黑色金屬礦床(通常指鐵、錳、鉻、釩、鈦等金屬礦床)

黑色金屬礦床，通常指鐵、錳、鉻、釩、鈦等金屬礦床。又稱鐵及鐵合金金屬礦床。

基本介紹

• 中文名：黑色金屬礦床
• 別名：鐵及鐵合金金屬礦床

鐵礦床

鐵主要用於冶煉生鐵和煉鋼。主要工業礦物有磁鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦。可供直接冶煉用的礦石質量要求：煉鋼用礦石含全鐵TFe≥56～60％，煉鐵用礦石TFe≥50％，對硫、磷、二氧化矽及其他雜質含量均有一定限制。當礦石含量低於上述要求時，則需經過選礦提高品位後才能利用。鐵礦床類型較多，主要的有以下幾類。

①沉積變質條帶狀鐵礦床。約占世界鐵礦總儲量的一半，絕大多數產在前寒武紀變質岩系中。礦床呈穩定層狀，多層出現，層厚，規模大、中、小均有，大者儲量數十至數百億噸。礦石礦物一般以磁鐵礦、赤鐵礦為主，其次假相赤鐵礦和菱鐵礦較多。一般為貧礦，TFe20～40％，SiO240～50％，硫、磷及其他雜質含量較低。在中國稱作鞍山式鐵礦（圖1）。俄羅斯庫爾斯克、美國蘇必利爾湖、加拿大拉布拉多等都有著名的大礦床。這類礦床中也有大規模高質量的富礦床，礦石品位可達TFe55～69％，其成因有次生風化（圖2）、熱液改造，也有原生沉積等。其中最著名的是澳大利亞的哈默斯利，巴西的米納斯吉拉斯、卡拉雅斯等鐵礦床，富鐵礦石都在100億噸以上。

②岩漿型鐵礦床。因富含釩、鈦又稱釩、鈦磁鐵礦床。產於輝長岩-橄輝岩系中，礦體呈層狀或似層狀，多層產出於層狀雜岩體中，礦石礦物為鈦磁鐵礦、鈦鐵礦及磁鐵礦，礦石品位變化大，TFe20～30％，伴生TiO25～12％，V2O50.19～0.28％。中國四川攀枝花鐵礦（見彩圖）是這類礦床的典型代表，規模很大。儲量達50億噸以上的瑞典基律納磷灰石-磁鐵礦床，多數人認為也屬於岩漿礦床。

③接觸交代夕卡岩型－熱液型鐵礦床。在中國居重要地位，被稱為大冶式鐵礦，產於中酸性侵入體與碳酸鹽岩的接觸帶或外接觸帶，礦體形態變化較大，一般為中、小型，大型礦床儲量可達1億噸以上，礦石礦物有磁鐵礦、假相赤鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦，氧化帶形成褐鐵礦，品位較富，含鐵量常在40％以上。

④火山成因鐵礦床。分陸相和海相兩個亞類：與陸相火山岩有關的鐵礦床，產在閃長玢岩系的火山岩及次火山岩中，與鈉交代作用有關，以磷灰石-陽起石（或方柱石-磁鐵礦建造為最常見，礦石品位中等，規模亦較大，中國的玢岩鐵礦是其典型代表；與海相鈉質火山岩有關的鐵礦床，如中國雲南大紅山鐵礦，其中富礦較多。⑤沉積型鐵礦床。海相沉積的赤鐵礦或菱鐵礦床，成層狀，品位中等，規模亦較大，如中國宣龍式、寧鄉式鐵礦，西歐的洛林鐵礦、烏克蘭的刻赤鐵礦等。

錳礦床

錳是重要的鐵合金原料，用來冶煉錳鐵及矽錳系列合金，也直接用於煉鋼煉鐵。礦石質量要求：氧化礦貧礦Mn≥20％，富礦≥30％，碳酸錳貧礦Mn≥10～15％，富礦≥25％，要求礦石中磷鐵含量低，P/Mn≤0.005，Mn/Fe≥4。主要的礦床類型有3類。

①沉積錳礦床。主要是海相沉積，是中國的主要礦床類型。錳礦層產在沙、泥質、矽質、碳酸鹽質地層中，單層或多層出現，延長數千米至數萬米，厚1米至數米，礦石礦物為硬錳礦、軟錳礦、褐錳礦、菱錳礦等。多為貧礦，含Mn20～25％。中國有大型的廣西下雷錳礦床及遵義、湘潭等錳礦，烏克蘭的尼科波爾、喬治亞的恰圖拉、澳大利亞的格魯特等均屬特大型礦床。

②沉積變質錳礦床。成礦時代多屬早前寒武紀，系產在砂、泥質、碳酸鹽質地層中的沉積錳礦經變質形成，是世界上錳礦的主要類型。分兩種，一種可直接利用的礦床，礦石礦物為褐錳礦、方鐵錳礦、黑錳礦等，如南非及印度的富錳礦，品位多為40～50％；另一種則變質較深，生成了錳矽酸鹽礦物如薔薇輝石等，一般需經次生風化富集後才成工業礦床，礦石礦物為軟錳礦、硬錳礦，品位可高達50～60％，如加彭及巴西的錳礦床。

③風化錳礦床。含錳岩系或錳礦床經風化作用後生成的次生氧化錳礦床，一般均為富礦，品位在30～55％之間，礦石礦物為各種硬錳礦及軟錳礦，多產於紅土化地層中，礦床規模小、中、大均有。中國有廣西木圭、平樂錳礦和湖南零陵東湘橋錳礦等。1970年以來，在印度洋、太平洋和大西洋等洋底發現的廣泛分布的錳結核，含鐵、銅、鈷、鎳、鉛等多種金屬，儲量巨大，估計在30000億噸以上，是一種極有遠景的潛在資源。

鉻礦床

鉻主要用於冶金工業，是冶煉鉻鐵、矽鉻合金、金屬鉻的礦物原料，也用於耐火材料及化學工業。幾乎所有的鉻礦床都與鎂鐵和超鎂鐵質岩漿岩有成因上和空間上的聯繫，也有少量砂礦床。其礦石礦物有鉻鐵礦、鎂鉻鐵礦、鋁鉻鐵礦及富鉻尖晶石等。冶金用的鉻礦石質量要求：Cr2O3≥32％，需選礦的貧礦，Cr2O3≥8～10％，礦石中的鐵含量不宜過高，要求Cr2O3/FeO>2.5。用於耐火材料的鉻鐵礦石則無此要求。岩漿成因鉻礦床按其形成時的大地構造環境可分為兩類。

①與大陸裂谷帶層狀鎂鐵和超鎂鐵質岩漿岩體有關的礦床。以南非布希維爾德鉻礦床為代表（圖3），該雜岩體出露面積達67300平方公里，為一層狀大岩盆，岩層總厚約8000米，由超基性-基性-中酸性岩組成，鉻鐵礦層產於下部輝石岩和斜長岩中，單層厚0.2～2米，有10餘層，Cr2O3含量在45％左右，礦石儲量在1.5億噸以上，是世界上儲量和產量最大的礦床。除產鉻鐵礦外，還有釩、鈦、磁鐵礦礦層，銅、鎳硫化物礦層以及鉑礦層。

②產於蛇綠岩中的鉻鐵礦，也稱為豆莢狀鉻鐵礦。礦體呈囊狀和透鏡狀，在岩體中成群產出，一般產於超鎂鐵質雜岩體中的純橄欖岩或斜方輝橄岩中，多受岩體構造控制，少數呈似層狀和脈狀。礦石質量一般較好，以鎂鉻鐵礦居多，鉻鐵比值較高，Cr2O335～45％，甚至＞50％。前蘇聯的肯皮爾賽礦是其典型代表，中國西藏羅布莎礦床及新疆、內蒙古、甘肅等地的礦床均屬此類。

釩礦床

釩主要用於冶金工業。主要含釩礦物有釩鈦磁鐵礦、含釩磁鐵礦和含釩赤鐵礦。釩大多數作為伴生元素產於釩鈦磁鐵礦礦床和黑色頁岩、磷塊岩、原油和瀝青砂中，約占世界總儲量的90％，其中63％在釩鈦磁鐵礦礦床中，因而綜合回收要求的品位不高，一般V2O5在0.1～0.5％以上。獨立礦床有中國江西、湖南、湖北到陝西的寒武紀黑色頁岩－石煤層中的釩礦。美國科羅拉多高原的釩、鉀鈾礦床也是釩的較重要來源。

鈦礦床

鈦主要用於化學工業及冶金工業。主要礦石礦物是鈦鐵礦和金紅石，主要礦床類型有：

①釩鈦磁鐵礦礦床；

②與斜長岩有關的赤鐵礦-鈦鐵礦礦床，如加拿大魁北克省的阿拉爾德湖礦床；

③海濱砂礦和沖積砂礦；

④火山沉積及變質礦床。此外，產於美國維吉尼亞州與斜長岩有關的鈦鐵磷灰岩脈，礦石為鈦鐵礦-金紅石-磷灰石。