地层形成
1.太古代-古元古代
太古代和古元古代习惯上称为早寒武世，构成了晋冀铁矿重要成矿带中的结晶基底构造层，分布广泛(图1-3)。其中太古代分布很少，仅小面积分布于冀东迁安地区曹庄组(本书不介绍)；中太古代主要包括冀东迁西群、冀西北张悬地区崇礼群(现多划归迁西群)、北京密云群和太行山区阜平群。新太古代分布最广，研究程度也比较高，主要有建平群、丹塔子群、遵化群、滦县群、双山子群、桑干群、五台群。元古界包括五台-太行地区的青龙河群、红旗瑛子群、化德群和滹沱群。
图1-3晋冀北缘重要成矿带-辽西铁矿太古宙和元古宙分布概况。
1-中太古代；2-中太古代片麻岩；3-新太古代；4-新太古代片麻岩；5-中新太古代未分；6-新太古代-古元古代未划分；7-古元古代；8-新太古代侵入岩；9—元古代侵入岩
为便于描述，根据晋冀辽西铁矿重要成矿带太古宙、古元古代的地理位置(图1-3)，划分为建平、凤城、冀东、密云、张悬、阜平、五台-恒山。
(1)河北省东部
冀东早前寒武纪地层出露较好，但构造十分复杂。时代分布从太古代到元古代，划分方案多种多样。本书主要采用了华北陆块主要成矿带成矿规律及找矿方向的划分方案(李俊建等，2006)。中太古代和古元古代主要包括迁西群、遵化群、滦县群、双山子群和贺清龙群。
迁西群:属中太古代，为麻粒岩相深变质岩沉积——火山岩建造，主要分布于迁安水厂——松汀、太平寨、楼子山等地。由于不同时期岩浆活动强烈，产于残块中，各地岩性不同。迁安水厂-松汀地区主要岩性为暗色麻粒岩、含辉石的黑云母斜长片麻岩、辉石-长英质、石榴石-矽线石斜长片麻岩、紫-紫斜长片麻岩。原岩建造由两个火山喷发-沉积旋回形成的产物组成，每个旋回的产物自下而上。黔西太平寨地区主要岩性为二辉角闪岩、黑云母石榴石斜长片麻岩、石榴石应时麻粒岩、黑云母斜长麻粒岩和含辉石岩的石英。原岩组主要由富铝凝灰质复合砂岩、泥质岩和铁质沉积岩组成，下部有少量中基性火山岩和凝灰岩。在乾安县西侧的林平镇及楼子山一带，主要岩性为黑云母紫苏应时斜长片麻岩、角闪岩夹榴辉岩、硅线石榴辉岩、(石榴石)长英质、榴辉岩橄榄石、榴辉岩熔岩等。原生岩石主要为富铝粘土岩和富铁沉积岩。迁西群是冀东地区重要的含铁岩系之一，产有水厂、孟家沟、菜园子沟、龚店子、裴庄等大中型铁矿。
遵化群:属新太古代下部，由高角闪岩相变质岩建造，与下伏片麻岩系呈断层接触，主要分布在遵化-迁西线以北、宽城东南部、青龙以西。由于大量岩浆岩的侵位和强烈的构造变形改造，其分布是不连续的，不同地方的岩性也不完全相同。如遵化-迁西线北段，其岩性主要为斜长角闪岩、辉石角闪岩、含石榴石角闪岩、黑云母角闪岩片麻岩和中厚到中厚层状长英质岩石。原岩建造以玄武质火山岩为主，有基性凝灰岩和硅铁。宽城东南部，其岩性为斜长角闪岩、角闪岩片麻岩夹闪长岩(或黑云母)、石榴石黑云母斜长片麻岩、铁石英及少量石榴石黑云母斜长麻粒岩。原岩建造主要是玄武质火山岩、火山凝灰岩、凝灰岩复合砂岩和硅铁。青龙西部，岩性为斜长角闪岩和石榴石斜长角闪岩夹薄层铁石英，主要为火山碎屑岩夹薄层硅铁。遵化群也是冀东重要的含铁岩系之一，拥有石人沟、澜石沟、大石门、豆子沟等大中型铁矿床。
滦县群:属新太古代中部，为低角闪岩相至高绿片岩相的变质含铁建造。主要由变质岩、斜长角闪岩、条带状磁铁矿石英岩、片麻状混合岩等组成。主要分布在迁安南部的滦县、卢龙一带。李万恒等(1983)从老到新将其划分为炮家山组、阳山组、西浮山组、司家营组、长宁组。根据岩石组合特征，大致可分为三部分(吴家山等，1998)，自下而上形成一个火山-沉积旋回，下部主要分布在卢龙景贤山一带。岩性主要为角闪岩、角闪岩片麻岩，夹有黑云母麻粒岩、石榴石角闪岩、变粒岩等薄层。原岩为基性-中酸性火山碎屑岩。中部主要分布在鹿龙羊山和富军山一带，岩性以(角闪石)黑云母麻粒岩和斜长角闪岩互层为特征。原岩由中酸性火山碎屑岩和碎屑沉积岩组成。上部主要分布在滦县司家营至麻城一带，岩性以黑云母麻粒岩为主，夹大量磁铁矿石英岩、薄角闪岩、黑云母石英岩等。原岩建造以凝灰质粉砂岩和硅铁质为主，长庆附近沉积碳酸盐岩。滦县群也是冀东重要的含铁岩系之一，有司家营、麻城、长宁、庙沟等大中型铁矿床。
双山子群:属新太古代上部，为变质火山-沉积建造。与上覆的元古界青龙河群呈不整合接触，与下伏的太古界玉鸾仙群呈断层接触，一般分布在青龙张子-波罗台-老爷庙一带。自下而上分为榆次山组、路杖子组和下白城组。岩性主要为黑云母斜长麻粒岩、石榴石黑云母片岩、角闪石磁铁矿石英岩、残余斑状绢云母片岩和绢云母片岩等。残留沉积碎屑的结构特征明显。原岩包括玄武岩、英安岩、流纹岩、泥质、粉砂质和砂质碎屑沉积岩，属于克拉通内部裂谷。杨春良等人(1992)认为其具有双峰式火山岩组合，属于板内构造环境。目前该组已发现的铁矿较少，仅有棒磨山铁矿(岳欣等，2009)和扎兰张子铁矿等。
贺清龙群:属古元古代，由高绿片岩相至低角闪岩相变质岩构成。在青龙河上游沿北北东向断续分布，北起青龙左兰杖子，经波罗台、西汉沟、双山子、榆次山，南至厂房东沟。分为两个组，即张家沟组和波罗台组。岩性主要为变质砾岩、斜长麻粒岩、磁铁矿石英岩、二云斜长片岩等。原岩为沉积砾岩、杂砂岩、泥质岩和铁硅质岩等。，属于河流相-海岸-浅海相沉积产物。目前，该组已发现的铁矿不多。
(2)密云地区
本区早前寒武纪地层主要包括密云群和四合堂群。
密云群:属于中太古代，主要分布在密云水库的南、北侧，是一套变质火山-沉积建造，主要由变质岩、基性变质岩、辉石磁铁矿石英岩等组成。变质程度达到麻粒岩相，岩石普遍混合岩化。原岩为基性-中基性-中酸性熔岩、火山碎屑岩和凝灰质沉积岩。该组为密云地区主要含铁岩系，其中辉石磁铁矿石英岩为最重要的含铁建造，已发现沙场、马圈子、水峪、蔡家洼、霍各庄、军马营、白鹤尖等大中型铁矿床。
四合堂群:属新太古代，主要分布在云蒙山花岗岩体的北部、西北部和东北部，为变质火山-沉积建造。主要由经历了角闪岩相区域变质和动力变质作用的黑云母斜长片麻岩、麻粒岩、片岩、斜长角闪岩、变粒磁铁矿石英岩和变质长石细砂岩组成，自下而上分为阳坡组和宋营子组。该群也是密云地区重要的含铁岩系，已发现四合堂、石炮沟、山神庙等中型铁矿床。
(3)张悬地区
张悬地区(张家口-宣化地区)早前寒武纪地层的形成非常复杂，时代分布从太古代到古元古代，有多种划分方案。本书主要采用了《华北地块主要成矿带成矿规律及找矿方向》(李俊建等，2006)和《河北省京津区域地质》(河北省地矿局，1989)。
桑干群:属新太古代，为变质火山-沉积建造。它由黑云母斜长片麻岩、含石榴石黑云母斜长片麻岩、含石墨斜长麻粒岩、大理岩、混合岩、石榴石斜长角闪石和角闪石-透辉石麻粒岩组成。主要分布在崇礼、宣化、张家口。该岩组是张悬地区的主要含铁岩系，在北庄、龙家沟、金家庄附近已发现多处中小型铁矿床。
(4)建平地区
建平地区早前寒武纪地层建造复杂，从太古代到古元古代均有分布，有多种划分方案。本书主要采用了《华北地块主要成矿带成矿规律及找矿方向的划分方案》(李俊建等，2006)和《辽宁省区域地质》(辽宁省地质矿产局，1989)。早前寒武纪地层主要包括迁西群和建平群。
建平群:属新太古代，为变质火山-沉积建造，由变质火山岩、变质碎屑岩、大理岩等组成。变质程度局部达到角闪岩相和麻粒岩相。自下而上分为小塔子沟组、大营子组和瓦子峪组。分布在内蒙古赤峰的喀喇沁旗、敖汉旗和辽宁省西北部的朝阳、阜新、北票、建平、凌源等地。该组为建平地区主要含铁岩系，有包国老、深井、王麻子沟、新城、新地、复兴地、和尚地等大、中、小型铁矿床。
(5)凤城地区
丰城地区(丰宁-承德地区)早前寒武纪地层主要有丹塔子群和红旗营子群，还有部分遵化群。
丹塔子群:属新太古代上部，自下而上分为燕窝堡组和白庙组。前者极少分布(仅在承德市燕窝堡地区)，主要岩性为斜长角闪岩斜长片麻岩和斜长角闪岩。后者分布广泛，主要为黑云母(或角闪石)麻粒岩、变粒岩、黑云母石榴石二长花岗岩和黑云母钾质片麻岩，具有较强的混合岩化作用。目前，该组尚未发现具有工业价值的铁矿床。
红旗瑛子群:属古元古代，主要分布于承德呼玛营-红旗镇，隆化县太平庄-邓。它是一套变质火山-沉积建造，主要由黑云母麻粒岩、角闪岩、片麻岩和大理岩组成。目前，该组尚未发现具有工业价值的铁矿床。
(6)阜平地区
本区早前寒武纪地层主要为阜平群，局部有滹沱群。
阜平群:属中太古代，主要分布于涞源、唐县、阜平、平山一带，是一套变质火山-沉积建造，主要由黑云母斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、菱镁矿斜长角闪岩石英岩、大理岩、斜长角闪岩、硅线石变粒岩、花岗片麻岩、白云石长片麻岩、透辉石麻粒岩组成。自下而上分为7个组(索家庄组、团泊口组、南营组、漫山组、木厂组、四道河组、红土坡组)。从索家庄组到南营组，下部原岩为一套由碎屑岩、泥质岩和基性火山岩组成的火山沉积建造，上部原岩为以沉积岩为主的薄-中厚层碳酸盐岩建造。漫山组至红土坡组原岩为一套高成熟度的陆源碎屑-碳酸盐岩建造，具有类复理石特征。主要地层的变质相达到高角闪岩相，下部为麻粒岩相，上部为角闪岩相。南营组是条带状铁矿(BIF)的主要含矿层，但目前该组已发现的铁矿不多，已知的有唐县桑关中型铁矿床。
(7)五台-恒山地区
本区早前寒武纪地层主要由五台群、滹沱群和恒山杂岩组成。
五台群:属新太古代，主要分布于山西省五台山地区，西起原平，东至灵丘，呈北东向延伸。它是一套变质沉积-火山-沉积建造，主要由黑云母麻粒岩、黑云母石英片岩、闪长岩大理岩、角闪岩、磁铁矿石英岩、角闪岩片麻岩、变质凝灰岩、绿泥石片岩等组成。变质程度自下而上分别为角闪岩相、绿片岩相和次绿片岩相，局部混合岩化强烈。从老到新分为三个亚组(石咀亚组、台怀亚组、高凡亚组)和八个亚组(板峪口组、金刚库组、王壮组、闻喜组、白质组、红门组、红寺组、官梯沟组)，其中板峪口组原岩为陆架碎屑岩，金刚库组原岩主要为基性-超基性岩、砂质泥岩和铁硅质岩。白芝岩组原岩主要为基性-中-中-酸性-熔岩和凝灰岩，含硅铁。金刚库组和白纸岩组是五台群的主要含铁层位。已知大型铁矿有五台县白芝岩、代县赵村、代县白宇、代县峨口、代县碾子沟等，还有许多中小型铁矿。
滹沱群:属古元古代，主要分布于五台山南坡南部-四季庄一线、定襄县蒋村、五台县宝山、代县巴塔等地。它是一套变质沉积-火山-沉积建造，主要由变质砾岩、石英岩、千枚岩、白云岩、变质玄武岩、板岩、含磁铁矿碎屑岩和大理岩组成。分为三个亚组(斗村、东支、郭家寨)和14组(四季庄、南台、大石岭、文山、河边村、建安村、大关东、槐树村)。该组目前发现的铁矿不多，但有定襄县蒋村等小型铁矿。
恒山杂岩:恒山杂岩位于桑干河以南，滹沱河以北，西起雁门关，东至樊氏平型关，呈北东向延伸。地质上是夹在大同-怀来麻粒岩区和五台山花岗岩-绿岩区之间的变质杂岩(灰色片麻岩)区。变质杂岩主要由东庄表壳岩、前庄表壳岩、朱家房表壳岩、恒山灰色片麻岩、花岗片麻岩和宜兴寨花岗岩组成(李等，2006)。
2.中元古代-新元古代
中元古代是晋冀北缘重要成矿带——辽西铁矿中最古老的沉积盖层，自下而上分为三个系列***12组。
该成矿带广泛分布中新元古代(图1-4)。中元古代-新元古代，从蓟县向西延伸至淮安、阳原。成矿带向南经山西灵丘、河北涞源，直至石家庄附近；这条成矿带经锦州地区向东北延伸至辽宁铁岭凡河地区，形成一个巨大的三叉裂谷系。裂谷的演化可分为三个阶段:①早期地面隆升开裂，形成山地河湖粗碎屑岩，并伴有火山活动，随后裂谷扩大，沉积范围扩大，火山活动增强，直至大红峪期火山活动达到高潮，后期逐渐消退，碳酸盐沉积广泛出现，形成广泛分布的高于庄组；②中期裂谷继续扩大，但火山活动继续消退，碳酸盐岩沉积范围继续扩大(图1-4)，形成蓟县系广泛分布的碳酸盐岩建造；③后期裂谷活动趋于消退，断块下降幅度大大减小，同时沉积物厚度和分布范围减小，沉积了以细碎屑岩和碳酸盐岩为主的青白口系。
(1)长城系统
长城系属中下元古界，包括长洲沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组、高于庄组。
长洲沟组:主要由砾岩和应时砂岩组成，其次为砂泥岩互层，沉积于滨海相。
串岭沟组:主要为粉砂质页岩，底部为含铁砾岩，顶部为碳质页岩夹砂质白云岩，为一套浅水潮间带相沉积。在底部，宣化地区形成了一个“龙轩铁矿”。
团山子组:以白云岩为主，夹碎屑岩和泥质岩，富含叠层石。八达岭和宣化地区，顶部是火山岩。
大红峪组:主要特征是厚度和岩性变化大，砂岩中有长石，富钾页岩中有亮绿松石，火山岩厚度大。该组是长系列火山岩最发育的地层，是一套富钾玄武岩。
高于庄组:是一套以碳酸盐岩(95%以上)为主的地层，下部为丰富的叠层石，中部为高锰，顶部为钙和沥青，分布广泛。
(2)集贤制度
蓟县系属中元古代上统，包括杨庄组、雾迷山组、洪水庄组、铁岭组。
杨庄组:以碳酸盐岩为主，紫红色，含石膏和石盐假晶，属泻湖蒸发岩相。
雾迷山组:几乎全部由碳酸镁岩组成，包括粉砂质泥质白云岩、含燧石的条带状白云岩、巨厚叠层石白云岩和沥青白云岩等。为滨海-浅海相沉积，厚度大，分布范围广。
洪水庄组:主要由灰黑色、灰绿色伊利石页岩组成，下部为薄白云岩，零星分布有黄铁矿和燧石结核；上部夹薄石英岩砂岩，其中发育碳酸盐结核。
图1-4晋冀铁矿重要成矿带中新元古代碳酸盐岩分布图。
(根据李俊建等，2006年)
铁岭组:主要由潮汐灰岩和白云质灰岩组成。
(3)柏青口述系统
青白口系属新元古代下部，包括下马岭组、骆驼岭组和井儿峪组。
下马岭组:分为4段:第一段由燧石砾岩、含铁砂岩、细砂岩和杂色粉砂岩组成；二段岩性单调，主要为紫红色和亮绿色片状页岩，底部为泥质透镜体和海绿石砂岩；第三段主要为灰黑色、黑色纸状碳质页岩、粉砂质页岩，夹灰白色薄层硅质岩；第四段主要为灰黑色和灰绿色的粉砂质页岩、碳质泥质页岩和钙质页岩。
骆驼岭组:底部与下马岭组接触，夹灰黄色含砾粗粒石英岩，岩性主要为含砾长石砂岩、应时砂岩、海绿石砂岩和杂色页岩。
井儿峪组:与下伏骆驼岭组呈整体接触，顶部与寒武系伏军山组角砾岩呈不整合接触。主要岩性为一套白云质泥晶灰岩，夹红色、灰绿色、蛋蓝色和灰褐色薄层，含泥。在白云质泥晶灰岩中，常见片状和大波状平纹层，岩性稳定，厚度变化大。
3.古生代的。原称PRIMARY
古生代主要由上古生界的寒武系、奥陶系、石炭系和二叠系组成。
(1)下古生界寒武-奥陶系
晋冀北缘重要成矿带——辽西铁矿主要发育上寒武统碳酸盐岩、碎屑岩和下奥陶统碳酸盐岩，它们是涞源矽卡岩铁矿床的控矿围岩。
(2)上古生界
晋冀铁矿重要成矿带上古生界主要包括石炭系本溪组和太原组及二叠系山西组和石盒子组，零星分布于阜新、敖汉旗、喀喇沁旗、兴隆、平泉、涞源、唐县及五台南部。
本溪组属上石炭统下部，岩性主要为杂色页岩、砾岩、铁铝岩和粘土岩，是山西式沉积铁矿的含矿地层。
太原组属石炭系上部，岩性主要为粉砂岩、泥质灰岩、页岩和煤层。
山西组主要岩性为砂岩、泥质岩、煤层、灰岩和杂色砂页岩。
石盒子组主要岩性为砂岩、砾岩、板岩、泥灰岩和安山岩。
4.中学
晋冀铁矿重要成矿带中生代地层以陆源火山岩和碎屑岩为主，主要包括侏罗系和白垩系，分布广泛。另外，东部地区(辽宁省)有三叠系分布。
(1)侏罗纪
侏罗系从老到新分为8组:杏石口组、南大岭组、下花园组、九龙山组、鸡脊山组、后城组、白旗组、张家口组。
杏石口组:属于下侏罗统，为沉积岩层，含植物化石和鱼骨。由黑色和土黄色页岩、粉砂质页岩、灰色和灰黑色粉砂岩、砂岩互层组成，有时夹砾岩和煤线，分布在靖西、滦平、平泉、下半城、承德和下花园等地。
南大岭组:属于下侏罗统，是一套以中基性火山岩为主的火山岩建造，主要岩性为致密块状玄武岩、安山岩、杏仁状玄武岩及安山岩、玄武安山岩火山碎屑岩，夹砾岩、砂岩、砂质泥岩、灰黑色砂岩页岩。
下花园组:属下侏罗统，主要岩性组合下部为细砂岩、粉砂岩、灰黑色粉砂质页岩、碳质页岩夹含砾粗砂岩、粗砂岩、砾岩和泥灰岩、灰岩、工业煤层；上部为粗砂岩、细砂岩、砾岩、粉砂质页岩和碳质页岩，含薄煤层和煤线。
南大岭组和下花园组除北京西部外，主要分布在尚义-赤城-平泉-凌源断裂带附近的一些东西向断陷盆地中。
髫髻山组:属下侏罗统，主要由中性火山岩和火山碎屑岩组成，主要岩性为安山岩、安山岩、辉石安山岩、孔隙或杏仁安山岩、安山岩角砾岩、集块岩、凝灰岩夹砂岩、砾岩、粉砂岩、泥岩。
后城组:属下侏罗统，岩性组合下部为深紫色、紫红色、紫褐色砾岩、凝灰质砾岩、砾质砂岩，夹砖红色、紫红色粉砂质页岩、粉砂岩、凝灰岩；中部为紫红色、砖红色灰绿色砂岩、凝灰质砂岩、粉砂岩、页岩及少量含砾粗砂岩夹流纹岩、安山岩和凝灰岩；上部为紫红色厚-巨厚砾岩和砂砾岩，夹粗面岩、流纹岩、安山岩和凝灰岩、砂岩和粉砂岩，局部夹薄煤层。
九龙山组:属中侏罗世，主要由陆相碎屑岩夹火山碎屑岩组成，底部为砾岩；下部主要为凝灰质砂岩，夹粉砂岩和砾岩；中部以凝灰质细砂岩和粉砂岩为主，夹多层砾岩、含砾粗砂岩和页岩；上部为紫红色凝灰质砂岩和粉砂岩。
张家口组:上侏罗统，广泛分布于冀北NE向断陷盆地，以张家口、沽源、赤城、丰宁、承德、滦平、围场、崇礼、下板城发育最好。岩性组成复杂，底部为紫红色和暗紫色凝灰质粗砂岩和含砾粗砂岩。下部为灰紫色、灰白色流纹质凝灰岩；中部为灰紫色和灰白色石英粗面岩，粗安山岩夹流纹质凝灰岩；上部为灰色、灰紫色流纹岩角砾岩和流纹岩。
白旗组:属上侏罗统，与下伏的张家口组一起分布在北东向新生代断陷盆地中。为中性火山岩，其中一段主要为火山碎屑岩和沉积火山碎屑岩。第二段主要为中性火山熔岩和火山碎屑岩，包括斑状安山岩、致密块状安山岩、气孔、杏仁安山岩和粗安山岩。
(2)白垩纪
在晋冀辽西铁矿重要成矿带的东部最为发育，在北部的北东向断陷盆地也有分布，包括北大沟组、西瓜园组、花集营组、南店组、青石来组、义县组、土井子组、九佛堂组，其中北大沟组、花集营组、义县组岩性主要为安山岩和玄武岩，西瓜园组、九圩塘组。
5.新生世界
古近纪-新近纪:局部分布于晋冀重要成矿带西北部的张家口市淮安地区，主要由陆相碎屑岩和陆相火山岩组成。
第四系:主要沉积物为冲洪积沉积物、湖沼沉积物、冰缘-冰缘沉积物、火山沉积物、海洋沉积物和洞穴沉积物。