世界超大型富鐵礦床多為前寒武紀條帶狀鐵建造(BIF)。其中, 70%以上的鐵形成于成鐵紀(2.5~2.3 Ga), 規(guī)模超過10⁵Gt的鐵建造也主要形成于成鐵紀, 且為Superior型。然而, 華北克拉通BIF總體被視為太古宙(>2.5 Ga) Algoma型, 缺乏成鐵紀甚至古元古代Superior型BIF。

本文系統(tǒng)搜集和分析了華北克拉通BIF的鋯石年齡數(shù)據(jù), 初步確定太華群鐵山廟組、蕩澤河群鐵山嶺組、濟寧群顏店組、五臺群金崗庫組、文溪組、柏枝巖組、大青山地區(qū)表殼巖系中的BIF形成于成鐵紀; 粉子山群小宋組、霍邱群吳集組、周集組中的BIF年齡數(shù)據(jù)跨越了成鐵紀-層侵紀界線, 但可能屬成鐵紀; 呂梁群袁家村組、水底溝群孔茲巖系中的BIF形成于層侵紀; 嵩山群五指嶺組、阜平灣子群中BIF形成于造山紀。五臺群中BIF屬于Algoma型, 其他屬于Superior型。古元古代早期, 生命活動和生物光合作用顯著增強, 海洋整體由還原向氧化狀態(tài)過渡, 導致大量Fe(Ⅱ)被氧化為Fe(Ⅲ), 全球BIF爆發(fā)式沉積。華北克拉通BIF賦礦地層碎屑鋯石記錄了2.99~2.94 Ga、2.76 Ga、2.54 Ga三次主要的巖漿活動及陸殼增生事件, 以2.54 Ga巖漿活動最強烈。華北克拉通新太古代末期及古元古代早期穩(wěn)定性較差, 不利于大規(guī)模克拉通盆地形成, 造成了華北克拉通成鐵紀BIF鐵礦規(guī)模小、品位低。

結(jié)論及展望

山西五臺地區(qū)五臺群中的BIF形成于2.49~2.44Ga (2494±29Ma~ 2435±64Ma)，河南舞陽-魯山地區(qū)孔茲巖系之下的BIF形成于2.48~2.39Ga(2484±21Ma~2386±29Ma)，均屬于古元古代成鐵紀。膠北地區(qū)BIF形成在2.42~2.19Ga (2418±21Ma~2193±11Ma)，安徽霍邱群BIF形成在2.38~1.92Ga (2383±10Ma~1916±42Ma)，雖然時間范圍跨越了成鐵紀-層侵紀界線年齡2.3Ga，但屬于成鐵紀的可能性較大。

山西呂梁群BIF形成于2.20~2.15Ga(2202±7Ma~2152±15Ma)，屬于層侵紀。河南嵩山群BIF形成于1.95~1.80Ga(1947±7Ma~1795±11Ma)，屬于造山紀。

古元古代早期生命活動繁盛，生物光合作用增強，古海洋整體由還原向氧化-次氧化狀態(tài)過渡。在水圈氧化階段(2.5~2.3Ga)，海水中Fe²⁺迅速被氧化為Fe³⁺，BIF爆發(fā)式沉積；在大氣圈氧化階段(2.3~2.22Ga)及其以后，海水中Fe²⁺已經(jīng)大量氧化、沉淀，BIF沉積減弱。因此，華北克拉通的重要BIF型鐵礦主要形成在成鐵紀(2.5~2.3Ga)，少量形成在層侵紀(呂梁群、水底溝群)和造山紀(嵩山群、灣子群)。

華北克拉通在新太古代末期(~2.54Ga)經(jīng)歷了強烈的陸殼增生及再造事件，在全球構(gòu)造靜寂期(2.45~2.22Ga)內(nèi)巖漿活動異常活躍，整體穩(wěn)定性較差。這種與眾不同的地質(zhì)環(huán)境不利于發(fā)育大型穩(wěn)定克拉通盆地，自然不利于形成規(guī)模大、厚度大、層位穩(wěn)定的蘇必利爾湖型BIF。因此，與世界著名克拉通相比，華北克拉通古元古代早期的BIF型鐵礦儲量小、品位低。

古元古代早期Superior型鐵建造具有重要經(jīng)濟意義。華北克拉通古元古代五臺地區(qū)BIF鐵礦屬于Algoma型，膠北、霍邱、舞陽、呂梁、嵩山、濟寧、大青山、阜平灣子地區(qū)屬于Superior型。

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