华北克拉通鞍本地区小岭子和齐家沟条带状铁建造(BIFs)的新年代学与地球化学特征及其对沉积环境的启示

本研究针对华北克拉通鞍本地区小岭子和齐家沟BIFs的沉积时代争议问题，通过锆石U-Pb定年与全岩地球化学分析，揭示二者同为~2552 Ma同期沉积产物，并基于Eu/Y异常和HREE富集特征，提出其形成于弧后盆地环境的高温热液-海水混合作用，为区域构造演化与BIFs成因机制提供了关键证据。

　　

华北克拉通鞍本地区蕴藏着全球重要的条带状铁建造(Banded Iron Formation, BIF)资源，这些形成于前寒武纪的"铁矿石巨人"不仅是钢铁工业的命脉，更是解码地球早期海洋-大气演化的"时间胶囊"。然而，关于该区域小岭子和齐家沟BIFs的归属长期存在争议——传统观点认为它们分属不同时代的Dayugou组和Yingtaoyuan组，且区域构造背景存在弧后盆地开合模式与双盆地并存假说的对立。这些争议严重制约了对华北克拉通新太古代构造-成矿事件的理解。

中国地质调查局沈阳地质调查中心的研究团队在《Journal of Asian Earth Sciences》发表的最新研究中，通过高精度锆石U-Pb年代学与多参数地球化学分析，解开了这一地质谜题。研究采用LA-ICP-MS锆石定年技术测定BIFs夹层变质沉积岩的最大沉积年龄，结合全岩主微量元素分析（ALS Chemex实验室完成）和岩相学观察，系统重建了BIFs的形成时代与沉积环境。

地质背景与样品特征

鞍本地区BIFs呈三角形分布，小岭子BIF位于鞍山南部，齐家沟BIF分布于齐大山东侧。样品显示典型的毫米级磁铁矿-石英微条带互层，含少量赤铁矿、黄铁矿及直闪石/黑云母等硅酸盐矿物。

地球化学特征

所有BIF样品均以SiO₂(45-58%)和Fe₂O_3T(35-50%)为主，具有极低的TiO₂(<0.1%)、Al₂O₃(<1.5%)及Zr、Th含量。稀土元素配分模式显示显著的正Eu异常(Eu/Eu*达3.8)和Y异常，轻稀土(LREE)亏损而重稀土(HREE)富集，指示其物质来源主要为高温热液与海水的混合，仅个别样品显示陆源碎屑混染。

年代学突破

锆石U-Pb定年获得小岭子BIF最大沉积年龄2531±13 Ma，齐家沟BIF三个样品年龄分别为2549±17 Ma、2516±14 Ma和2562±7 Ma。综合区域数据提出~2.53 Ga为鞍本地区BIFs的主要形成期，证实小岭子与齐家沟BIFs为同期产物，否定了传统地层划分方案。

沉积环境重建

结合辽北地区伴生的变质火山-沉积岩及VMS型Cu-Zn矿化，研究提出BIFs形成于典型的弧后盆地环境。地球化学特征与全球Algoma型BIFs一致，但区别于经典弧后盆地BIFs的火山岩直接伴生关系，暗示华北克拉通可能存在独特的构造-成矿耦合机制。

这项研究不仅厘清了华北克拉通新太古代BIFs的时空格架，其提出的"弧后盆地热液驱动"模型为全球前寒武纪BIFs成因多样性提供了重要案例。特别是发现同一构造背景下BIFs地球化学特征的区域异质性，对完善早期地球壳-幔物质循环理论具有深远意义。研究成果对指导华北地区深部找矿勘探同样具有实践价值。