古元古代普遍的铁矿沉积是大氧化事件（theGreatOxidationEvent，GOE）之后地球表层元素循环发生显著变化的重要事件之一。华北古元古界串岭沟组（约1.65Ga）的铁质叠层石是古元古代一种重要的铁矿沉积形式，然而该区域铁质叠层石的成因一直存在争议。本文以河北省庞家堡地区的铁质叠层石为研究对象，使用光学显微镜、扫描电镜与能谱、拉曼光谱的微区原位分析方法对形态学、地球化学性质、光谱学特征进行了探究。获得的数据表明所分析的叠层石纹层在微米尺度上存在元素、矿物和光谱特征的差异。根据形态特征和反射光颜色，叠层石的纹层可以分为：1）明-暗纹层组合；2）黑-红-白纹层组合。具有相似化学性质的明-暗纹层组合由结晶良好的赤铁矿组成，且有机质含量最少。黑-红-白纹层组合则按照序列周期性向上发育，最终保存为微米级沉积旋回。黑层由结晶最良好且杂质最少的黑色赤铁矿组成，层内也高度缺乏有机质。红层由结晶最差且杂质较多的红色赤铁矿组成，层内有机质含量最高并被广泛地矿化于红色赤铁矿基质中。白层由结晶较差且杂质最多的白色赤铁矿组成。白色赤铁矿基质中偶尔出现低含量有机质。这些结果暗示更可能是非生物的化学周期性变化而不是微生物活动促使明暗纹层组合的形成。黑-红-白纹层组合中的黑层则可能是由亚铁离子非生物氧化而产生的化学沉淀物。红层可能由蓝细菌的光合产氧作用形成并记录了最高的固碳量。白层主要可能是由铁氧化细菌的代谢活动产生。因此本文提出了一种生物主导下的黑-红-白纹层组合的形成模型。蓝细菌与铁氧化细菌以层状微生物席的形式共存在富铁海水中，蓝细菌提供氧气和营养元素，铁氧化细菌负责清理多余且有害的铁和氧气。同时层状微生物席也受到海水微环境周期性变化的影响，进而形成富铁微生物层和铁化学沉淀层。这些未固结的沉积纹层在最初的有机质含量上存在差异，经过后期的成岩和变质作用最终形成铁质叠层石。串岭沟组铁质叠层石的出现代表了一次大规模的铁矿沉积。在古元古代的低氧环境下，我们提出的这种由微生物协同作用形成的铁矿沉积可能对跨越岩石圈-水圈-生物圈的地球生物铁循环产生潜在的影响。