鐵礦床

鐵礦床，是黑色金屬礦床之一。按成因鐵礦床可分為五大類：直接與岩漿作用有關的鐵礦床、接觸交代-氣液型鐵礦床、與沉積作用有關的鐵礦床、與地表風化作用有關的鐵礦床和與區域變質作用有關的鐵礦床。

基本介紹

• 中文名：鐵礦床
• 外文名：iron deposit
• 學科：礦床地質學
• 釋文：黑色金屬礦床

基本概念

鐵礦資源概述

鐵是人類最早利用的金屬元素之一，據美國礦務局（1983）統計，世界鐵礦儲量為2903.5億噸，主要分布於俄羅斯、中國、巴西、加拿大、美國和澳大利亞（均超過100億噸），其次為印度和南非（礦石平均品位>60%）。

我國鐵礦資源豐富，1996年統計儲量為463億噸（保有儲量），僅次於前蘇聯的599億噸。我國鐵礦床主要分布於鞍山-本溪、冀東、四川攀西、內蒙古白雲鄂博、湖北大冶、寧蕪地區、甘肅鏡鐵山、山西五台、海南石碌、萊蕪-邢台等十大鐵礦產區，是世界上鐵礦類型最齊全的國家。

鐵礦石類型

1、按礦物成分劃分為：

磁鐵礦礦石；赤鐵礦/假象赤鐵礦礦石；褐鐵礦礦石；鈦磁鐵礦礦石；菱鐵礦礦石。

2、按結構構造劃分：

緻密塊狀礦石；浸染狀礦石；條紋條帶狀礦石；網脈狀礦石；角礫狀礦石；鮞狀和腎狀礦石

3、按鐵含量：

富礦石 Fe>45%（磁、赤鐵礦型）；Fe>30-35%（菱鐵礦型）

貧礦石 Fe25-45%（磁、赤鐵礦型）；Fe20-30%（菱鐵礦型）

4、按共生有益組劃分：

單一鐵礦石；綜合鐵礦石(錳、鎳、鈷、釩、鉻、鉬、鎢等）；

5、按氧化程度劃分：

氧化礦石：TFe/FeO>3.5；原生礦石：TFe/FeO<3.5

鐵的成礦地質作用

（1）基性-超基性岩：超基性岩平均含Fe9.85%；基性岩平均含鐵8.56%；當上地幔發生局部熔融作用，基性-超基性岩漿沿深斷裂侵入地殼時，通過岩漿的結晶分異和殘餘熔融作用形成岩漿礦床。

（2）中-酸性（含鹼性）岩漿岩：中性（鹼性）岩含Fe平均為5.82%，酸性岩平均含鐵為2.7%；

中酸性岩漿活動過程中，鐵主要通過氣水熱液作用得到富集，在熱水和F、Cl、B、P等揮發性組分參與下，鐵的活度大為增強，Fe與揮發性組分形成FeCl₂，FeF₃等鹵化物，Na₃[Fe³⁺(PO₄)₂]、Na₂(Fe²⁺Cl₄)等形式的絡合物與熱液一起運移，在適當的地質構造環境中沉澱，形成鐵礦物和多金屬硫化物。

與中酸性岩漿岩有關的鐵礦主要屬岩漿期後熱液形成的，但也有例外，如智利拉科鐵礦，由含礦熔漿噴溢而成。

（3）外生成礦作用：外生條件下，鐵主要聚集於海相沉積。

海相沉積物中鐵質來源可能有四種：陸源岩石風化產物；海底火山噴發或海底火山熱液作用；海水對海底岩石的溶解或化學反應；宇宙塵埃散落物；

鐵在海水中的搬運方式有三大類：①可溶鐵：鐵離子，鐵的有機絡合物（如腐殖酸絡合鐵）及鐵的無機絡離子；②溶膠體：Fe(OH)₃，為正膠體 ③不溶鐵：鐵礦物或含鐵矽酸鹽的微碎屑顆粒，海洋生物攜帶或吸附的鐵等。

鐵礦床主要類型

岩漿晚期鐵礦床

（1）岩漿晚期分異型鐵礦床

產於輝長岩一橄輝岩等基性、超基性火成岩體中。單個含礦岩體斷續延長數千米至數十千米，寬一至幾千米。礦體呈較規整的多層似層狀，產於岩體中下部、韻律層的底部。礦體(層)累積厚度數十至二三百米，延深數百至千米以上，多為大型礦床。成礦後斷裂和岩脈發育，常破壞礦體在走向、傾向上的連續性。礦石具浸染狀、條帶狀、塊狀構造，隕鐵嵌晶結構、固溶體分解結構。金屬礦物以鈦磁鐵礦為主，粒狀鈦鐵礦為次，並含少量磁黃鐵礦、黃鐵礦及其他鈷鎳硫化物。脈石礦物有輝石、基性斜長石、橄欖石、磷灰石等。礦石一般W (TFe)20%～45%，W(TiO₂)3%～16 %，W(V₂O₅)0.15%～0.5 %，W(Cr₂O₃)0.1%～0.38%，伴生有Cu、Co、Ni、Ga、Mn、P、Se、Te、Sc及鉑族元素等。礦石均需選礦後才可冶煉。礦床實例：攀枝花鐵礦。

（2）岩漿晚期貫入式礦床

產於輝長岩和斜長岩岩體中。礦體沿岩體中一定裂隙分布，或產於輝長岩與斜長岩的接觸帶內。礦體形狀不規則，一般呈扁豆狀、似脈狀成群出現，雁行排列並向深部側伏。單個礦體長數米、數十至數百米不等，厚度數米至數十米，延深數十至數百米。礦床規模多為中小型。礦石呈緻密塊狀、浸染狀構造。礦石中有用礦物顆粒較粗大，常見金紅石而未見鈦鐵晶石。礦石礦物成分和化學成分大體與岩漿晚期分異型鐵礦床類似，但常含有多量的斜長石、輝石、纖閃石、陽起石、磷灰石，岩體中局部可形成單獨的鐵磷礦體。礦石易選。礦床實例：大廟鐵礦。

接觸交代一熱液鐵礦床

本類型礦床一般含鐵較高，分布普遍。接觸交代型礦床主要產於中一酸性侵入體與碳酸鹽類岩石的接觸帶內。礦床規模一般為中小型，少數為大型。礦體一般長數十至數百米，少數達數千米，延深幾十至數百米以上，厚度幾米至幾十米。礦體的形態及分布受接觸帶控制，有似層狀、扁豆狀、巢狀等，常有盲礦體存在。礦石以塊狀構造為主，浸染狀為次，亦有角礫狀構造，具有交代和粒狀結構。礦石礦物以磁鐵礦為主，假象赤鐵礦為次，有的礦區出現較多菱鐵礦。硫化物以黃鐵礦為主，部分礦區有黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝鉬礦等。少數礦床中含有錫石和“膠態錫”。脈石礦物以透輝石、石榴子石為主，角閃石、碳酸鹽礦物等次之。有的礦區脈石礦物蛇紋石較多。礦石全鐵質量分數30%～70%，硫質量分數一般在4%以下，磷低，W(SiO₂)4%～15%，伴生有Cu、Co、Ni、Pb、Zn、Au、Ag、W、Sn、Mo等。礦石一般可選性良好，除某些含錫較高的礦床未利用外，均已被廣泛開採利用。礦石中常含有能綜合回收的伴生有用元素，如Co、Ni、Cu、Au、Ag、S等。礦床實例：大冶鐵礦。

與火山一侵入活動有關的鐵礦床

（1）與陸相火山－侵入活動有關的鐵礦床

礦床在火山機構中的產出位置可分為：①產於火山碎屑岩中的火山一沉積礦床；②產於玢岩體內部、頂部及其與周圍火山岩接觸帶中的鐵礦床；③產於玢岩體與周圍沉積岩接觸帶中的鐵礦床。其中以位於玢岩體頂部及其與周圍火山岩接觸帶中的礦體規模最大，礦石較富。與陸相火山一侵入活動有關的礦床，礦體規模大小不等。大型礦體長千米以上，厚度幾十至二三百米，寬數百至近千米。礦體呈似層狀、餅狀、透鏡狀、鐘狀、環狀、囊狀。產狀多近水平，或以緩角度向四周傾伏。礦石礦物以磁鐵礦、假象赤鐵礦、赤鐵礦為主，並含有黃鐵礦。脈石礦物有透輝石、陽起石、磷灰石、鹼性長石及硬石膏等。圍岩蝕變發育。礦體外有時形成單獨的黃鐵礦體及硬石膏礦體。礦石具塊狀、浸染狀、浸染網脈狀、角礫狀、斑雜狀、條紋條帶狀等構造。浸染狀礦石一般W(TFe)為17%～30%，塊狀礦石一般W(TFe)為35%～57%，W(P)為0.1%～1.34%，W(S)為0.03%～8%或更高，W(V₂O₅)為0.1%～0.3%。礦床實例：梅山鐵礦。

（2）與海相火山－侵入活動有關的鐵礦床

礦床產於地槽褶皺帶的海底火山噴發中心附近，礦體賦存於一套由火山碎屑岩一碳酸鹽岩一熔岩(細碧岩與角斑岩)組成的建造中。礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀，少數為脈狀、囊狀，常成群成帶出現。單個礦體走向延長几十米至千米以上，厚幾米至幾十米，最厚達百米，延深百米或數百米，最大達千米。礦體一般產狀平緩，中小礦體有時產狀複雜。礦石構造與陸相火山一侵入活動有關的礦床相同，並具杏仁狀構造、定向排列構造等。礦石中金屬礦物以磁鐵礦、赤鐵礦為主，另有假象赤鐵礦、菱鐵礦和硫化物。脈石礦物有石英、鈉長石、絹雲母、鐵綠泥石等。礦石含鐵量與陸相火山一侵入活動有關的鐵礦床相似，並多含Cu、Co。多數鐵礦床含鐵品位一般較高，礦石易選，但有的礦區含有一定數量的菱鐵礦、黃鐵礦、矽酸鐵礦物等，影響選礦效果。礦石中伴生的S、P、V₂O₅、Cu、Co等，可綜合回收。礦床實例：大紅山鐵礦。

沉積鐵礦床

（1）淺海相沉積鐵礦床

①震旦紀沉積赤鐵礦、菱鐵礦礦床：產于震旦系中，礦層底板為細砂岩或砂質頁岩，頂板為黑色頁岩夾薄層砂岩，一般有三四層礦，單層厚0.7m～2m。礦石類型以赤鐵礦石為主，菱鐵礦石次之。礦石以鮞狀構造為主，一般W(TFe)為30%～50%，硫、磷含量較低。在局部地段，小斷層較發育。礦床實例：龐家堡鐵礦。

②泥盆紀沉積赤鐵礦、菱鐵礦礦床：產於中上泥盆統中，含礦建造以砂、頁岩為主，含礦一至四層，累積厚度不大，但較穩定。礦石類型以赤鐵礦石、菱鐵礦石為主，其次為鮞綠泥石礦石及混合型礦石。礦石以中等品位為主，W(TFe)為25%～50%，一般含磷高，含硫低。礦床實例：火燒坪鐵礦。

（2）海陸交替一湖相沉積鐵礦床

鐵礦層往往與煤系地層關係密切，有的礦層產於碳酸鹽類岩石古侵蝕面上，與鋁土礦、粘土礦共生。層位穩定，礦床規模多為中、小型。礦體有似層狀、層狀、透鏡狀，或由結核狀和扁豆狀礦石與粘土頁岩或煤層組成不連續的菱鐵礦、赤鐵礦或褐鐵礦含礦層。礦石以菱鐵礦為主，或以赤鐵礦為主，或兩者兼有。脈石有綠泥石、石英、粘土礦物等。W(TFe)為30%～55%，含磷高，含硫低，有的礦區含錳、鋁、硫較高。本類型礦床礦石采、選、冶困難，鮞綠泥石型礦石目前在國內尚難利用。礦床實例：土台鐵礦。

沉積變質鐵礦床

（1）變質鐵矽建造鐵礦

礦體一般大而貧，也有少量富礦。物質組分一般較簡單。可分為三個亞類：①產於以角閃質岩石為主並夾有黑雲變粒岩等岩石的岩層中的鐵礦，有時夾有石英岩；②產於以絹雲母質綠泥石質千枚岩和片岩為主的岩層中的鐵礦；③產於夾有大理岩的片岩、片麻岩及變粒岩的岩層中的鐵礦。此類礦床的含礦帶在區域構造上常呈複式褶皺，使礦體(層)重複出現；軸部礦體加厚；有的礦床受後期剝蝕或斷層影響，在局部範圍內呈單斜構造或向斜構造產出。 一個礦區內鐵礦有的是多層，也有一至二層的。礦層厚者可達二三百米。礦體延長一般幾百米至幾千米，極少數可達十餘千米，延深數百米至千米以上。礦體形態簡單，多呈層狀，似層狀，產狀與圍岩基本一致。在貧礦層中的有利部位有時見富礦，個別富礦體沿走向僅百餘米，延深卻可達千餘米。礦石礦物一般以磁鐵礦為主，少數礦區赤鐵礦、假象赤鐵礦較多。礦石中普遍含少量碳酸鐵、矽酸鐵，個別礦區含量較高。脈石礦物有石英、綠泥石、鎂鐵閃石、鐵鋁榴石、黑雲母、碳酸鹽礦物等，一般含少量黃鐵礦。礦石多具條紋條帶狀構造，花崗變晶、鱗片變晶結構。多數礦區的礦石W(TFe)為20%～40%，W（SiO₂）40～50%，一般要做選礦處理；少數礦區產有富礦，W(TFe)達50%～60%，含硫、磷低，可供直接入爐冶煉用。礦床實例：鞍山鐵礦。

（2）變質碳酸鹽型鐵礦

鐵礦產於千枚岩、大理岩、白雲質大理岩、板岩等各類岩層之中或其接觸面上，以礦體厚度變化大和富礦占比例大為特徵。礦體呈層狀、似層狀、扁豆狀或不規則狀。礦石礦物有赤鐵礦、菱鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦。脈石礦物有石英、絹雲母、綠泥石及碳酸鹽類。礦石構造以塊狀為主，鮞狀、條帶狀次之。礦床實例：大栗子鐵礦。

風化淋濾型鐵礦床

本類型礦床由各類原生鐵礦、硫化物礦床以及其他含鐵岩石經風化淋濾富集而成，也稱風化殼礦床。本類礦床以“鐵帽”分布廣泛為特徵，礦體形態受地形及構造影響，呈不規則或扁豆狀，規模一般小型，也有大、中型礦床。礦石以疏鬆多孔褐鐵礦為主。脈石為石英、碳酸鹽類、粘土礦物等。礦石具塊狀、蜂窩狀、葡萄狀或土狀構造。礦石W(TFe)為35%～60%。多數礦床隨原生礦(岩)石的不同成分，常含Pb、Zn、Cu、As、Co、Ni、S、Mn、W、Bi等雜質。礦石難選，工業利用上存在一定局限性，多作為配礦利用。礦床實例：大寶山鐵礦。

其他類型鐵礦床

指由多時期多因素形成，而主要成礦因素、成礦時期尚有不同認識的礦床，如海南石碌、內蒙古白雲鄂博等鐵礦床。

石碌鐵礦的地層主要為一套淺海瀉湖相沉積岩系，並經受了程度較淺的區域變質和接觸變質作用。鐵礦體主要賦存於白雲岩、白雲質結晶灰岩中的透輝石透閃石岩內呈層狀或似層狀，產於複式向斜的兩翼或一翼。礦區外圍見中生代花崗岩。主礦體長2570m，寬460m，最大垂厚430m。礦石礦物以赤鐵礦和石英為主，並含少量磁鐵礦及半假象赤鐵礦、鐵碧玉等。礦石平均W(TFe)為51%，W(SiO₂)為6%～33%，W(S)為0.22%～0.6%，W(P)為0.01%～0.04%。礦石中W(Fe₂O₃+SiO₂)>90%。礦體底板以下有單獨的銅鈷礦體。該鐵礦所產鐵礦石為優質富鐵礦石。

白雲鄂博鐵礦的地層為前寒武紀淺變質的石英岩、板岩、白雲岩夾雲母片岩，鐵礦產於白雲岩中或白雲岩與矽質板岩接觸處，呈似層狀、透鏡狀順層產出。含礦帶東西長16千米，南北寬1～2千米，主礦體長1250m，水平厚度平均為245m，真厚度99m，最大延深970m。鐵礦石主要由磁鐵礦、赤鐵礦、假象赤鐵礦組成，在礦體和圍岩中普遍含有多種稀有、稀土礦物。脈石礦物有螢石、鈉輝石、鈉閃石、雲母、重晶石、白雲石、石英等。近礦圍岩中含稀有、稀土元素，有時可單獨構成礦體。鐵礦石W(TFe)為27%～55%，平均W(TFe)為31%～36%，W(S)為0.2%～2%，W(P)為0.3%～1%，W(F)為2%～10%，W(TR₂O₃)為2%～8%，(Nb、Ta)₂O₅在富集地段質量分數為0.05%～0.1%。由於礦石組分複雜，屬難選礦石。