太古宙绿岩带普遍发育有条带状铁建造（BIF），其中许多产有金矿床。金矿床一般产于阿尔戈马型铁建造中，矿床规模一般不大，品位也不很高，但分布比较普遍，是太古宙绿岩带中重要的金矿床类型之一。五台山地区太古宙绿岩带是我国铁建造金矿的重要产地，形成金刚库组角闪岩相铁建造金矿带和柏枝岩组绿片岩相铁建造金矿带，目前已发现金矿床和矿化点20余处，其中有一定工程控制的小型金矿床有6处（陈平等，1996），如康家沟、小板峪、殿头和柏枝岩金矿床等。铁建造金矿床具明显的层控性，与富碳酸盐铁建造和富硅酸盐铁建造关系非常密切；矿床定位与构造变形有关，明显受剪切变形构造和褶皱构造控制。矿化以细脉浸染型为主，矿石有黄铁矿－磁铁矿－石英型、黄铁矿－磁铁矿－碳酸盐－石英型、硅酸盐－磁铁矿－石英型、碳酸盐－石英型、黄铁矿－磁黄铁矿－磁铁矿－石英型等多种类型，但含金矿物主要是自然金。
（一）柏枝岩金矿床
柏枝岩金矿床位于五台县台怀镇柏枝岩村，在盘道沟—庙顶庵一带形成宽度3～50m（一般10～25m）长约3500m的金矿带，顺走向呈波状弯曲，总体走向NEE70°，产于柏枝岩组下部铁建造层位中，产状与地层一致。
1.矿区地层和岩性
矿区出露地层为柏枝岩组，主要为一套绿片岩相变质的火山岩建造，由绿泥片岩、绿帘钠长绿泥片岩、绿泥绢云斜长片岩夹绢云石英片岩及多层磁铁石英岩组成，原岩主要为基性－中酸性熔岩及相应成分的凝灰岩夹硅铁质沉积岩，从下到上具有明显的旋回性，下部为基性火山熔岩夹火山凝灰岩，向上过渡为中酸性火山岩夹火山碎屑沉积岩。铁建造主要产在绿泥钠长片岩、绿泥片岩和绢云绿泥片岩中，主要集中在两个由基性－中酸性火山沉积旋回的下部。产在下部火山旋回的BIF厚度较薄，一般0.5m左右，上部BIF较厚，形成工业铁矿。铁建造岩石类型较复杂，主要包括铁闪片岩、绿泥铁闪片岩、铁闪磁铁石英岩、黑云绿泥磁铁石英岩、绢云磁铁石英岩和磁铁石英岩。呈厚层产出的铁建造一般主要由条带状磁铁石英岩组成，偶尔夹少量绿泥片岩薄层或透镜体。而以薄层状产出的铁建造多数由多种岩石构成，其下部一般由铁闪片岩组成，向上渐变为磁铁石英岩，如盘道沟一带下部厚约0.5m的铁建造就是由数层厚度在1～2cm的铁闪片岩层、厚度为3～5cm的磁铁石英岩层和厚度为数厘米的绿泥片岩层组成，从下到上铁闪片岩层变薄，层数减少，而磁铁石英岩层变厚，层数也增多。柏枝岩金矿床产于下部火山旋回的薄层条带状铁建造（BIF）中。
2.矿带和矿体的产状、形态和规模
在盘道沟－庙顶庵金矿带中共发现18个金矿化体，分为东段和西段，东段为盘道沟地段，西段为庙顶庵地段。东段NEE向断续延长850m，以含金0.1g/t为边界含量，地表圈出14个金矿化体，矿化体长20～100m，一般50m左右，厚0.35～5.23m，平均厚度1.85m，金的最高含量3.49g/t，平均1.01g/t，其中8个矿化体金的含量大于1.09g/t，平均1.60g/t，其余6个矿化体金的含量0.1～0.81g/t。西段已圈出4个金矿化体，金的最高含量1.31～10.19g/t，矿化体长度一般20m左右，其中一个矿化体断续延长近700m左右，含金最高地段的厚度0.60～1.00m。这些矿化体全部分布在狭长的矿带内，呈透镜体和似层状体，或单个产出，或多个平行分布，与铁建造相整合产出（图3-1）。金矿化体一般由多层薄层铁建造和围岩互层组成，韵律性结构清楚（图3-2）。
图3-1 柏枝岩铁建造金矿床地质略图
1—绢云绿泥片岩、绿泥片岩、绿帘钠长绿泥片岩；2—条带状铁建造；3—片麻状花岗质杂岩；4—基性脉岩；5—金矿化体；6—平推正断层；7—地质界线；8—探槽；9—平硐
3.矿石类型、矿物成分和结构构造
金矿的容矿岩石主要是不同类型的磁铁石英岩。因此，根据矿石的矿物组合，金矿矿石可分为黄铁磁铁石英型、磁铁磁黄铁石英型、铁闪磁铁石英型和磁铁石英型4种类型，以黄铁磁铁石英型为主，金的含量高，分布广。
黄铁磁铁石英型（图版Ⅳ－1）主要矿物为黄铁矿（3%～15%），磁铁矿（20%～30%）和石英（70%左右），含少量镁铁闪石。黄铁矿多呈单晶稀散排列呈条纹或与磁铁矿呈连晶，粒度变化大，细粒0.073mm×0.109mm，中粒0.116～0.175mm，粗粒0.657mm×0.438mm（图版Ⅳ－2），黄铁矿一般都有氧化现象，在颗粒边缘形成水针铁矿镶边。磁铁矿是主要金属矿物，他形粒状聚集体，单晶粒度0.01～0.11mm，一般呈定向排列。该矿石类型金的含量高，从0.474～4.452g/t，平均1.59g/t。
图3-2 柏枝岩铁建造金矿矿体结构图
1—绿泥片岩；2—绢云长石石英片岩；3—绢云绿泥片岩；4—绢云石英片岩；5—石英岩；6—含眼球长石石英片岩；7—强片理化绿泥片岩；8—钠长绿泥片岩；9—片麻状花岗岩类；l0—条带状铁建造和金矿化铁建造；11—地层—岩体间的断层接触；12—探槽编号
磁铁磁黄铁石英型主要矿物是磁铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、绿泥石和石英，并含乳白色石英块体（图版Ⅳ－3）。磁铁矿含量为5%～10%，半自形—自形，粒度0.05～0.31mm，一般0.10mm左右，大颗粒多为自形，粒度0.15×0.75～0.17×0.13mm，磁铁矿的晶边及其边缘解理中有轻度赤铁矿化。磁黄铁矿含量20%左右，粒度0.04～0.42mm，一般0.12mm左右，磁黄铁矿有4种产状：①自形晶成聚晶嵌布在磁铁矿周围的石英中；②镶嵌于磁铁矿的晶边，接触面平直或波状，无交代现象，磁铁矿为自形晶；③磁黄铁矿呈滴状或自形晶包裹于磁铁矿中，接触面平整（图版Ⅳ－4）；④磁黄铁矿呈网脉状分布在他形脉石颗粒之间，网脉形态受脉石粒间间隙形态控制，脉宽0.007～0.058mm之间，这些现象表明磁黄铁矿与磁铁矿为共生矿物，略晚于石英生成。这种矿石类型含金0.128～0.47g/t，平均0.352g/t。
铁闪磁铁石英型主要是镁铁闪石（12%左右）、磁铁矿（15%～35%）石英（50%），镁铁闪石与磁铁矿呈条带构造（图版Ⅳ－5）。镁铁闪石针状、片状，定向排列，主要分布在磁铁矿发育的条带中，与磁铁矿呈连晶，磁铁矿粒度细小0.014～0.038mm，呈聚集体嵌布在石英颗粒之间。这类矿石金含量低，0.0012～0.360g/t，平均0.1097g/t。
磁铁石英型（图版Ⅳ－6）金属矿物几乎全为磁铁矿，含量25%～40%，他形—半自形，粒度0.0146～0.146mm，一般0.0706mm，含少量镁铁闪石，金的含量0.0041～1.050g/t，平均0.170g/t。
矿石为条带状构造，是由不同矿物组合或不同矿物含量的条带组成，条带厚度变化很大，粗条带厚度达几厘米或更大，显微条带厚度在1mm左右，实质上，条带是不同矿物组合之间的韵律，反映原生沉积特征。
4.矿石的地球化学
1）基本化学成分
柏枝岩金矿矿石的基本化学成分具有前寒武纪铁建造化学成分高度分异的基本特征，但与金矿带上层位没有发生金矿化作用的铁建造相比，铁建造金矿矿石相对亏损硅、铁，SiO229.80%～60.98%，平均47.22%,TFe23.96%～37.18%，平均29.00%，而铝、镁、硫、水相对富集，Al2O31.16%～8.9%，平均3.60%,MgO0.61%～3.49%，平均1.80%,H2O+0.07%～2.44%，平均1.16%,S0.14%～8.07%，平均2.84%。没有发生金矿化作用的铁建造，硅、铁更加富集，SiO239.76%～68.78%，平均50.36%,TFe18.70%～39.47%，平均31.48%。而Al2O3、MgO、H2O、S相对贫化，Al2O330.10%～1.41%，平均0.49%,MgO0.39%～1.80%，平均1.17%。H2O+0.32%～1.10%，平均0.50%,S0.001%～0.10%，平均0.04%。铁建造是与水下火山喷气有关的化学沉积物，在沉积过程中经历了化学沉积分异作用，导致硅、铁富集，其它组分贫化。富集与贫化的程度取决于化学沉积分异的充分程度。上述资料说明，铁建造金矿化的分异程度比无金矿化作用的铁建造分异程度低，这与它们的形成环境差异有关。铁建造金矿可能形成于近火山中心区，不仅受到火山活动对沉积分异的直接干扰，还会有更多凝灰物质和火山堆积的剥蚀碎屑参与，导致铁建造含有更多一些的杂质成分（骆辉等，1984），这与铁建造金矿多为薄层铁建造也是一致的。同时，也可能与叠加成矿作用有关。
2）微量元素特征
柏枝岩金矿矿石的微量元素分布具有以下特征：①Ti、Mn、V、Cr、Ni、Co在金矿及其围岩和无金矿铁建造及其围岩中基本一致，并且在酸性岩石中含量低，在基性岩石中含量高与赋存岩性有关，与金矿化作用关系不明显；②Cu、Pb、Zn、Au、Ag在金矿及其围岩中含量高，在无金矿铁建造及其围岩中含量低，系成矿作用的标志性元素；③As、Sb、Bi、W、Sn、Mo、Bi在金矿围岩中的含量高于金矿中的含量，并且与无金矿铁建造围岩中含量一致，由于As、W、Mo、Bi、Sn又与Au有正相关趋势，所以，具有成矿作用远程元素特征；④As的含量很低，与津巴布韦等许多世界铁建造金矿富As不同。但相比之下，金矿中As的含量仍高于无金矿铁建造中As的含量，可能与金矿中黄铁矿含As有关。
3）稀土地球化学
矿石稀土地球化学具有以下特征：①矿石稀土含量高，无金矿铁建造稀土含量低，前者ΣREE19.10×10-6～23.77×10-6，后者∑REE10.45×10-6，由于铁建造中稀土主要存在于硅酸盐矿物中，金矿稀土含量高，表明金矿比无金矿铁建造含有较多的硅酸盐矿物；②金矿轻重稀土分异小于无金矿铁建造稀土分异，前者分异参数La/Yb为2.75～6.43，平均4.89，后者1.66～10.72，平均5.53；③金矿稀土图谱为缓倾斜型，斜率参数（La/Yb）N为1.81～4.24，小而稳定，无金矿铁建造稀土图谱包括近平垣型、缓倾斜型和陡倾斜型3类，斜率参数（La/Yb）N为1.10～7.05，变化范围较大；④金矿和无金矿铁建造稀土均为正铕异常，异常值参数较高，Eu/Sm=0.38～0.54，个别为3.43。上述资料表明，金矿化铁建造不同于无金矿化铁建造，它具有独立的稀土地球化学特征，推测与其原生沉积作用和变质分异作用有关，也可能有叠加成矿作用的影响。
（二）康家沟金矿床
1.矿床产出层位和岩性
康家沟金矿床位于代县西窑乡康家沟村。矿区地层为柏枝岩组含铁岩系，主要由变质基性－中基性－中酸性火山熔岩及其凝灰岩和喷气沉积岩系组成，前者变质岩主要为绿泥片岩、方解绿泥片岩、角闪绿泥片岩、绢云绿泥片岩、绿泥石英片岩、菱铁绿泥片岩、绢云片岩和绢英片岩，后者为大理岩、硅质岩、赤铁石英岩、菱铁石英岩、铁白云石石英岩和磁铁石英岩，其中大理岩可分为石英大理岩、电气石石英大理岩和金云母石英白云石大理岩。电气石和金云母是喷气沉积岩的特征性矿物，其B和F以及岩石中大量的CO2，表明与水下火山喷气活动有关。变喷气岩类在绿泥片岩和绢云片岩中的一定层位呈透镜体或似层状体产出，厚度几米至几百米，沿倾向和走向长几十米至几百米。
喷气沉积的大理岩、硅质岩、赤铁石英岩和磁铁石英岩在空间上相互依存，在成分上相互过渡。当大理岩的钙－镁碳酸盐减少、硅质增加时，大理岩向含碳酸盐的硅质岩过渡，以致岩石中SiO2大量增加（表3-1）；当硅质岩的铁氧化物、铁硅酸盐、铁碳酸盐增加时，硅质岩向铁建造过渡。因此，大理岩、硅质岩实际上是不同沉积相的铁建造。金矿床则产在这些不同沉积相的铁建造中。
表3-1 大理岩的化学成分（wB/%）
2.矿区构造基本特征
矿区位于五台群重褶复向斜东翼，令狐－康家沟－伯强区域性韧性剪切带从矿区通过。韧性剪切带在矿区宽度100余米，由一系列糜棱岩组成，片理发育，从边部向中心剪切应变增强，形成构造岩和相应蚀变岩分带：糜棱岩化片岩－弱绢云母化带、初糜棱岩－强绢云母化带、弱硅化糜棱岩－碳酸盐化石英硫化物脉带。矿区内小型褶皱比较发育，绢英片岩和大理岩中“V”型褶皱往往发育于韧性剪切带的弯曲构造部位，显然与剪切作用有关。
3.矿体形态、产状和规模
康家沟金矿床已发现8个矿体，主要产在石英大理岩、磁铁石英岩和赤铁石英岩中，个别产在钙质绢云绿泥片岩中，矿体产状与容矿岩石产状基本一致（图3-3）。矿体形态为透镜体、长度50～200m，厚度0.28～44m，延深15～200m，品位1.11×10-6～130.00×10-6，一般1.11×10-6～7.54×10-6。
图3-3 康家沟金矿床矿区地质及矿体分布图
（据曹国雄等，1993）
4.矿石类型和矿物成分
根据矿石的矿物组合，矿石主要分为赤铁矿型和碳酸盐型两类。赤铁矿型的矿物组合为赤铁矿－石英，碳酸盐型矿石的矿物组合分别为黄铜矿－黄铁矿－铁白云石－石英和辉铜矿－方解石－石英，所以，碳酸盐型矿石实为铁白云石型和方解石型两种。矿石的金属矿物主要是赤铁矿、黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿，其次是磁黄铁矿、菱铁矿、斑铜矿和辉铜矿等，脉石矿物主要是石英、方解石、铁白云石、绢云母、绿泥石和少量电气石、金云母。金矿物主要是自然金，主要赋存在黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿、铁白云石和方解石等矿物的裂隙和晶隙间。根据电子探针分析，自然金含金98.39%，银2.53%，成色973；黄铜矿含金0～700×10-6，方解石含金800×10-6，铁白云石含金（600～1200）×10-6。方解石含银高，可达1300×10-6，但铁白云石和黄铜矿含银甚微。矿石主要为条带状构造和条纹（条痕）状构造，基本保留了容矿岩石原生沉积构造特征。
5.围岩蚀变
围岩蚀变主要是碳酸盐化、硅化，其次是赤铁矿化、褐铁矿化和硫化物化，在矿区中部形成NE-NEE向延展的蚀变带。碳酸盐化在石英铁白云石大理岩中最发育，表现为铁白云石和方解石的交代作用和重结晶（粒度变粗），形成石英铁白云石硫化物脉，在地表形成长度大于1500m、宽2～30m的碳酸盐化带，分布范围及宽度变化与喷发沉积岩层产出范围和宽度变化相一致，并与金的高值异常带基本相同。硅化主要发育在硅质高的硅质岩和含铁石英岩中，表现为硅质的重结晶和铁白云石石英细脉和硅质团块的分布。
围岩发生热液蚀变过程中发生了部分元素迁移（表3-2）。绿泥片岩在褐铁矿化阶段，Fe2+→Fe3+，形成褐铁矿化；在碳酸盐化阶段，随Ca的增加，伴随Na、Si和Fe2+的大量带入，K、Al、Fe3+则明显亏损；在硅化阶段，随Si的增加，Mg、Fe2+、Ca、Al均有不同程度的流失。总的来看，热液蚀变过程中，原岩中Al、K为带出元素，Si、Ca、Na为带入元素，显示热液以富Si、Na、Ca为特征。然而，根据蚀变矿物类型与未蚀变岩石主要矿物的一致性和蚀变作用分布范围的局限性，蚀变作用主要表现为蚀变岩石本身有关元素的重新分配，元素迁移只在部分岩石和局部范围内发生，迁移距离不大，热液活动不十分强烈。
表3-2 康家沟金矿床蚀变带中主要元素分配
（据曹国雄等，1993）
（三）小板峪金矿床
1.矿床产出层位和岩性
小板峪金矿床位于繁峙县岩头乡甘泉村与代县西窑乡小板峪村交界处。矿床赋存于柏枝岩组含铁岩系之中。含铁岩系是柏枝岩组的主体，矿区主要岩石类型为绿泥片岩、绿帘角闪（阳起）片岩、绢英片岩和条带状磁铁石英岩。磁铁石英岩呈多层产出，集中分布在含铁岩系的上部，下部磁铁石英岩层少厚度小。但金矿化多发生在下部的薄层铁建造中。铁建造以磁铁石英岩为代表的氧化物相最发育，同时还普遍发育有碳酸盐相和硫化物相铁建造，其矿物组合为黄铁矿、铁白云石、磁铁矿和石英。
2.矿区基本构造特征
小板峪矿区在构造上位于五台山重褶复式向斜东、西翼交接的转折端部位，显示叠加褶皱和复合剪切变形构造特征（图3-4）。复合褶皱，早期表现为等斜平卧型式，晚期为陡倾紧闭型式，构成甘泉复式背形，轴面走向一般为65°～80°，枢纽朝NEE方向倾伏，倾角30°～40°，有时达70°以上。在褶皱岩层的倒转翼发生剪切拉伸形成小型剪切变形带，主要由密集的剪切劈理构成，产状与晚期褶皱的轴面相一致，产状为160°～170°，∠50°～80°。变形带的岩石遭受碎裂和糜棱岩化，磁铁石英岩及绿泥片岩中见到拔丝石英、拉长的石英透镜体和矿物的拉裂纹等。
3.矿体地质特征
金矿化严格受BIF控制，矿体和围岩之间无明显的界线，按化学分析结果圈定的矿体长338m，平均厚度2.37m，最大7.05m。矿体总的走向为NEE，向南陡倾。金矿的平均品位为13.54g/t，变化于2.5～47.39g/t之间，变化系数达0.89。矿体的厚度和品位与次级褶皱构造有紧密的联系，在背形的转折端变厚加富，而在翼部变薄变贫，局部膨大变富，反之在向形的轴部变薄，呈葫芦形断面。图3-4是矿区构造地质示意剖面，大致反映出了金矿化产出的构造部位。
图3-4 小板峪金矿床矿区构造地质剖面示意图
1—磁铁石英岩；2—绢英片岩类；3—绿泥片岩类；4—金矿（化）体；5—剪切变形带
矿石类型可分为氧化矿石和原生矿石两种。氧化矿石分布于地表或近地表，氧化深度20m左右。矿石为棕色至褐红色夹黑色的条带状构造，在硅质条带中夹有大量的细粒蜂窝状褐铁矿，黑色条带由磁铁矿、铁闪石和少量黄铁矿、黄铜矿组成。原生矿石实际上是未经氧化的磁铁石英岩，呈灰色，具条带状构造，赤铁矿呈宽1～3mm的条纹或纹层产出。常见后期细粒黄铁矿细脉和热液石英脉。主要成分为石英、磁铁矿、黄铁矿、铁白云石、铁闪石和少量的黄铜矿。黄铁矿可分3期：早期为较粗的自形晶粒，中期为细粒浸染状，晚期为细脉状，粒度极细，一般0.01mm。
金矿物多为自然金，金**、成色高，呈它形粒状、马蹄状等。颗粒较细，一般0.01～0.06mm，以中、细粒级为主，氧化富集后可达1.5mm。金主要赋存在石英颗粒之间的孔隙或粒间的裂隙中。黄铁矿中金可能呈包裹状赋存，一般不易检测出，但经焙烧后的单矿物黄铁矿，含金可达30g/t。
4.围岩蚀变
矿体围岩均发育不等程度的热液蚀变作用，一般叠加在区域动力热液变质作用之上，主要是硅化、黄铁矿化和碳酸盐化，呈石英脉、黄铁矿脉和铁白云石及方解石细脉型式，碳酸盐化一般发育二期到三期，早期以方解石质、含铁白云石质的碳酸盐化为主，晚期碳酸盐化转变为铁白云石或菱铁矿化。随碳酸盐化的继续，碳酸盐化由钙质的→含铁镁钙质的→铁镁质的碳酸盐转化。硅化贯穿蚀变作用始终，主要是蚀变岩石中硅化石英增多，或形成致密的硅化蚀变岩，或者在蚀变岩中形成硅化石英脉。小板峪矿区钾化也较明显，在近矿绿泥片岩中发育大量黑云母，在石英片岩有大量绢云母分布，表明热液蚀变过程中有钾的大量带入。
（四）殿头金矿床
1.矿区地层岩性和构造
殿头金矿床位于五台县红表乡殿头村。矿区出露地层为柏枝岩组。下部岩性为绿泥片岩、绢云绿泥片岩及条带状磁铁石英岩，厚度255m；上部为绢英片岩和绢云长石片岩，普遍含菱铁矿，厚度135m。矿区构造为北台－智存沟复式背斜西端的南翼，轴线为NEE向，由一系列紧密排列的次级褶皱组成，并伴随强烈剪切变形。背斜核部为北台奥长花岗岩体，两翼为柏枝岩组地层（陈平等，1996）。
2.矿体产状、形态和规模
矿床主要赋存在柏枝岩组下部的条带状磁铁石英岩（BIF）中，为殿头－柏枝岩NEE向金矿成矿带的组成部分。容矿岩石为富含碳酸盐的磁铁石英岩和含黄铁矿的绿泥片岩，矿体产在强烈挤压变形和褶皱叠加的部位，在一些褶皱的鼻部形成富矿柱，矿体产状与褶皱枢扭一致。矿体呈似层状与透镜状，走向60°～70°，倾向北西，倾角35°～650，与容矿岩层产状基本一致。矿体长80～285m，连续性较好，平均厚度1.23～2.20m，富矿柱最厚可达8.5m。矿石品位4.93～25.00g/t，富矿体常分布在磁铁石英岩顶、底板及其倾竖的褶皱鼻部（陈平等，1996）。
3.矿石结构构造和矿物成分
矿石呈粒状变晶结构，条纹（条带）状、杆状和片状构造。矿石矿物以黄铁矿、磁铁矿、菱铁矿为主，含少量磁黄铁矿和黄铜矿及自然金，脉石矿物以石英为主，含少量绢云母、绿泥石和钠长石等（陈平等，1996）。