铁矿的成矿规律

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铁矿的成矿规律~

不同的地质时期,在类似的地质条件下,可以形成同类型的铁矿床;但在不同的地质时期和构造运动期,占主导地位的铁矿床类型则是不同的,显示了铁矿床形成与地壳演化密切有关的特点。由老到新,各地质时期的主要铁矿床类型及其成矿规律如下: 这类铁矿床又称受变质沉积型铁矿床,主要产于前寒武纪(太古宙、元古宙)古老的区域变质岩系中,是中国十分重要的铁矿类型,其储量占全国总储量的57.8%。并具有“大、贫、浅、易(选)”的特点,即矿床规模大,含铁量低,矿体出露地表或浅部,易于选别。主要分布于吉林东南部、辽宁—本溪、冀东、北京密云、晋北、内蒙古南部、豫中、鲁中、皖西北、江西新余、陕西汉中、湘中等地。根据矿床中的矿石类型和含矿变质岩系的岩石矿物组合以及其他地质特征,又分为下列两大类。1.受变质铁硅质建造型铁矿床典型铁矿床分布于辽宁鞍山—本溪一带,因此,一般称为“鞍山式”铁矿。这类铁矿是受不同程度区域变质作用并与火山-铁硅质沉积建造有关的铁矿床。大致与国外阿尔戈马型铁矿相当。主要形成于前寒武纪(多集中于2000~3000Ma)老变质岩区。铁矿床主要产于辽宁、河北、山东、河南、安徽等地太古宇鞍山群、迁西群、泰山群、登封群、霍邱群及其相当的变质岩系中的不同层位;山西、内蒙古古元古界五台群、吕梁群及其相当的变质岩地层中,变质作用大多数属于绿片岩至角闪岩相,个别产于麻粒岩相中。湖南、江西等省产于板溪群或震旦系松山群。多数地区含铁变质岩系受到不同程度的混合岩化、花岗岩化作用。受变质铁硅建造中铁矿层是多层的,也有1~2层的,呈层状、似层状、透镜状产出。矿层厚度一般几十至百米,最厚可达350m左右。延长较稳定,个别矿层长可达几十公里以上。矿床规模大多数为大型或特大型。矿石中铁矿物与石英组成具有黑白相间的条带状、条纹状构造,变质程度高时,向片麻状过渡。矿石为磁铁石英岩、赤铁石英岩、绿泥磁铁石英岩、角闪磁铁石英岩。以贫矿为主,含铁品位一般为25%~40%。在贫矿中也有含铁品位达50%~60%不同规模不同成因的富铁矿石。2.受变质碳酸盐建造型铁矿床典型矿床分布于吉林大栗子,因此,称为“大栗子式”铁矿。这种类型铁矿是受到轻微区域变质作用的碳酸盐型沉积铁矿床。主要产于元古宇地层中。含矿岩系主要由碎屑-碳酸盐岩组成,如砂岩、泥岩、灰岩等。已知矿产地不多,主要产于吉林东南部古元古界辽河群千枚岩与碳酸盐类岩层中;云南易门、峨山铁矿产于新元古界下部的昆阳群碳酸盐类岩层中。矿体呈层状、似层状、扁豆状、地瓜状、不规则形态,矿体一般沿走向长100~300m,倾斜延深200~500m,倾斜长大于走向长,厚度变化大。矿石矿物有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、褐铁矿等。矿石以块状、条带状构造为主,鲕状构造次之。矿石类型有赤铁矿型、磁铁矿型、菱铁矿型、次生褐铁矿型。磁铁矿型、赤铁矿型矿石围岩多为千枚岩,而菱铁矿型矿石围岩多为大理岩。富铁矿占较大比例为特点,如云南化念铁矿,其储量一半为含碱性炼铁用矿石。 这是一类与基性、基性-超基性岩浆作用有关的矿床,以其铁矿物中富含钒和钛,通常称为钒钛磁铁矿矿床,储量占11.6%。按照成矿方式可以分为两类:1.岩浆晚期分异型铁矿床由岩浆结晶晚期分异作用形成的富含铁、钒、钛等残余岩浆冷凝而成的矿床。中国首先发现于四川省攀枝花地区,故国内常称之为“攀枝花式”铁矿床。矿床产于辉长岩-橄榄岩等基性-超基性岩体中。而岩体多分布于古陆隆起带的边缘,受深大断裂的控制。含矿岩体延长可达数至数十公里,宽一至数公里。岩体分异良好,相带明显,韵律清楚。按岩石组合可以分为辉长岩型、辉长-苏长岩型、辉长-橄长岩型、辉长-斜长岩型、辉长-辉岩-橄辉岩型和辉绿岩型等岩相组合类型。铁矿体多呈似层状,分布于岩体的中部或下部韵律层底部的暗色相带内,与岩体的韵律层呈平行的互层。矿床常由数至数十层平行的矿体组成,累计厚度由数十至两三百米,延深可达千米以上。主要矿石矿物有粒状钛铁矿、磁铁矿、钛铁晶石、镁铝尖晶石等,含少量磁黄铁矿、黄铁矿及钴、镍、铜的硫化物。矿石具陨铁结构、镶嵌结构。矿石呈致密块状、条带状和浸染状构造,矿石含TFe20%~45%、TiO23%~16%、V2O50.15%~0.5%,Cr2O30.1%~0.38%,伴生微量的Cu、Co、Ni、Ga、Mn、P、Se、Te、Sc和Pt族元素,可综合利用,这类矿床的规模多属大型,是铁、钒、钛金属的重要来源,在中国主要分布于四川省的攀(枝花)西(昌)地区。2.岩浆晚期贯入型铁矿床为岩浆晚期分异的含铁矿液沿岩体内断裂或接触带贯入而成。中国首先发现于河北省大庙,故常称之为“大庙式”铁矿床。铁矿床产于斜长岩、辉长岩岩体中。基性岩体沿东西向断裂带呈带状分布。矿体是沿岩体裂隙或上述两种岩浆岩接触带贯入而形成的。矿体形态不规则,多呈扁豆状或脉状,成群出现,作雁行式排列。矿体与围岩界线清楚,产状陡立。从地表到深部,矿体常见分支复合现象,多为盲矿体。单个矿体长数至数百米,厚数至数十米,延深数十至数百米。主要矿物有磁铁矿、钛铁矿、赤铁矿、金红石和黄铁矿等。脉石矿物有斜长石、辉石、绿泥石、阳起石、纤闪石和磷灰石。矿石结构均匀,常见陨铁结构。具浸染状和块状构造。贫富矿石均有,含钒、钛以及镍、钴、铂等硫化物。近矿围岩常见纤闪石化、绿泥石化和黝帘石化等蚀变。有用矿物颗粒大,矿石易选。矿床规模一般为中—小型,主要分布于河北省承德地区大庙、黑山一带。 接触交代型矿床,常称为夕卡岩型矿床。主要赋存于中酸性-中基性侵入岩类与碳酸盐类岩石(含钙镁质岩石)的接触带或其附近。这类矿床一般都具有典型的夕卡岩矿物组合(钙铝-钙铁榴石系列、透辉石-钙铁辉石系列),而在成因和空间分布上,都与夕卡岩有一定的关系。岩浆岩侵入体的形成时代,从加里东期、海西期、印支期,到燕山期都有。在中国以燕山期最为重要。碳酸盐类岩石生成时代,从前震旦纪到侏罗纪都有,岩性也很不相同。就已知国内夕卡岩型铁矿围岩而言,包括灰岩、大理岩、白云质灰岩、泥灰岩、各种不纯质的灰岩、白云岩;部分围岩可为角岩、片岩、板岩、砂岩或凝灰岩等。从岩性的时代来看,元古宙(包括震旦纪)多为硅质灰岩;寒武纪—奥陶纪多为纯质灰岩或含镁质灰岩;石炭纪-二叠纪多为含泥质及有机质灰岩。中国北方最有利形成接触交代型铁矿的是寒武纪-奥陶纪灰岩,南方主要是三叠纪大冶灰岩和早二叠世栖霞灰岩。接触交代型铁矿大部分形成于接触带,有的矿体可延伸到非夕卡岩的围岩之中,矿体常成群出现,形态复杂,多呈透镜状、囊状、不规则状和脉状等,矿石矿物成分较复杂。铁矿石以块状构造为主,次为浸染状、斑点状、团块状和角砾状构造。该类铁矿常伴生有可综合利用的铜、钴、金、银、钨、铅、锌等;甚至构成铁铜、铁铜钼、铁硼、铁锡、铁金等共(伴)生矿床。矿床规模以中小型为主,也有大型。这类铁矿在中国分布十分广泛,主要集中在河北省邯(郸)—邢(台)地区、鄂东、晋南、豫西、鲁中、苏北、闽南、粤北以及川西南、滇西等地,是中国富铁矿石的重要来源。按岩浆岩和围岩条件,在工业上常分为邯邢式、大冶式和黄岗式铁矿。邯邢式铁矿围岩主要是中奥陶统马家沟组灰岩,矿体常呈似层状。大冶式铁矿围岩主要为三叠系大冶灰岩,矿体形态不规则。黄岗式铁矿成矿岩体为花岗岩及白岗岩,围岩为古生界碳酸盐岩夹火山岩系。热液型铁矿床明显受构造控制,有的是断裂控矿,有的是褶皱控矿,还有断裂与褶皱复合控矿。热液型铁矿床与岩浆岩的关系常因地而异,多数矿体与岩体有一定距离。高温热液磁铁矿、赤铁矿矿床常与偏碱性花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩类有关,中低温热液赤铁矿矿床常与较小的中酸性侵入体有关,两者多保持一定的距离。中低温热液菱铁矿矿床与侵入体无明显关系。围岩条件对热液型铁矿的控制作用不甚明显。围岩蚀变是热液型铁矿的显著特征,高温矿床常见透辉石化、透闪石化、黑云母化、绿帘石化等;中低温矿床多见绿泥石化、绢云母化、硅化、碳酸盐化等。大多数热液型铁矿体较小,常成群出现。矿体呈脉状、透镜状、扁豆状,多见分支复合,膨胀收缩,尖灭再现现象。矿石组合简单,矿石品位一般较高。矿床规模以中小型为主。分布于内蒙古、吉林、山东、湖北、广东、贵州和云南等省、自治区。但也有大型矿床,如山东淄河一带,产于上寒武统—中奥陶统碳酸盐类岩石中的文登铁矿床,该矿床为浅成-低温热液充填交代矿床。矿床由22个矿体组成,呈似层状和透镜状,重叠平行分布。主矿体长7000m,厚12~36m,延深100~470m。矿石矿物以褐铁矿、菱铁矿为主。矿石品位TFe平均41%(褐铁矿)、30%(菱铁矿),探明铁矿石储量1.16亿t,其中炼铁用矿石储量5400万t。 这类矿床是指与火山岩、次火山岩有成因联系的铁矿床。成矿作用与富钠质的中性(偏基性或偏酸性)、基性火山岩侵入活动有关。以成矿地质背景为基础,按火山喷发环境,可分为陆相火山-侵入型铁矿床和海相火山-侵入型铁矿床。1.陆相火山-侵入型铁矿床在中国东部陆相安山质火山岩分布区,发育着一套与辉石闪长玢岩-次火山或火山侵入岩有空间、时间和成因联系的铁矿床。典型矿床产于宁(南京)芜(湖)地区的中生代陆相火山岩断陷盆地中,同偏碱性玄武安山质火山侵入活动有密切的成因关系。国内有人称之为“玢岩铁矿”。它实际包括由岩浆晚期-高温、中温,直至中低温一系列成因类型。按矿床在火山机构中的产出特点,大致可分为3类:①产于玢岩体内部、顶部及其周围火山岩接触带中的铁矿床,如“陶村式”、“凹山式”、“梅山式”等。②产于玢岩体与周围接触带中的铁矿床。如“姑山式”等。③产于火山碎屑岩中的火山沉积矿床,如“龙旗山式”等。其中以第①类矿床规模最大,矿石含铁较高。陆相火山-侵入型铁矿床,矿体常呈似层状、透镜状、囊状、柱状、脉状等。矿体规模大小不一,大型矿体长可达千米以上,厚数十至二三百米,宽数十至近千米。矿石矿物以磁铁矿为主,假象赤铁矿、赤铁矿次之,可见少量菱铁矿。矿石构造有块状、浸染状、角砾状、斑杂状、条纹条带状等。这类矿床的磁铁矿以含Ti、V为特征。2.海相火山-侵入型铁矿床多产于地槽褶皱带海底火山喷发中心附近,铁矿床的形成与火山作用有直接的关系。典型矿床以云南大红山铁矿为代表。铁矿体赋存于由火山碎屑岩-碳酸盐岩-熔岩(细碧岩和角斑岩)组成的一套含矿建造中。下部为石英砂岩、钙质或硬砂质粉砂岩,夹泥灰岩、白云质灰岩和粉砂岩薄层;富钠质的浅色岩是主矿体的容矿岩层。上部为厚层大理岩。矿体常呈层状、似层状、透镜状,少数呈脉状或囊状,常成群成带出现。矿石构造主要有块状、浸染状、角砾状、条带状、杏仁状和定向排列构造等。矿石矿物主要为磁铁矿、赤铁矿,次有假象赤铁矿、菱铁矿和硫化矿物。脉石矿物有石英、钠长石、绢云母、铁绿泥石等。 它是出露地表的含铁岩石、矿物或铁矿体,在风化作用下,被破碎、分解,搬运到低洼盆地中,有的经过机械沉积,有的经过沉积分异作用(包括化学分异作用)沉积下来。铁矿物或铁质富集达到工业要求时,即形成沉积矿床。这种类型铁矿床储量占全国储量的8.7%。其矿床具有“广、薄、难”的特点,即矿层分布面积广,厚度薄,矿石多为赤铁矿、菱铁矿,含磷高,难选。根据铁矿床形成的沉积环境,可分为海相和湖相两类沉积矿床。1.海相沉积型铁矿床该类铁矿产于新元古代以后各个地质时期。时代最老的是早震旦世沉积铁矿床,以河北宣化庞家堡铁矿为代表。矿体产于长城系串岭沟组底部,矿体底板是细砂岩或砂质灰岩,顶板为黑色页岩夹薄层砂岩。矿体一般有3~7层,与砂岩互层,构成厚10m的含矿带。矿体顶板之上为大红峪组灰岩和钙质砂岩,底板之下为长城系石英砂岩夹层,常见波痕及交错层。矿体呈层状、扁豆状或透镜体状。矿石主要由赤铁矿组成,还有镜铁矿、石英、方解石和黄铁矿、绿泥石、磷灰石等。矿石具有鲕状、豆状、肾状构造。矿床规模一般为中、小型。主要分布于河北宣化、龙关一带。俗称“宣龙式”铁矿。分布最广的是泥盆纪“宁乡式”铁矿,主要分布于湘赣边界、鄂西、湘、川东、黔西、滇北、甘南、桂中等地。铁矿产于中、上泥盆统砂页岩中,矿体呈层状,主要含矿层有1~4层,层间夹绿泥石页岩或细砂岩。矿体厚0.5~2m,厚度比较稳定。矿体延长数百米至数千米,最长达十几公里。矿石由赤铁矿、菱铁矿、方解石、白云石、绿泥石、胶磷矿、黄铁矿、粘土矿物和石英等组成。具有鲕状和粒状结构,豆状、块状、砾状构造。矿床规模以中型为主。因首先发现于湖南省宁乡县,故称之为“宁乡式”铁矿。最新的是晚三叠世沉积铁矿床。该类矿床主要分布于滇西、川西一带,如滇西维西-德钦的楚格铁矿、勐腊新山铁矿和川西盐源—木里一带的褐铁矿、菱铁矿矿点。2.湖相沉积铁矿床矿床形成的时代以二叠纪、侏罗纪最为重要,主要分布于四川省。铁矿层往往与煤系地层有密切关系,产于煤系砂页岩中,矿体呈透镜状和似层状,沿走向变化大。长数十米至数百米,厚一般小于2m。矿石矿物为赤铁矿、菱铁矿,有时为褐铁矿。矿石构造主要为鲕状、块状。矿石含铁量多在35%~40%之间。具有代表性矿床是赋存早、中侏罗世自流井群底部的“綦江式”铁矿。是湖相沉积赤铁矿、菱铁矿矿床,伴有磁铁矿、铁绿泥石等,矿床规模一般多为中、小型矿床,如綦江、白石潭铁矿。另外,还有在山西省寿阳一带产于二叠纪页岩中湖相沉积“寿阳式”铁矿床和甘肃省六盘山以东的华亭一带赋存于白垩纪粘土岩或砂页岩中的湖相沉积“华亭式”铁矿床及广西右江流域赋存在第三纪渐新统煤系中的湖相沉积“右江式”铁矿床。矿床规模均为小型。 本类矿床包括原生铁矿体、玄武岩和含铁质岩石或硫化矿体,经风化淋滤、残坡积堆积形成的铁矿床。矿床多产于铁矿或硫化矿顶部及其附近的低凹处或山坡上。矿体形态多不规则。矿石矿物有褐铁矿、假象赤铁矿等。矿床规模以中、小型为主,但埋藏浅,矿石含铁量较高,易于开采,是地方和群众开采的主要对象。在中国两广、福建、贵州、江西等省区都有分布。 中国是世界上利用铁最早的国家之一。早在19000年前,周口店“山顶洞人”就开始使用赤铁矿粉作为赭红色颜料,涂于装饰品上或者随葬撒在尸体周围。这是人类利用天然矿物颜料的开始。到新石器时代(距今10000~4000年),兴起了制陶业,并发明绘制各种风格的彩陶。绘制赭红色彩陶的原料就是赭石(赤铁矿)。人类使用铁器制品至少有5000多年历史,开始是用铁陨石中的天然铁制成铁器。最早的陨铁器是在尼罗河流域的格泽(Gerzeh)和幼发拉底河流域乌尔(Ur)出土于公元前4000多年前的铁珠和匕首。目前中国最早的陨铁文物是1972年在河北藁城台西村商代中期(公元前13世纪中期)遗址中发现的铁刃青铜钺。这件古兵器,经全面的科学考查,确定刃部是陨铁加热锻造成的。它表明我国商代人们已掌握一定水平的锻造技术和对铁的认识,熟悉铁加工性能,并认识铁与青铜在性质上的差别。但那时人们还不会利用铁矿石炼铁,而铁陨石又很少,所以当时的铁制品是十分珍贵的物品。我国用铁矿石直接炼铁,早期的方法是块炼铁,后来用竖炉炼铁。在春秋时代晚期(公元前6世纪)已炼出可供浇铸的液态生铁,铸成铁器,应用于生产,并发明了铸铁柔化术。这一发明加快了铁器取代铜器等生产工具的历史进程。战国冶铁业兴盛,生产的铁器制品以农具、手工工具为主,兵器则青铜、钢、铁兼而有之。据记载,今山东临淄和河北邯郸铁矿等,春秋战国时期都已进行开采。 随着冶铁业的兴盛与发展,发现和开采的铁矿产地,一代比一代多。春秋战国时代(公元前770年~前221年),据《山海经·五藏山经》记载产铁之山有37处。汉武帝(公元前119年)在49个产铁地区设置铁官。唐代,按《新唐书·地理志》记载,当时全国产铁之山104处。明代,有铁矿产地130处。到清代前期(公元1644~1840年)铁矿产地发展到134处之多。古代开采的大部为地表风化残积、堆积矿和江河岸边的铁矿,以及露出地表的浅部铁矿体。采掘方法主要有:(1)露天垦土法翻耕有铁矿的土地,矿石随之露出地面。《天工开物》记载:土锭铁(即褐铁矿结核)“浅浮土面,不生深穴”,“若起冶煎炼,浮者拾之。又乘雨湿之后,牛耕起土,拾其数寸土内者”。这是古代记载的一种特殊采矿方法。(2)露天掘取法用于采掘地表露头铁矿体。1974年在鞍山东北的太平沟发掘的汉代古采坑,坑形上宽10m,下窄2m,深10m,呈漏斗状。显然是古代露采遗址。清代开采的庙儿沟(南芬)铁矿,是人们在地表露头处先用棒撬开石缝,再用火烧(火爆法),经过冷缩热胀,使其破碎,采取矿石。(3)地下凿坑法即沿着矿体往地下凿坑采掘矿石。在河南、江苏、黑龙江等地一些古铁矿遗址,都发现有竖井、斜井和巷道直接采掘矿石的古洞。说明当时人们已能根据矿体的不同产状,采用不同的采掘方法,河南发掘的汉代巩县铁生沟的巷道是沿矿体平行掘进,并沿矿体倾斜分别有上山和下山小斜井,直接采矿。竖井有方形和圆形两种,一般在矿体中间或一侧往下采掘矿石。对缓倾斜矿体再采用斜井。江苏利国东汉冶铁遗址附近的峒山古竖井,井口径1.5m,深约10m。由于采掘技术的提高,矿井愈来愈深。黑龙江阿城五道岭地区,发掘金代中期的铁矿井深达40m,矿井呈阶梯式,井内有采矿和选矿(手选)的不同作业区,还有灯洞和采掘工具。(4)古代采掘工具有铁斧、铁锤、铁锥、铁镐和铁砧等。如在河南发现的汉代、宋代一些铁矿,采掘工具是铁斧、铁锤、铁锥、铁镐等,在古采洞的围岩壁上还遗留有铁斧、铁锥的凿痕。到近代(1840~1949年),开采的铁矿山大部是在古矿硐(采场)的基础上建立起来的。据已查阅的40多处矿山资料记载,这些都曾先后经过不同程度的地表调查和矿石质量化验。有些矿山开始逐步采用新的采掘、运输方法和设备以及贫矿选别。开采规模比较大。如辽宁鞍山弓长岭铁矿1933~1945年年均产矿石约60万t,最高年产达100万t;湖北大冶铁矿1942年最高年产矿石达144万t;安徽马鞍山铁矿南山区1941年最高产矿石90万t。这3个矿山是我国近代时期铁矿主要产区,也是古代著名的铁矿产地。 人类对地质现象的观察和描述以及对岩石、矿物的认识,可追溯到远古时期。在我国春秋战国成书的《山海经》、《管子》中的某些篇章,是人类对岩石矿物的最早总结,并从发现的矿产地中总结一些矿产分布规律和找矿标志。《管子·地数》中记载:“天下名山五千二百七十,出铜之山四百六十七,出铁之山三千六百有九”。而后《史记·货殖列传》:“铜、铁则千里往往出棋置”。概括了铁铜矿产的分布。《管子·地数》对矿产分布规律的论述有:“山上有赭,其下有铁”;“上有慈石(磁铁矿)者,下有金也”,明确地总结了铁和铜、金矿产的垂直(上、下)分布规律,除垂直分布规律外,《山海经·五藏山经》记载许多地区(山)不同矿产分布的“阴阳”分布关系。西山经:“符禺之山(今陕西华县西南)其阳多铜,其阴多铁”,盂山(今陕西靖边县)“其阳多铜,其阴多铁”;泰冒之山(今陕西肤施)“其阳多金,其阴多铁”;龙首之山(今陕西陇县)“其阳多黄金,其阴多铁”;西皇之山“其阳多金,其阴多铁”。《中山经》:”荆山(今湖北南漳县)“其阴多铁,其阳多赤金”;密山(今河南新安县)“其阴多铁”;求山“其阳多金,其阴多铁”;《北山经》:白马之山(在今山西孟县北)“其阴多铁,多赤铜”等等。这是古人通过开采实践总结出来的“规律”。但如何加以科学解释,是一个有待探讨的问题。找矿线索(标志),古代称之为“苗”、“引”或“荣”。除前边叙述的一些铁矿与其他金属矿产分布规律作为找矿标志外,还总结有,《丹房镜源》:“阴平(今甘肃文县西北)铅出剑州(今川北龙山东南)是铁之苗”。“宝藏论”:“上铙乐平铅……铁苗也”。郭璞《流赭赞》:“沙则潜流,亦有运赭;于以求铁,趁在其下”。可见“赭”有在高山上的,也有在流水中,都见有找铁矿的线索。《管子·地数》记:“山上有赭,其下有铁……此山之见荣者也”。古代对金属矿物的生成,也有比较明确的认识。如《博物志》记:“石者,金之根甲”。这是说金属矿物以岩石为“根”,而又被岩石所包围(“甲”),很形象地说明了原生金属矿物的成因。从上述来看,我国古代人们对地质的认识具有一定水平,许多经验总结至今仍具有一定的地质找矿价值。但许多经验与认识,没有发展到现代地质科学的高度。从18世纪以后无论在地质学的认识上还是在应用上,较诸欧洲都显得落后。19世纪后期,中国官办和民用工业进一步发展与扩大,使钢铁消耗量增加,近代矿冶工业的发展,需要进行地质调查和找矿工作。但当时我们还没有自己的专业地质人员,因此不得不聘请外国矿师进行找矿。直到辛亥革命以后,1916年由中国自己培养的首批地质人员在国内开始了地质矿产调查工作。最先进行地质调查的铁矿区有河北龙烟、井陉和湖北鄂城等铁矿山。这可能是中国自己的地质人员最早调查的铁矿床。

原料--可以是铁矿石也可以是废铁,这取决于工艺过程--首先熔化成钢水。以矿砂为原料的炼钢须使用高炉,而以废铁为原料的工艺使用的是电弧熔炉。
然后,钢水被倒入连铸机中凝固。
这样就生产出了我们所知道的半成品。这些半成品可以是具有矩形横截面的扁钢锭,也可以是具有个正方形截面的块钢或者钢坯。它们都是一些坯料,用于制造最后的成品。
最后,这些半成品被变形或轧制成为最终成品。 其中的一些须经过热处理,就是所谓的“热轧”。 随后,一半以上的经过热轧的薄钢板在环境温度下再次轧制(即所谓的“冷轧”)。 然后,它可以被涂上一层抗腐蚀的防护材料。
1-烧结
在烧结车间中,制备铁矿石。铁矿石被压碎碾成标准化的颗粒,被烧结或粘合在一起。烧结的铁矿石随后被压碎,并按一层焦炭、一层矿石的交替方式,被加入高炉中。焦炭是是从富炭煤蒸馏出的固体残渣,极易燃烧。
2-高炉
在高炉中,从铁矿石中提取铁。固态的矿石和焦炭由顶部加入高炉,而高炉底部送来的一股热气(1200℃)致使几乎是100%含炭量的焦炭开始燃烧。 这便产生了碳的氧化物,它通过除氧过程来减少了氧化铁,从而分离出铁。 由燃烧产生的热量将铁和脉石(矿石中矿物的集合)熔化成液体。 脉石,由于比较轻,会漂浮至铁水表面,就是所谓的“生铁”。炉渣是熔融脉石产生的残渣,可用于其他工业用途,比如用于铺设道路或生产水泥。
3-炼焦炉
焦炭是煤在炼焦炉中通过干馏(即将不需要的成分气化掉)得到的可燃物质。焦炭几乎是纯碳,其结构呈多孔状,且抗碾性能很强。焦炭在高炉中燃烧,提供了熔化铁矿石所需的热量和气体。
4-转炉
在吹氧转炉中,生铁转换成钢铁。熔化的生铁会被倒在一层铁屑上。 碳和残渣等不需要的物质都会通过注入纯净的氧气燃烧掉,从而生产出粗钢。 然后,残渣或者炉渣就会被撇去。 粗钢(之所以称为粗钢,是因为它还必须经过进一步的精炼)然后倒入桶内。
5-电弧熔炉
加入电弧熔炉炉中的可以是经过选择的但未经处理的废铁(比如旧的机器零件),或者可以是含铁量至少为92%的经过筛选的、碾碎的、达到标准的废铁。 废铁在电弧熔炉中被熔化。这就生产出了钢水,然后进行与生铁同样的精炼和分级。 废铁包括报废的钢制包装材料、建筑材料、机器和车辆零件、或者从炼钢过程或由钢铁加工装置产生的废生铁和钢铁。针对每种不同钢种,原材料的都必须经过仔细的选择。 这种选择取决于任何废铁中金属或矿石都可能含有的“杂质”的类型。电弧熔炉磁性“废钢桶”将原料送入熔炉中。 冶炼过程由强大的电弧驱动,这些电弧在电极和熔炉中的原料之间“跳动”。 残渣或炉渣会从熔炉中回收。 最终的产品是钢水,现在正被送入钢包炉和分级设备。
6-精炼
精炼(脱碳)和化学添加剂的夹杂物 这两项操作需在一个真空密封的容器中进行。 钢铁借助惰性气体-氩气在精炼桶和容器之间旋转。 这一工艺过程使得钢铁的化学成分得到高精度的调整,以得到特种钢铁。
7-连续铸造机
这里所示的是正在铸造的扁钢锭。 钢水被不断地倒入没有底部的铸模中。 当铸模被拉动时,钢铁就开始与铸模的水冷内壁接触,并开始凝固。 然后,铸造好的金属由一连串的辊筒引导被向下拉,同时持续得到冷却。 当它到达末端时,钢铁已完全凝固,并立刻被切成所需的长度。
8-轧钢机
将坯料转变为最终成品。 此时,扁钢锭被转轧制成薄板。 扁钢锭首先在炉中被再加热。 这使它具有更好的延展性,促进拔出和成形。 紧接着,坯料通过了台架的轧辊而被“瘦身”,或者使它逐渐地变薄。
原料--可以是铁矿石也可以是废铁,这取决于工艺过程--首先熔化成钢水。以矿砂为原料的炼钢须使用高炉,而以废铁为原料的工艺使用的是电弧熔炉。
然后,钢水被倒入连铸机中凝固。
这样就生产出了我们所知道的半成品。这些半成品可以是具有矩形横截面的扁钢锭,也可以是具有个正方形截面的块钢或者钢坯。它们都是一些坯料,用于制造最后的成品。
最后,这些半成品被变形或轧制成为最终成品。 其中的一些须经过热处理,就是所谓的“热轧”。 随后,一半以上的经过热轧的薄钢板在环境温度下再次轧制(即所谓的“冷轧”)。 然后,它可以被涂上一层抗腐蚀的防护材料。
1-烧结
在烧结车间中,制备铁矿石。铁矿石被压碎碾成标准化的颗粒,被烧结或粘合在一起。烧结的铁矿石随后被压碎,并按一层焦炭、一层矿石的交替方式,被加入高炉中。焦炭是是从富炭煤蒸馏出的固体残渣,极易燃烧。
2-高炉
在高炉中,从铁矿石中提取铁。固态的矿石和焦炭由顶部加入高炉,而高炉底部送来的一股热气(1200℃)致使几乎是100%含炭量的焦炭开始燃烧。 这便产生了碳的氧化物,它通过除氧过程来减少了氧化铁,从而分离出铁。 由燃烧产生的热量将铁和脉石(矿石中矿物的集合)熔化成液体。 脉石,由于比较轻,会漂浮至铁水表面,就是所谓的“生铁”。炉渣是熔融脉石产生的残渣,可用于其他工业用途,比如用于铺设道路或生产水泥。
3-炼焦炉
焦炭是煤在炼焦炉中通过干馏(即将不需要的成分气化掉)得到的可燃物质。焦炭几乎是纯碳,其结构呈多孔状,且抗碾性能很强。焦炭在高炉中燃烧,提供了熔化铁矿石所需的热量和气体。
4-转炉
在吹氧转炉中,生铁转换成钢铁。熔化的生铁会被倒在一层铁屑上。 碳和残渣等不需要的物质都会通过注入纯净的氧气燃烧掉,从而生产出粗钢。 然后,残渣或者炉渣就会被撇去。 粗钢(之所以称为粗钢,是因为它还必须经过进一步的精炼)然后倒入桶内。
5-电弧熔炉
加入电弧熔炉炉中的可以是经过选择的但未经处理的废铁(比如旧的机器零件),或者可以是含铁量至少为92%的经过筛选的、碾碎的、达到标准的废铁。 废铁在电弧熔炉中被熔化。这就生产出了钢水,然后进行与生铁同样的精炼和分级。 废铁包括报废的钢制包装材料、建筑材料、机器和车辆零件、或者从炼钢过程或由钢铁加工装置产生的废生铁和钢铁。针对每种不同钢种,原材料的都必须经过仔细的选择。 这种选择取决于任何废铁中金属或矿石都可能含有的“杂质”的类型。电弧熔炉磁性“废钢桶”将原料送入熔炉中。 冶炼过程由强大的电弧驱动,这些电弧在电极和熔炉中的原料之间“跳动”。 残渣或炉渣会从熔炉中回收。 最终的产品是钢水,现在正被送入钢包炉和分级设备。
6-精炼
精炼(脱碳)和化学添加剂的夹杂物 这两项操作需在一个真空密封的容器中进行。 钢铁借助惰性气体-氩气在精炼桶和容器之间旋转。 这一工艺过程使得钢铁的化学成分得到高精度的调整,以得到特种钢铁。
7-连续铸造机
这里所示的是正在铸造的扁钢锭。 钢水被不断地倒入没有底部的铸模中。 当铸模被拉动时,钢铁就开始与铸模的水冷内壁接触,并开始凝固。 然后,铸造好的金属由一连串的辊筒引导被向下拉,同时持续得到冷却。 当它到达末端时,钢铁已完全凝固,并立刻被切成所需的长度。
8-轧钢机
将坯料转变为最终成品。 此时,扁钢锭被转轧制成薄板。 扁钢锭首先在炉中被再加热。 这使它具有更好的延展性,促进拔出和成形。 紧接着,坯料通过了台架的轧辊而被“瘦身”,或者使它逐渐地变薄。

不同的地质时期,在类似的地质条件下,可以形成同类型的铁矿床;但在不同的地质时期和构造运动期,占主导地位的铁矿床类型则是不同的,显示了铁矿床形成与地壳演化密切有关的特点。由老到新,各地质时期的主要铁矿床类型及其成矿规律如下: 这类铁矿床又称受变质沉积型铁矿床,主要产于前寒武纪(太古宙、元古宙)古老的区域变质岩系中,是中国十分重要的铁矿类型,其储量占全国总储量的57.8%。并具有“大、贫、浅、易(选)”的特点,即矿床规模大,含铁量低,矿体出露地表或浅部,易于选别。主要分布于吉林东南部、辽宁—本溪、冀东、北京密云、晋北、内蒙古南部、豫中、鲁中、皖西北、江西新余、陕西汉中、湘中等地。根据矿床中的矿石类型和含矿变质岩系的岩石矿物组合以及其他地质特征,又分为下列两大类。
1.受变质铁硅质建造型铁矿床
典型铁矿床分布于辽宁鞍山—本溪一带,因此,一般称为“鞍山式”铁矿。这类铁矿是受不同程度区域变质作用并与火山-铁硅质沉积建造有关的铁矿床。大致与国外阿尔戈马型铁矿相当。主要形成于前寒武纪(多集中于2000~3000Ma)老变质岩区。
铁矿床主要产于辽宁、河北、山东、河南、安徽等地太古宇鞍山群、迁西群、泰山群、登封群、霍邱群及其相当的变质岩系中的不同层位;山西、内蒙古古元古界五台群、吕梁群及其相当的变质岩地层中,变质作用大多数属于绿片岩至角闪岩相,个别产于麻粒岩相中。湖南、江西等省产于板溪群或震旦系松山群。多数地区含铁变质岩系受到不同程度的混合岩化、花岗岩化作用。
受变质铁硅建造中铁矿层是多层的,也有1~2层的,呈层状、似层状、透镜状产出。矿层厚度一般几十至百米,最厚可达350m左右。延长较稳定,个别矿层长可达几十公里以上。矿床规模大多数为大型或特大型。矿石中铁矿物与石英组成具有黑白相间的条带状、条纹状构造,变质程度高时,向片麻状过渡。矿石为磁铁石英岩、赤铁石英岩、绿泥磁铁石英岩、角闪磁铁石英岩。以贫矿为主,含铁品位一般为25%~40%。在贫矿中也有含铁品位达50%~60%不同规模不同成因的富铁矿石。
2.受变质碳酸盐建造型铁矿床
典型矿床分布于吉林大栗子,因此,称为“大栗子式”铁矿。这种类型铁矿是受到轻微区域变质作用的碳酸盐型沉积铁矿床。主要产于元古宇地层中。含矿岩系主要由碎屑-碳酸盐岩组成,如砂岩、泥岩、灰岩等。
已知矿产地不多,主要产于吉林东南部古元古界辽河群千枚岩与碳酸盐类岩层中;云南易门、峨山铁矿产于新元古界下部的昆阳群碳酸盐类岩层中。矿体呈层状、似层状、扁豆状、地瓜状、不规则形态,矿体一般沿走向长100~300m,倾斜延深200~500m,倾斜长大于走向长,厚度变化大。矿石矿物有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、褐铁矿等。矿石以块状、条带状构造为主,鲕状构造次之。矿石类型有赤铁矿型、磁铁矿型、菱铁矿型、次生褐铁矿型。磁铁矿型、赤铁矿型矿石围岩多为千枚岩,而菱铁矿型矿石围岩多为大理岩。富铁矿占较大比例为特点,如云南化念铁矿,其储量一半为含碱性炼铁用矿石。 这是一类与基性、基性-超基性岩浆作用有关的矿床,以其铁矿物中富含钒和钛,通常称为钒钛磁铁矿矿床,储量占11.6%。按照成矿方式可以分为两类:
1.岩浆晚期分异型铁矿床
由岩浆结晶晚期分异作用形成的富含铁、钒、钛等残余岩浆冷凝而成的矿床。中国首先发现于四川省攀枝花地区,故国内常称之为“攀枝花式”铁矿床。
矿床产于辉长岩-橄榄岩等基性-超基性岩体中。而岩体多分布于古陆隆起带的边缘,受深大断裂的控制。含矿岩体延长可达数至数十公里,宽一至数公里。岩体分异良好,相带明显,韵律清楚。按岩石组合可以分为辉长岩型、辉长-苏长岩型、辉长-橄长岩型、辉长-斜长岩型、辉长-辉岩-橄辉岩型和辉绿岩型等岩相组合类型。
铁矿体多呈似层状,分布于岩体的中部或下部韵律层底部的暗色相带内,与岩体的韵律层呈平行的互层。矿床常由数至数十层平行的矿体组成,累计厚度由数十至两三百米,延深可达千米以上。主要矿石矿物有粒状钛铁矿、磁铁矿、钛铁晶石、镁铝尖晶石等,含少量磁黄铁矿、黄铁矿及钴、镍、铜的硫化物。矿石具陨铁结构、镶嵌结构。矿石呈致密块状、条带状和浸染状构造,矿石含TFe20%~45%、TiO23%~16%、V2O50.15%~0.5%,Cr2O30.1%~0.38%,伴生微量的Cu、Co、Ni、Ga、Mn、P、Se、Te、Sc和Pt族元素,可综合利用,这类矿床的规模多属大型,是铁、钒、钛金属的重要来源,在中国主要分布于四川省的攀(枝花)西(昌)地区。
2.岩浆晚期贯入型铁矿床
为岩浆晚期分异的含铁矿液沿岩体内断裂或接触带贯入而成。中国首先发现于河北省大庙,故常称之为“大庙式”铁矿床。
铁矿床产于斜长岩、辉长岩岩体中。基性岩体沿东西向断裂带呈带状分布。矿体是沿岩体裂隙或上述两种岩浆岩接触带贯入而形成的。
矿体形态不规则,多呈扁豆状或脉状,成群出现,作雁行式排列。矿体与围岩界线清楚,产状陡立。从地表到深部,矿体常见分支复合现象,多为盲矿体。单个矿体长数至数百米,厚数至数十米,延深数十至数百米。主要矿物有磁铁矿、钛铁矿、赤铁矿、金红石和黄铁矿等。脉石矿物有斜长石、辉石、绿泥石、阳起石、纤闪石和磷灰石。矿石结构均匀,常见陨铁结构。具浸染状和块状构造。贫富矿石均有,含钒、钛以及镍、钴、铂等硫化物。
近矿围岩常见纤闪石化、绿泥石化和黝帘石化等蚀变。有用矿物颗粒大,矿石易选。矿床规模一般为中—小型,主要分布于河北省承德地区大庙、黑山一带。 接触交代型矿床,常称为夕卡岩型矿床。主要赋存于中酸性-中基性侵入岩类与碳酸盐类岩石(含钙镁质岩石)的接触带或其附近。这类矿床一般都具有典型的夕卡岩矿物组合(钙铝-钙铁榴石系列、透辉石-钙铁辉石系列),而在成因和空间分布上,都与夕卡岩有一定的关系。
岩浆岩侵入体的形成时代,从加里东期、海西期、印支期,到燕山期都有。在中国以燕山期最为重要。
碳酸盐类岩石生成时代,从前震旦纪到侏罗纪都有,岩性也很不相同。就已知国内夕卡岩型铁矿围岩而言,包括灰岩、大理岩、白云质灰岩、泥灰岩、各种不纯质的灰岩、白云岩;部分围岩可为角岩、片岩、板岩、砂岩或凝灰岩等。从岩性的时代来看,元古宙(包括震旦纪)多为硅质灰岩;寒武纪—奥陶纪多为纯质灰岩或含镁质灰岩;石炭纪-二叠纪多为含泥质及有机质灰岩。中国北方最有利形成接触交代型铁矿的是寒武纪-奥陶纪灰岩,南方主要是三叠纪大冶灰岩和早二叠世栖霞灰岩。
接触交代型铁矿大部分形成于接触带,有的矿体可延伸到非夕卡岩的围岩之中,矿体常成群出现,形态复杂,多呈透镜状、囊状、不规则状和脉状等,矿石矿物成分较复杂。铁矿石以块状构造为主,次为浸染状、斑点状、团块状和角砾状构造。该类铁矿常伴生有可综合利用的铜、钴、金、银、钨、铅、锌等;甚至构成铁铜、铁铜钼、铁硼、铁锡、铁金等共(伴)生矿床。矿床规模以中小型为主,也有大型。
这类铁矿在中国分布十分广泛,主要集中在河北省邯(郸)—邢(台)地区、鄂东、晋南、豫西、鲁中、苏北、闽南、粤北以及川西南、滇西等地,是中国富铁矿石的重要来源。
按岩浆岩和围岩条件,在工业上常分为邯邢式、大冶式和黄岗式铁矿。邯邢式铁矿围岩主要是中奥陶统马家沟组灰岩,矿体常呈似层状。大冶式铁矿围岩主要为三叠系大冶灰岩,矿体形态不规则。黄岗式铁矿成矿岩体为花岗岩及白岗岩,围岩为古生界碳酸盐岩夹火山岩系。
热液型铁矿床明显受构造控制,有的是断裂控矿,有的是褶皱控矿,还有断裂与褶皱复合控矿。热液型铁矿床与岩浆岩的关系常因地而异,多数矿体与岩体有一定距离。高温热液磁铁矿、赤铁矿矿床常与偏碱性花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩类有关,中低温热液赤铁矿矿床常与较小的中酸性侵入体有关,两者多保持一定的距离。中低温热液菱铁矿矿床与侵入体无明显关系。围岩条件对热液型铁矿的控制作用不甚明显。围岩蚀变是热液型铁矿的显著特征,高温矿床常见透辉石化、透闪石化、黑云母化、绿帘石化等;中低温矿床多见绿泥石化、绢云母化、硅化、碳酸盐化等。
大多数热液型铁矿体较小,常成群出现。矿体呈脉状、透镜状、扁豆状,多见分支复合,膨胀收缩,尖灭再现现象。矿石组合简单,矿石品位一般较高。矿床规模以中小型为主。分布于内蒙古、吉林、山东、湖北、广东、贵州和云南等省、自治区。但也有大型矿床,如山东淄河一带,产于上寒武统—中奥陶统碳酸盐类岩石中的文登铁矿床,该矿床为浅成-低温热液充填交代矿床。矿床由22个矿体组成,呈似层状和透镜状,重叠平行分布。主矿体长7000m,厚12~36m,延深100~470m。矿石矿物以褐铁矿、菱铁矿为主。矿石品位TFe平均41%(褐铁矿)、30%(菱铁矿),探明铁矿石储量1.16亿t,其中炼铁用矿石储量5400万t。 这类矿床是指与火山岩、次火山岩有成因联系的铁矿床。成矿作用与富钠质的中性(偏基性或偏酸性)、基性火山岩侵入活动有关。以成矿地质背景为基础,按火山喷发环境,可分为陆相火山-侵入型铁矿床和海相火山-侵入型铁矿床。
1.陆相火山-侵入型铁矿床
在中国东部陆相安山质火山岩分布区,发育着一套与辉石闪长玢岩-次火山或火山侵入岩有空间、时间和成因联系的铁矿床。典型矿床产于宁(南京)芜(湖)地区的中生代陆相火山岩断陷盆地中,同偏碱性玄武安山质火山侵入活动有密切的成因关系。国内有人称之为“玢岩铁矿”。它实际包括由岩浆晚期-高温、中温,直至中低温一系列成因类型。按矿床在火山机构中的产出特点,大致可分为3类:①产于玢岩体内部、顶部及其周围火山岩接触带中的铁矿床,如“陶村式”、“凹山式”、“梅山式”等。②产于玢岩体与周围接触带中的铁矿床。如“姑山式”等。③产于火山碎屑岩中的火山沉积矿床,如“龙旗山式”等。其中以第①类矿床规模最大,矿石含铁较高。
陆相火山-侵入型铁矿床,矿体常呈似层状、透镜状、囊状、柱状、脉状等。矿体规模大小不一,大型矿体长可达千米以上,厚数十至二三百米,宽数十至近千米。矿石矿物以磁铁矿为主,假象赤铁矿、赤铁矿次之,可见少量菱铁矿。矿石构造有块状、浸染状、角砾状、斑杂状、条纹条带状等。这类矿床的磁铁矿以含Ti、V为特征。
2.海相火山-侵入型铁矿床
多产于地槽褶皱带海底火山喷发中心附近,铁矿床的形成与火山作用有直接的关系。典型矿床以云南大红山铁矿为代表。
铁矿体赋存于由火山碎屑岩-碳酸盐岩-熔岩(细碧岩和角斑岩)组成的一套含矿建造中。下部为石英砂岩、钙质或硬砂质粉砂岩,夹泥灰岩、白云质灰岩和粉砂岩薄层;富钠质的浅色岩是主矿体的容矿岩层。上部为厚层大理岩。
矿体常呈层状、似层状、透镜状,少数呈脉状或囊状,常成群成带出现。矿石构造主要有块状、浸染状、角砾状、条带状、杏仁状和定向排列构造等。矿石矿物主要为磁铁矿、赤铁矿,次有假象赤铁矿、菱铁矿和硫化矿物。脉石矿物有石英、钠长石、绢云母、铁绿泥石等。 它是出露地表的含铁岩石、矿物或铁矿体,在风化作用下,被破碎、分解,搬运到低洼盆地中,有的经过机械沉积,有的经过沉积分异作用(包括化学分异作用)沉积下来。铁矿物或铁质富集达到工业要求时,即形成沉积矿床。这种类型铁矿床储量占全国储量的8.7%。其矿床具有“广、薄、难”的特点,即矿层分布面积广,厚度薄,矿石多为赤铁矿、菱铁矿,含磷高,难选。根据铁矿床形成的沉积环境,可分为海相和湖相两类沉积矿床。
1.海相沉积型铁矿床
该类铁矿产于新元古代以后各个地质时期。
时代最老的是早震旦世沉积铁矿床,以河北宣化庞家堡铁矿为代表。矿体产于长城系串岭沟组底部,矿体底板是细砂岩或砂质灰岩,顶板为黑色页岩夹薄层砂岩。矿体一般有3~7层,与砂岩互层,构成厚10m的含矿带。矿体顶板之上为大红峪组灰岩和钙质砂岩,底板之下为长城系石英砂岩夹层,常见波痕及交错层。矿体呈层状、扁豆状或透镜体状。矿石主要由赤铁矿组成,还有镜铁矿、石英、方解石和黄铁矿、绿泥石、磷灰石等。矿石具有鲕状、豆状、肾状构造。矿床规模一般为中、小型。主要分布于河北宣化、龙关一带。俗称“宣龙式”铁矿。
分布最广的是泥盆纪“宁乡式”铁矿,主要分布于湘赣边界、鄂西、湘、川东、黔西、滇北、甘南、桂中等地。铁矿产于中、上泥盆统砂页岩中,矿体呈层状,主要含矿层有1~4层,层间夹绿泥石页岩或细砂岩。矿体厚0.5~2m,厚度比较稳定。矿体延长数百米至数千米,最长达十几公里。矿石由赤铁矿、菱铁矿、方解石、白云石、绿泥石、胶磷矿、黄铁矿、粘土矿物和石英等组成。具有鲕状和粒状结构,豆状、块状、砾状构造。矿床规模以中型为主。因首先发现于湖南省宁乡县,故称之为“宁乡式”铁矿。
最新的是晚三叠世沉积铁矿床。该类矿床主要分布于滇西、川西一带,如滇西维西-德钦的楚格铁矿、勐腊新山铁矿和川西盐源—木里一带的褐铁矿、菱铁矿矿点。
2.湖相沉积铁矿床
矿床形成的时代以二叠纪、侏罗纪最为重要,主要分布于四川省。
铁矿层往往与煤系地层有密切关系,产于煤系砂页岩中,矿体呈透镜状和似层状,沿走向变化大。长数十米至数百米,厚一般小于2m。矿石矿物为赤铁矿、菱铁矿,有时为褐铁矿。矿石构造主要为鲕状、块状。矿石含铁量多在35%~40%之间。
具有代表性矿床是赋存早、中侏罗世自流井群底部的“綦江式”铁矿。是湖相沉积赤铁矿、菱铁矿矿床,伴有磁铁矿、铁绿泥石等,矿床规模一般多为中、小型矿床,如綦江、白石潭铁矿。
另外,还有在山西省寿阳一带产于二叠纪页岩中湖相沉积“寿阳式”铁矿床和甘肃省六盘山以东的华亭一带赋存于白垩纪粘土岩或砂页岩中的湖相沉积“华亭式”铁矿床及广西右江流域赋存在第三纪渐新统煤系中的湖相沉积“右江式”铁矿床。矿床规模均为小型。 本类矿床包括原生铁矿体、玄武岩和含铁质岩石或硫化矿体,经风化淋滤、残坡积堆积形成的铁矿床。
矿床多产于铁矿或硫化矿顶部及其附近的低凹处或山坡上。矿体形态多不规则。矿石矿物有褐铁矿、假象赤铁矿等。矿床规模以中、小型为主,但埋藏浅,矿石含铁量较高,易于开采,是地方和群众开采的主要对象。在中国两广、福建、贵州、江西等省区都有分布。 中国是世界上利用铁最早的国家之一。早在19000年前,周口店“山顶洞人”就开始使用赤铁矿粉作为赭红色颜料,涂于装饰品上或者随葬撒在尸体周围。这是人类利用天然矿物颜料的开始。到新石器时代(距今10000~4000年),兴起了制陶业,并发明绘制各种风格的彩陶。绘制赭红色彩陶的原料就是赭石(赤铁矿)。
人类使用铁器制品至少有5000多年历史,开始是用铁陨石中的天然铁制成铁器。最早的陨铁器是在尼罗河流域的格泽(Gerzeh)和幼发拉底河流域乌尔(Ur)出土于公元前4000多年前的铁珠和匕首。目前中国最早的陨铁文物是1972年在河北藁城台西村商代中期(公元前13世纪中期)遗址中发现的铁刃青铜钺。这件古兵器,经全面的科学考查,确定刃部是陨铁加热锻造成的。它表明我国商代人们已掌握一定水平的锻造技术和对铁的认识,熟悉铁加工性能,并认识铁与青铜在性质上的差别。但那时人们还不会利用铁矿石炼铁,而铁陨石又很少,所以当时的铁制品是十分珍贵的物品。
我国用铁矿石直接炼铁,早期的方法是块炼铁,后来用竖炉炼铁。在春秋时代晚期(公元前6世纪)已炼出可供浇铸的液态生铁,铸成铁器,应用于生产,并发明了铸铁柔化术。这一发明加快了铁器取代铜器等生产工具的历史进程。战国冶铁业兴盛,生产的铁器制品以农具、手工工具为主,兵器则青铜、钢、铁兼而有之。据记载,今山东临淄和河北邯郸铁矿等,春秋战国时期都已进行开采。 随着冶铁业的兴盛与发展,发现和开采的铁矿产地,一代比一代多。春秋战国时代(公元前770年~前221年),据《山海经·五藏山经》记载产铁之山有37处。汉武帝(公元前119年)在49个产铁地区设置铁官。唐代,按《新唐书·地理志》记载,当时全国产铁之山104处。明代,有铁矿产地130处。到清代前期(公元1644~1840年)铁矿产地发展到134处之多。古代开采的大部为地表风化残积、堆积矿和江河岸边的铁矿,以及露出地表的浅部铁矿体。采掘方法主要有:
(1)露天垦土法翻耕有铁矿的土地,矿石随之露出地面。《天工开物》记载:土锭铁(即褐铁矿结核)“浅浮土面,不生深穴”,“若起冶煎炼,浮者拾之。又乘雨湿之后,牛耕起土,拾其数寸土内者”。这是古代记载的一种特殊采矿方法。
(2)露天掘取法用于采掘地表露头铁矿体。1974年在鞍山东北的太平沟发掘的汉代古采坑,坑形上宽10m,下窄2m,深10m,呈漏斗状。显然是古代露采遗址。清代开采的庙儿沟(南芬)铁矿,是人们在地表露头处先用棒撬开石缝,再用火烧(火爆法),经过冷缩热胀,使其破碎,采取矿石。
(3)地下凿坑法即沿着矿体往地下凿坑采掘矿石。在河南、江苏、黑龙江等地一些古铁矿遗址,都发现有竖井、斜井和巷道直接采掘矿石的古洞。说明当时人们已能根据矿体的不同产状,采用不同的采掘方法,河南发掘的汉代巩县铁生沟的巷道是沿矿体平行掘进,并沿矿体倾斜分别有上山和下山小斜井,直接采矿。竖井有方形和圆形两种,一般在矿体中间或一侧往下采掘矿石。对缓倾斜矿体再采用斜井。江苏利国东汉冶铁遗址附近的峒山古竖井,井口径1.5m,深约10m。
由于采掘技术的提高,矿井愈来愈深。黑龙江阿城五道岭地区,发掘金代中期的铁矿井深达40m,矿井呈阶梯式,井内有采矿和选矿(手选)的不同作业区,还有灯洞和采掘工具。
(4)古代采掘工具有铁斧、铁锤、铁锥、铁镐和铁砧等。如在河南发现的汉代、宋代一些铁矿,采掘工具是铁斧、铁锤、铁锥、铁镐等,在古采洞的围岩壁上还遗留有铁斧、铁锥的凿痕。到近代(1840~1949年),开采的铁矿山大部是在古矿硐(采场)的基础上建立起来的。据已查阅的40多处矿山资料记载,这些都曾先后经过不同程度的地表调查和矿石质量化验。有些矿山开始逐步采用新的采掘、运输方法和设备以及贫矿选别。开采规模比较大。如辽宁鞍山弓长岭铁矿1933~1945年年均产矿石约60万t,最高年产达100万t;湖北大冶铁矿1942年最高年产矿石达144万t;安徽马鞍山铁矿南山区1941年最高产矿石90万t。这3个矿山是我国近代时期铁矿主要产区,也是古代著名的铁矿产地。 人类对地质现象的观察和描述以及对岩石、矿物的认识,可追溯到远古时期。在我国春秋战国成书的《山海经》、《管子》中的某些篇章,是人类对岩石矿物的最早总结,并从发现的矿产地中总结一些矿产分布规律和找矿标志。《管子·地数》中记载:“天下名山五千二百七十,出铜之山四百六十七,出铁之山三千六百有九”。而后《史记·货殖列传》:“铜、铁则千里往往出棋置”。概括了铁铜矿产的分布。《管子·地数》对矿产分布规律的论述有:“山上有赭,其下有铁”;“上有慈石(磁铁矿)者,下有金也”,明确地总结了铁和铜、金矿产的垂直(上、下)分布规律,除垂直分布规律外,《山海经·五藏山经》记载许多地区(山)不同矿产分布的“阴阳”分布关系。西山经:“符禺之山(今陕西华县西南)其阳多铜,其阴多铁”,盂山(今陕西靖边县)“其阳多铜,其阴多铁”;泰冒之山(今陕西肤施)“其阳多金,其阴多铁”;龙首之山(今陕西陇县)“其阳多黄金,其阴多铁”;西皇之山“其阳多金,其阴多铁”。《中山经》:”荆山(今湖北南漳县)“其阴多铁,其阳多赤金”;密山(今河南新安县)“其阴多铁”;求山“其阳多金,其阴多铁”;《北山经》:白马之山(在今山西孟县北)“其阴多铁,多赤铜”等等。这是古人通过开采实践总结出来的“规律”。但如何加以科学解释,是一个有待探讨的问题。
找矿线索(标志),古代称之为“苗”、“引”或“荣”。除前边叙述的一些铁矿与其他金属矿产分布规律作为找矿标志外,还总结有,《丹房镜源》:“阴平(今甘肃文县西北)铅出剑州(今川北龙山东南)是铁之苗”。“宝藏论”:“上铙乐平铅……铁苗也”。郭璞《流赭赞》:“沙则潜流,亦有运赭;于以求铁,趁在其下”。可见“赭”有在高山上的,也有在流水中,都见有找铁矿的线索。《管子·地数》记:“山上有赭,其下有铁……此山之见荣者也”。
古代对金属矿物的生成,也有比较明确的认识。如《博物志》记:“石者,金之根甲”。这是说金属矿物以岩石为“根”,而又被岩石所包围(“甲”),很形象地说明了原生金属矿物的成因。
从上述来看,我国古代人们对地质的认识具有一定水平,许多经验总结至今仍具有一定的地质找矿价值。但许多经验与认识,没有发展到现代地质科学的高度。从18世纪以后无论在地质学的认识上还是在应用上,较诸欧洲都显得落后。
19世纪后期,中国官办和民用工业进一步发展与扩大,使钢铁消耗量增加,近代矿冶工业的发展,需要进行地质调查和找矿工作。但当时我们还没有自己的专业地质人员,因此不得不聘请外国矿师进行找矿。直到辛亥革命以后,1916年由中国自己培养的首批地质人员在国内开始了地质矿产调查工作。最先进行地质调查的铁矿区有河北龙烟、井陉和湖北鄂城等铁矿山。这可能是中国自己的地质人员最早调查的铁矿床。




成矿规律
矿化规律性的表现 在下列3个方面﹕ 成矿的旋回性。在地壳发展历程中﹐矿化作用不是连续不断地发生的﹐而多发育于地质环境剧烈变更的阶段﹐其时代与大地构造旋回一致﹐成矿期主要分为﹕太古宙成矿期(距今26亿年前)﹑早元古代成矿期(距今25~18亿年)﹑中元古代成矿期(距今18~10亿年)﹑晚元古代成...

成矿规律和成矿模式
为矿源层或矿胚成矿期(约840Ma以前至中元古代:图8-8a)。可能是在中新元古代时期,因弧或弧后盆地裂解,弧地壳来源的含成矿物质的中酸性火山熔浆在沿断裂上升和喷溢过程中,与当时沉积于该弧后盆地内一套碳酸盐岩相互作用和\/或同熔混合碳酸盐岩,最终形成一套富铁、钴、铜成矿元素的矿源层或含...

成矿规律、控矿因素与找矿方向
(1)赋金地层以早古生代地层为主,且以中寒武统、下奥陶统、上奥陶统火山岩系为主,其中金的丰度值一般高于金在地壳中的丰度值,从而为金矿的形成提供了矿质来源。成矿作用以加里东早、中期为主。(2)金矿化与加里东期侵入的超基性岩、基性岩、中、酸性岩关系密切,有一半以上金矿床(点)产于...

矿床成矿规律总结
岩浆冷凝阶段形成的收缩应力场还形成共轭剪切带和平行主压应力方向的张裂隙。这些构造面成为成矿作用有利的通道和容矿空间,并被矿化作用所愈合,但表现出矿体的形态、分布和产状。( 二) 矿体空间分布规律 矽卡岩型矿体的空间分布规律可以总结为 “沿接触带分布、顺层侧伏”。由于受到新屋里复式向斜及其...

铁矿成矿规律
铁矿床的形成与地壳演化有着密切的联系。在不同地质时期和构造运动期,主导的铁矿床类型各异,反映了铁矿成矿规律的多样性。以下是各个主要类型的铁矿床及其成矿特点:沉积变质型铁矿床 这类矿床产于前寒武纪,如鞍山-本溪一带的“鞍山式”铁矿,主要由受变质作用的铁硅质或碳酸盐建造型构成。鞍山...

成矿模式与组合成矿规律
三、组合成矿规律 对上述矿床实例和成矿模式综合分析之后,对我国镍铜-铂族岩浆硫化物矿床的组合成矿规律可表述于下。 (一)矿床类型划分 按照构造环境、侵位方式、岩体规模、主要岩石、矿床规模和主矿元素将中国岩浆硫化物矿床划分为4种主要类型:①与古大陆边缘裂解有关的小侵入体矿床;②与大陆溢流玄武岩有关的侵入体...

成矿的时间规律
在漫长的成矿时期中,不同成因类型的矿床(化)又有所差异,呈现出一定规律。(1)成矿期相对晚于成岩期 不同成因类型的稀有金属矿的成矿期与区域变质时期和重熔岩浆侵入时期相对应,但成矿期均相对晚于相应的成岩期。(2)成矿的长期性 本区稀有金属成矿时间具有长期性特点,从海西早期开始,延续...

铁矿分布及成矿规律
铁矿资源的分布及其成矿规律主要体现在不同地质时代的地层中。太古宙时期,主要分布在华北地台北缘和南缘,如吉林东南部、鞍山-本溪、冀东-北京等地,以鞍山式铁硅质建造矿床为主,多为大型矿床,如鞍山群、迁西群等。铁矿床主要受角闪岩相至绿片岩相的变质作用,以条纹状、条带状构造为特征,储量占比4...

成矿规律分析和成矿远景区的划分
(一)矿产分布规律总结及成矿规律分析 1.矿产分布规律总结 调查区已发现的矿产有金、石盐、石膏3个矿种,3个矿床、矿(化)点。按其成因类型划分:金为内生矿产;石盐、石膏属外生矿产,其分布严格受成矿地质环境及成矿作用的控制。(1)外生矿产的分布规律 调查区内外生矿产的分布受成矿地质、...

成矿规律
成矿规律实际上是研究矿床发生、发展、演化、富集和分散及其与相关控制因素联系的科学。如果详细论述,其内容非常庞大,现摘其最重要者简述如下: 8.1.1.1 大地构造的成矿专属性 塔里木大陆板块中矿床的发生、发展和演化主要随塔里木板块的形成与演化而定。在古陆核和陆壳阶段,由于泛大洋阶段幔源物质分异而聚集了Cr、Ni...

蓬安县19473796033: 铁矿中的矿床大小如何划分?
宥妍复方: 这是个矿床评价的问题,过两天将有专业人士来回答. 不过从成矿规律上也可以比较矿床的大小.1 沉积变质成矿,这样的矿床发育于海洋中,早期地球上由生物放出的氧气被海洋大量吸收,溶解在水里的?被氧化成氢氧化?沉淀,经过漫长的成岩和变质作用,形成了巨大的铁矿床.这样的矿床铁矿品位可达60%.如澳大利亚铁矿.2 接触交代-热液矿床.这样的铁矿床形成于海沟岛弧型造山带,其特点是铁矿品位低,一般在30%.但可形成多金属成矿带.如我国三江成矿带中的攀枝花铁矿.

蓬安县19473796033: 铁矿是怎样形成的? -
宥妍复方: 地球上分散在各处含有铁的岩石,风化崩解,里面的铁也被氧化,这些氧化铁溶解或悬浮在水中,随着水的流动,逐渐沉淀堆积在水下,成为铁比较集中的矿层,在整个聚集过程中,许多生物起着积极的作用.铁矿层形成后,再经过多次变化,譬如地壳中的高温高压作用,有时还有含矿物质多的热液参加进来,使这些沉积而成的铁矿或含铁较多的岩石变质,造成规模很大的铁矿;这些经过变质的铁矿或含铁较多的岩石,还可以再经过风化,把铁进一步集中起来,造成含铁量很高的富铁矿. 还有些铁矿是岩浆活动造成的.岩浆在地下或地面附近冷却疑结时,可以分离出铁矿物,并在一定的部位集中起来;岩浆与周围岩石接触时,也可以相互作用,形成铁矿

蓬安县19473796033: 金属矿藏是怎么形成的像铁矿,铜矿,金矿啦这些金属矿 -
宥妍复方: 金属矿床是由金属矿物组成的,金属矿物一般都是由相关联的一系列的矿物组合组成,通常铁矿的类型相对比较单一,一般由赤铁矿、磁铁矿、等主要矿物组成;铜矿则是由通矿物组合组成,包括黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、孔雀石、铜蓝等等,金矿则由金的赋存状态不同而由不同的矿物组合组成,包括黄铁矿、毒砂、石英组合等等! 不同的成矿温度形成不同的矿物组合,也就形成不同的矿种.

蓬安县19473796033: 矿床的成因也类型是怎样划分的? -
宥妍复方: 矿床根据成因可分为三类,即内生矿床、外生矿床和变质矿床.1、内生矿床:在岩浆活动过程中,有用元素或有用矿物富集起来形成 的矿床,总称为内生矿床.绝大多数的有色金属和稀有金属等矿产,及部分非金属矿产都产于内生矿床.内...

蓬安县19473796033: 对成矿规律与成矿预测的认知和理解 -
宥妍复方: 成矿预测常用的方法有以下4种:①地质类比法和就矿找矿法.矿床或矿田存在本身表明了多方面控矿因素的最佳结合.研究总结已知典型矿床的成矿地质环境和控矿地质因素,以作为类比并推断未知地区成矿可能性的依据.找矿经验表明,这...

蓬安县19473796033: 铁矿资源类型是什么 -
宥妍复方: 铁矿资源类型如下:(一)沉积变质型铁矿床这类铁矿床又称受变质沉积型铁矿床,主要产于前寒武纪(太古宙、元古宙)古老的区域变质岩系中,是我国十分重要的铁矿类型,其储量占全国总储量的 57.8%.并具有“大、贫、浅、易(选)...

蓬安县19473796033: 请问研究矿床的成矿规律要从哪些方面进行研究?
宥妍复方: 首先从成矿规律的概念来看,它指矿床形成的空间关系、时间关系、物质共生关系及内在成因关系等的总和.那么,实际上研究成矿规律主要要研究矿床的成矿区域、成矿时代和成矿系列.

蓬安县19473796033: 研究成矿规律的意义是什么? -
宥妍复方: 成矿规律既是进行成矿分析的向导,又是成矿分析的结晶,它对预测找矿工具有重要的指导作用.谢谢~~

蓬安县19473796033: 铁从矿石到成材的整个过程是什么? -
宥妍复方: 简单的说,开采的铁矿石先得经过筛选变成含量比较高的铁的氧化物,然后和碳一起进入高炉进行氧化还原反应,主要是一氧化碳与铁的氧化物反应分离出铁水(铁含量更高),然后铁水再进入转炉,在高压氧气的作用下来氧化铁水中的氧变成更高的钢水,最后钢水转到连铸机进行连铸或到钢锭模进行浇铸成形.

蓬安县19473796033: 铁是怎么来的? -
宥妍复方: 铁是地壳中较丰富的元素,仅次于氧、硅、铝.磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿是重要的铁矿.铁金属常用高炉以焦炭为燃料、用铁矿石和石炭石为原料炼得.用氢气还原纯氧化铁可得到纯铁.含碳在2.11%以上的铁叫生铁(或铸铁).含碳量少于0.2%的铁熔合体称为熟铁或锻铁.含碳量介于0.2-2.11%之间的铁合金叫做钢.生铁坚硬,但性脆;钢具有弹性;熟铁易于机械加工,但要比钢柔软.生铁含碳量4%左右,用生铁炼钢,就是减低生铁内的碳量达2.11%以下,使硅、锰、钼、钒、镍、铬等的元素含量在要求范围内,以及尽量将硫和磷杂质除去.

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