壹、區域地質
白雲鄂博礦床位於華北克拉通的北緣，礦區位於白雲鄂博群內部，北鄰海西褶皺帶，南接中元古代渣爾泰群褶皺帶，其大地構造性質的確定尚取決於白雲鄂博群時代的確定。
關於白雲鄂博群的時代主要有中元古代和震旦紀—奧陶紀兩種認識。前者主要依據同位素地質年代學證據（張宗清等，1991,1994,1996；範宏瑞等，2006；劉玉龍等，2005,2006）；後者主要依據微古植物和小殼化石等古生物化石（孫淑芬等，1992；張鵬遠等，1993；譚勵可等，2000）。
喬秀夫等（1997）依據腮林忽洞群中發現的三葉蟲碎片和微古植物化石，認為腮林忽洞群是寒武紀—奧陶紀，而根據層序對比認為腮林忽洞群相當於白雲鄂博群的下部，因而白雲鄂博群也應是早古生代（圖1-1）。
值得指出的是，有人認為白雲鄂博群形成於裂谷環境（王輯等，1987），其依據是白雲鄂博礦床賦礦白雲巖為火山作用產物的認識（白鴿等，1983,1996；袁忠信等，1991,1995）。事實上，白雲鄂博群的最下部（H1）為河流相沈積的含礫砂巖和砂巖，向上過渡為濱海相砂巖、頁巖夾灰巖，局部為厚層灰巖（H8），為典型的大陸邊緣沈積。除了有爭議的賦礦白雲巖及其上覆的板巖外，張鵬遠等（1993）在比魯特組（H10）和呼吉爾圖組（H13～H15）見火山噴發物，但無詳細描述；王壹先等（2002）指出白雲鄂博群中有非造山巖漿巖，包括響巖、粗面巖、歪長粗面巖、英安巖、流紋巖和中長玄武巖，但未見剖面圖，在其所附的地質圖中也只見采樣點，而並無具體的火山巖層位。筆者在寬溝南、北的地層剖面觀察中，未見明顯的火山巖層。所以，裂谷的證據並不充分。
圖1-1 白雲鄂博及鄰區區域地質簡圖
二、礦田地質
為了充分反映白雲鄂博礦床的地質特征，本書的白雲鄂博礦田是指白雲鄂博礦床賦礦白雲巖分布區及寬溝以北的相應地區（圖1-2）。
1.地層
白雲鄂博礦區主要出露白雲鄂博群，北側為海西褶皺帶的石炭系，東南隅為海西期花崗巖，南側為第四系或新近系覆蓋。
2.構造
礦區最重要的構造應當是寬溝斷裂，同時它也是復背斜的軸部，沿寬溝斷裂出露元古宙片巖、片麻巖。在寬溝斷裂以南，從東礦至西礦這壹段，H1～ 構成緊閉向斜。在寬溝以北，構造較為簡單，地層均向北傾斜，由南向北由老變新，地層連續性很好，未見明顯構造巖片或推覆構造。
圖1-2 白雲鄂博礦田地質圖（據張鵬遠等，1993）
Q—第四系；N2—上新統；C3b—上石炭統，寶力格廟組上段；C2b—中石炭統，寶力格廟組下段；白雲鄂博群：H15、H14、H13—呼吉爾圖組；H12、H11—白音寶拉格組（H13、H12和H11在圖幅內缺失）；H10、H9—比魯特組；H8、H7、H6—哈拉霍疙特組；H5—尖山組上段（寬溝以北為砂巖、板巖夾灰巖）；寬溝以南為： —上部，富鉀板巖； —中部，塊狀白雲巖，夾板巖； —下部，板巖；H4—尖山組下段；H3、H2、H1—都拉哈拉組；Pt3—新元古界； —海西晚期花崗巖； —海西中期花崗巖； —海西中期花崗閃長巖；γ4—海西期花崗巖；δ—時代不明閃長巖；Σ3—加裏東期超基性巖；q—石英脈；cbv—碳酸鹽脈（wu-dyke），具霓長巖化，即在砂巖中形成霓石-鈉閃石-鈉長石化
3.巖漿巖
在礦區的東南部，大面積出露海西期花崗巖，它與賦礦白雲巖呈侵入接觸。在礦區西北部的查幹楚魯有加裏東期超基性巖體，前人曾作詳細勘查，挖有大量探槽，現在地表已強烈風化。在1:20萬地質圖等許多文獻上均稱之為比魯特超基性巖體，而在張鵬遠等（1993）的地質圖上，在比魯特附近還畫有壹個超基性巖體，但本項目組在野外詳細調查中，未能找到。礦區還有大量海西期輝長巖和輝綠巖脈。
在寬溝背斜軸部的變質巖、寬溝北翼尖山東南H：砂巖和南翼H2～H4砂巖中還有多條碳酸鹽脈，兩側圍巖強烈地霓長巖化，碳酸鹽脈的寬度幾厘米至幾十厘米，少數1～2m，可追索長幾米至幾十米。它們普遍伴有稀土元素礦化。
然而，在賦礦白雲巖層上、下的壹些所謂巖墻或巖枝，經筆者等野外觀察，卻是斷層形成的“馬石”，它們的壹個顯著特點是兩側沒有霓長巖化等蝕變，也沒有冷凝邊等侵入結構。
前人壹般均將上述碳酸鹽脈或斷層帶中的馬石稱為“碳酸巖墻”，其地球化學組成與賦礦白雲巖是十分相似的（楊曉勇等，2000;Yang Xueming et al.，2004；倪培等，2003；範宏瑞等，2006），這表明這些“碳酸巖墻”與賦礦白雲巖具有相同的物質來源，但能否作為賦礦白雲巖為碳酸巖漿成因的證據是值得商榷的。章雨旭等（1998b）、高計元等（1999）均認為這種脈狀體僅產於賦礦白雲巖之下，是熱水流體的通道相產物。故應稱為碳酸鹽脈。
三、礦床主要特征
白雲鄂博礦床是壹個多元素***、伴生綜合性礦床，其中Nb和稀土元素為特大型，儲量均居世界首位；鐵為目前主要開采對象，大型；伴生螢石總儲量僅次於湖南柿竹園，列中國第二；伴生磷和富鉀板巖均可綜合利用。
鈮和稀土在寬溝南翼的白雲巖中呈面狀全巖礦化，在上覆板巖中亦有富集。在白雲巖分布範圍的更東面，尚有三個鈮礦體，呈脈狀產於H4砂巖中。
鐵礦主要有主礦、東礦兩大礦體群，西礦有若幹礦體，它們均位於白雲巖中。螢石和磷灰石為伴隨鐵和稀土礦化的產物。富鉀板巖為上覆於白雲巖之上的板巖，K2O的含量可達15%。
鈮礦物主要為鈮鐵礦、鈮金紅石、易解石、燒綠石、褐鈰鈮礦等；稀土礦物主要有獨居石、氟碳鈰礦、氟碳鈣鈰礦、黃河礦等；鐵礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦。磷主要為磷灰石。非金屬礦物主要有白雲石、方解石、霓石、鈉閃石、鈉長石、螢石、磷灰石、黑雲母和重晶石等。
鈮和稀土為浸染狀礦化；鐵礦石主要有塊狀和條帶狀構造，後者是由磁鐵礦、白雲石、螢石、霓石、鈉閃石、鈉長石、磷灰石等相間排列而構成。這種條帶狀構造的礦石含鐵較低，往往螢石含量較高，更有前途的是將其開發為工藝品原料。
2001年夏，陳江峰、鄭永飛、楊學明、章雨旭、邱小平、陳輝、倪培、周建波、劉玉龍等壹起對白雲鄂博礦區進行了野外調查，周建波等（2002）報道說，通過激烈的爭論和熱烈的討論，對下列關鍵現象和認識達成了***識：①主、東鐵礦體外圍不僅產有數十條碳酸巖墻（脈），而且分布有大面積稀土和鈮礦化白雲巖；②礦區外圍南東25km處的黑腦包地區存在未礦化的大面積塊狀灰巖，可與北京西山微晶丘灰巖對比；③礦石具有條帶狀構造，指示成礦過程中存在熱液作用；④在礦區內賦礦白雲巖與上覆板巖之間存在強烈的堿質蝕變（霓長巖化）；⑤在賦礦白雲巖中存在碳酸巖墻（脈）；⑥白雲鄂博群下伏地層的變質程度不高，僅有低綠片巖相，可見變質砂巖與變質細砂巖成分的層理；⑦在比魯特超基性巖體附近存在構造混雜巖，與板塊俯沖有關；⑧主礦和東礦均存在赤鐵礦型礦石，且赤鐵礦型礦石位於磁鐵礦型礦石的下盤；⑨白雲巖與上覆板巖間為漸變過渡關系，在白雲巖內部有多層板巖夾層；⑩在主礦北西約3km處，可見砂巖（H4）—砂巖—板巖—中薄層白雲巖互層以及與塊狀白雲巖的過渡接觸關系；（11）在與⑩同壹地點，可見碳酸巖墻侵入於砂巖（H4）中；（12）在東礦以東的露頭上，可見多處鐵礦化礫塊位於白雲巖中；（13）海西期花崗巖與白雲巖為侵入接觸（海西花崗巖晚於白雲巖），但其接觸界面有多處是很截然的；（14）東礦以東的1～3號鈮礦體均位於H4砂巖與海西期花崗巖之間；（15）在白雲鄂博群之上最老的地層為石炭系中酸性火山巖；（16）在達茂旗附近的白雲鄂博群灰巖中見到震動液化脈，表明白雲鄂博群沈積時本區可能有地震活動；（17）在東礦以東，1號鈮礦體北西的H4砂巖中見到霓石-鈉閃石-鈉長石組成的脈，它切穿砂巖層理，顯然是熱液成因；（18）Fe礦化與REE-Nb礦化可能不是同時期、同成因的，即Fe礦化與中元古代的沈積作用有關，而REE-Nb礦化則與早古生代的地幔熱液交代作用有關，但Fe礦石及其圍巖受到早古生代地幔熱液的強烈改造。
這其中許多確實是當時的***識，也是白雲鄂博礦床的基本地質特征，但有少數肯定並未得到所有人的認可，有些可能當時記錄有誤（如1～3號鈮礦體事實上與海西期花崗巖是有點距離的，主要是呈脈狀產在下伏的砂巖中，與花崗巖並無關系，仍是與賦礦白雲巖及碳酸鹽脈等同壹地質作用的產物）；有些表述在今天看來尚需修正。