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冀北红旗营子杂岩中广泛分布有大量的大理岩岩块，但是不同地区的大理岩岩块其岩石组合、地球化学特征、原岩类型、形成环境、岩石成因、构造意义等方面皆不相同。大理岩透镜体赋存的主体（石榴）黑云斜长片麻岩（红旗营子杂岩的主体）在不同地区的产状都大不相同：赤城地区的红旗营子杂岩整体呈NW-SE向延伸；而崇礼地区其整体则呈近EW向展布，与崇礼-赤城断裂带的总体走向相一致。大理岩的野外产状也也不相同：赤城地区红旗营子杂岩中的大理岩呈透镜状产于（石榴）黑云斜长片麻岩中，整体沿NW-SE向延伸；而崇礼地区的大理岩则整体呈现透镜状展布于（石榴）黑云斜长片麻岩中，但是局部呈现似层状产出，并可见与（石榴）黑云斜长片麻岩呈现互层状。赤城地区红旗营子杂岩中的大理岩主要为蛇纹石化橄榄大理岩及绿帘大理岩，而在崇礼地区主要为透辉大理岩：（1）蛇纹石化橄榄大理岩的矿物组合主要为Dol+Srp+Fo+Cal+Qtz，白云石含量为86.65%-95.87%，橄榄石为变质成因的镁橄榄石（Fo值为97.50-99.32）；化学成分以MgO+CaO（42.97%-51.76%）为主，Ca/Mg值为0.96-1.24，其它氧化物含量均小于1%;∑REE含量较低，微量元素整体较显生宙灰岩亏损，受陆源碎屑物质影响较小。（2）绿帘大理岩的矿物组合主要为Cal+Ep+Qtz，方解石含量（58.28%-93.85%）变化较大；化学成分以CaO（32.66%-52.59%）为主，Ca/Mg值为14.30-61.24，；其中反映泥质含量多少的Al2O3（1.09%-8.59%）及K2O+Na2O（0.34%-4.23%）含量变化较大，∑REE含量较蛇纹石化橄榄大理岩较高，微量元素含量整体较显生宙灰岩略微富集，受陆源碎屑物质影响较大。（3）透辉大理岩的矿物组合主要为Cal+Di+Ep+Or+Qtz，方解石含量（63.62%-98.97%）变化较大，化学成分以CaO（53.39%-55.46%）为主，Ca/Mg值为22.32-81.62。其它氧化物含量较低，均小于1%，受陆源碎屑物质影响较赤城地区大理岩样品更弱一些。冀北红旗营子杂岩中大理岩中的P2O5含量（0.01%-0.06%）远小于岩浆成因的碳酸岩（0.8%），并且Nb、Ti、Zn、Pb、Th、U及∑REE含量与沉积成因的碳酸盐岩更为相近。但是通过地球化学分析得知不同地区大理岩的原岩类型及其形成环境大不相同：（1）赤城地区的蛇纹石化橄榄大理岩原岩主要为（硅质-粘土质）白云岩，可能形成于干燥气候条件下封闭、半封闭的泻湖相弧前盆地。（2）绿帘大理岩其原岩可能为（硅质-粘土质）灰岩，形成于被动大陆边缘的海相沉积环境。（3）透辉大理岩原岩可能为形成于被动大陆边缘由浅海沉积环境向陆表海环境过渡环境的海相灰岩，形成环境具有较强的氧化性。结合前人年代学资料研究表明：蛇纹石化橄榄大理岩的原岩可能经历了321Ma-326Ma的区域角闪岩相变质作用，并有部分蛇纹石化橄榄大理岩于（239.5±7.5）Ma时曾与片麻状花岗岩侵入体相接触而发生了接触变质作用。而崇礼地区红旗营子杂岩中的大理岩可能只经历了（268.7±3.3）Ma变质程度达角闪岩相的区域变质作用。两地区的红旗营子杂岩中的大理岩所经历的变质作用年代学特征不具有一致性，表明赤城、崇礼地区的红旗营子杂岩可能分属不同的构造岩块。