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前寒武纪条带状铁建造（Banded iron formation，简称为BIF）是早前寒武纪地球特殊环境的产物（Bekker et al.，2010），具体指全铁质量分数大于15%，以富铁矿物和脉石矿物组成的条带状、条纹状构造，由海底热液喷流作用形成的化学沉积含铁硅质岩（James，1954; 沈保丰等，2006，2012；郑梦天等，2015），根据其形成时代及含矿建造的不同，通常分为阿尔戈马型和苏必利尔型两类（Gross，1980）。BIF经区域变质等后期改造，形成BIF铁矿床。
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冀东地区是我国重要的BIF铁矿床分布区，大型、超大型铁矿床星罗棋布，包含了司家营铁矿、马城铁矿、长凝铁矿、水厂铁矿、石人沟铁矿等，累计探明铁矿资源储量（铁矿石量）达80多亿吨（沈保丰，2012）。早在20世纪90年代，前人针对冀东地区不同铁矿床的地质特征、含矿建造、变质年代及成矿规律等展开了研究（沈其韩等，1981；孙大中，1984；钱祥麟等，1985；张贻侠等，1986）。近年来，对BIF型铁矿床的成矿年代、成矿物质来源、构造背景、Fe元素迁移富集规律等方面获得了新的认识（丁文君等，2009；沈其韩等，2011；李延河等，2011；张连昌等，2012；万渝生等，2012；李文君等，2012；Zhang Zhaochong et al.，2014; Li Houming et al.，2014; 陈靖等，2014；Li Lixing et al.，2015; 王明格等，2019）。
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长凝铁矿位于冀东一带司家营—马城—长凝（简称“司马长”）成矿带南端，相较于司家营铁矿和马城铁矿，长凝铁矿的科研资料少之又少，几乎从未见诸报端。作者在参与长凝铁矿深部普查工作期间，接触到了最新的长凝铁矿深部钻孔资料，结合前人工作成果，首次系统地对长凝铁矿的U-Pb年代学、地球化学特征进行了研究，并对矿区的成矿地质背景和物质来源进行了探讨。
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1 区域地质背景
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研究区位于华北克拉通东部陆块（Zhao Gguochun et al.，2012）。华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一，也是我国最大最古老的前寒武纪克拉通。目前关于华北克拉通的形成、微陆块划分等还存在争议。赵国春等将华北克拉通基底划分为东、西部两个陆块以及位于二者之间的中央造山带，其中东部、西部陆块在大约1.85 Ga发生碰撞形成中央造山带（Zhao Gguochun et al.，1998; 赵国春，2009；Zhao Gguochun et al.，2012）。
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图1 冀东地区区域地质简图（据Nutman et al.，2011；河北省滦南县长凝铁金矿普查续作报告[2024]❶修改）
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Fig.1 Simplified geological map of the eastern Hebei Province (modified after Nutman et al., 2011; modified after Continuation Report on the General Survey of Changning Iron Gold Mine in Luannan County, Hebei Province[2024]❶)
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冀东地区的地层可以大概划分为结晶基底和沉积盖层两部分。结晶基底为古陆核增生、碰撞、后期变质改造、褶皱变形后形成的区域变质岩系，主要为太古宙TTG花岗质岩石，约占高级变质岩区的80%，此外为变质火山岩、磁铁石英岩等组成的表壳岩系，约占20%（陈靖等，2014）。沉积盖层主要由中—上元古界长城系、蓟县系、青白口系和古生界寒武系、奥陶系地层组成，岩性主要为滨海相陆源碎屑岩、页岩、浅海相泥质、砂质白云岩、灰岩、含锰泥质白云岩、泥晶白云岩夹钙质页岩等。
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“司马长”BIF主要产出层位为新太古界滦县岩群，属一套浅—深度变质的区域变质岩，并遭受不同程度的混合岩化作用。主要岩性为角闪变粒岩、黑云变粒岩、二长变粒岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩，并夹多层磁铁石英岩。属黑云斜长变粒岩—斜长角闪岩—磁铁石英岩建造。长凝矿区大地构造位置及区域地质概况见图1。
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2 矿床地质特征
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长凝铁矿位于滦南县城东15 km，区内地势平坦，地表主要为巨厚层第四系松散堆积物，层厚360~660 m。长凝铁矿东西长4 km，南北宽2.8 km，目前，矿区共施工钻孔56个，钻探进尺55971.27 m。截止2023年底，全区共圈定铁矿体18条，探求铁矿石资源量5.65亿吨，其中北套—葛代坨一带提交储量约5.2亿吨，东沙窝一带提交储量约40 Mt，张庙一带提交储量约5 Mt，从勘查现状看，东沙窝一带还具有极大的找矿潜力。Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ号矿体为区内规模较大的矿体，占总资源量的74.54%，其中Ⅱ号矿体总体走向356°，南西倾，倾角29°~62°。走向延伸1500 m，控制矿体最大倾斜延伸1560 m，矿体平均真厚54.13 m，矿体总体厚度变化系数为44.26%，矿体赋存标高-348~-1418 m。本次实验样品也主要取自该条矿体之内。各矿体特征见表1。
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长凝BIF的围岩为斜长角闪岩、变粒岩、混合岩。矿石结构主要是细粒自形—半自形粒状变晶结构和交代结构，构造以条纹~条带状和浸染状构造为主。矿体品位分布较均匀。各矿体品位变化系数为5.61%~22.38%。
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矿石中主要有益组份为Fe，没有达到伴生有益组份要求的元素。矿石中有害组分主要是SiO2、S、P，矿石为高硅低硫、磷铁矿石。矿石自然类型为磁铁石英岩型、闪石磁铁石英岩型、赤铁石英岩型、磁铁绿泥绿帘岩型；铁矿物以磁性铁、硅酸铁、氧化铁、硫化铁、碳酸铁五种状态赋存。
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3 样品特征及实验方法概述
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用于锆石U-Pb同位素测年和岩石地球化学测试的钾化混合花岗岩和黑云斜长变粒岩样品均采自长凝铁矿Ⅱ号矿体ZK16-15钻孔岩芯，其中HYXC1号样品为矿体主要围岩黑云斜长变粒岩；KH1采自矿体内部夹层钾化混合花岗岩；用于地球化学测量的铁矿石样品采自Ⅱ号矿体的条带状、浸染状磁铁角闪石英岩，样品编号Cn1~Cn6，岩芯样品全部新鲜无风化。样品取样位置见图2。
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3.1 样品岩石学特征
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KH1岩性为钾化混合花岗岩。新鲜面呈浅肉红色，块状构造。岩石由钾长石、石英、矿物假象组成。钾长石呈半自形板状，为微斜长石，粒径0.3~2.0 mm，杂乱分布，具轻微高岭土化、碳酸盐化，局部被石英交代。石英呈他形粒状，粒径0.2~1.5 mm粒内具轻微波状消光。岩内可见碳酸盐等填充的网状裂隙发育。
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HYXC1岩性为黑云斜长变粒岩。新鲜面呈灰白色，鳞片粒状变晶结构。岩石由斜长石、钾长石、石英、黑云母、白云母组成。斜长石呈他形粒状，粒度为0.2~0.4 mm，均匀镶嵌状分布，含量约占45%。钾长石为微斜长石，呈他形粒状，粒度一般为0.3~0.5 mm，具高岭土化，约占15%。石英呈他形粒状，粒径一般0.1~0.7 mm，均匀镶嵌状分布于长石粒间，含量约占20%。黑云母呈片状，片径为0.1~0.5 mm，呈断续定向分布约占20%。
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Cn1~Cn6为条带状、浸染状磁铁角闪石英岩（铁矿石）样品，呈黑灰色，条带、条纹、浸染状构造，由石英、角闪石、不透明矿物组成。石英呈他形粒状，粒度0.5~4.5 mm。角闪石呈他形粒状，粒径主为0.1~0.5 mm，部分沿边缘及解理缝被碳酸盐交代。不透明矿物，主为磁铁矿，其次为黄铁矿、赤铁矿。具强磁性，呈半自形—他形粒状，粒度一般0.1~1.25 mm，少数0.02~0.1 mm，部分颗粒沿裂隙被赤铁矿交代。各类样品的宏观及微观特征见图3、图4。
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3.2 分析测试方法
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锆石U-Pb定年使用激光剥蚀—电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICPMS）在北京锆年领航科技有限公司完成。激光剥蚀平台采用NWR193UC型193 nm深紫外激光剥蚀进样系统。质谱仪采用Agilent 7900型电感耦合等离子体质谱仪（Thompson et al.，2018）。
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图2 冀东长凝铁矿16线综合地质剖面图（据河北省滦南县长凝铁金矿普查续作报告[2024]❶修改）
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Fig.2 Comprehensive geological profile of the line16 in the Changning iron deposit，eastern Hebei (modified after Continuation Report on the General Survey of Changning Iron Gold Deposit in Luannan County, Hebei Province[2024]❶)
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锆石样品固定在环氧树脂靶上，抛光后在超纯水中超声清洗。采用5个激光脉冲对每个剥蚀区域进行预剥蚀（剥蚀深度~0.3 μm）。本次实验在束斑直径30 μm、剥蚀频率6 Hz、能量密度5 J/cm2的激光条件下分析样品。数据处理采用Iolite程序（Paton et al.，2010）。以NIST610 作为外标，91Zr作为内标计算微量元素含量。本次实验过程中测定的91500（1061.5±3.2 Ma，2σ）、GJ-1（604±6 Ma，2σ）年龄在不确定范围内与推荐值一致。Plesovice标样作为未知样品的分析结果为337.5±1.5 Ma（n=11，2σ），对应的年龄推荐值（337.13±0.37 Ma，2σ）（Slama et al.，2008）在不确定范围内与推荐值一致。
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样品地球化学分析在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成。主量元素使用Axiosmax射线荧光光谱仪进行测试；FeO由氢氟酸、硫酸溶样，采用重铬酸钾滴定的容量法进行测试，相对误差≤2%；烧失量采用P124S电子分析天平完成；微量和稀土元素测试采用等离子体质谱（ICPMS）法，采用 Xserise2 电感耦合等离子体质谱仪来完成。
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4 分析结果
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4.1 锆石U-Pb年龄
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鉴于样品年龄较老，采用的都是207Pb/206Pb年龄。样品CL发光图像及测点位置见图5，分析结果见表2。
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图3 冀东长凝铁矿U-Pb测年样品照片及镜下特征
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Fig.3 U-Pb dating sample photos and microscopic features of the Changning iron deposit，eastern Hebei
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钾化混合花岗岩（KH1）样品阴极发光图像显示，锆石多呈无色透明状，少数呈暗灰色。呈等轴状、长柱状、似圆状和不规则状等，锆石粒径50~150 μm，大部分锆石内部发育清晰的振荡环带和韵律结构，显示其岩浆成因，少量可见次生增生边，表明存在变质成因锆石。U含量265.0×10-6~4623×10-6，Th/U比值为0.27~1.37，均值0.74，表现出岩浆锆石特征。锆石大都存在不同程度的铅丢失，但大部分锆石落在了同一不一致线附近，12个测点获得的上交点年龄为2516±74 Ma（MSWD=7.2）。
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黑云斜长变粒岩（HYXC1）样品阴极发光图像显示，锆石多呈椭圆状、长柱状、不规则状等，锆石粒径70~200 μm，大部分锆石内部发育振荡环带。U含量540.6×10-6~6097×10-6，Th/U比值为0.27~1.17，均值0.69。锆石大多数存在不同程度的铅丢失，部分锆石铅丢失强烈，大部分锆石落在了同一不一致线附近，15个测点的上交点年龄为2655±44 Ma（MSWD=16），但是由于铅丢失强烈，MSWD值也很大。认为代表了黑云斜长变粒岩原岩形成的年龄。
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4.2 主、微量/稀土元素地球化学结果
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4.2.1 主量元素特征
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黑云斜长变粒岩（HYXC1）主量元素具有富硅铝，贫钙的特点，其SiO2含量为55.24%，CaO含量3.73%；K2O略高于Na2O，Na2O+K2O含量为8.57%，K2O/Na2O含量为1.12，里特曼指数σ为6.00，表明原岩属于碱性岩；Al2O3含量为15.08%，铝饱和指数A/CNK为0.82，为过铝质岩石；Al2O3/TiO2为8.90，烧失量为1.85%，表明岩石中含有部分含水矿物，可能为绿泥石。
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图4 冀东长凝铁矿铁矿石岩芯样品特征照片
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Fig.4 Characteristic photos of iron ore samples from the Changning iron deposit，eastern Hebei
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图5 冀东长凝铁矿测年样品锆石CL图像
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Fig.5 Cathodoluminescence images of zircons from the Changning iron depsoit，eastern Hebei
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图6 冀东长凝铁矿钾化混合花岗岩（KH1） 锆石U-Pb年龄谐和图
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Fig.6 SHRIMP U-Pb age concordia diagram of zircons from potassium migmatitic granite（KH1）, Changning iron ore，eastern Hebei
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图7 冀东长凝铁矿黑云斜长变粒岩（HYXC1） 锆石U-Pb年龄谐和图
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Fig.7 SHRIMP U-Pb age concordia diagram of zircons from biotite plagioclase granulite（HYXC1） in the Changning iron deposit，eastern Hebei
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钾化混合花岗岩（KH1）SiO2含量高达81.98%，岩石酸性程度高，显示出硅过饱和特征；Al2O3含量为4%，铝饱和指数A/CNK为0.45，Al2O3/TiO2为176.58，反应了高铝钛的地球化学特征，表现了壳源岩浆的亲缘性。CaO含量3.08%；K2O远高于Na2O，Na2O+K2O含量为2.95%；K2O/Na2O含量为16.35，表现出钾长石含量极高。烧失量达到4.90%，表明岩石中含有部分含水矿物。
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样品主量、微量、稀土元素分析结果见表3、表4。
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4.2.2 微量、稀土元素特征
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黑云斜长变粒岩的大离子亲石元素Rb、Ba、Sr 等具有富集趋势，高场强元素Th、U、Zr 和Hf明显亏损，微量元素蛛网图呈锯齿状。稀土元素总量（ΣREE）为588.44×10-6，轻稀土总量564.93×10-6，重稀土总量23.51×10-6，稀土含量较高，表明原岩更偏中酸性。数据经PAAS标准化后，LREE/HREE为2.19，（La/Yb）N 为6.57，表明轻重稀土分异明显；（Sm/Nd）N=0.82，（La/Sm）N=1.44，反映轻稀土富集严重，重稀土相对亏损。δEu 值 1.33，δCe为1.10，均呈现轻微正异常，稀土配分曲线呈右倾形式（见图8、图9）。黑云斜长变粒岩的地球化学元素特征和铁矿石、混合花岗岩的地球化学特征区别较大，也暗示着黑云斜长变粒岩的构造背景、物质来源同铁矿石、混合花岗岩相比具有较大的区别。
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钾化混合花岗岩呈现出U、Pb元素富集强烈，亏损Nb、Sr、Ti，稀土总量83.39 ×10-6，轻稀土总量78.69×10-6，重稀土总量4.70×10-6。数据经PAAS标准化后，LREE/HREE=1.02，（La/Yb）N为1.89，（Sm/Nd）N=0.67，（La/Sm）N=3.68。δEu 值 1.50，δCe为0.84，呈现Eu的轻微正异常Ce负异常，稀土元素配分曲线呈轻缓的V字形式。钾化混合花岗岩和铁矿石的稀土特征大致相同，可能指示混合花岗岩和铁矿层同期形成，或混合花岗岩对早期形成的铁矿层进行过改造富集。
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磁铁角闪石英岩（铁矿石）的稀土总量要低于黑云斜长变粒岩和钾化混合花岗岩。6件铁矿石总体呈现出富集U、Pb、Zr，亏损Nb、Sr、Ti，稀土元素总量（ΣREE）介于9.87~60.92×10-6，平均值25.74×10-6，数据PAAS标准化后，LREE/HREE=0.26~0.73，均值0.45；（La/Yb）N 为0.24~1.17，均值0.62；（Sm/Nd）N=0.98~1.37，均值1.16；（La/Sm）N=0.69~1.63，均值1.14。δEu 均值 1.29，δCe为1.06，6件铁矿石的稀土元素配分曲线近乎一致，呈现左倾形态，并具有的La、Eu、Y、Tm正异常。
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5 讨论
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5.1 原岩恢复
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郑梦天等（2015）在研究冀东杏山铁矿时，认为杏山铁矿围岩斜长角闪岩原岩为玄武岩或安山质玄武岩；王佳营等（2019）认为内蒙古合教BIF铁矿的围岩斜长角闪岩可能为玄武岩；丁文君（2010）对迁安地区的铁矿石及围岩进行了岩石地球化学研究，其中9件混合花岗岩样品中7件原岩为流纹岩，一件为杂砂岩，一件为粗面英安岩；13件磁铁石英岩样品的原岩全部为拉斑玄武岩；陈靖等（2014）通过对5件司家营铁矿的黑云变粒岩进行研究，认为其原岩为中酸性火山岩。刘大为（2012）根据弓长岭铁矿12件斜长角闪岩样品的分析结果，认为斜长角闪岩的原岩为玄武岩；根据弓长岭铁矿15件混合花岗岩样品的分析结果，认为明弓长岭混合花岗岩并非岩浆成因，而是由地壳成熟度较高的变泥质岩部分熔融的产物。
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图8 冀东长凝铁矿钾化混合花岗岩（KH1）、黑云斜长变粒岩（HYXC1）、铁矿石（Cn1~Cn6）稀土元素PAAS标准化配分图（PAAS标准化数值据Taylor and Mclennan; 1985，1995）
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Fig.8 PAAS-normalized REE pattern of potassium migmatitic granite（KH1）, biotite plagioclase granulite（HYXC1）and Iron ore (Cn1~Cn6) from the Changning iron deposit, eastern Hebei (normalization values after Taylor and Mclennan; 1985, 1995)
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将本次样品数据投在Si—（al+fm）—（c+alk）图解（其中 Si、al、fm、c、alk 均为尼格里值），黑云斜长变粒岩投到火成岩区。根据该图解的适用性，Si—（al+fm）—（c+alk）图解不适用于Si值过高的超酸性火山岩，钾化混合花岗岩SiO2含量高达81.98%，因此KH1样品不适用于该图解。
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图9 冀东长凝铁矿钾化混合花岗岩（KH1）、黑云斜长变粒岩（HYXC1）、铁矿石（Cn1~Cn6）微量元素PAAS标准化蛛网图 （PAAS标准化数值据Taylor and Mclennan; 1985，1995）
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Fig.9 PAAS-normalized trace element patterns of potassium migmatitic granite（KH1）、biotite plagioclase granulite（HYXC1）and iron ore (Cn1~Cn6) from the Changning iron deposit, eastern Hebei (normalization values after Taylor and Mclennan; 1985, 1995)
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根据火成岩Nb/Y—Zr/TiO2图解，黑云斜长变粒岩落到碱性玄武岩区域，钾化混合花岗岩落入花岗岩（流纹岩）区。但根据火成岩全碱—Si（TAS）图解，黑云斜长变粒岩落入粗安岩区，钾化混合花岗岩落入流纹岩区。两种图解投图结果虽然稍有差异，但原岩岩性大致相同。
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图10 冀东长凝铁矿黑云斜长变粒岩（HYXC1）、钾化混合花岗岩（KH1）原岩恢复图解:（a）变质岩的Si—（al+fm）—（c+alk）图解（底图据 Symoner，1953）；（b）火山岩的Nb/Y—Zr/TiO2判别图解（底图据Winchester et al.，1977）;（c）火山岩的全碱—硅（TAS）图解（底图据Le Maitre，1989）
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Fig.10 Diagram of original rock recovery for potassium migmatitic granite（KH1）and biotite plagioclase granulite（HYXC1） in the Changning iron deposit, eastern Hebei: (a) Si — (al+fm) — (c+alk) diagram (after Symoner, 1953) ; (b) Nb/Y—Zr/TiO2 diagram (after Winchester et al., 1977) ; (c) TAS diagram (after Le Maitre, 1989）
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综合所述，长凝地区的黑云斜长变粒岩的原岩可能是碱性玄武岩或粗安岩为主的中性火山岩；而钾化混合花岗岩原岩可能为流纹岩。这一结果也与前人对鞍本—冀东一带BIF矿床的研究结果相近。
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5.2 构造背景
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根据现阶段的研究成果，一般认为 Algoma型BIF形成于岛弧与弧后盆地或克拉通内部裂谷带两种构造背景（Gross，1983）。我国多数学者认为华北克拉通内发育的BIF多数形成于岛弧或弧后盆地构造背景，如：鞍本地区的歪头山BIF、弓长岭BIF、冀东水厂BIF（Sun Xiaohui et al.，2014）；陈靖等（2014）认为司家营地区的黑云变粒岩可能形成于弧后盆地构造背景；郑梦天等（2015）认为迁安杏山BIF可能形成与类似弧后盆地的构造环境中。
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黑云斜长变粒岩和钾化混合花岗岩作为长凝铁矿床的围岩及夹层，二者和铁矿密切共生，因此可以利用二者来判别铁矿床形成的构造背景。
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虽然目前大多数成分图解利用显生宙岩石的成分分析总结而来，而太古宙花岗岩明显不同与显生宙花岗岩（邓晋福等，2015；张旗等，2024），但鉴于目前针对太古宙岩石并没有其它更好的方法，因此笔者等将利用黑云斜长变粒岩可能为玄武岩进行玄武岩的La—Y—Nb图解判别；之后再利用钾化混合花岗岩可能为花岗岩进行花岗岩的Rb—（Y+Nb）图解判别。结合二者的结果，对构造背景进行探讨。
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通过投图，在玄武岩的La—Y—Nb图解中黑云斜长变粒岩投点到了火山弧钙碱性玄武岩区域；在花岗岩的Rb—（Y+Nb）图解中钾化混合花岗岩投点到了火山弧花岗岩区域（图11）。
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以上数据表明长凝地区在新太古代时期与火山弧密切相关，可能形成与弧后盆地构造背景。
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5.3 成矿物质来源
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国内外研究者对BIF中Fe和Si的物质来源问题存在广泛争议，但是近年来随着对BIF中矿石和围岩地球化学研究的逐渐深入，多数学者趋向于认为成矿物质来自海底热液和海水的混合（Bau and Dulski，1996; Freiand Polat，2007; 李志红等，2010；杨秀清等，2012）；骆念岗通过对鞍本地区的南芬BIF铁矿流体包裹体研究，认为南芬BIF可划分5个演化期次，其中区域变质变形期、热液改造期和表生氧化期三个演化其次与热液流体具有密切联系（骆念岗等，2024）。
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经 PAAS 标准化后的现代海水的稀土元素以轻稀土亏损、La 和 Y 的正异常为标志（ Bau et al.，1999; Bolhar et al.，2004）。高温热液流体则具有Eu正异常的特征（Danielson et al.，1992）。长凝铁矿的铁矿石的稀土元素经PAAS标准化后，稀土配分曲线呈现出轻微的左倾形态，发育明显的La、Eu、Y的正异常，表明其兼具热液流体和海水的稀土特征。
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此外，Y/Ho的比值可以作为判定是否海水沉积的依据。球粒陨石及海底热液流体的 Y/Ho 值为26~28，现代海水的 Y/Ho 值为 44~65（ Bau et al.，1999）。长凝地区铁矿石的Y/Ho的比值32.67~48.18，均值37.01，介于海水和热液的Y/Ho值之间，这说明长凝地区的铁矿石继承了海水和热液的特征，其成矿物质来源可能来源于海底热液和海水的混合。
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由于Ce对氧逸度非常敏感，并且不同价态的Ce离子溶解度不一样，因此Ce能很好的指示铁建造沉积时海水的氧化还原环境（ German et al.，1990）。海洋热液流体环境同样可以造成δCe的正异常。长凝铁矿的δCe介于1.01~1.10，均值1.06，表现出极轻微的Ce正异常，认为这是成矿过程中热液流体参与的迹象。
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综上所述，笔者等认为长凝地区的成矿物质具有海水和热液的混合来源。
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5.4 沉积—变质时代
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近年来，众多学者通过测量与铁矿层密切共生的变质火山岩的年龄来厘定铁矿的形成年代。从全球范围来看，70%的BIF都形成于2.50 Ga左右（Klein，2005），例如西澳哈默斯利盆地的Brockman BIF主要形成于2.60~2.45 Ga（Barley et al.，1992）; 位于南非北部 Transvaal 群中的 Kumman BIF的形成时代为2.46 Ga（Pickard，2003）。在我国，BIF也主要形成于2.55~2.50 Ga（李延河等，2011; 万渝生等，2012; 张连昌等，2012）。沈保丰等（2005，2012）认为中国的BIF型铁矿的主要成矿年代为新太古代—古元古代（2800~2500 Ma），辽宁鞍本、冀东滦县、遵化等铁矿均是该时期形成；陈靖等（2014）对司家营铁矿床夹层黑云变粒岩、片麻状二长花岗岩进行了U-Pb年龄测量，认为2529~2539 Ma代表了司家营铁矿床的形成年龄；郑梦天等（2015）认为冀东杏山铁矿的形成年代可能为2491±7 Ma；万渝生等（2018）通过对鞍山—本溪一带12件表壳岩进行年龄测量，认为鞍本地区广泛分布的含BIF铁矿的鞍山群表壳岩系形成时代为新太古代晚期。
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图11 冀东长凝铁矿黑云斜长变粒岩（HYXC1）、钾化混合花岗岩（KH1）构造环境图解：（a）玄武岩的La—Y—Nb图解 （底图据Cabanis et al.，1989）；（b）花岗岩的Rb—（Y+Nb）图解（底图据Pearce et al.，1976）
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Fig.11 Diagram of the tectonic environment for the biotite plagioclase granulite（HYXC1）and potassium migmatitic granite（KH1） in the Changning iron deposit, eastern Hebei: (a) La—Y—Nb diagram of basalt (after Cabanis et al., 1989) ; (b) Rb — (Y+Nb) diagram of granite (after Pearce et al., 1976)
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冀东地区在2700~2500 Ma存在两期较为明显的热事件。耿元生等（2018）根据冀东地区大量老变质岩的锆石U-Pb年龄及Hf同位素数据以及华北其它地区Hf同位素数据统计，认为2.70 Ga的热事件具有全球性、广泛性，这一时期是华北克拉通地壳增生的最主要时期；冀东地区最主要的岩浆事件发生在2.55~2.52 Ga 期间，并紧密伴随有高级的区域变质改造。
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本次测量的钾化混合花岗岩（样品号：KH1）中的锆石呈长柱状、次圆状和不规则状，CL 图像显示锆石分为两种类型，一种是核部具有典型振荡环带的岩浆成因、边部具有变质边特征的锆石，另一种是无明显内部结构的变质重结晶或新生锆石。这可能反映了部分锆石经历了变质重结晶作用的改造，暗示了成岩时期的区域变质作用较为强烈。钾化混合花岗岩获得了三个古太古代年龄，分别为3356±29 Ma、3329±39 Ma、3395±25 Ma，剩下的12个测点获得的上交点年龄为2516±74 Ma（MSWD=7.2），笔者认为该年龄可能是华北克拉通早前寒武纪构造—变质—热事件的反映，代表了混合花岗岩中岩浆锆石的形成年龄。
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黑云斜长变粒岩（样品号HYXC1）的锆石晶形普遍较完整，颗粒较大，多为岩浆成因。黑云斜长变粒岩中的所获得的年龄中4个位于2520~2588 Ma，7个位于2603~2668 Ma，3个介于2701~2742 Ma，1个最大的年龄为2875±40 Ma，15个测点的上交点年龄为2655±44 Ma（MSWD=16），该年龄代表了黑云斜长变粒岩原岩的沉积年龄。
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通过图8的稀土配分曲线可知，黑云斜长变粒岩的稀土配分曲线呈右倾形态，而钾化混合花岗岩和铁矿石的稀土配分曲线呈舒缓的左倾形态，二者的稀土含量具有较大差异，暗示了铁矿层并非在黑云斜长变粒岩的原岩成岩期便成矿，而是叠加了后期的热液改造、区域变质作用富集后才最终形成铁矿层。
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综上所述，笔者认为黑云斜长变粒岩火山岩原岩可能形成于2655±44 Ma；钾化混合花岗岩的2516±74 Ma年龄代表了的冀东地区广泛性的岩浆活动及区域变质作用时间，原岩中的铁质矿物在这次事件中被富集、改造，最终形成铁矿层。
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本次出现的3.3 Ga的年龄数据表明长凝地区可能存在古老陆壳，代表了滦县岩群的形成有可能与古陆壳的碰撞、增生、拼接有关。
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6 结论
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通过对冀东长凝BIF铁矿的围岩、矿石的U-Pb年代学、地球化学研究，笔者等得出以下结论：
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（1）长凝BIF围岩黑云斜长变粒岩的原岩可能是以碱性玄武岩或粗安岩为主的中性火山岩；而钾化混合花岗岩原岩可能为花岗岩或流纹岩。
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（2）长凝BIF的形成背景与火山弧密切相关，可能形成于弧后盆地构造背景。
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（3）长凝地区的成矿物质具有海水和热液的混合特征。
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（4）长凝BIF的原岩可能形成于2655±44 Ma，之后受到2516±74 Ma强烈的区域变质作用和混合岩化作用而富集成矿。本次出现的3.3 Ga左右的3个表面年龄数据可能反映长凝地区存在古老陆壳。
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致谢：感谢审稿专家和责任编辑的宝贵意见和建议。
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注释 / Note
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摘要
长凝BIF铁矿床位于华北克拉通东部陆块北缘，冀东“司家营—马城—长凝（司马长）”成矿带南端。截至2023年底，矿区共圈定铁矿体18条，探求铁矿石推断资源量5.65亿吨。目前，关于长凝铁矿的科研资料几乎从未见诸报端。笔者等对长凝铁矿区的黑云斜长变粒岩、钾化混合花岗岩、磁铁角闪石英岩开展了地球化学研究，对围岩黑云斜长变粒岩和矿体夹层钾化混合花岗岩开展了LA-ICPMS锆石U-Pb定年。对黑云斜长变粒岩和钾化混合花岗岩的原岩恢复，表明黑云斜长变粒岩的原岩可能为中性火山岩，钾化混合花岗岩的原岩可能为花岗岩或流纹岩。元素地球化学分析表明长凝BIF的形成背景与火山弧密切相关，可能形成于弧后盆地构造背景。铁矿石磁铁角闪石英岩的稀土配分曲线呈现出轻微的左倾形态，发育明显的La、Eu、Y的正异常，Y/Ho的值32.67~48.18，均值37.01，表明长凝地区的铁矿石继承了海水和热液的特征，其成矿物质可能来源于海底热液和海水的混合。黑云斜长变粒岩15个测点的上交点年龄为2655±44 Ma，可能代表了黑云斜长变粒岩原岩的形成年龄；钾化混合花岗岩的12个测点上交点年龄为2516±74 Ma，该年龄可能是华北克拉通早前寒武纪构造—变质—热事件的反映，原岩中的铁质矿物在这一事件中被改造和富集，最终形成铁矿体。
Abstract
The Changning Banded Iron Formation (BIF) Deposit is located on the northern edge of the eastern landmass of the North China Craton, at the southern end of the "Sijiaying—Macheng—Changning" metallogenic belt in eastern Hebei Province. At the end of 2023, a total of 18 iron ore bodies have been delineated in the entire region, and an estimated resource of 565 million tons of iron ore has been explored. At present, there is almost no scientific research data on Changning iron deposit reported in the media. This article conducted geochemical studies on biotite plagioclase granulite, potassic migmatitic granite, and magnetite amphibolite quartzite in the Changning BIF deposit, and LA-ICPMS zircon U-Pb dating was conducted for biotite plagioclase granulite and potassium migmatitic granite. The original rock of biotite plagioclase granulite may be neutral volcanic rock, while the original rock of potassium migmatitic granite may be granite or rhyolite. Elemental geochemical analysis indicates that the formation background of the Changning BIF is closely related to volcanic arcs. The rare earth distribution curve of the magnetite amphibolite quartzite rich in iron ore shows a slight left leaning shape, with obvious positive anomalies in La, Eu, and Y. The Y/Ho ratio is 32.67~48.18, with an average of 37.01, indicating that the iron ore in the Changning area inherits the characteristics of seawater and hydrothermal fluids, and its ore-forming material may come from a mixture of seafloor hydrothermal fluids and seawater. The age of the upper intersection of 15 measuring points of the biotite plagioclase granulite is 2655 ± 44 Ma, which may represent the formation age of the biotite plagioclase granulite protolith; The intersection age of the 12 measuring points on the potassium migmatitic granite is 2516 ± 74 Ma, which may be a reflection of the early PreCambrian tectonic metamorphic thermal event in the North China Craton.
