内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床辉钼矿铼锇等时线年龄及其成矿地球动力学背景

内蒙古乌努格吐山斑岩铜钼矿床是我国东北地区大型铜钼矿床之一,其矿石中5件辉钼矿Re/Os同位素模式年龄介于(166.1±2.0)～(176.4±2.8)Ma之间,^(187)Re^(187)Os等时线年龄为178±10Ma(1σ误差,MSWD=3.3),代表流体成矿年龄。斑岩流体成矿系统发育在183±6Ma左右。在区域构造演化框架中,乌努格吐山斑岩铜钼矿床形成于陆陆碰撞过程的减压增温体制,而非与B型俯冲有关的岩浆弧环境。

成矿系统:地球动力学的有效探针

笔者介绍了矿床研究促进地球动力学或大地构造研究突破的实例,证明成矿系统是理想的地球动力学探针。其原因之一是成矿系统往往由多种地质作用综合作用形成,更全面地记录了地质作用的信息;原因之二是矿床的研究程度高于其他类型的地质体,能够更准确地给出地球动力学演化的信息。作为尝试,笔者初步建立了重要成矿系统与地球动力学背景之间的链接,提出了一些似可通过成矿系统研究而解决的重要科学问题。

南秦岭勉略带铧厂沟火山岩锆石U-Pb年代学及地球化学研究

陕西省西南部铧厂沟火山岩以英安岩为主(～90vol%),夹玄武岩构造透镜体(～10vol%)。玄武岩SiO2含量为43.6%～54.7%,具有低K、Ti,高Na、Mg的特征;稀土总量为24×10-6～29×10-6,中稀土轻微富集,Eu、Sr轻微正异常;具有正Rb、Ba异常及负Nb、Zr异常,LaN/YbN值为1.81～2.87,Th/Yb值为0.19～0.23,Th/Nb值为0.11～0.20,Nb/La值为0.26～0.70,Hf/Th值为0.50～0.67,显示亚碱性弧玄武岩的特征。英安岩SiO2含量为59.5%～72.3%,稀土总量较低(116×10-6～187×10-6),为右倾式配分模式,Eu负异常,富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、Th、K等),亏损高场强元素(如Nb、P、Ti、Ta等),显示弧火山岩地球化学特征。获得玄武岩的锆石SHRIMPU-Pb年龄为801.7±4.7Ma(MSWD=1.18;n=12),英安岩的锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄为802.1±5.3Ma(MSWD=1.02;n=19),二者在误差范围内一致。因此,铧厂沟火山岩是一套火山弧环境的亚碱性玄武质-英安质火山岩组合,表明新元古代曾有大洋板块向南俯冲到扬子古板块北缘之下;这套火山岩裹挟于泥盆系沉积地层中,与泥盆系地层一起,共同组成了一套由晚古生代-三叠纪勉略洋闭合所致的构造混杂岩带。

河南周庵铂族-铜镍矿床的稀土和铂族元素地球化学特征:热液成矿的证据

河南周庵超基性岩体蕴含大型Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床,矿化带位于超基性岩体边缘与围岩的接触带。周庵超基性岩体轻稀土富集,其La/Sm_N比值为1.3～4.7,Sm/Yb_N比值为1.9～4.4,显示一定程度的LREE/HREE分异。原始地幔标准化的微量元素配分型显示弱的负Nb异常。岩体的Ni含量为70×10^(-6)～2120×10^(-6),Cu含量为15×10^(-6)～1056×10^(-6);矿石的Ni含量为2592×10^(-6)～6549×10^(-6),Cu含量为1147×10^(-6)～3239×10^(-6)。矿石的Ni/Cu比值(2.0～2.3)低于岩石样品(5-83)。强蚀变矿化样品的PGE元素含量高于弱蚀变样品约一个数量级,所有样品的Pd/Ir和Pt/Ir比值高,Pd/Ir=1.4～21,Pt/Ir=2.4～22,表明PPGE相对IPGE富集。上述特征显示周庵岩体是构造侵位的地幔岩,岩体与围岩发生了较强烈的物质交换,含水流体交代作用导致了岩体-围岩物质交换和岩体边缘矿化。

黑龙江省金厂金矿床J0矿体流体地球化学研究

黑龙江省东宁县金厂金矿床是最新发现的特大型金矿床,目前探获黄金资源量86吨,它位于中亚造山带东端的吉黑成矿带,是与中生代中酸性岩浆活动有关的复杂成矿系统,矿化类型可能包括了斑岩型、爆破角砾岩型、浅成低温热液型。研究表明,高丽沟 J0号矿体为爆破角砾岩型,热液成矿过程经历了早、中、晚3个阶段,分别形成以石英—黄铁矿、多金属硫化物—石英和碳酸盐为代表的矿物组合,中阶段矿物含自然金最多,次为早阶段矿物。初始成矿流体系统为高温、高盐度、高氧逸度、富 CO_2的岩浆热液;经减压沸腾,CO_2等挥发分大量逸出,流体温度、盐度和氧逸度下降,导致大量金属硫化物及自然金快速沉淀;大气降水混入导致晚阶段流体低温、低盐度、贫 CO_2,对成矿贡献甚微。总体而言,成矿流体盐度高(11.70%～37,81%NaCl.eq),成矿作用发生在中—高温(238.3～425.7℃)的浅成环境(深633m～2736m)。岩浆—流体成矿系统富CO_2,应发育于大陆碰撞造山带的伸展构造背景,而非大洋板块俯冲诱发的岩浆弧背景。

河南桐柏围山城层控金银成矿带同位素地球化学

河南省桐柏山区的围山城金银成矿带包括破山特大型银矿、银洞坡大型金矿、银洞岭大型银多金属矿床及一些矿点，赋矿地层是新元古界歪头山组，矿体产状与地层产状一致，形态呈似层状、鞍状或透镜状，层控特征显著。氢-氧-碳同位素地球化学研究指示早、中阶段的成矿流体主要为变质水，晚阶段有大量大气降水加入成矿流体系统。碳-硫-铅同位素指示成矿物质来自于歪头山组地层；钾-氩同位素表明成矿作用（100140Ma）发生在秦岭陆陆碰撞造山的高峰期之后碰撞挤压向伸展转变的背景下。综合考虑矿带的成矿流体来源、成矿物质来源以及矿床地质特征，认为围山城成矿带属典型的层控造山型金银成矿系统，形成于中生代扬子与华北板块的陆陆碰撞造山体制。

河南破山银矿床地质地球化学特征及成因研究

破山特大型银矿床位于桐柏围山城金银多金属矿带的西端。矿床赋存在新元古界歪头山组上部的炭质绢云石英片岩中,矿体产出受地层和褶皱构造双重控制,多呈似层状、脉状和透镜状,矿石以蚀变岩型矿石为主。成矿流体属于中温、低盐度、低密度、富CO2的K+-SO24-型流体,成矿早中阶段以变质流体为主,晚阶段逐渐演化为以大气水为主。成矿物质主要来自于歪头山组地层。热液绢云母和云煌岩脉的钾氩年龄分别为103.6Ma和134Ma,指示矿床形成于早白垩世,即秦岭-桐柏地区的构造环境从挤压向伸展转变的构造背景下。

河南嵩县钾长石石英脉型钼矿成矿流体地球化学

河南嵩县纸房钼矿是在中元古界火山岩中顺层产出的钾长石英脉型钼矿,矿化石英脉呈似层状、透镜状密集平行排列,厚0.35～5.0 m,与围岩整合产出。矿化石英脉可以划分为3期,早期无矿石英脉呈致密块状,中期石英脉是钼矿化石英脉,晚期属于无矿化石英-碳酸盐细脉。地球化学研究显示成矿物质主要来自火山热液,成矿年龄与熊耳期火山喷发期后的时间一致。成矿流体成分、液相成分特征值及氢氧同位素分析表明,成矿流体属于在高温地质作用条件下形成中高温混合流体,流体包裹体显示为中高温热液沸腾和不混溶成矿,成矿压力为28×10^5～68×10^5Pa,属于低压浅成火山机构热液充填成矿。

河南围山城金银成矿带铅同位素地球化学及矿床成因

桐柏山区的围山城金银成矿带包括破山特大型银矿、银洞坡大型金矿、银洞岭大型银多金属矿床及一些矿点,所有矿床赋存于上元古界歪头山组地层,并具有层控特征。矿石矿物的铅同位素组成为^(206)Pb/^(204)Pb=16.753～17.216,^(207)Pb/^(204)Pb=15.417～15.638,^(208)Pb/^(204)Pb=38.251～39.050;与歪头山组地层的铅同位素组成一致,而与桐柏地区的其他地层、岩体差别较大,表明成矿物质来自赋矿地层歪头山组。围山城成矿带应属于典型的层控造山型金银成矿系统,它形成于中生代扬子与华北板块的陆陆碰撞造山过程,碰撞造山期间的下插板片变质脱水诱发了矿带内流体成矿系统的发育,强烈的流体-岩石相互作用使歪头山组内的成矿物质被萃取、迁移、聚集到碳质绢云片岩层。

陕西旬阳公馆—青铜沟汞锑矿床地球化学研究

陕西旬阳公馆—青铜沟汞锑矿床位于南秦岭东部,矿床受赋矿的泥盆纪白云岩地层和发育于其中的断裂的双重控制,矿体呈脉状,矿石主要由辉锑矿、辰砂、石英、方解石组成。氢氧同位素研究表明,该矿床的成矿流体为大气水。碳氧同位素显示热液方解石的形成与地层碳酸盐关系密切,并有少量有机碳参与成矿。矿石硫来源于地层中硫化物的分解或硫酸盐的还原作用。锶、铅同位素研究表明其与成矿物质汞、锑共同来源于下覆基底地层。综合研究表明公馆-青铜沟汞锑矿是一种受断裂控制的脉状矿床。

甘肃省阳山超大型金矿床的有机地球化学特征研究

甘肃省文县阳山金矿是我国地质勘查储量最大的卡林-类卡林型金矿床,赋矿地层为泥盆系一套碳-硅-泥质地层。矿区发育了大量碳质千枚岩,富含有机碳。本文研究了矿石和围岩可溶有机质的生物标志物、有机质的来源和成熟度、干酪根的碳同位素等,论述了阳山金矿床的有机地球化学特征及有机质与成矿的关系,查明了参与成矿的有机质主要是菌藻类等低等生物。生物标志化合物参数和干酪根的H/C-O/C原子比值指示阳山金矿有机质成熟度较高,达到了无烟煤的演化阶段。在热演化的过程中,有机质裂解产生的CH_4和C_2H_6等进入成矿流体中,参与了成矿过程。阳山金矿赋矿地层中含有生物成因的草莓状黄铁矿,显示生物-有机质参与了地层的预富集作用。有机碳含量、有机质的类型和金的丰度之间相关性不明显,说明在阳山金矿的成矿过程中有机质对金的沉淀贡献不大,但是有机质可能参与了金的预富集和运移。

甘肃阳山金矿流体包裹体地球化学和矿床成因类型

西秦岭造山带内的甘肃阳山金矿是我国最新发现的规模最大的金矿床。矿床受 EW 韧脆性剪切带控制,赋矿围岩为泥盆系碳质碳酸盐-千枚岩-板岩和侵入其中的花岗斑岩脉。流体成矿过程包括:形成石英-绢云母-黄铁矿组合的早阶段,形成石英-黄铁矿-毒砂和石英-毒砂-黄铁矿以及石英-碳酸盐-辉锑矿-自然金组合的主成矿阶段,形成碳酸盐-石英网脉的晚阶段。早阶段流体包裹体以含 CO_2包裹体为主,CO_2含量为7.3%～21.5mol%,均一温度集中于270℃～300℃,盐度<3wt.%NaCl eqv;主阶段发育纯 CO_2包襄体、水溶液包裹体和少量含 CO_2包裹体,均一温度集中于210℃～270℃,盐度集中在<2 wt.%NaCl eqv 和3～5 wt.%NaCl eqv 两个范围;晚阶段只发育水溶液包裹体,均一温度集中在160℃～210℃,盐度<3 wt.%NaCl eqv。主阶段流体包裹体类型的多样性、相似的均一温度和流体盐度的双峰特征均指示流体沸腾现象的存在,其流体包裹体捕获温度为210℃～375℃,压力为85～222MPa;赋矿断层的阀门式活动导致主阶段流体系统交替于静岩和静水压力之间,成矿深度为8.5km 左右,成矿流体系统发育在早侏罗世大陆碰撞造山过程。矿床地质特征类似于卡林型金矿。但赋存于蚀变花岗斑岩中矿体既非造山型,也不同于卡林型,成矿流体具造山型矿床特征。因此,阳山金矿可能代表一种新的金矿类型,建议称为"阳山型金矿"。

大兴安岭北端晚侏罗世花岗岩类地球化学及其地质和找矿意义

大兴安岭北端的龙沟河、二十一站等岩体形成于晚侏罗世，与斑岩型铜金矿化关系密切。这些岩体的主要岩石类型为石英闪长岩、石英二长闪长岩、花岗闪长岩，总体属高钾钙碱性系列，少量属橄榄玄粗岩系列。其SiO2含量介于61．37％～66．59％，A1203含量为15．35％～17，06％，MgO含量介于2．02％-3．47％，Mg^＊指数高达44～59。（La／Yb）N介于16．85—81．73之间，δEu介于0．68～0．93，给出强分异的稀土元素配分型式，与埃达克岩的特征一致。Ba、Sr和LREE强烈富集，Nb和Ta强亏损，Rb和Ti弱亏损；岩石Yb含量介于0．31—1．32μg，Y含量介于4．32—12．07μg／g，贫Yb低Y特征显著；Sr／Y介于67．74—220．60，高Sr低Y特征清楚。上述特征也与埃达克岩地球化学特征一致。由于古亚洲洋和蒙古-鄂霍茨克洋分别于古生代末期和二叠纪-中侏罗世闭合，因此，所研究的埃达克岩应形成于中朝-蒙古大陆与西伯利亚大陆之间的陆陆碰撞造山环境，是碰撞造山带加厚下地壳拆沉-熔融的产物。

大兴安岭北端洛古河东花岗岩的地球化学、SHRIMP 锆石 U-Pb 年龄和岩石成因

大兴安岭北端漠河县洛古河东岩体主要岩石类型为二长花岗斑岩、正长花岗斑岩和石英二长斑岩,内部可见闪长质微粒包体,属高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩。花岗岩的元素地球化学和锆石SHRIMP铀-铅年代学研究结果表明,洛古河东岩体形成于早白垩世,其花岗斑岩体的锆石SHRIMP铀-铅年龄为129.8±2.2Ma。花岗岩的SiO_2含量介于68.03%～74-32%之间,Al_2O_3含量介于13.06%～14.55%之间,Na_2O/K_2O介于0.45～0.86之间,铝饱和指数为0.94～1.11,Mg~#指数介于18～42之间且多小于30。稀土元素总量为160.00×10^(-6)～235.15×10^(-6),δEu介于0.31～0.52,(La/Yb)_N介于8.99～17.87.为轻稀土富集型。岩体Sr含量低,介于118×10^(-6)～268×10^(-6)之间,而Y含量高,介于16.9×10^(-6)～26.1×10^(-6)之间,Sr/Y比值低,介于5.62～13.81之间,属低锶高钇型岩石。在原始地幔标准化的微量元素蛛网图中,Rb、Th、U、K、Zr、Hf和轻稀土元素(如La、Ce、Nd和Sm等)富集,Ba、Sr、P和Ti等元素强烈亏损,Nh和Ta具有中等-弱亏损。主量、稀土和微量元素特征表明,岩石具后碰撞花岗岩类的地球化学特征,属后碰撞花岗岩。岩体ε_(Nd)(t)值介于-3.45～-2.64,平均-3.01;亏损地幔Nd模式年龄介于969～1131Ma之间,平均1018Ma;锶初始比值(I_(Sr))介于0.702486～0.707269之间,平均0.705434;钾长石^(206)pb/^(204)Ph、^(207)Pb/^(204)Ph和^(208)Pb/^(204)Pb比值变化范围分别为18.5939～18.6721、15.6019～15.6058和38.4058～38.5249,平均值分别为18.6426、15.6035和38.4613;岩体中的钾长石氧同位素组成很低,δ^(18)O(‰)值介于-8.1～4.1之间,多为负值,表明洛古河东岩体为低^(18)O花岗岩。Nd、Sr、Pb和O同位素组成显示洛古河东岩体形成于含有较多幔源成分的源区物质的部分熔融作用,推测源区主要为Rodinia超大陆会聚过程中(中元古代一新元古代之交)形成的初生地壳。由于古亚洲洋和蒙古-鄂霍茨克洋分别于古生代末期和二叠纪一中侏罗世闭合,因此大兴安岭北端早白垩世花岗岩应该形成于中朝-蒙古大陆与西伯利亚大陆碰撞造山过程的后碰撞阶段。

河南银洞沟造山型银矿床碳硫铅同位素地球化学

河南内乡县银洞沟大型脉状银多金属矿床产于北秦岭造山带朱夏断裂北侧的二郎坪地体内,含矿围岩是二郎坪群火山岩-碎屑岩建造,矿体定位于断裂构造带内,产状受断裂构造控制,矿石组构、矿物组合、围岩蚀变类型和分带等地质特征均与典型造山型金矿一致,应属造山型银矿。矿床硫化物δ^(34)S介于+4.7～+8.1‰,高于有机物和岩浆岩。流体包裹体中CO_2的δ^(13)C介于-0.2～+0.9‰,与海相碳酸盐一致,高于其它所有地质体。矿石硫化物^(206)Pb/^(204)Pb=18.2026～18.4462,^(207)Pb/^(204)Pb=15.5835～15.7739,^(208)Pb/^(204)Pb=38.5478～39.0890,显示铀铅富集,钍铅微弱亏损。这些同位素地球化学特征均指示夹杂沉积硫酸盐的碳酸盐-碎屑岩沉积建造是最为理想的物源,对比研究东秦岭北坡相关地质单元,认为成矿物质和流体主要来自二郎坪群和秦岭群,尤其是雁岭沟组合碳酸盐岩地层对于成矿流体和物质的贡献不可替代。中生代华北与华南板块碰撞造山过程中,秦岭群沿朱夏断裂向北陆内俯冲到二郎坪地体之下,并通过俯冲变质脱水而为银洞沟矿床的形成提供了大量成矿物质和流体。朱夏断裂北侧依次出现银洞沟银矿、许瑶沟金矿、松垛隐伏花岗岩基、栾川斑岩钼矿带,构造-成岩-成矿空间格局与CMF模式(碰撞造山成岩成矿和流体作用模式)完全一致,证明了CMF模式的科学性和普适性和同位素示踪成矿物质和流体来源的有效性。银洞沟矿床的发现和研究结果证实了前人预测的朱夏断裂北侧"桑坪-米坪-许瑶沟铜金铅锌银等多金属矿化带"的客观存在,该带应作为银金多金属矿床勘查的重点区带。

“吐哈天窗”卡拉塔格岩体的地球化学和岩石成因

卡拉塔格岩体是吐哈盆地南缘古生代天窗中唯一的一个岩体。主量元素特征表明卡拉塔格岩体属富钠的钙碱性系列;岩石富集轻稀土和Ba、K、La等大离子亲石元素,而亏损Th、Nb、P和Ti等高场强元素,具弱的Eu负异常,具有低的Sr同位素比值和高的εNd(t)值(+7.74～+9.13)。这些特征表明:(1)卡拉塔格岩体具有俯冲带幔源岩石的成分特点,反映其形成于岛弧环境。(2)卡拉塔格岩体来源于亏损地幔源区,且基本上未受到古老大陆地壳物质的污染,其形成与康古尔古大洋板块向北的俯冲分熔作用具有直接的成因关系。(3)该岩体的总体特征表明,吐哈盆地南缘在早古生代晚期为一活动的大陆边缘环境,卡拉塔格斑岩型金铜矿的形成与该区的古洋壳俯冲有成因联系。

辽东辽河群大石桥组碳酸盐岩稀土元素地球化学及其对Lomagundi事件的指示

2.33～2.06Ga期间发生了全球性大气圈充氧作用及其相关的δ^(13)C_(carb)正异常,被称为Lomagundi事件。2.2～2.174Ga的辽河群大石桥菱镁矿及其围岩显示了δ^(13)C_(carh)正异常,是运用REY(REE+Y)指纹技术研究Lomagundi事件的良好对象。本文研究表明,6件白云岩围岩样品∑REE为0.988×10^(-6)～2.744×10^(-6);Y/Ho比值为37.9～49.4(平均42.5±4.7);(La/La~*)_(SN)为1.075±0.317,(Gd/Gd~*)_(SN)为1.390±0.166,均为正异常;HREE富集(Nd_(SN)/Yb_(SN)=0.38～0.78)。所有上述特征与现代海水REY配分模式一致,表明这些样品记录了Lomagundi时期海水的REY特征。6件菱镁矿样品∑REE为4.549±2.239,高于围岩白云岩;HREE弱亏损(Nd_(SN)/Yb_(SN)=1.141±0.265),Y/Ho平均值为40.2±3.2;(La/La~*)_(SN)为0.657～1.149(平均0.919±0.203),(Gd/Gd~*)_(SN)=1.036±0.081,正异常程度弱于白云岩,但仍显示以海水来源为主。矿体顶板滑石白云岩∑REE含量最高(10.758);页岩标准化稀土配分模式为平坦型,(Eu/Eu~*)_(SN)正异常高达1.97,Gd和Y正异常最小,Y/Ho比值最低(31.3),(Nd/Yb)_(SN)为0.89,显示受后期热流体交代影响。菱镁矿(Sm/Yb)_(CN)值(2.61±0.45)高于白云岩(1.19±0.27),指示海水由深变浅,大石桥菱铁矿及其围岩白云岩REY主要来自陆源溶解物,洋底热液贡献微弱,制约REY特征的主导因素为大气圈-水圈的性质,如fO_2,pCO_2等。白云岩和菱镁矿(Ce/Ce~*)_(SN)值平均分别为1.11±0.13和1.04±0.08,表明2.2～2.174Ga期间大陆风化作用加剧,海水呈碱性,pH值>8.2。2.33Ga前的化学沉积物(Eu/Eu~*)_(SN)>1.53,2.06Ga后的化学沉积物(Eu/Eu~*)_(SN)<1.53,大石桥组白云岩和菱铁矿(Eu/Eu~*)_(SN)均值分别为1.44±0.11和1.58±0.20,表明2.2～2.174Ga时海相沉积物(Eu/Eu~*)_(SN)≈1.53,2.33～2.06Ga是地球水圈-气圈系统由还原向氧化转变的关键时期。

西秦岭阳山金矿带花岗斑岩元素及Sr-Nd-Pb同位素地球化学

甘肃阳山金矿带的花岗斑岩脉中含有石榴子石,A/CNK=1.65～3.65,属于强过铝质花岗岩类。花岗斑岩相对富集 LILE 和 LREE,亏损 Ba、Sr、Nb、Ta、P、Ti 等,配分模式类似于典型同碰撞型花岗岩类;花岗斑岩∑REE=54.35～124.01×10^(-6),(La/Yb)_N=9.72～27.80,δEu=0.70～0.89,表明其岩浆形成时部分斜长石进入熔体,而非完全残留。花岗斑岩 I_(Sr)值为0.70806～0.71756,平均0.71107;ε_(Nd)(t)值变化于-2.9～-5.0,平均-3.4;Nd 模式年龄(T_(2DM))为1.24～1.41Ga,平均1.34 (Ga)。以上同位素特征表明花岗斑岩岩浆应源自成熟度较低的中元古代基底地壳物质。花岗斑岩的(^(206)Pb/^(204)Pb)_(220Ma)、(^(207)Pb/^(204)Pb)_(220Ma)和(^(208)Pb/^(204)Ph)_(220Ma)的平均值分别为17.875、15.604和38.296,与秦岭微陆块的中元古代基底和碧口地体碧口群的 Pb 同位素组成一致。考虑到前人获得碧口群的年龄为1.235～1.367Ga,而秦岭微陆块沿勉略缝合带向南仰冲到碧口地体之上,我们认为由碧口群等组成的俯冲板片的变质脱水熔融作用导致了阳山金矿带花岗斑岩的形成。因此,阳山金矿带的花岗斑岩是扬子与华北大陆中生代碰撞造山过程中形成的同碰撞花岗岩类。

华北克拉通南部古元古界熊耳群大古石组碎屑岩的地球化学特征及其地质意义

华北克拉通南部熊耳—中条拗拉谷中广泛发育的古元古界熊耳群火山岩,是华北克拉通结晶基底形成后规模最大、涉及范围最广的火山活动产物,以火山熔岩占绝对优势,沉积岩和火山碎屑岩主要分布在大古石组及马家河组,仅占地层总厚度的4.3%。本文从沉积学角度,探讨熊耳群火山岩的形成环境及其构造背景。底部大古石组碎屑岩主要由一套砂砾岩、砂岩和泥质岩组成。其岩相学特征表明大古石组自下而上的沉积相为河流相—湖泊相—河流相。自下而上对比大古石组剖面中碎屑岩的地球化学数据(Sr、Ga、V)及相应比值(Sr/Ba、Th/U、Zr/Rb),认为大古石组碎屑岩以陆相沉积(河流相和湖泊相)为主,但中后期伴有海侵作用。通过对其泥质岩的主、微量元素地球化学特征的研究,认为大古石组碎屑岩主要来源于花岗质成分,但混有一定量的基性物质;源岩以太古宙地层为主,可能有古元古代地层的加入,经历了中等程度的风化作用,并快速堆积形成的。大古石组碎屑岩形成于被动大陆边缘环境,代表了古元古代末华北克拉通伸展—裂解事件的开始;熊耳群火山岩则是在被动大陆边缘的裂谷环境发育形成的。