圖4-15五臺山綠巖帶地質示意圖
(據吳素真，1991；田永清，1991，簡化修改)
1-四元；2-寒武紀-奧陶紀；3-長城系統；4—郭家寨亞群；5-東野子群；6-鬥村子群；7次綠片巖相高凡亞組；8—綠片巖相石咀亞群；9-角閃巖相石咀亞群；10—阜平巖群；11-呂梁花崗巖；12-五臺花崗巖類
五臺山新太古代綠巖帶主要分布在山西省五臺山地區。西起原平，東至靈丘，呈北北東向分布，延伸160km以上，寬35km。東南向北東延伸的龍泉關韌性剪切帶與古中太古代阜平深變質綠巖帶相鄰，西北為恒山麻粒巖-片麻巖區，即五臺山綠巖帶產於恒山和阜平兩個古陸核之間(圖4-15)。綠巖帶的形成是五臺群，是壹套遭受角閃巖相-亞綠片巖相多期變質和變形疊加的火山-沈積巖系，總厚度超過7000m。五臺群可分為兩個亞群，下亞群是石咀亞群，上亞群是高凡亞群。卵石亞組是綠巖帶的主要火山巖單元，由低、中壓綠片巖相至角閃巖相的火山-沈積巖系組成，總厚度5300米。底部為陸源碎屑沈積巖(板峪口組)，主體為具有明顯旋回性的基性和中基性，部分中酸性火山熔巖和火山碎屑巖的變質產物:角閃巖、角閃石麻粒巖、黑雲母麻粒巖、綠泥石片巖等。基性火山巖包含多層帶狀鐵建造(BIF)，偶爾有變質砂礫巖、石英巖和大理巖。這套變質火山-沈積巖按巖性組合自下而上可分為金剛庫組、王壯組、白芝巖組/聞喜組和紅門巖組，其中金剛庫組和白芝巖組/聞喜組為兩個含鐵巖系，在壹定地段形成工業礦床，也是最有希望的條帶狀鐵構造金礦層位。高凡群是綠巖帶上部地層以沈積巖為主的巖石單元，分布有限，集中產於五臺山西部地區。是壹套淺變質沈積巖系，主體為砂質、粉砂質、泥質巖韻律沈積的陸源碎屑巖建造，頂部為變質基性火山巖。該組為下亞組上的平行不整合，其東南部和南部被滹沱組不整合所覆蓋，厚度大於1200米。自下而上可分為張仙堡組、漠河組和窯口前組。五臺群地層的原巖類型以火山巖和火山沈積巖為主，約占總巖體的65%，沈積巖約占35%。在各類火山巖中，以鎂鐵質火山巖為主，有壹定量的安山巖和長英質火山巖。各種火山巖的比例為:鎂鐵質火山巖77%，長英質火山巖11%，安山巖12%，在整個綠巖帶地層中的比例分別為50%，7%，8%。五臺山綠巖帶地層具有獨特的特征:①地層底部為陸源碎屑沈積，為典型的陸殼，但沒有代表洋殼的科馬提巖組合。②有兩個鎂鐵質火山噴發旋回(金剛庫組-王壯組和白芝巖組-紅門巖組)，均產生BIF。但它們也有所不同:下部綠巖中玄武巖成分較少，安山巖較多，流紋巖較少；上部綠巖以玄武巖為主，流紋巖增多，安山巖減少。③下部火山巖系地層中沈積巖的比例較大，按厚度約占22%，上部沈積巖發育有限。
花崗質巖石在區內廣泛分布，占區內太古宙巖石出露面積的50%以上。根據與綠巖的關系，可分為前綠巖(前構造)、同構造和後構造三種類型。巖石類型包括TTG片麻巖雜巖、片麻巖花崗巖、石英閃長巖-英雲閃長巖、花崗巖和閃長巖。本區基底雜巖包括恒山巖體和北臺支村溝巖體。同壹構造時期的花崗質深成巖主要形成於25億年至26億年，包括石佛、蘭芝山、峨口、宜興寨、都峪、王嘉卉、光明寺等。構造後花崗質侵入巖主要形成於呂梁期(2100 ~ 1800 Ma)，壹般為不整合侵入體，巖性除少部分含鈉外，壹般富含鉀，如平型關、蓮花山、鳳凰山、大瓦梁等。
五臺群的總體構造格局是壹個長軸60° ~ 70°，呈之字形分布的復式倒轉向斜。地層的面理與區域性反轉褶皺的軸向面理壹致，都傾向於西北方向。後來又被壹系列起源相同褶皺變形，但形成較晚的韌-脆性韌性剪切帶所肢解。這種構造背景直接反映了五臺變形期和呂梁變形期的疊加和變形轉換。從變形機制上反映出褶皺變形為主，剪切變形疊加在褶皺變形之上。五臺群的構造輪廓也可以理解為以壹系列韌性剪切為構造邊界的褶皺片組合(田永慶，1991，1996)。
五臺群形成於25億~ 28億年，頂年齡25億年，底年齡28億年，25億~ 26億年有壹次強烈的構造熱事件(沈寶峰等，1998a，2003)。
五臺山地區綠巖帶中的鐵礦床屬於BIF型和阿爾戈馬型，是我國重要的鐵礦石產地。超大型山陽坪鐵礦1處(儲量7.63億噸)，至少有白芨巖、白榆裏、平型關、趙村等4處大型鐵礦，巴塔、張仙堡、山蓬、黑山、大明煙草、鋪上、大草坪等壹批中小型鐵礦(圖4-16)。條帶狀鐵建造的鐵礦床集中在五臺群的金剛庫組和聞喜組/白芝巖組，賦存層位穩定，分布廣泛。金崗庫組鐵礦床主要分布在綠巖帶周圍，形成兩條向東北-NEE方向延伸的帶，其中北帶規模較大，主要出露於五臺山北麓，條帶狀鐵礦組斷續延伸100多公裏，產於黑山鐵礦。南部帶相對較小，主要分布在五臺山東南邊緣。條帶狀鐵建造斷續延伸約40公裏，其中產有金崗庫硫鐵礦床。白芝巖組/聞喜組鐵礦主要分布在復合定向構造的核心，形成壹條東西長約73km，寬1 ~ 20 km的中央礦帶。在中央礦帶，條帶狀鐵建造斷續產出，分段集中，自東向西形成了大草坪、白芨巖、大明煙草、鋪上、白榆裏、山陽坪等壹系列不同規模的鐵礦床和礦點。
金剛庫組鐵礦主要集中在該組下部巖性段，與角閃巖和角閃巖互層。如在金剛庫組下部地層中發育的石阡地區，自下而上有兩個含鐵層，下部含鐵層產於角閃巖和角閃巖中，上部含鐵層主要與角閃巖互層(李樹勛等，65430通常下部含鐵層中的條帶狀鐵建造較薄，層數較多；而在上部含鐵層中，帶狀鐵建造的單層較厚，層數較少。
文西組鐵礦主要產於文西組上部的角閃石黑雲母麻粒巖和斜長角閃巖中。白芝巖組鐵礦主要產於綠泥石鈉長石片巖、綠泥石片巖和絹雲母綠泥石片巖中，集中在基性-中酸性火山沈積旋回的下部，是五臺山地區最重要的條帶狀鐵礦建造層位。該組有兩個含鐵層，上鐵礦層較厚，下鐵礦層較薄。白芝巖鐵礦和山羊坪鐵礦主要產於安山巖-長英質火山碎屑巖向鎂鐵質火山巖過渡的鎂鐵質火山巖中。巴塔、張仙堡等鐵礦床位於鎂鐵質火山巖頂部，靠近鎂鐵質火山巖與粘土巖的接觸界面。
從條帶狀鐵建造的規模來看，不同礦帶之間、同壹礦帶的不同剖面之間、同壹剖面的不同層位之間，條帶狀鐵建造的規模差異很大。總的趨勢是白芝巖組的條帶狀鐵建造大於金剛庫組和聞喜組。
五臺山是山西省金礦的主要分布區。與新太古代五臺山綠巖帶有關的同構造晚期原生金礦(狹義綠巖帶金礦)為本區主要金礦。目前已發現多處礦點和礦化點，是潛在的找礦目標。金礦主要分布在兩個礦化帶(圖4-16)。北部礦化帶位於五臺山北坡。礦化帶長90公裏，寬1～4公裏，主要由金剛庫組巖石組合組成。礦化帶南北兩側為片麻巖TTG巖系，表殼巖呈碎塊狀產於花崗質巖石中，兩側及內部發育脆韌性剪切構造。已發現的金礦床較少，規模較小，主要有順王寺、凹子頭、皇家等。南部帶位於五臺山南坡。礦化帶長約80公裏，寬65438±0～2公裏。魯文西組/白芝巖組巖石組合是該類型金礦的主要產地。狐貍山、東姚莊、白芝巖、店頭、小阪峪、康家溝礦床，花橋、鹿嘴頭、銅鼓村、木後溝、寬灘、康家溝為大家所知。
根據金礦床與容礦巖石的關系，可分為條帶狀鐵建造造型和變質火山-沈積巖型兩種類型。條帶狀金礦是該類型金礦中最重要的類型，也是我國最重要的條帶狀金礦產地。目前已有康家溝、小阪峪、店頭、白芝巖等六個小型金礦床和十余個金礦化點被壹些工程發現和控制。條帶狀鐵建造模式金礦具有明顯的層控特征，與富碳酸鹽鐵建造和富矽酸鹽鐵建造密切相關。礦床的位置與構造變形有關，明顯受剪切變形構造和褶皺構造控制。礦化以細脈為主。礦石類型較多，有黃鐵礦-磁鐵礦-應時型、黃鐵礦-磁鐵礦-碳酸鹽-應時型、矽酸鹽-磁鐵礦-應時型、碳酸鹽-應時型、黃鐵礦-磁黃鐵礦-磁鐵礦-應時型等。，但含金礦物主要是自然金。變質火山-沈積巖中的金礦也是五臺山綠巖帶的重要金礦類型，特別是20世紀90年代東姚莊金礦發現後。目前主要有東姚莊、狐貍山等金礦。該類礦床主要產於綠巖帶火山-沈積旋回中上部的白芝巖組和紅門組。含金巖系的巖石類型主要為綠泥石絹雲母片巖、絹雲母鈉長石片巖、絹雲母綠泥石片巖、絹雲母片巖和綠泥石片巖。礦體產於韌脆性剪切變形帶中。礦化大多呈浸染狀和細脈狀。礦體呈層狀或透鏡狀，有壹定延伸。礦石的金屬礦物主要是黃鐵礦，金礦物主要是自然金。羅惠等(2002)對店頭和小阪峪礦床的應時進行了40Ar/39Ar快中子活化定年，分別獲得2416±64Ma和2317±63Ma等時線年齡，表明該金礦床形成於五臺山綠巖帶區域變質變形的高峰期之後，相當於五臺運動晚期或呂梁運動早期。
圖4-16五臺山綠巖帶條帶狀鐵建造及金礦分布示意圖
(根據羅惠等人，2002年)
1—奧陶紀—寒武紀；2-滹沱組；3-高凡子群；4-石咀子群；5-阜平巖群；6-地層單位群的邊界；7-花崗巖片麻巖；白芝巖組8條帶狀鐵建造；金剛庫組9條帶狀鐵建造；10 ——條帶狀鐵型金礦床(實心圓指礦床，空心圓指產狀)
由此形成了與新太古代綠巖帶有關的鐵、金成礦系列。
(2)典型礦床實例
該區鐵、金礦床較多，簡述了山陽坪鐵礦、東姚莊金礦和小阪峪金礦的地質特征。
1.山羊坪鐵礦
山羊坪鐵礦，又稱峨口鐵礦，位於代縣聶營鄉山羊坪村。截止1990年底，累計探明儲量76331.8萬噸，為超大型礦床。
礦床產於五臺群石咀群聞喜組頂部。含鐵巖系以綠泥石片巖為主，包括(綠泥石)角閃石片巖、雲母石英片巖、雲母鈉片巖和條帶狀鐵建造。有三個鐵礦層，第三個鐵礦層是主要含礦層，有綠泥石片巖、角閃石片巖、綠泥石雲母片巖和鈉長石雲母片巖夾層。鐵礦層頂板為厚達500米以上的綠泥石角閃石片巖，底板為應時角閃石片巖，常與石榴石雲母石英片巖呈相變關系。礦區褶皺構造十分發育，對鐵礦起著重要的控制作用，主要是壹個倒轉的復式向斜，壹個緊密褶皺或褶皺轉折部位，礦體厚度倍增(圖4-17)。區內斷裂以礦化後為主，有的破壞礦體，有的對礦體影響不大。呂梁期的角閃巖脈和輝綠巖脈廣泛分布於礦體和圍巖中。
圖4-17山羊坪鐵礦28號勘探線剖面圖
(據姚培輝等1993)
1-鐵礦體；2-鉆孔。銨綠泥石角閃石片巖；鎂雲母石英片巖；δ-角閃石；石榴石雲母石英片巖；雲母綠泥石片巖
該礦床分為兩部分，東部正在開采，西部僅達到詳細調查階段。有三個主要的鐵礦床，頂層(Fe3)是礦山生產的主要礦層。礦體呈層狀，規模較大，約占礦區儲量的80%。礦體東西長約7000米，南北寬約3500米，最大厚度230米，平均厚度57.82米，礦體走向50 ~ 110，總體傾向東南，傾角60 ~ 70。礦體受褶皺控制，呈陡直倒轉。中縫和下縫(Fe2，Fe3)有時會合並成壹層。礦體呈層狀或透鏡狀，受向斜限制，兩翼不對稱。
礦石的成分很復雜。原生礦物主要為磁鐵礦和菱鎂礦，脈石礦物主要為應時、綠泥石和菱鎂礦閃石。礦石主要為他形或自形粒狀晶體結構，局部有交代結構。礦石構造主要為條帶狀構造。全礦區礦石平均TFe品位為30.10%，屬於貧鐵礦。
2.東姚莊金礦
東姚莊金礦位於五臺縣李家莊鄉東姚莊村東南約1km處。礦床產於五臺山綠巖帶向斜核心附近的五臺群洪門組中。紅門巖組主要由綠泥石鈉長石片巖、綠泥石絹雲母片巖、絹雲母鈉長石片巖和絹雲母片巖組成，以條帶狀磁鐵礦石英巖與白芝巖組相區別。下段以綠片巖為代表的變質火山巖段，原巖中的中基性-中酸性火山巖，上段以絹雲母片巖和絹雲母為代表的變質沈積巖段。金礦體產於淺變質火山巖中。礦區含礦巖系的主要巖石組合為鈉長石片巖、絹雲母鈉長石片巖、絹雲母片巖和絹雲母鈉長石片巖。金礦體產於下部基性與酸性火山沈積巖的界面上，直接容礦巖石為黃鐵礦化碳酸鹽絹雲母鈉片巖。絹雲母鈉長石片巖的主要礦物成分為鈉長石、絹雲母、方解石、應時和綠泥石，具變斑狀結構。斑晶主要是鈉長石和少量應時。斑晶略微定向，與片理方向不壹致。原巖應為中酸性火山巖。絹雲母鈉長石片巖壹般含有綠泥石和應時。隨著綠泥石和應時含量的增加，變成絹雲母鈉長石片巖或絹雲母鈉長石片巖。
礦床位於早期向斜反轉向斜的核心附近，也是後期閉合褶皺的反轉翼。最明顯的構造特征是強烈的層理剪切。剪切變形帶呈北東向網絡狀發育，由強面理巖和弱面理巖交替組成，剪切變形為韌脆性。強面理帶發育糜棱巖、超糜棱巖和熱液蝕變，也是金礦體的構造部位。
礦區內有5個礦化帶，其中1號礦化帶長2000多米，寬10 ~ 20m，最寬處40米(圖4-18)。其他四個礦化帶不連續，呈層狀或透鏡狀，礦化帶內礦體也不穩定。ⅰ礦化帶ⅰ號礦體控制長度615m，厚度0.25 ~ 13.73m，平均2.95m號礦體呈層狀，厚度穩定，連續性好。金礦石平均品位3.5g/t，1 ~ 10g/t不等，礦體呈單斜，與圍巖產狀基本壹致，具有壹定的層控性。礦體與圍巖之間無明顯界線。ⅲ號礦體長350米，位於ⅰ號礦體東部以北，平均厚度2.96米，產狀與ⅰ號礦體相同。
圖4-18東姚莊金礦地質示意圖
(據山西省地質勘查局216地質隊)
1-第四系殘坡積；2-絹雲母鈉片巖；3-綠泥石片巖；4-結構透鏡狀巖石；5-金礦體；6—推斷的隱伏金礦體；7—變質輝綠巖；8-面理產狀；9—個人資料
主要礦石類型為含金黃鐵礦化和碳酸鹽化絹雲母鈉片巖，其次為黃鐵礦化和碳酸鹽化綠泥石片巖。礦石構造為鱗片狀粒狀變質構造，還可見交代構造。礦石結構呈浸染狀，但所有高品位礦石均為細脈或網狀礦脈。礦石主要礦物為鈉長石、絹雲母、應時、電氣石、鐵白雲石、綠泥石等脈石礦物，金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦和自然金，偶見少量毒砂。自然金主要以包裹金、粒間金和裂隙金的形式賦存於黃鐵礦、應時和碳酸鹽礦物中，以黃鐵礦中的包裹金為主。單體金顆粒細小，最大金顆粒長度為0.03 mm，自然金純度高於905。
總之，東姚莊金礦床應是受順層剪切變形控制、與變質熱液有關的綠巖帶同構造晚期原生金礦床，廣義上可屬綠巖帶剪切帶型金礦床。
3.小阪峪金礦
小阪峪金礦位於樊氏巖頭鄉甘泉村和代縣姚希鄉小阪峪村交界處。這是壹個以條帶狀鐵建造為容礦巖石的金礦床。礦區構造位於五臺山之字形復式向斜東西兩翼交界處的甘泉復式背側區，疊加褶皺和剪切變形構造發育。礦區出露地層為白芝巖組，主要巖性為條帶狀碳酸鹽磁鐵礦石英巖(又稱貧磁鐵礦石英巖)、碳質硫化物片巖、鐵角閃石片巖、綠泥石片巖及少量綠簾石隆起片巖和角閃石。帶狀碳酸鹽磁鐵礦石英巖是礦區的主要巖石，壹般含磁鐵礦30%左右，含鐵白雲石10% ~ 20%，有時達40%，屬於碳酸鹽-氧化物混合相的帶狀鐵建造。帶狀碳酸鹽磁鐵石英巖層通常含有絹雲母石英片巖、絹雲母綠泥石片巖和碳酸鹽透鏡體薄層。
小阪峪金礦分布在礦區北緣，產於條帶狀碳酸鹽磁鐵礦石英巖層或條帶狀碳酸鹽磁鐵礦石英巖與綠片巖層的接觸帶中，受閉合向斜褶皺及其剪切構造控制(圖4-19)。
圖4-19小阪峪金礦地質示意圖
(據山西省地質勘查局212地質隊)
1-四元；兩帶碳酸鹽-磁鐵礦石英巖；3-鐵角閃巖片巖；4-碳質硫化物片巖；5-絹雲母綠泥石片巖；6-絹雲母石英片巖；7-綠幕上升片巖；8—變質輝綠巖；9-輝長巖；10-故障；11-地質產狀；12-金礦體
礦區分為四個礦體:1號礦體位於背斜的樞紐部位，在條帶狀碳酸鹽磁鐵礦石英巖中，由壹系列小礦束組成馬蹄形礦柱。礦柱位於東南方向，側向傾角為30° ~ 55°。礦體厚度大，金品位高，是主要礦體。ⅱ號礦體位於背斜北翼條帶狀碳酸鹽磁鐵礦石英巖與絹雲母綠泥石片巖的層間接觸帶，厚度薄，規模小。ⅲ號礦體位於背斜南翼，發育於條帶狀碳酸鹽磁鐵礦石英巖中，向下延伸深，規模大；ⅳ號礦體位於ⅱ號礦體北側，產於條帶狀碳酸鹽磁鐵礦石英巖和綠泥石片巖之間，厚度小，規模小。礦體呈層狀、柱狀、透鏡狀，四個礦體位於同壹背斜的不同構造部位。總體走向為NEE，控制長度395m，垂深大於158m，平均厚度2.37m，背斜轉折端變厚，最大厚度7.05m，礦石金品位為(2.5 ~ 47.39) × 10。
礦石的礦物組成主要為應時、磁鐵礦、黃鐵礦、鐵白雲石、菱鎂礦、角閃石和氧化礦物褐鐵礦，含少量黃銅礦。自然金以中細粒為主，粒度為0.01 ~ 0.06 mm，主要賦存於應時和黃鐵礦的孔隙或裂隙中。礦石以條帶狀構造為主，其次為塊狀構造、粒狀鑲嵌變質構造。礦石中糜棱巖構造和碎裂構造發育。蝕變主要是黃鐵礦化和矽化。礦體夾層少，礦體結構簡單。
羅惠等(2002)對該區礦石中的應時進行了40Ar/39Ar快中子活化定年，得到2333±10Ma的坪年齡和2365438±07±63Ma的等時線年齡，兩者相近，反映形成於五臺晚期或呂梁早期。
總之，小阪峪金礦是五臺晚期的原生金礦，屬於與鐵形成有關的晚期同構造綠巖帶，具層控性，明顯受構造變形控制。