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本论文对我国华北和扬子克拉通不同类型的BIF进行了系统详细的野外地质考察,选取了Algoma型的弓长岭铁矿,Superior型的袁家村铁矿和霍邱铁矿以及Rapitan型新余铁矿进行了重点解剖,对相关样品进行了Fe-Si-O-S同位素以及锆石U-Pb年龄、主量元素、微量稀土元素分析。基于野外观测和实验分析结果,对不同类型条带状铁矿的成矿物质来源、形成时的海洋和大气环境、条带状铁矿的形成机制等关键科学问题进行了探讨。取得了如下主要成果：1.建立了Fe同位素的化学分离和测试流程。化学分离回收率达到99-102%；Fe的流程空白仅有0.026ug,远小于样品量的0.1%,高分辨率模式下采用标准-样品-标准质量歧视校正方法,获得的δ56Fe测试精度达到0.08%o(2SD),857Fe的测试精度达到0.14%o(2SD)。2.华北克拉通条带状铁矿中反映陆源碎屑物质的A1203和Ti02等含量很低,但霍邱铁矿部分样品和新余式铁矿A1203和Ti02含量较高,反映了其形成过程中有一定量陆源碎屑物质的加入。不同类型BIF经PAAS标准化后的稀土配分模式,均显示轻稀土亏损和重稀土富集特征,指示了海水的特征。太古代BIF具有明显Eu正异常、Y正异常和La正异常,缺乏Ce异常,反映了强还原高温热液特征；而新余式铁矿无明显的Eu和Y异常,同样缺乏Ce负异常,反映了弱还原低温热液特征和陆源碎屑的贡献。霍邱铁矿Y/Ho值与A1203含量的负相关性,∑REE总量和A1203的正相关也反映了陆源碎屑的贡献。3.不同类型BIF具有相似的硅氧同位素组成,BIF中石英的δ180分布范围相对较宽,10.4‰-16.7‰,但70%以上的样品分布在12‰-16‰之间,该值介于火成岩石英和常温下形成的海相硅质岩的氧同位素之间,与热水沉积成因硅质岩的氧同位素组成相似；不同类型BIFs的830Si值普遍较低,大部分分布在-2.0‰-0‰之间,平均-0.85‰,暗示当时海水中溶解硅浓度很高,只有很小一部分硅沉淀下来形成BIF,且沉淀消耗的Si能够不断得到补充,使其δ30Si一直保持较低的负值。认为不同类型的BIF都是海底喷气作用的产物。4. 不同类型的BIF均显示了重铁同位素富集特征,显示当时海洋的氧化能力有限,未能将海洋中Fe2+完全氧化,海洋中Fe2+只有部分被氧化沉淀形成BIF,沉淀消耗的Fe不断通过海底热液活动得到补充,导致BIF中Fe的重同位素富集。5. 华北克拉通条带状铁矿具有明显的硫同位素非质量分馏效应,且Algoma型BIF的△33S多为负值,而Superior型BIF的△33S多为正值,这反映了Algoma型BIF距火山活动中心较近,而Superior型BIF距火山活动中心较远,二者可能属于同一成矿系统。6. 霍邱铁矿黑云斜长片麻岩中碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析结果表明,霍邱铁矿形成于2546±12Ma,后期经历了1885Ma的变质作用,这与华北克拉通BIF形成的主要峰期年龄一致,是我国新太古代晚期普遍发育的BIF成矿事件。7. 富铁矿与贫铁矿具有相似的Si同位素组成,Fe同位素组成存在小的差别,但相互关系复杂,弓长岭富矿的δ56Fe值稍高,富铁矿中磁铁矿和石英的δ180值相对较低。提出富铁矿既有初始沉积富集型,也有后期热液改造型。弓长岭富铁矿的形成主要与1.85Ga构造岩浆热液改造有关,富集方式为铁质的活化再沉淀。8. 同一样品中硅质条带与相邻磁铁矿条带相比,硅质条带中石英的δ30Si相对较高,δ18O值相对较低,硅质条带中磁铁矿的δ57Fe相对较高。暗示硅质条带和铁质条带的形成分为二个阶段,硅质条带较铁质条带沉淀时间早,形成温度高。据此建立了硅铁韵律层形成新机制：每次海底热水溶液的喷流活动带来大量Fe、Si等成矿物质。海底热液喷发到海洋,由于温度突然下降,硅在海水中的浓度达到过饱和状态,首先快速从海水中沉淀下来,形成硅质条带,同时伴随极少量Fe2+氧化沉淀。该阶段SiO2沉淀温度高、速度快,分馏小,沉淀比例低,沉淀硅的δ30Si相对较高,818O相对较低；沉淀铁比例小,沉淀铁的δ57Fe相对较高。随着热水溶液与海水的进一步混合,温度下降,pH、Eh值升高,海水中SiO2达到饱和状态,部分Fe2+逐渐被氧化成Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀,形成铁质条带。由于当时海洋中氧逸度很低,Fe2+的氧化需要一定时间,因此铁质沉淀的时间较硅质沉淀的时间稍晚。第二阶段SiO2沉淀温度低,速度慢,分馏大,沉淀比例略有增加；而铁质开始大量沉淀,沉淀铁比例显著增加；导致沉淀硅的δ30Si相对较低,δ18O值相对较高,沉淀铁的δ57Fe值降低。每次海底喷气活动都造成Si、Fe依次先后沉淀,分别形成硅质层和铁质层,一套韵律层代表了一次大的海底喷气活动,海底热液喷气的周期性活动形成了条带状硅铁建造。