉通内断陷盆地或拗拉槽盆地。许多沉积盆地曾是封闭或半封闭的泻湖或局部盆地，处于与陆地碎屑相隔绝的条件，构成一个非扰动（或扰动中稳定）而相对平静的浅水—半深水沉积环境。

原苏联的库尔斯克磁异常区是目前世界上已知最大的铁矿区。位于原苏联欧洲部分的中部，总面积15万km2，硅铁建造带长达600km。其中仅富铁矿探明储量已达391亿吨。

如果把我国华北地台北缘的条带状硅铁建造和库尔斯克异常区的相对比，其差别十分明显。后者形成时的海盆地规模巨大，硅铁建造的沉积较稳定连续，构成宽200～600m，延长达6000km的铁矿带。而鞍本地区延续最长的铁矿层，也不过20km。就是说，无论是鞍本地区或冀东地区的前寒武纪硅铁建造都形成于较小的海盆、断陷盆地或坳陷槽盆地中。这是我国鞍山式铁矿的规模远小于世界上一些主要国家（原苏联、美国、澳大利亚和巴西）的主要原因。

众所周知，在早前寒武纪时大气圈缺氧，因而有利于铁呈低价状态呈胶状态在水中运移，通过微生物作用使铁质沉积。沉积变质铁矿石大多具有特征性的条纹条带构造，并具有韵律性，在世界各地均有惊人的一致性。这是一种典型的沉积构造。富铁与富硅条带连续呈条纹、条带沉积，多数研究者认为铁质是在胶体状态下的化学沉积产物。

铁矿往往有多个层位，其岩石组合和赋存部位常具有旋回性。当含矿建造为火山-沉积岩时，矿层则一般赋存于海侵沉积岩系的中部或中上部泥质沉积岩相中。

关于铁和硅质的来源，前人曾作过较深入的讨论，提出了火山源、陆源、生物源以及上升洋流带入等假说。目前看来，这么大规模的铁硅质最大的可能来自火山作用。由于距火山中心距离的不同，可形成不同的含铁建造岩相。

至于早前寒武纪硅铁建造中的富矿成因，在我国主要属热液型，如鞍山弓长岭二区和樱桃园所见的富铁矿。富铁矿是在条带状石英磁铁贫矿石的基础上经热液作用，进一步去硅富铁而成的（见前）。

应该指出，国外一些主要产铁国家的富铁矿石大多为前寒武纪条带状硅铁建造中的贫矿经风化淋滤后富集而成，如俄罗斯的库尔斯克、乌克兰的克里沃洛克、澳大利亚的哈默斯利和巴西的米纳斯-吉拉斯等。但这类富铁矿石在我国鞍本、冀东等沉积变质铁矿集中区基本缺失，只在山西袁家村有少量产出，而且不具工业意义。

笔者（1959、1960）曾先后对原苏联库尔斯克和山西袁家村铁矿中的条带状硅铁建造及其富矿作过有关研究，认为我国鞍山式贫铁矿中风化淋滤型富矿缺失或不发育的原因主要与华北地台演化的不稳定性有关。在俄罗斯地台具含铁建造的结晶基底形成后，有一个较长时间剥蚀期（元古宙至泥盆纪）。出露在地表的条带状磁铁贫矿层遭受了长时间的古风化淋滤作用，形成了厚达100～300m的多孔状假象赤铁富矿层（面型古风化壳）。此后，海盆地又沉积了石炭纪、侏罗纪和白垩纪等沉积盖层，使富矿得到较好地保存而免受剥蚀。但在我国的华北地台，活动性极大，再加上含条带状铁建造的规模本来就较小，遭受古风化淋滤作用的时间也较短，在结晶基底形成后很快就沉积了中元古代或寒武纪盖层。因此，就不易形成规模较大的古风化壳型富铁矿。

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