随着此类赤铁矿矿床地质勘查和矿山建设的发展，研究工作也不断深入，关于其矿床成因学者们形成了3种观点：一是后期热液改造成因，分为岩浆热液、变质热液和混合岩化热液等改造形成；二是沉积分异成因，在沉积成岩阶段发生分异作用形成；三是后期风化淋滤成因（Morris, 1980；Taylor et al., 2001；Lascelles, 2007；Rasmussen et al., 2007；Li et al., 2020）。大多数矿床学家基本同意风化淋滤形成赤铁矿矿床的认识，认为在热带-亚热带气候条件下，通过大气、天水和地下水等淋滤作用，在红土化过程中形成风化淋滤型赤铁矿矿床（Ribeiro et al., 2002）。但也存在一些问题，如：一是同在热带环境内的条带状铁建造层（BIF），只有少部分形成赤铁矿矿床，为什么？二是俄罗斯现在地处高纬度（北纬65°以上）寒冷气候环境，却有数百亿吨赤铁矿矿床，又为什么？三是不同的学者对条带状铁英岩层（BIF）的“脱硅”有不同的认识，尚未形成共识。

自21世纪以来，地质科学有了新的进展，尤其《金属矿床氧化带微生物地球化学》（关广岳, 2002）和《全球古板块再造、岩相古地理及古环境图集》（李江海等, 2013）的出版，为深化风化淋滤型赤铁矿矿床的成因和成矿条件的认识提供了新依据。几内亚西芒杜赤铁矿矿床是全球储量最大、品位最高的未开发的风化淋滤型铁矿，是研究赤铁矿富矿成矿条件理想对象。本文以该矿床的Ⅰ和Ⅱ区块为例，以全球板块（含BIF）在不同时代的漂移轨迹，穿过赤道和南、北回归线经历的时间，地球热带的高温、多雨、干湿交替的环境，以及微生物的活动等研究成果，对全球条带状铁英岩层（BIF）经风化淋滤形成赤铁矿床的条件进行讨论。

西芒杜赤铁矿床位于西非克拉通南部马恩地盾东北缘，靠近莱奥地盾部位（图1）。西非克拉通主体有北部的雷圭巴特地盾和南部的马恩-莱奥地盾，中部被新元古代—新生代沉积盆地（陶德尼盆地）覆盖。马恩地盾的岩石主体属太古代（2600~3500 Ma），主要分布在几内亚、塞拉利昂和利比里亚等地，莱奥地盾属古—中元古代地盾区。西芒杜赤铁矿床分布在南北向新太古代—古元古代条带状铁建造（BIF）的北段（Cope et al., 2005；2008）。

区域上地层由新至老分别为：①第四系广泛分布于山间沟谷、坡麓地带及山前平原，主要为砖红色黏土、粉砂质黏土及砂土、砂砾石层，厚度0.4~80 m。②新近系为铁质角砾岩层，平均厚约15 m，与下伏地层呈不整合关系。③新太古界—古元古界西芒杜群主要由沉积变质岩组成，包括变质砂岩、千枚岩和条带状铁建造（BIF），厚度650~750 m，与下伏地层呈不整合关系。④太古宙凯内马岩群基底杂岩主要为英云闪长岩-奥长花岗岩片麻岩-混合岩组合，Rb-Sr测年结果为3100~3400 Ma，为本区最古老的岩石，未见底。

自古元古代以来，区内发生两期重要的造山运动，即伊布尼造山运动和泛非造山运动。其中，伊布尼造山运动发生在2000~2400 Ma之间，以强烈的近东西向挤压为特征，使前期的沉积岩发生强烈褶皱、剪切和变质作用，最终形成变质石英（长石）砂岩、千枚岩和条带状铁英岩层（BIF），并形成一系列近南北向的褶皱，在向斜内形成厚大的铁英岩层，这是西芒杜风化淋滤型赤铁矿床形成的矿源层。泛非造山运动发生在450~650 Ma之间，引起了广泛的隆起和断陷，它对西非克拉通产生了重要影响，萨桑德拉（Sassandra）断裂带是泛非造山运动在区内的重要断裂带，沿马恩地盾和奥莱地盾分界线展布（图1），它把几内亚东南部抬升成高原，并形成走向南北的西芒杜山脉，西芒杜复向斜内的铁英岩层沿山脉的山脊分布（图2）。山脉的海拔标高656~1469 m，与地面的相对高差约700 m，形成南北向展布，长约100 km，宽5~10 km的隆起地貌。这种地形地貌环境，是风化淋滤型赤铁矿床形成的良好自然条件。

区内岩浆活动频繁，岩浆岩呈多期次、分布广的特点，主要侵入时代有2期，即太元古代雷奥安阶和利贝安阶时期（2600~3000 Ma）和古元古代晚伊布尼阶时期（2000~2200 Ma）。每期都有多次岩浆侵入活动，各期岩脉较为发育，遍布全区。太元古代雷奥安阶和利贝安阶时期（2600~3000 Ma）岩脉主要分布本区西部，主要岩性以花岗岩（γ₁³）为代表。含条带片麻状花岗岩零星分布，呈岩株状产出；花岗岩在西部大面积分布，呈岩基状产出；黑云母花岗岩呈岩株状产出；铁镁质和超铁镁质变辉长岩呈小岩基和岩株状产出。古元古代晚伊布尼阶时期（2000~2200 Ma）岩脉主要分布本区东部，主要岩性为花岗闪长岩、黑云母花岗岩、二长岩，镁铁质岩脉发育。

区域变质作用强烈，新老地层均遭受不同程度的变质。基底岩石普遍形成片麻岩相，局部达到混合岩相；西芒杜群以低级变质绿岩相为主，岩性主要为千枚岩、变质砂岩、铁英岩等。

西芒杜矿区地层具有明显的二元结构特征，即古老基底之上覆盖相对年轻的沉积盖层，前者由太古界片麻岩层组成，后者由新太古界—古元古界西芒杜群的千枚岩层、铁英岩矿化层、赤铁矿层以及新近系和第四系岩层组成。缺失古生界和中生界。

地层由新至老分别为：第四系：残坡积层，厚0.6~23.65 m。新近系；铁质角砾岩层，厚0.4~52.60 m。红褐色-黄褐色，致密坚硬，角砾状结构，块状构造。角砾以赤铁矿、褐铁矿和千枚岩为主，角砾大小一般为2~5 cm，最大可达数m，胶结物以铁质和硅质为主，部分为黏土质胶结。铁质角砾岩（图3a）含铁矿物约50%~76%，含铁量达55.28%，是可利用的铁矿石。与下伏赤铁矿层呈不整合接触。

新太古界—古元古界西芒杜群（图3a~f）：①赤铁矿层，厚102~380 m，包括上部的硬质赤铁矿层和下部的易碎赤铁矿层。硬质赤铁矿层（图3b）呈紫红色、钢灰色，层理厚度一般大于5 mm，硬度较大，铁矿物含量约80%~95%，具弱磁性；易碎赤铁矿层呈钢灰色，层理厚度一般小于5 mm，手掰易碎，铁矿物含量80%~95%，具弱磁性（图3c）。易碎赤铁矿层是主矿体，与下伏铁英岩层没有明显界线，呈过渡关系；②铁英岩层，厚70~429 m，包括易碎铁英岩层和硬质铁英岩层（图3d、e）两者之间没有明显界线，为过渡关系。易碎铁英岩层分布在上部，呈灰褐色、灰色，主要矿物成分为磁铁矿、假象赤铁矿、赤铁矿、石英等，铁矿物含量50%~65%，石英含量约8%~10%，岩石硬度较低，层理一般小于5 mm，具弱-中等磁性；硬质铁英岩层分布在下部，呈钢灰色、灰褐色，主要矿物为磁铁矿、假象赤铁矿和石英等。铁矿物含量30%~60%，石英含量40%~80%，层理一般大于5 mm，具中等-强磁性，与下伏地层呈整合关系；③千枚岩层（图3f）：厚70~937 m，主要包括石英绢云母千枚岩和含石英绿泥石绢云千枚岩，整体定向排列，可见千枚理、丝绢光泽，千枚岩为泥质岩石的低级变质岩石，与下伏地层呈整合接触；④石英岩层：厚＞1602 m，岩石呈灰白色，质地坚硬，主要矿物为石英，粒状变晶结构，厚层状构造，与下伏地层为不整合接触；⑤太古界片麻岩层：厚＞1708 m，黑云母二长片麻岩，呈灰色，主要矿物为钾长石、斜长石、石英、黑云母等，片状粒状变晶结构，片麻状构造。

（1）褶皱构造

受近EW向挤压应力作用，新太古界—古元古界西芒杜群形成一组近SN-NNE向复式褶皱构造，在西芒杜铁矿区褶皱为以f1向斜为主的复式向斜构造，亦是最主要的控矿构造（图4）。

f1向斜贯穿整个矿区，其轴长19.24 km，宽0.8~1.6 km，从北向南由高到低呈舒缓波状展布，被F5、F9、F12、F15和F22等断裂错断，断距一般小于30 m。向斜轴面以直立为主，局部东倾或西倾，总体为一两翼基本对称的向斜构造。f1向斜东侧有数组背斜和向斜，由南向北其对应关系为f2和f4为同一背斜，f3和f5为同一向斜；f6、f8和f16为同一背斜；f7、f9和f17为同一向斜。f1向斜西侧有一小型褶皱分布，一般规模较小，较大的为C区内的f10背斜和f11向斜。f1向斜与其东西两侧的次级背斜和向斜共同组成了区内宽缓的复式向斜构造，区内的赤铁矿层主要分布在向斜核部，铁英岩层分布在背斜内。复式向斜控制了西芒杜铁矿（Ⅰ、Ⅱ区块）内赤铁矿体的大小、空间分布状态、矿体产状和规模。

（2）断裂构造

西芒杜赤铁矿区自古元古代以来发生了2期重要的造山运动（伊布尼造山运动和泛非造山运动），形成了2期断裂构造，即早期的近SN向断裂，后期的近EW向断裂。

近SN向断裂：在伊布尼造山运动中，西芒杜群发生强烈的褶皱变形，并在挤压和剪切应力作用下，形成近SN向的顺层压性断裂。压性断裂在后期泛非造山运动中又发生脆性变形及结构活化，形成了本区的先压后张的近SN向断裂构造，如F₁、F₂、F₁₃和F₁₇等（图4）。F₁断裂长1.47 km，宽3 m，走向33°，倾向303°，倾角60°；F₁₃断裂长0.48 km，宽5 m，走向22°，倾向300°，倾角65°；F₁₇断裂长0.71 km，宽4 m，走向12°，倾向282°，倾角76°。这些近SN向压性断裂带内有糜棱岩化，在后期脆性变形过程中，常形成构造角砾岩。近EW向断裂：伊布尼造山运动形成的近SN-NNE向复式向斜构造，在泛非造山运动中强烈隆起，形成了以张（扭）性断裂为特征的近EW向断裂带，区内共有20条近EW向断裂（图4）。F₃断裂长1.14 km，宽4 m，走向81°，倾向337°，倾角78°；F₇断裂长1.25 km，宽4~5 m，走向94°，倾向2°，倾角80°；F₁₂断裂长1.92 km，宽5 m，走向66°，倾向300°，倾角65°；F₁₆断裂长1.92 km，宽5 m，走向143°，倾向240°，倾角70°。

近EW向断裂的断距一般小于30 m，对矿体的破坏不大。断层内见构造角砾岩，角砾成分主要为铁英岩、千枚岩、赤铁矿和针铁矿等，角砾粒径0.2~5 cm，最大粒径5 cm，角砾呈棱角状，排列无序，胶结物主要为铁质、硅质和黏土质等。

（3）裂隙构造

伊布尼造山运动形成的近SN向复式向斜和顺层压性断裂，到泛非造山运动时，随着西芒杜山脉的隆起，应力由压性转变为张性，先期压性断裂被改造，紧闭的压性结构面被打开，形成从浅表到400 m深的SN向裂隙带；区内的20多条EW向张扭性断裂，虽然断距不大，但其深度可达200 m以上，形成多条EW向裂隙带，并从北向南把铁矿体切割大小不一的块体；褶皱内铁英岩层的层理、微层理、劈理等在张应力的作用下，形成顺层的微小裂隙带。这3种不同方向、不同规模的裂隙带是在构造隆起作用中形成，它们相互沟通，从宏观到微观，从浅表到深部构成一个完整的立体裂隙系统，为地下水的循环和排泄提供了通道，为氧化深度的增加和SiO₂的去除，为风化淋滤型赤铁矿床的形成提供了有利条件。

（4）岩浆岩

矿区内岩浆活动较弱，地表未见岩浆岩出露，仅在个别钻孔中见到14.25 m厚的辉绿岩，侵入到赤铁矿层内。岩浆岩主要分布在矿区周边，有不同时期的中基性岩脉和花岗岩出露，其面积均小于1 km²。因此，多数研究认为赤铁矿床的形成与岩浆活动无关。

（5）变质作用

矿区大体经历了区域变质作用的高级（片麻岩相）到低级（绿片岩相）的变质演化过程，高级变质作用以太古界结晶基底片麻岩为代表，低级变质作用以新太古界—古元古界西芒杜群为代表。

矿区内主要地层为西芒杜群，包括变质石英（长石）砂岩、千枚岩和条带状铁英岩层（BIF）等，其变质作用属低级变质作用的绿片岩相，岩石结晶程度不高。尤其是铁英岩层，主要矿物为磁铁矿、假象赤铁矿和石英等，细粒变晶结构，条带状、薄层状、韵律层和块状构造。在变质作用过程中普遍发育折劈和揉皱，以及脆性裂隙网络，其变质程度为绿片岩相，在风化淋滤过程中，磁铁矿更容易氧化成假象赤铁矿和赤铁矿，也利于脱硅。

2西芒杜赤铁矿体地质特征

西芒杜赤铁矿分布在复式向斜内，共有10个铁矿体（图5），Fe1和Fe3为主要矿体，其资源储量占总资源储量的87.19%。

赤铁矿体总体走向近SN向-NNE向，断续延长27 km，地表出露宽度20~940 m，局部被10~300 m的无矿段隔开划分为不同矿体。矿体呈层状、似层状产于西芒杜群条带状铁英岩层（BIF）上部，并沿西芒杜山脉山脊部位展布，直接出露地表，其顶部常被新近系铁质角砾岩层覆盖。

赤铁矿层在走向上形态规则，连续性好，剖面上向下形态变化较大，呈W形和V形（图6）。这种形态的变化与复式向斜的形态基本一致，在2个向斜之间夹有一背斜时形成的W形，只1个向斜时形成V形。这也说明赤铁矿体的形成与条带状铁英岩层（BIF）有关，离开了这个矿源层就没有赤铁矿层。

（1）矿物组成

矿区内不同类型的铁矿石中矿物组成基本一致，区别是矿物含量的变化（表1），上部的易碎赤铁矿和硬质赤铁矿层中的赤铁矿和假象赤铁矿含量高达60.60%~79.49%，而磁铁矿和半假象赤铁矿少，为3.14%~7.96%，石英含量更少，仅为0.96%~1.11%；而下部的易碎矿化铁英岩层和硬质矿化铁矿层中的磁铁矿和半假象赤铁矿含量明显增加，达11.04%~19.39%，赤铁矿和假象赤铁矿也有较高的含量，为32.28%~48.76%，石英的含量则高达8.36%~35.07%。

总体来看，从上部的赤铁矿层到下部的矿化铁英岩层，赤铁矿和假象赤铁矿的含量由高到低，而磁铁矿、半假象赤铁矿和石英的含量则相反，由少到多，这种变化是渐变的，没有明显界线。

（2）矿石结构构造

深部的矿化铁英岩多呈自形-半自形粒状、变晶结构，条带状-层纹状构造和块状构造，稠密浸染状构造等。上部的赤铁矿石呈粒状、针状、叶片状结构，交代结构；碎片状-粉状构造，块状构造（常见有孔洞），局部见层状构造。在赤铁矿中未见流体包裹体。这种从深部矿化铁英岩层到上部赤铁矿层矿石结构构造的变化，也是渐变的。从磁铁矿的自形-半自形粒状变晶结构，渐变到赤铁矿的针状、叶片状结构和交代结构；从矿化铁英岩层的条带状-层纹状构造过渡到碎片状-粉状构造，这说明赤铁矿层是由铁英岩层经风化淋滤改造而成。对于赤铁矿中未见流体包裹体，是否可以说明赤铁矿的形成与热液过程无关。

（3）矿石化学成分

西芒杜赤铁矿床（Ⅰ、Ⅱ区块）的有用成分主要是Fe，有害成分是SiO₂，在易碎赤铁矿、硬质赤铁矿、易碎矿化铁英岩和硬质矿化铁英岩4种岩矿石的选冶试验样品主量元素测试结果中（表2），易碎赤铁矿石w(TFe)67.10%、w(SiO₂)=0.96%，硬质赤铁矿石w(TFe)=61.44%、w(SiO₂)=1.41%；易碎矿化铁英岩矿石w(TFe)=58.34%、w(SiO₂)=9.01%；硬质矿化铁英岩矿石w(TFe)=43.58%、w(SiO₂)=35.03%。赤铁矿石和矿化铁英岩的化学成分基本一样，只是含量多少的差别，两者之间没有明显界线，具体划分是由铁矿边界品位而定。

从赤铁矿石和矿化铁英岩对比分析看，由磁铁矿改变成赤铁矿，其铁含量不仅没有提高，反而是下降了，磁铁矿（Fe₃O₄）含铁理论值为72.41%，而赤铁矿（Fe₂O₃）含铁理论值69.94%，两者相差2.47%，因此，形成赤铁矿富矿的关键因素是脱硅，只有彻底脱硅，才能形成w(TFe)为60%~69%的赤铁矿富矿。

西芒杜赤铁矿体形成后，在后期地壳运动中，浅表矿体受到破坏，硬质赤铁矿体破碎形成大小不等的角砾，在重力的作用下，搬运到较低的洼地内堆积，经铁质、硅质和黏土质胶结，形成新近系铁质角砾岩层；而易碎赤铁矿体破碎后只形成细小的颗粒和粉尘，在自然环境下流失，分散到第四系中。由于铁质角砾岩层含铁量高，分布面积广，经工程系统控制估算了铁质角砾岩铁矿体资源储量，从而为本区赤铁矿体的保存估算提供了依据，也提供了一个范例。

（1）铁质角砾岩铁矿体的圈定

对铁质角砾岩层分布面积大于0.1 km²，且铁含量33%~68%的地段，作为铁矿体进行圈定，共有10个铁矿体（图7），其总体走向NNE-近SN向，平面上呈长条状，长390~2175 m，宽17~460 m，厚2~60 m，平均15 m。铁质角砾岩铁矿体分布在赤铁矿体之上，其主要成分是硬质赤铁矿角砾，其大小为2~5 cm，最大可达数米。

（2）赤铁矿体剥蚀率估算

10个铁质角砾岩铁矿体的面积1.4 km²，其资源储量为4893万t，平均w(TFe)为61.03%，是全区赤铁矿资源储量总量的2.87%；10个赤铁矿体的面积9.31 km²，是铁质角砾岩铁矿体面积的6.5倍。据此，计算出赤铁矿的剥蚀率为18.66%，因此西芒杜赤铁矿矿床的保存度较高。

从上述西芒杜赤铁矿床（Ⅰ、Ⅱ区块)特征分析，赤铁矿床受复式向斜控制，分布于西芒杜山脉的山脊部位并出露地表。赤铁矿层产于铁英岩层之上，在走向上沿复式向斜稳定延展，呈层状产出；在剖面上赤铁矿体为似层状，向下赤铁矿体沿向斜部位逐渐延深，形成V形和W形（图6），其形态与向斜内铁英岩层产状基本一致，赤铁矿体和铁英岩层之间没有明显界线，两者为过渡关系；赤铁矿体和铁英岩层的矿物成分基本一致，只是含量多少的差别，两者之间也是过渡关系；在矿石的化学成分上，亦是基本一致，只有高低的区分，两者之间还是过渡关系；赤铁矿石和铁英岩的结构、构造上虽然有差别，但却没有明显界线，两者也还是过渡关系。这些过渡关系特征说明赤铁矿体和铁英岩层原本就是一个层位（矿源层），在漫长的3亿年的时间内（表3），经风化淋滤作用，铁英岩层上部的磁铁矿改变成赤铁矿，同时又脱硅，形成风化淋滤型赤铁矿床。

（2）在伊布尼造山运动形成西芒杜复式向斜过程中，铁英岩层在向斜内集中，其变质程度为绿片岩相。

（3）泛非造山运动形成西芒杜山脉，复向斜抬升并沿西芒杜山脉山脊分布，铁英岩层出露地表。隆起的地貌和构造裂隙系统为地下水的循环和排泄，为风化淋滤作用提供了良好的自然条件。

（4）西非板块从震旦纪（600 Ma）到现在的漂移轨迹（图8），曾穿过赤道和南、北回归线区域，穿越时间达3亿年之久，到现在还在北纬12°。漫长的地质年代和热带气候环境是脱硅并形成优质赤铁矿床的关键条件。

（5）风化淋滤形成的富氧化铁矿石经后期变化，发生压实、脱水、结晶等作用，形成易碎的赤铁矿和硬质赤铁矿，矿体形态发生了变化，矿石质量得到显著提高。

（6）风化淋滤形成赤铁矿床的速率大于剥蚀速率，西芒杜赤铁矿床的剥蚀率仅为18%，保存条件良好，保存度较高。

文章通过西芒杜赤铁矿床（Ⅰ、Ⅱ区块）形成条件的分析，与全球此类赤铁矿床的特征进行对比，并研究了全球古板块（含BIF）从震旦纪（600 Ma）到现在的漂移轨迹（图8）以及热带雨林和微生物活动等认识，以翟裕生（2014）的成矿系统“五要素”（源、运、储、变、保）的阶段过程，对全球风化淋滤型赤铁矿床形成条件如下讨论。

（1）“源”是指铁质的来源。丰富的矿源层是形成赤铁矿床的基础。

全球条带状铁建造（BIF）分布广泛，是全球主要铁矿类型，概略估计，其铁含量达10000亿t以上，在各板块均有分布，成为风化淋滤型赤铁矿床形成的基础。但是不是所有板块中的条带状铁建造（BIF）都能形成规模巨大的赤铁矿床。

（2）“运”指条带状铁建造（BIF）运移定位的过程，这一过程需要2个不同时期构造运动才能完成，是赤铁矿床形成的必备条件。

条带状铁建造（BIF）出露地表是重要条件：早前寒武纪构造隆起形成的克拉通内的山脉和高地，条带状铁建造（BIF）以复式向斜形式出露地表（表4），并形成完整的立体构造裂隙系统，为风化淋滤作用提供了良好的自然条件。

板块（含BIF）漂移穿过赤道和南、北回归线是必备的条件：全球板块（含BIF）从震旦纪（600 Ma）—现代漂移轨迹图分析，出现很有规律的现象，即板块漂移轨迹穿过赤道和南、北回归线地球上的热带区域，且用时达1~3亿年（表3，图8），板块内的条带状铁建造（BIF）就可以形成风化淋滤型赤铁矿床，如澳大利亚的哈默斯利（Hamersley）赤铁矿床、印度基里布鲁-迈家哈图布鲁（Kiriburu-Meghahatuburu）铁矿床和巴西的铁四角（Quadrilatero Eerrifero）铁矿床、几内亚的西芒杜（Simandou）赤矿床等。而板块漂移轨迹未穿过赤道的却难以形成赤铁矿床，即使有赤铁矿床，其规模只有几亿t，且含铁量达不到60%以上。中国的华北陆块，其漂移轨迹没有穿过赤道（图8），即便陆块内沉积变质型铁矿（BIF）储量非常丰富，也没有形成w(TFe)≥60%的赤铁矿床。如山西袁家村铁矿，铁矿储量8.9亿t，其中石英磁铁矿石储量4.7亿t，w(TFe)= 33.10%，w(SiO₂)=43.84%；石英赤铁矿石储量4.9亿t，w(TFe)= 33.88%，w(SiO₂)= 44.01%。铁矿石的变化只是从石英-磁铁矿建造被改造成石英-赤铁矿建造，由于没有脱硅，这2种铁矿石都是贫铁矿石。俄罗斯现今地处北纬65°、东经100°的高寒地带，没有良好的风化淋滤条件，但却有290亿t的赤铁矿富矿，这是因为在震旦纪时（600 Ma），它分布在南纬10°、东经100°的热带环境（图8），而后向北漂移，穿过赤道和北回归线，用时1.15亿年，之后才漂移现今位置。正是这1.15亿年的热带环境，才形成规模巨大的风化淋滤型赤铁矿床。

以上这2个条件的耦合非常重要，缺一不可。条带状铁建造（BIF）不出露地表，就难以风化淋滤形成赤铁矿床，但条带状铁建造（BIF）虽然出露地表，却没有与所在的板块一起漂移经过赤道和南、北回归线，也不能形成含铁量高达60%~65%的赤铁矿床。只有这2个条件耦合，才能形成风化淋滤型赤铁矿床。

（3）“储”指铁质形成赤铁矿床的过程和机理。上亿年热带环境是脱硅的关键。

矿床学家普遍认为，条带状铁建造（BIF）的脱硅，是形成赤铁矿床的关键条件。但如何脱硅，各家有不同认识，本文从热带环境风化淋滤脱硅进行讨论。

上亿年的热带环境，是脱硅的关键条件：地球上的赤道和南、北回归线之间地带是热带区域。以高温、多雨、湿热和旱季、雨季交替出现为特点，热带雨林广布，微生物活动强烈，是风化淋滤形成红土型矿产的主要分布区，赤铁矿床亦是一种红土型铁矿床。这类红土型矿床不是现代热带环境所能形成的，而是要经过上亿年的漫长地质年代才能形成。根据（图8）的分析，全球主要风化淋滤型赤铁矿床所在的板块，在不同时代漂移的轨迹，都曾穿过赤道和南、北回归线，用时达1~3亿年之久，这种板块漂移轨迹与地球热带区域的耦合是脱硅的关键条件。

生物和微生物对脱硅起到重要作用：在热带环境内，热带雨林丰富的森林资源，对硅铝的分离有巨大影响。Alexandre等（1997）在非洲赤道雨林区，发现生物调动土壤中硅的能力极强，可达59~76 kg/（ha·a），即每年每公顷（10 000 m²）土地可以转移大约60 kg硅元素，若有1亿年的时间，就可转移600万t硅元素，这种脱硅能力，完全可把条带状铁建造（BIF）中的SiO₂去除掉。

White等（2003）提出生物（如硅藻、海绵动物和植物等）可以通过吸收和利用水中的硅酸盐来促进岩石和土壤中的硅酸盐的溶解和转化；Zeng等（2012）通过胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）在高岭石脱硅的作用，分析了脱硅过程中矿物结构和表面性质的变化。这些研究证明生物和微生物通过生理活动和代谢方式，共同促进了硅元素的迁移和转化。

关广岳（2002）在《金属矿床氧化带微生物地球化学》中强调微生物在脱硅过程中起到重要作用。笔者于1990年访问乌克兰地质研究所时，该所介绍了他们培养的噬硅微生物在制取超纯磁铁矿粉中起到关键作用。他们把条带状铁英岩矿石破碎到200目，以多次强、弱磁选流程，把磁铁矿粉富集到w(TFe)=71%，但磁铁矿精粉中的SiO₂不能去除。他们用从土壤中提取噬硅微生物，把SiO₂去掉，生产出w(TFe)达72.39%的超纯磁铁矿粉。这一成果表明土壤中存在大量的噬硅微生物，对脱硅应该起到重要作用，只是矿床学家没有关注微生物的存在，在研究脱硅作用时很少涉及或者不提微生物的作用，这是一大遗憾。

在上亿年漫长的热带环境内，经自然的营力和生物、微生物等的作用，产生强烈脱硅的同时，磁铁矿被改造成赤铁矿，最终形成巨大的w(TFe)为55%~68%的赤铁矿床。

（4）“变”指风化淋滤形成后的富氧化铁矿石经后期改造提高了铁矿石质量。

关广岳（2002）认为由于垂直振荡运动地壳下沉到地下深处，在氧化还原环境中发生成岩作用、变质作用，对这些富氧化铁矿石进行改造，其结果是铁矿石从疏松到致密、从含水到脱水、从非晶质到结晶质的种种变化。事实上，这种现象与沉积岩形成的成岩阶段颇为类似，后期改造的地质作用仍然属于成岩过程中出现的压实和重结晶作用。经过压实的富铁矿石的构造由多孔状变为致密状，假象赤铁矿和细分散的赤铁矿由于重结晶而产生粒状和云母状赤铁矿，这就大幅度提高了矿石质量。

（5）“保”指经历地质的不断变迁，部分赤铁矿被保存下来，保存条件很重要。

当赤铁矿床形成后，所处克拉通的稳定很重要，只有在缓慢的构造隆起条件下，赤铁矿体才能大部分得到保存，并形成超大型矿床。少部分的赤铁矿体被剥蚀形成铁质角砾岩，如西芒杜的铁质角砾岩和巴西的铁质角砾岩等

高品质赤铁矿石是国际畅销的商品矿石，它来自于条带状铁建造（BIF）上部的赤铁矿床。本文以几内亚西芒杜赤铁矿床（Ⅰ、Ⅱ区块）为例，基于板块漂移轨迹以及热带雨林的生物和微生物等的脱硅作用的认识，并按成矿系统“五要素”（源、运、储、变、保）对全球风化淋滤型赤铁矿床形成条件进行讨论，认为丰富的矿源层是形成赤铁矿床的基础；条带状铁建造（BIF）出露地表，板块（含BIF）漂移穿过赤道和南、北回归线是必备条件；上亿年的热带环境和热带雨林生物和微生物的作用是脱硅的关键；富氧化铁矿石的后期改造提高了矿石质量；赤铁矿床的保存条件也很重要。

致谢匿名审稿人提出了宝贵的修改建议，对论文质量的提高有重要帮助，在此表示衷心感谢。

图1几内亚西芒杜赤铁矿床大地构造位置略图（据Milési et al., 2004；陈喜峰等, 2021）

Fig. 1 Sketch map showing tectonic location of the Simandou hematite deposit, Guinea (after Milési et al., 2004；Chen et al., 2021)

图2几内亚西芒杜赤铁矿床野外照片（据https://www.winninggroup.com.sg/cn/3917.html）

Fig. 2 Field photograph of the Simandou hematite deposit, Guinea (after https://www.winninggroup.com.sg/cn/3917.html)

图3几内亚西芒杜赤铁矿床典型岩、矿石照片 a.含赤铁矿铁质角砾岩；b.硬质赤铁矿矿石；c.易碎赤铁矿矿石；d.硬质铁英岩；e.易碎铁英岩；f.千枚岩

Fig.3 Photographs of typical rocks and ores of the Simandou hematite deposit, Guinea a. Hematite-bearing ferruginous breccia; b. Hard hematite ore; c. Friable hematite ore; d. Hard BIF; e. Friable BIF; f. Phyllite

图4几内亚西芒杜赤铁矿床构造纲要图（据天津华北地质勘查总院，2021）

Fig. 4 Photograph showing tectonic outline of the Simandou hematite deposit, Guinea (after Tianjin North China Geological Exploration General Institute, 2021)

图5几内亚西芒杜赤铁矿床Fe1~Fe10号赤铁矿矿体平面分布图（据天津华北地质勘查总院，2021）

Fig. 5 Plane map showing the distribution of No. Fe1~Fe10 hematite orebodies of the Simandou hematite deposit, Guinea (after Tianjin North China Geological Exploration General Institute, 2021)

图6几内亚西芒杜赤铁矿床A-A’（a）和B-B’（b）地质剖面图（据天津华北地质勘查总院，2021） 表1几内亚西芒杜赤铁矿床各类岩矿石中主要矿物的含量（w(B)/%）（据天津华北地质勘查总院，2021） 表2几内亚西芒杜赤铁矿床选矿试验综合样品主量元素测试结果（w(B)/%）（据天津华北地质勘查总院，2021） 注：“TFe”为全铁。 3.2西芒杜赤铁矿床形成条件 （1）西芒杜群条带状铁英岩层（BIF)是赤铁矿形成的矿源层。

Fig. 6 The A-Aʹ(a) and B-Bʹ(b) profiles of the Simandou hematite deposit, Guinea (after Tianjin North China Geological Exploration General Institute, 2021) Table 2 Major element compositions（w(B)/%）of the samples for mineral processing experiments of the Simandou hematite deposit, Guinea (after Tianjin North China Geological Exploration General Institute, 2021)

图7几内亚西芒杜赤铁矿床CFe1-CFe10号铁质角砾岩铁矿体平面分布图（据天津华北地质勘查总院，2021） 表3部分古板块不同时代飘移位置及穿过赤道和南、北回归线用时表（据李江海等，2013修改） 表4世界各地赤铁矿床形成条件对比表

Fig. 7 The plane figure showing the distribution of No. CFe1-CFe10 ferruginous breccia orebodies of the Simandou hematite deposit, Guinea (after Tianjin North China Geological Exploration General Institute, 2021) Table 4 Comparison of ore-forming conditions of the hematite deposits in the world

图8全球古板块漂移轨迹示意图（编改自李江海等，2013）

Fig. 8 Schematic diagram showing the drift trajectory of the global ancient plate (modified after Li et al., 2013)

参考文献