白云鄂博矿田白云鄂博群地层特征 微晶丘的概念、特征及成因讨论
白云鄂博矿田主要出露白云鄂博群，东北部出现石炭系，宽沟背斜轴部出露变质岩，其时代有些文献写为太古宙，有些文献写为新太古代。东南部和南部有较大片花岗岩，其余均为第四系覆盖。
绝大多数研究者认为，白云鄂博矿床的成矿仅与白云鄂博群有关，故本书仅讨论白云鄂博群。
对白云鄂博地区的白云鄂博群地层，张鹏远等（1993）的研究相当详细（图2-1），共分为6个地层组，15个地层段（H1～H15）。其中在宽沟以南仅见H1～H5。
在白云鄂博矿区，主赋矿层为灰褐、黄褐色中厚层状至块状白云岩、含铁白云岩，富含稀有、稀土元素。以前认为其与宽沟北H8相当，较新资料认为应与宽沟北的H5对比（王辑等，1987,1989；张鹏远等，1993；内蒙古自治区第一区域地质研究院一、二分队，1996）。张鹏远等（1993）将其划分为
本项目组分别研究了宽沟以北的尖山向北西再至赛乌素、高位-查干楚鲁；宽沟东部的核部及自宽沟向南至三号铌矿体一线，东矿以东的东接触带探槽、东介勒格勒、主矿北西一带赋矿白云岩与下伏H4砂岩接触带、西矿等剖面，认为宽沟以南的H1～H4与宽沟北可以对比。而赋矿白云岩常与下伏H4砂岩断层接触，与上覆富钾板岩也常为断层接触，但断层主要为顺层或接近顺层断裂，故应与H5对比，本书采用张鹏远等（1993）的方案，称赋矿白云岩为
包括笔者在内的研究组研究了白云鄂博南东约25km处黑脑包一带的腮林忽洞群，认为其与白云鄂博群的下部相当（乔秀夫等，1997）。
一、白云鄂博群与下伏变质岩的接触关系
白云鄂博群与下伏变质岩的接触关系的清晰露头现在并不容易寻找，20世纪50年代勘探时的探槽已经看不清楚了，在一处探槽中可见变质岩与底砾岩之间有一紫红色层，疑为古风化层。2003年8月下旬本项目组在都拉哈拉北的宽沟核部一冲沟（N41°49.166＇，El10°00.750＇，H1584±4.7m）中见到一处清晰连续的接触带。下伏变质岩为黑云母片岩、片麻岩（图版2-Ⅰ-1）；变质岩的顶部有约55cm厚的古土壤层，现由褐黄色、黄绿色和深灰色条带状泥质岩构成，其下还有约1m厚的紫红色、黄白色半风化层。不整合面之上为白云鄂博群底部的长石石英砾岩（图版2-Ⅰ-2）。
在宽沟其他位置还可见到粗的底砾岩（图版2-Ⅰ-3）和白云鄂博群下部的粗砾岩（图版2-Ⅰ-4）。砾石主要为石英岩，磨圆好，砾石呈扁平状，稍具定向；见少量灰黑色石英砂岩砾石。填隙物为细砾至粗砂级，主要为石英和长石，长石可达30%。
在宽沟以北的尖山东南山脚处，可见粗砾岩，但与变质岩的界线不清，其间可能已经被一个剪切带替代。而在黑脑包腮林忽洞群的底部接触界线出露清晰，在下伏变质岩中有辉绿岩侵入，而被腮林忽洞群沉积截切（图版2-Ⅰ-7），腮林忽洞群的底砾岩更粗（图版2-Ⅰ-8）。
图2-1 白云鄂博地区白云鄂博群综合地层柱状图（引自张鹏远等，1993）
宽沟北、宽沟南白云鄂博群和黑脑包地区腮林忽洞群均与变质岩不整合接触，加上距离不远，比较支持宽沟南北白云鄂博群及腮林忽洞群底界相同的结论，即它们均是变质岩长期剥蚀后第一次接受海侵的产物，而由于三地相距很近，其间的时代差不会太大。
二、高位-查的干楚鲁白云鄂博群剖面
从白云鄂博主矿北西的高位向北西方向的比鲁特依次为H3～H10，本项目组仔细研究了高位至查干楚鲁段（H3～H8）（图2-2，图2-3）：
图2-2 白云鄂博矿田高位-查干楚鲁白云鄂博群路线的地质剖面图
图2-3 白云鄂博矿田高位-查干楚鲁白云鄂博群地层柱状图
高位-查干楚鲁白云鄂博群剖面
22.砂岩。
21.薄层含石英砂灰岩夹具斜层理石英砂岩，具大型斜层理、丘状交错层理。
20.中厚层石英砂岩，上部夹中薄层具低角度斜层理灰岩。
19.灰白色薄层灰岩与灰色、灰黄色中薄层含长石石英砂岩互层，灰岩中含少量黄铁矿，具低角度交错层理。 50m
18.底部为细砾岩，中、上部为具低角度交错层理薄层含砾石英砂岩。 30m
17.含长石粗粒石英砂岩，顶部为长石质细石英砂岩。产状：355°∠50°。
16.厚层具平行层理含长石石英砂岩，底部含长石较多，顶部具不规则的水平层理，与上覆石英砂岩具冲刷接触。
15.薄层含细黄铁矿纹理泥晶灰岩与具水平层理含黄铁矿细粒石英砂岩互层，灰岩具低角度交错层理，灰岩层在中部变厚，上部变薄，砂岩自下而上由粗砂-中砂-细砂。该层自下而上砂质成分由少增多。
14.含黄铁矿灰质砂岩，夹薄层具纹理砂质灰岩，具低角度斜层理，顶为具斜层理含砾石英中砂岩，底部含黄铁矿集中薄层。
13.中薄层具细砂波层理灰岩。
12.薄层粗粒石英砂岩。
11.含黄铁矿具低角度纹理灰岩，含有10层黄铁矿密集层。
10.底部为含砾粗砂岩，中部为中砂岩夹细砂岩，具隐约平行层理。
9.具小型槽状交错层理灰色厚层泥晶灰岩，与黄色粗晶灰岩互层，具斜层理灰色薄层灰岩，中含5%～10%左右的黄铁矿，黄色粗晶灰岩中含2%～5%的黄铁矿，顶部具成岩泄水脉及软沉积物变形。
8.薄层黑灰色灰岩，含大量黄铁矿。
7.粉砂岩与板岩互层。
6.粗砂岩与细砂岩互层。
5.灰色板岩。
4.灰黄色粗粒石英砂岩夹薄层细粒石英砂岩。共有5套。
3.灰色板岩。
2.中层铁染石英砂岩与薄层铁染石英砂岩互层，具平行层理及低角度斜层理。
1.灰色板岩。
（未见底）
但在尖山东南侧，可见白云鄂博群的最下部为砾岩、含砾砂岩、砂岩，而在尖山北侧即为深灰色板岩，可与高位北剖面相接。
柱状图如图2-3。
三、宽沟以南白云鄂博群剖面
在东矿以东去赛乌素金矿公路以东，可见一大片变质岩出露，变质岩中尚可见到变余的砂岩层理。可见白云鄂博群不整合于变质岩之上，但仅见古风化壳，未见厚层的底砾岩。
笔者等自变质岩向南翻山实地观察了一条剖面（图2-4，图2-5）
图2-4 白云鄂博矿田宽沟南白云鄂博群路线地质剖面图
图2-5 白云鄂博矿田宽沟南白云鄂博群柱状图
宽沟以南白云鄂博群剖面
上接第九章图9-1
29.白云岩与砂岩互层。
28.青色含长石石英砂岩夹板岩。有3套。
27.褐色含砾石英砂岩。
26.中厚层粗砾岩夹中砾岩。
25.细砾岩与粗砂岩互层。
24.细砾岩夹粗砾岩，砾石较少，占5%～10%，成分是石英和长石，粒度为2～3mm，分选磨圆好。
23.含砾粗砂岩，砾石成分为长石及石英，粒度3mm左右，具斜层理。
22.粗砾岩，砾石为矿化砂岩，石英及石英砂岩砾石、长石等粒度是4cm×7cm。
21.具平行层理含砾砂岩夹含砾细砂岩。
20.中粗砾岩，砾石为白色石英、长石和少量砂岩岩屑，粒度是2～9cm。
19.含长石石英砂岩。有暗色（绿色）岩脉穿插。
18.灰色板岩。
17.黄棕色砂岩。
16.深灰色薄层含铁石英砂岩，分选磨圆较差，具不规则斜层理。向上为铁泥质胶结含砾石英砂岩，分选磨圆好。
15.肉红色纯石英砂岩与青色纯石英砂岩互层，具平行层理、小规模斜层理，单层底部含石英质砾石，两种砂岩构成不规则水平层理、平行层理及大型低角度交错层理，错综复杂。
14.灰绿色粉砂岩。
13.肉红色含长石石英砂岩，单层底部含长石砾石，顶部见绿色粉砂岩砾石，具冲洗层理。
12.灰绿色粉砂岩、细砂岩、含石英砂粉砂岩构成一个序列，该层共有3个序列。灰绿色粉砂岩中具不清晰的砂波层理。
11.纯石英砂岩。
10.细粒含长石石英砂岩夹粉砂岩，砂岩为较大的透镜状，具鱼骨状交错层理。
9.硅质、铁质、粘土质胶结的长石石英砂岩夹含长石细砾岩，分选较好，磨圆中一差，粒度3～5mm。
8.细砾岩夹薄层细粒含砾含长石石英砂岩，砾岩中具平行层理，由细砾与细砂互层显示，砂岩中具交错层理及小型砂波层理。
7.褐黄色中层状铁泥质胶结石英砂岩，具低角度交错层理，含较粗粒黄铁矿。
6.灰绿色粘土质、铁质胶结含砾石英砂岩，具斜层理。
5.硅质胶结含细砾长石石英砂岩。
4.灰绿色铁泥质胶结石英细砂岩。
3.长石石英细砾岩与长石石英粗砂岩互层，硅质胶结，分选中等，磨圆较差。
2.硅质胶结砾岩，砾石以石英为主，含少量长石，由粗砂及细砾填隙；在细砾岩中，长石含量较多。分选中等，磨圆较差。单个砾石层内部自下而上粒度由粗变细，具平行层理。
1.灰棕色铁泥质胶结粗岩屑石英砂岩，具交错层理。
片麻岩
柱状图见图2-5。
对比宽沟南、北两侧的白云鄂博群及腮林忽洞群可见，其最底部均为河流-三角洲-滨海相的砾岩、含砾砂岩和砂岩，向上出现较深海沉积的泥（板）岩。
白云鄂博地区区域地质和白云鄂博矿区基本地质特征~
一、区域地质
白云鄂博矿床位于华北克拉通的北缘，矿区位于白云鄂博群内部，北邻海西褶皱带，南接中元古代渣尔泰群褶皱带，其大地构造性质的确定尚取决于白云鄂博群时代的确定。
关于白云鄂博群的时代主要有中元古代和震旦纪—奥陶纪两种认识。前者主要依据同位素地质年代学证据（张宗清等，1991,1994,1996；范宏瑞等，2006；刘玉龙等，2005,2006）；后者主要依据微古植物和小壳化石等古生物化石（孙淑芬等，1992；张鹏远等，1993；谭励可等，2000）。
乔秀夫等（1997）依据腮林忽洞群中发现的三叶虫碎片和微古植物化石，认为腮林忽洞群是寒武纪—奥陶纪，而根据层序对比认为腮林忽洞群相当于白云鄂博群的下部，因而白云鄂博群也应是早古生代（图1-1）。
值得指出的是，有人认为白云鄂博群形成于裂谷环境（王辑等，1987），其依据是白云鄂博矿床赋矿白云岩为火山作用产物的认识（白鸽等，1983,1996；袁忠信等，1991,1995）。事实上，白云鄂博群的最下部（H1）为河流相沉积的含砾砂岩和砂岩，向上过渡为滨海相砂岩、页岩夹灰岩，局部为厚层灰岩（H8），为典型的大陆边缘沉积。除了有争议的赋矿白云岩及其上覆的板岩外，张鹏远等（1993）在比鲁特组（H10）和呼吉尔图组（H13～H15）见火山喷发物，但无详细描述；王一先等（2002）指出白云鄂博群中有非造山岩浆岩，包括响岩、粗面岩、歪长粗面岩、英安岩、流纹岩和中长玄武岩，但未见剖面图，在其所附的地质图中也只见采样点，而并无具体的火山岩层位。笔者在宽沟南、北的地层剖面观察中，未见明显的火山岩层。所以，裂谷的证据并不充分。
图1-1 白云鄂博及邻区区域地质简图
二、矿田地质
为了充分反映白云鄂博矿床的地质特征，本书的白云鄂博矿田是指白云鄂博矿床赋矿白云岩分布区及宽沟以北的相应地区（图1-2）。
1.地层
白云鄂博矿区主要出露白云鄂博群，北侧为海西褶皱带的石炭系，东南隅为海西期花岗岩，南侧为第四系或新近系覆盖。
2.构造
矿区最重要的构造应当是宽沟断裂，同时它也是复背斜的轴部，沿宽沟断裂出露元古宙片岩、片麻岩。在宽沟断裂以南，从东矿至西矿这一段，H1～ 构成紧闭向斜。在宽沟以北，构造较为简单，地层均向北倾斜，由南向北由老变新，地层连续性很好，未见明显构造岩片或推覆构造。
图1-2 白云鄂博矿田地质图（据张鹏远等，1993）
Q—第四系；N2—上新统；C3b—上石炭统，宝力格庙组上段；C2b—中石炭统，宝力格庙组下段；白云鄂博群：H15、H14、H13—呼吉尔图组；H12、H11—白音宝拉格组（H13、H12和H11在图幅内缺失）；H10、H9—比鲁特组；H8、H7、H6—哈拉霍疙特组；H5—尖山组上段（宽沟以北为砂岩、板岩夹灰岩）；宽沟以南为： —上部，富钾板岩； —中部，块状白云岩，夹板岩； —下部，板岩；H4—尖山组下段；H3、H2、H1—都拉哈拉组；Pt3—新元古界； —海西晚期花岗岩； —海西中期花岗岩； —海西中期花岗闪长岩；γ4—海西期花岗岩；δ—时代不明闪长岩；Σ3—加里东期超基性岩；q—石英脉；cbv—碳酸盐脉（wu-dyke），具霓长岩化，即在砂岩中形成霓石-钠闪石-钠长石化
3.岩浆岩
在矿区的东南部，大面积出露海西期花岗岩，它与赋矿白云岩呈侵入接触。在矿区西北部的查干楚鲁有加里东期超基性岩体，前人曾作详细勘查，挖有大量探槽，现在地表已强烈风化。在1:20万地质图等许多文献上均称之为比鲁特超基性岩体，而在张鹏远等（1993）的地质图上，在比鲁特附近还画有一个超基性岩体，但本项目组在野外详细调查中，未能找到。矿区还有大量海西期辉长岩和辉绿岩脉。
在宽沟背斜轴部的变质岩、宽沟北翼尖山东南H：砂岩和南翼H2～H4砂岩中还有多条碳酸盐脉，两侧围岩强烈地霓长岩化，碳酸盐脉的宽度几厘米至几十厘米，少数1～2m，可追索长几米至几十米。它们普遍伴有稀土元素矿化。
然而，在赋矿白云岩层上、下的一些所谓岩墙或岩枝，经笔者等野外观察，却是断层形成的“马石”，它们的一个显著特点是两侧没有霓长岩化等蚀变，也没有冷凝边等侵入结构。
前人一般均将上述碳酸盐脉或断层带中的马石称为“碳酸岩墙”，其地球化学组成与赋矿白云岩是十分相似的（杨晓勇等，2000;Yang Xueming et al.，2004；倪培等，2003；范宏瑞等，2006），这表明这些“碳酸岩墙”与赋矿白云岩具有相同的物质来源，但能否作为赋矿白云岩为碳酸岩浆成因的证据是值得商榷的。章雨旭等（1998b）、高计元等（1999）均认为这种脉状体仅产于赋矿白云岩之下，是热水流体的通道相产物。故应称为碳酸盐脉。
三、矿床主要特征
白云鄂博矿床是一个多元素共、伴生综合性矿床，其中Nb和稀土元素为特大型，储量均居世界首位；铁为目前主要开采对象，大型；伴生萤石总储量仅次于湖南柿竹园，列中国第二；伴生磷和富钾板岩均可综合利用。
铌和稀土在宽沟南翼的白云岩中呈面状全岩矿化，在上覆板岩中亦有富集。在白云岩分布范围的更东面，尚有三个铌矿体，呈脉状产于H4砂岩中。
铁矿主要有主矿、东矿两大矿体群，西矿有若干矿体，它们均位于白云岩中。萤石和磷灰石为伴随铁和稀土矿化的产物。富钾板岩为上覆于白云岩之上的板岩，K2O的含量可达15%。
铌矿物主要为铌铁矿、铌金红石、易解石、烧绿石、褐铈铌矿等；稀土矿物主要有独居石、氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、黄河矿等；铁矿物主要为磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿。磷主要为磷灰石。非金属矿物主要有白云石、方解石、霓石、钠闪石、钠长石、萤石、磷灰石、黑云母和重晶石等。
铌和稀土为浸染状矿化；铁矿石主要有块状和条带状构造，后者是由磁铁矿、白云石、萤石、霓石、钠闪石、钠长石、磷灰石等相间排列而构成。这种条带状构造的矿石含铁较低，往往萤石含量较高，更有前途的是将其开发为工艺品原料。
2001年夏，陈江峰、郑永飞、杨学明、章雨旭、邱小平、陈辉、倪培、周建波、刘玉龙等一起对白云鄂博矿区进行了野外调查，周建波等（2002）报道说，通过激烈的争论和热烈的讨论，对下列关键现象和认识达成了共识：①主、东铁矿体外围不仅产有数十条碳酸岩墙（脉），而且分布有大面积稀土和铌矿化白云岩；②矿区外围南东25km处的黑脑包地区存在未矿化的大面积块状灰岩，可与北京西山微晶丘灰岩对比；③矿石具有条带状构造，指示成矿过程中存在热液作用；④在矿区内赋矿白云岩与上覆板岩之间存在强烈的碱质蚀变（霓长岩化）；⑤在赋矿白云岩中存在碳酸岩墙（脉）；⑥白云鄂博群下伏地层的变质程度不高，仅有低绿片岩相，可见变质砂岩与变质细砂岩成分的层理；⑦在比鲁特超基性岩体附近存在构造混杂岩，与板块俯冲有关；⑧主矿和东矿均存在赤铁矿型矿石，且赤铁矿型矿石位于磁铁矿型矿石的下盘；⑨白云岩与上覆板岩间为渐变过渡关系，在白云岩内部有多层板岩夹层；⑩在主矿北西约3km处，可见砂岩（H4）—砂岩—板岩—中薄层白云岩互层以及与块状白云岩的过渡接触关系；（11）在与⑩同一地点，可见碳酸岩墙侵入于砂岩（H4）中；（12）在东矿以东的露头上，可见多处铁矿化砾块位于白云岩中；（13）海西期花岗岩与白云岩为侵入接触（海西花岗岩晚于白云岩），但其接触界面有多处是很截然的；（14）东矿以东的1～3号铌矿体均位于H4砂岩与海西期花岗岩之间；（15）在白云鄂博群之上最老的地层为石炭系中酸性火山岩；（16）在达茂旗附近的白云鄂博群灰岩中见到震动液化脉，表明白云鄂博群沉积时本区可能有地震活动；（17）在东矿以东，1号铌矿体北西的H4砂岩中见到霓石-钠闪石-钠长石组成的脉，它切穿砂岩层理，显然是热液成因；（18）Fe矿化与REE-Nb矿化可能不是同时期、同成因的，即Fe矿化与中元古代的沉积作用有关，而REE-Nb矿化则与早古生代的地幔热液交代作用有关，但Fe矿石及其围岩受到早古生代地幔热液的强烈改造。
这其中许多确实是当时的共识，也是白云鄂博矿床的基本地质特征，但有少数肯定并未得到所有人的认可，有些可能当时记录有误（如1～3号铌矿体事实上与海西期花岗岩是有点距离的，主要是呈脉状产在下伏的砂岩中，与花岗岩并无关系，仍是与赋矿白云岩及碳酸盐脉等同一地质作用的产物）；有些表述在今天看来尚需修正。
一、微晶丘特征
微晶丘（micrite mound），或称为碳酸盐泥丘（mud mound）。范嘉松等（1985）将微晶丘当作是生物礁的一种，称为灰泥岩隆礁（limemud buildup reef）——主要由灰泥组成，仅见少量的生物和生物碎屑。
钱宪和（1991）、Tsien Hsien-Ho（1990）指出，微晶丘一般是一个半圆形的丘状体。通常底宽3倍于高，厚度一般几米到几十米，常出现在较深、较宁静的平缓斜坡地带，常聚集成带状平行于古海岸。
微晶丘一般由下列成分组成（钱宪和，1991）：①微晶灰岩，通常微晶灰岩成分可占全体积的30%～90%，一般多为50%～70%。②生物成分，生物成分多为珊瑚、钙质海绵、各种藻类、苔藓虫和海百合；生态的研究显示，这些生物都是生长在较深海、较宁静的环境里。③层晶构造（stramatactis）。④亮晶（spary calcite）。⑤陆源沉积和其他基质。
微晶丘常具有以下构造（钱宪和，1991）：①微晶灰岩的微细构造与叠层石的微细构造极为相似，显示这些构造不是由沉积作用所能造成的。②常有生物生长的痕迹，有时与钙质藻类形成互层生长。③具有微细的、隐约的平行层理。④带有虫管状、类似海绵组织的构造。⑤呈亮晶与微晶的交互层。⑥呈浅色与暗色微晶的交互层。⑦有粪球似的微小凝块构造。⑧瓷质状、乳质状不规则构造。
二、微晶丘成因尚是一个谜
Hodges（1987）指出大湖区的志留纪—泥盆纪礁体是微晶丘，其形成环境不是在水面附近，而是相对深的水下（可达100m）。他指出，其成因研究了60年还是一个谜。
钱宪和（1991）、Tsien Hsien-Ho（1990）认为，微晶丘的可能成因是：在微晶丘中有大量微生物，如菌类、蓝绿菌藻和藻类等的生长，在它们的新陈代谢过程中，吸收CO2，放出O2，导致CaCO3沉淀，从而沉淀出大量的微晶灰泥，同时它们还能捕获和固定灰泥（生物粘结作用），所以造成大量的微晶灰岩。但是，微晶丘一般形成于浪基面以下相对深水的环境，而在深水环境中为何会有那样多的生物？在深水环境下何以能够产生大量CaCO3、MgCa（CO3）2沉淀？随着压力的增加，CaCO3、MgCa（CO3）2的溶解度增大，一般是不利于碳酸钙的沉淀的。钱宪和（1991）强调了生物粘结作用，但是其定义已经说明，在微晶丘中仅见少量的生物碎屑，这正是它不同于生物礁的地方。这是沉积学难以解释的问题。
事实上微晶丘的成因并未解决。
三、微晶丘研究现状
包括笔者在内的研究组在国内首先辨认出北京西山丁家滩-韭园寒武系与奥陶系之间的“纯灰岩”层为微晶丘。该微晶丘厚40m左右（图版6-Ⅰ-1），为灰白色厚层块状（图版6-Ⅰ-2），其CaCO3含量可以达到98%（被开采作为熔剂灰岩或化工灰岩矿产），主要由微晶方解石和少量蓝绿藻等生物碎屑组成。其下伏地层为上寒武统海退期的含叠层石砂屑灰岩，在区域上与三山子白云岩层位相当，丘体中可见白云岩砾块和巨晶方解石晶洞（图版6-Ⅰ-3）。被划归为低水位体系域沉积，应当是形成于较浅水环境（浅缓坡）（Wang Chengshu et al.，1996；季强等，1997；彭阳等，1998）。
近几年，国外也有一些微晶丘特征的研究或报道，但对微晶丘的成因并无详细解释。如：
Dorobek等（1997）讨论了北美及其他地区密西西比期碳酸盐泥晶丘层序地层演化的某些控制因素：先期缓坡的格架、低至中等幅度的海平面涨落、与丘相邻的缓坡外环境的沉积物类型、沉积物分布型式及在三级相对海平面涨落过程中邻区非丘相的不断变化的相对沉积速率。泥丘生长一般始于相对海平面上升和三级海侵体系域的沉积中。沿着具有极低角度的缓坡，丘分布于缓坡外20km或更远地区。
Robert等（1998）报道在法国Montagne Noire南翼泥盆纪时，在Lochkovian-Emsian期海进和浅水环境之后，于Emsian末期在台地边缘形成了含叠层石的生物成因的富泥丘。在Emsian期，海水加深，海床降到了透光带和风暴浪基面之下。
Gustavo等（1998）研究了墨西哥东北部下白垩统的海绵-藻类泥晶丘及其沉积学意义。单个泥晶丘为透镜状至穹窿状，小丘合并或连结成为较大的丘的集合体。单个泥丘的长和高均在几米至几十米之间。丘核主要为块状海绵或藻粘结岩。原地硅质海绵已完全被方解石交代。丘翼相则为成层的含多种生物碎屑的粒泥灰岩和泥粒灰岩组成。
Krause（1999）报道了美国内华达州的微晶丘，形成于浪基面以下的盆地区。
Al-Aasm等（2000）介绍了加拿大西部的微晶丘，也是位于离开碳酸盐台地的盆地中，微晶丘侧翼的斜坡可达35°。
Wu and Chafetz（2000）报道的微晶丘形成于海水深达100～400m的海底，根据同位素组成判别为原地成因。
Erick and Snide（2002）报道了北美寒武纪深水碳酸盐微晶丘，认为是海面上升阶段由深水微生物群落造成的灰泥沉积。
King（2003）报道，有的微晶丘虽然不含明显的造礁生物，但礁丘高达220m，侧翼坡角可达50°。
四、白云鄂博赋矿白云岩是一个大型微晶丘
以下的发现为笔者等对微晶丘的成因研究提供了机遇。
笔者等在内蒙古达茂旗黑脑包（白云鄂博矿区东南约25km）腮林忽洞群顶部发现了一个厚约100m的微晶丘（乔秀夫等，1997；章雨旭等，1998a,1998b），其风化地貌为似馒头状山丘，呈土黄色厚层块状，显各向同性特点，与一般沉积岩的风化地貌极不相同。在野外可以清楚地看到黄色的藻团与青灰色富有机质灰泥相间生长的构造、藻纹层构造和孔洞构造。在显微镜下可见岩石已重结晶并白云石化。而在考察白云鄂博矿床时惊奇地发现，白云鄂博赋矿白云岩与黑脑包的微晶丘的宏观特征十分相似。总体上缺乏层理面，而内部具纹层状构造（图版6-Ⅰ-4）。接着的研究表明，其结构、构造等均与微晶丘的特征（钱宪和，1991;Tsien Hsien-ho,1990）相符，且可能与腮林忽洞群的微晶丘层位相当，只是白云鄂博微晶丘中有强烈的铁、铌、稀土矿化，并伴有大量的萤石、磷灰石、钠闪石、钠辉石等（乔秀夫等，1997，章雨旭等，1998b）。
对白云鄂博矿床的赋矿白云岩的成因有不同的认识，刘淑春、章雨旭等（1999）已对1999年以前的有关文献进行了归纳总结，在此不再赘述。近几年，杨学明等（1999,2000）、YangXueming等（2000）坚持岩浆成因；王希斌、郝梓国等（2002）“根据综合对比研究”，认为“赋矿白云岩与本区典型的火成碳酸岩墙群和世界同类碳酸岩存在着高度的相似性”，“而与腮林忽洞微晶丘和白云岩却完全迥异”，“实为一典型的碱性-碳酸岩杂岩”。与此同时，郝梓国、王希斌（2002）指出“白云鄂博地区具有中元古代破火山机构的痕迹，赋矿白云岩是顺层侵入的火成碳酸岩体，东矿、主矿可能是一个火山颈构造控矿”。他们是新的火成论者。Yuan Zhongxin等（2000）坚持幔源碳酸岩流体喷溢同生沉积。
本书第四章对这些已有研究成果进行了进一步补充评述。
但杨晓勇、章雨旭、郑永飞等（2000）的碳、氧同位素新资料支持白云岩为沉积成因。而Campbell等（1999）认为Le Bas（1997）的数据（据此Le Bas等得出白云鄂博白云岩为岩浆成因）可以用沉积岩被热液交代解释。
本书的有关资料进一步支持了笔者等的认识。
事实上，导致人们怀疑赋矿白云岩为沉积成因的关键现象是赋矿白云岩虽然具有纹层状构造，夹有砂岩、板岩夹层，但其本身为块状构造，缺乏沉积层理，而这正是微晶丘的特征。至于其具有火成岩的稳定同位素和元素地球化学特征则较容易地被解释为后期叠加成矿作用所致。
此外，关于白云鄂博矿床成矿作用的时代主要有中元古代（张宗清等，1991,1994；任英忱等，1994;Yang et al.，1995）和加里东期（Chao et al.，1997；刘兰笙等，1996刘玉龙等，2005b）两组年龄数据。而孙淑芬等（1992）、张鹏远等（1993）、谭励可等（2000）依古生物证据认为赋矿地层白云鄂博群为早古生代。乔秀夫等（1997）依地质特征对比认为白云鄂博南东20余千米的原腮林忽洞组与白云鄂博群的下部相当，同时在腮林忽洞组中发现三叶虫碎片，且发现与孙淑芬等（1992）报道相似的微古植物化石，故也认为白云鄂博群是早古生代。
本书第五章对白云鄂博成矿时代及白云鄂博群的时代进行了较详细地讨论。笔者等认为白云鄂博赋矿白云岩形成于寒武纪—奥陶纪的可信度更大，即可能与北京西山微晶丘是同一时代的产物。
五、微晶丘的物质源于海底热水活动
笔者等发现，北京西山微晶丘-黑脑包微晶丘-白云鄂博微晶丘构成了一个完整的系列：①北京西山微晶丘中仅见白云岩砾块，黑脑包微晶丘有较强烈的白云石化，而白云鄂博微晶丘以白云石为主，且伴有强烈矿化。②北京西山微晶丘形成于较浅水环境，白云鄂博微晶丘形成于深水环境（其上、下岩层和中间夹层均为深色板岩）。③北京西山微晶丘为特纯灰岩，极少杂质，可用作化工灰岩或熔剂灰岩；黑脑包微晶丘除白云石化外，可见大量铁质浸染，局部见铁帽，而白云鄂博微晶丘则赋存了一个大型铁矿。④据碳、氧同位素研究（杨晓勇等，2000；本书）发现，北京西山微晶丘具典型海相沉积碳酸盐特征，白云鄂博微晶丘具明显地幔流体参与的特征，黑脑包介于二者之间。⑤白云鄂博矿床的形成许多人均认为宽沟断裂是流体上升的通道；黑脑包微晶丘的下伏地层中可见多层地震岩（乔秀夫等，1997），表明有可能存在同生断裂；北京西山微晶丘与同生断裂的关系尚不清楚。
近年来，国内外的研究都揭示，微晶丘的形成似乎与微生物的活动有着密切的联系。如：吴光红等（1999）报道的塔里木奥陶纪灰泥丘中主要生物为菌藻类；李越等（2002）报道陕西志留纪微生物岩的形成与藻类的粘结作用有关；张廷山等（2002）在四川盆地早古生代灰泥丘中发现了菌藻微生物实体化石。Wu and Chafetz（2000）认为微生物活动造成局部环境改变而促成了微晶丘的形成；Leinfelder（1995）认为他所研究的侏罗纪微晶丘中硅质海绵微生物是固定丘体的主要因素。
值得思考的是，即使是微生物起了固定碳酸盐的主要作用，那么碳酸盐从什么地方来的呢？在相对深的海底中必须有丰富的碳酸盐来源，这才是微晶丘形成的必要条件。近年来的研究实例越来越多地显示出，海底热水才是微晶丘形成的最重要因素。
Mayuszkiewicz（1997）报道了波兰南部上侏罗统碳酸盐中的空隙被第三纪的热水作用所胶结，说明热水溶液活动能力强，确实带来充足的碳酸盐物质而在适当的条件下结晶。
Belka（1998）报道的摩洛哥南部泥盆纪高达55m的微晶丘群位于下伏的海底火山岩之上，丘体都发育于古火山的环状、放射状裂隙的交汇处，显示了微晶丘的形成与来自火山岩裂隙中的热水溶液的成因联系。
Diaz-del-Rio et al.（2001）报道了海底的白云石烟囱，本身为直径小于1m的管子，烟囱里有活跃的细菌，并发现有孔虫与细菌的共生关系。
Acworth and Timms（2003）报道了澳大利亚一个全新世以来的微晶丘群，从海底下面的玄武岩中不断渗出的热水带来灰泥，而在海底形成丘体。
Berkowski（2004）报道了摩洛哥泥盆纪微晶丘与热水喷孔共存，喷孔附近发现珊瑚虫，而远离喷孔珊瑚虫就没有了。
现代海底考察发现，海底的热水活动是非常普遍的现象。现代海底勘查已记录有200个以上的现代海底热液活动区（Hannington,1997），包括60个高温多金属硫化物，50个浅海热泉和90个低温铁锰氧化物矿床。约有15个矿床含有1000000t以上块状硫化物。这些矿床位于中速或低速扩张的洋中脊、热点火山、邻近大陆边缘的裂谷或与俯冲有关的弧后环境。裸露洋脊的矿床特征是富含Cu、Fe、Zn、Co、Se，有时富金；年轻的弧后裂谷矿床富含Zn、Pb、As、Ag、Ba和Au，反映了长英质火山岩建造的贡献。浅海热泉矿床常具有与众不同的后生特征，即富含Ag、As、Sb、Hg、Au。这些海底热液活动可伴有大量CO2、CH4及硫化物等。在黑烟囱附近有大量生物和微生物活动，并形成碳酸盐和硫化物沉淀（侯增谦等，1996,1997,1998,1999;Rona et al.，1986;Halbach et al.，1989,1993;Kelly,1996;Sakai,et al.,1990;Urabe et al.,1995;Yang K,et al.,1996;Fitzsimons et al.,1997;Wrightet al.，1998,Zhang Qiling et al.，2001）。这些沉积常呈丘状。如Hannington（2001）首次在冰岛北海岸之外观察到了高温的海底热水喷口和块状石膏沉积，水温达250℃，主要喷口区域出现于400m水深，有20个直径达10m的丘和1～3m的喷烟口和硬石膏-滑石锥。一个南北向长1km的丘群表明它们的分布受隐伏断层控制。丘间广泛分布的微微发亮的水和沉积物中白色硬石膏斑点表明喷口占据的lkm2范围内均是热水活动区域。
联系上述成果，考虑到陈辉等（1987）、杨子元等（1994）、涂光炽等（1998）曾提出白云鄂博矿床是热水沉积形成，Yuan Zhongxin等（2000）坚持认为白云鄂博矿床是海底喷发的碳酸岩浆，以及笔者等确已在白云鄂博矿区和黑脑包腮林忽洞群微晶丘底部看到了热水沉积产物——玉髓（图版6-Ⅰ-5、6），笔者认为，白云鄂博赋矿白云岩为一微晶丘是无疑的，但这一微晶丘的物质来源正是海底热液和CO2等的喷溢。REE、Nb、Na、F显然是来自于深部流体，而Ca、Mg及Fe（西矿有大量菱铁矿）则可取自于海水。
而包括笔者在内的研究组曾经将白云鄂博微晶丘具有与火成碳酸岩相似的地球化学特征解释为后期的热液交代（章雨旭等，1998；杨晓勇等，2000）尚值得商榷，看来应为同沉积的热液活动。
进一步，矿区大量的“碳酸岩墙”事实上应是与海底热水同源的热液在下伏地层中沿裂隙交代形成的矿脉，可以看到，其两侧有强烈的钠闪石化、霓石化及钠长石化，其中的SiO2显然是取于围岩，而中心部位才是碳酸盐脉（图版6-Ⅰ-8）。所以它与赋矿白云岩具有相似的地球化学特征。
故笔者等认为，白云鄂博微晶丘是一种新类型的海底热液活动产物：从成分特征看它不属于Hannington（1997）所述的任何一种，而从白云鄂博群的沉积学特征看，其沉积时该区既不是洋脊区，也非弧后环境，应为一被动大陆边缘。
正是由于白云鄂博处于被动大陆边缘，断裂较深，其喷溢的流体富含Na+、F-、REE、Nb等多种元素，与洋中脊和热点的热水沉积不同，CO2大量的来自于地幔，部分可来自于地壳。进一步，现代陆地上也有深部CO2的溢出（张加桂等，1999；杨立铮等，1999）。而北京西山-河北涞源-山西浑源一线的微晶丘中均很少生物遗迹，用生物作用形成很难解释，其极高的纯度用化学沉积解释更为合理。故笔者认为北京西山的微晶丘是大陆内部沿断裂带的海底喷气作用的产物。
也就是说，洋中脊、热点、弧后盆地、被动大陆边缘和大陆内部的海底喷气均可形成微晶丘。沉积学家研究的古微晶丘，包括北京西山微晶丘是陆壳内产物；现代海洋勘查发现的是洋中脊和热点的微晶丘，它们会随着洋壳的俯冲而消失；而白云鄂博微晶丘是形成于特殊的大地构造位置——被动大陆边缘。
六、结语
从上述事实可以看出，微晶丘应是海底热水活动（伴CO2）的产物，主要由化学作用形成。微晶丘形成过程中生物作用并不是主导作用，生物正是由于热水而存在，生物与微晶丘仅是“兄弟”关系。
但是这一认识尚需进一步论证，须借鉴文献报道的海底勘查成果和无机化学、物理化学基本原理，通过沉积地质、区域地质、事件地质、地球化学和有机地球化学等研究，搞清白云鄂博、北京西山等处微晶丘的沉积学结构构造、地球化学特征，进而确认各自的沉积环境、大地构造背景，探讨微晶丘的成因及其形成的控制因素，从而为长期争议的世界著名的白云鄂博铁铌稀土矿床成因和北京西山等地的熔剂灰岩、化工灰矿产的成因提供关键证据。
白云鄂博矿区地层划分,岩石组成及其主元素、微量元素特征
答：矿区南部出露中朝克拉通华北板块基底新太古-古元古代变质地层，如集宁群、乌拉山群、色尔腾山群、二道洼群等；北部以古生代地层为主，夹古老前寒武纪变质岩石碎片。矿区出露色尔腾山群和白云鄂博群。白云鄂博矿床产于白云鄂博群内。色尔腾山群主要由斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩组成，夹磁铁石英岩、黑云石英片...
白云鄂博地区区域地质和白云鄂博矿区基本地质特征
答：为了充分反映白云鄂博矿床的地质特征,本书的白云鄂博矿田是指白云鄂博矿床赋矿白云岩分布区及宽沟以北的相应地区(图1-2)。 1.地层 白云鄂博矿区主要出露白云鄂博群,北侧为海西褶皱带的石炭系,东南隅为海西期花岗岩,南侧为第四系或新近系覆盖。 2.构造 矿区最重要的构造应当是宽沟断裂,同时它也是复背斜的轴部,沿...
白云鄂博矿田碳酸盐脉(墙)的分布及主要地质特征
答：它们的一个区别于碳酸盐脉的典型特点是两侧不具有霓长岩化。一个突出而集中的地点是主矿北西赋矿白云岩与H4砂岩接触带，这里有多条“岩墙”或“岩枝”（图版10-Ⅰ-7,8），但两侧均无蚀变，显示为冷侵位。在三号铌矿体南西、东介勒格勒的白云岩南缘、西矿白云岩的南缘等地也可见到这种马石。
白云鄂博矿田赋矿白云岩的地质特征
答：一、赋矿白云岩的分布及形态特征 在白云鄂博矿区，主赋矿层为灰褐、黄褐色中厚层状至块状白云岩、含铁白云岩，富含稀有、稀土元素，以前认为与宽沟北H8相当，较新资料认为应与H5对比（王辑等，1987；王辑等，1989；张鹏远等，1993），张鹏远等（1993）划为 。下伏（ ）灰黑色磷质白云母片岩、...
白云鄂博式铁铌稀土伴生萤石矿床
答：3.矿床类型、资源储量、规模、品位、勘查程度和开发情况：白云鄂博铁铌稀土伴生萤石矿床，主要矿产为铁、铌、稀土，萤石为伴生矿产。该矿床成因类型为沉积交代型。目前正处于开采阶段。二、矿床地质特征 1.地层：矿区出露地层有元古界白云鄂博群、火山岩系、古近系和第四系。2.构造：褶皱和断层发育，矿区内...
关于矿床形成环境
答：(1)白云鄂博矿床上覆变质镁铁质火山岩——原划H9暗色板岩、黑云母岩——形成于大陆-大陆边缘裂谷环境(详见第六章讨论)。 (2)白云鄂博矿区地层由北至南,即;由下至上,由色尔腾山群片麻岩至白云鄂博群长石石英砂岩Na/K比值增加,Nd模式年龄值降低(图7-4,详见第七章)。这反映裂谷拉张程度越来越大,火山作用越来越...
白云鄂博铁-铌-稀土矿床
答：区域内出露的地层主要是中元古代白云鄂博群,为一套厚度很大、岩相变化剧烈的浅变质海相沉积岩系。矿区内的白云鄂博群为其下部的几个岩组,成东西向带状分布,按岩性组合可划分为H1—H9几个段,构造上组成一个向西倾伏的背斜和其南翼的同级向斜,在背斜轴部附近有早元古界基底岩石分布(图10-1)。H1—H5的岩性主要有...
白云鄂博群和白云鄂博稀土-铌-铁矿床成矿年代讨论
答：板岩中外,其他样品所在的碳酸盐脉均产于白云鄂博群下伏的变质岩或H1～H4砂岩中,尽管它们可能有岩浆锆石的特征,但难以排除它们是来源砂岩或变质岩中的。众所周知,白云鄂博矿床的矿体中很少见到锆石,且富钍而贫铀,碳酸盐脉与矿体具有相同的地球化学特征,其中富产锆石是困难的。笔者等认为,赋矿白云岩是热水沉积形成,碳酸...
模型四十九 内蒙古白云鄂博式铁铌稀土矿床找矿模型
答：古生代侵入体以晚古生代花岗岩为主,主要集中分布在固阳到白云鄂博一带,岩性主要为钾长花岗岩和二长花岗岩。中生代岩体分布较少,主要见于固阳、包头、武川等地,以小型钾长花岗岩和碱长花岗岩为主 ( 白鸽等,1996) 。 2. 矿床地质特征 ( 1) 矿区地层及赋矿围岩 矿区主要出露色尔腾山群和白云鄂博群,前者位于后者之下...
白云鄂博-渣尔泰山裂陷槽
答：分布于工作区西北部的白云鄂博、四子王旗、化德、阴山一带，向西延伸至达尔罕茂明安联合旗熊包子及阿拉善左旗敖伦布拉格苏木东北的巴彦哈拉南，呈近东西向带状分布，东西长约700km，南北宽150km以上，属中元古代发育的裂陷海槽。主要地层有相当于长城系的白云鄂博群、渣尔泰山群和相当于蓟县系的什那干群（表2...
