鐵礦是怎樣生成的呢?地質學家認為主要是依靠如下三種作用生成的:一種是由地球內部力量所引起的作用,表現為地殼的緩慢上下活動,地殼的褶皺和斷裂、地震,特別是岩漿侵入和火山噴發作用等,這種作用叫“內力作用”,由內力作用生成的礦床叫內生礦床;另一種是依靠地球表面的“外力作用”,即依靠地球表面的空氣、雨水與河流、生物等對地殼表面的含鐵岩石或原來的鐵礦體發生作用使之風化、破碎,並將含鐵礦物搬運或者將鐵質溶解帶入水內,再在適當的環境中進行堆積或沉澱而富整合礦,叫做外生礦床;第三種是一些外生作用或內生作用所造成的岩石或礦床,因地殼運動下降到地殼深處,由於溫度和壓力的增高而使其礦物成分、結構、構造發生改變,這種作用叫做“變質作用”,由變質作用造成的或由變質作用改造過的礦床,叫做變質礦床。

地質工作者按以上三種成礦作用把自然界已知的鐵礦床,分為如下三大型別

內生鐵礦床

地質工作者認為,在地殼深處的岩石在一定的條件下,可以呈熔融狀態存在,這種東西叫做“岩漿”岩漿中含有許多金屬物質,在高溫、高壓下它可以向上活動,在活動過程中,當地殼有些地方的岩石產生裂隙時,岩漿就向裂隙侵入,有的時候衝出地面,並噴出許多流動的岩漿和氣體形成火山。這些噴出的岩漿,在地面上凝結起來,就變成火山噴出巖,如玄武岩、安山岩、流紋岩、以及噴發沉積的凝灰岩,凝灰角礫岩等。有些沒有噴出地面的岩漿,在一定深度下冷卻凝固起來,就成了侵入岩,如花崗岩、閃長巖、輝長岩和橄欖岩等

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因為岩漿中含有各種不同的金屬和非金屬元素,溫度又很高,所以周圍的岩石,都要受到它很大的影響,並隨時和岩漿中的各種元素進行化學作用。由於岩漿向上(地面)活動,溫度、壓力慢慢降低,而岩漿中各種元素的熔點和結晶點不同,當溫度冷卻到一定時候,各種元素便按照它們自己的結晶點,依次凝結沉澱下來,互相分家,在合適的條件下聚集,形成了各種不同的礦床。鐵礦也有這樣生成的,這種鐵礦,叫做內生鐵礦。

內生鐵礦床根據成分和形成時所處的岩漿活動過程的階段的不同,又可分為岩漿晚期釩鈦磁鐵礦礦床,偉晶岩鐵礦床,接觸交代矽卡巖型磁鐵、赤鐵礦床,高溫熱液磁鐵、赤鐵礦床,中低溫熱液赤鐵(及菱鐵礦)礦床及火山岩區的鐵礦床等,但在我國主要是以下幾種型別:

1.晚期岩漿、鈦磁鐵礦礦床:

這類鐵礦床是在基性岩漿活動的最後階段(晚期)生成的,它與基性火成岩(含鐵、鎂成分較多的暗綠色火成岩)有直接關係,經常生於輝長岩類岩石中,圍巖有時候具綠泥石化。礦體有脈狀、似層狀及浸染狀等多種,規模有的很大。它的特點是含有釩和鈦,因此不論是貧礦或富礦,一般都要經過選礦,以降低礦石中含鈦數量,才能入爐冶煉。脈狀或似層狀礦體一般延長可達1~2公里,厚1~10米,多為含鐵較富的(50~57%)緻密塊狀礦石,它是沿著基性巖體形成時所產生的裂隙(岩石冷卻收縮形成的)充填而成的,多靠近巖體底部;浸染狀礦體,一般分佈較廣闊,礦石的分佈面積常在0.1~1平方公里,延長數十至上千米,厚度由數米到20米,礦體向下延伸可達200~300米,這種礦體礦石含鐵約25%左右。這類礦床,主要礦物成分為磁鐵礦、鈦鐵礦及少量硫化物,其中並含有釩、鈷、鎳、銅、鉑等十幾種有益元素,均可綜合利用。其規模大小都有,如圖晚期岩漿鐵礦床。

2.接觸交代矽卡巖型磁鐵、赤鐵礦床:

這是在工業上具有重要意義的一種鐵礦床,通常與中酸性侵入岩(花崗岩、花崗閃長巖、石英閃長巖等)有關,礦床多生於中酸性侵入岩與石灰岩(或凝灰岩)的接觸帶上,圍巖一般經過接觸變質生成以透輝石、石榴石為主的矽卡巖。礦體一般呈似層狀、脈狀、凸鏡狀或不規則的囊狀,規模不定,大小均有。大礦體常延長一公里以上,厚達十米到幾十米,礦石礦物主要為磁鐵礦和赤鐵礦,其次為假像赤鐵礦、鏡鐵礦及針鐵礦,此外尚有黃銅礦、黃鐵礦及鉛、鋅、鉬、鈷等金屬硫化物。礦石主要為緻密塊狀和浸染狀兩種,品位有貧有富,但以能直接鍊鐵的富礦較多,少數還能直接入平爐鍊鋼,含鐵量一般為45~70%,銅的含量往往也高,區域性達到0.5%。上述共生成分均可考慮綜合利用。

3.熱液鐵礦床:主要有如下兩種型別:

(1)高溫熱液磁鐵礦床、赤鐵礦床,礦床與鹼性花崗岩有密切關係。礦體常產於接觸帶或遠離侵入體岩石中,特別是常產於白雲質灰巖中,呈脈狀、似層狀及巨大的扁豆狀。礦物成分以磁鐵礦及赤鐵礦為主,並含有其他特殊組份,主要是稀土元素,與鈉輝石、鈉閃石及螢石等礦物伴生。圍巖蝕變有綠簾石化、螢石化等。礦床規模大。

(2)中低溫熱液赤鐵礦床;這是一種與較小的中酸性侵入體有相當距離而在成因上和它們有關係的鐵礦。其中有些礦床以菱鐵礦為主,有時含錳較高,這可能和有色金屬礦床有密切關係。其圍巖一般為石灰岩、砂岩和頁岩。圍巖蝕變有絹雲母化綠泥石化等。礦體呈脈狀、團塊狀、扁豆狀。鐵礦有富有貧,形狀較不規則,規模一般為中小型,分佈地區比較廣泛。我國湖北,揚子江中、下游,以及西南各省都有分佈。

4.火山岩區的鐵礦床:

這種鐵礦床有幾種產出情況:一種是生在火山岩區的閃長斑岩體內,一種是生在閃長巖與火山岩層的接觸地段,一種是產在火山熔岩中或凝灰岩中,再一種是產於中鹼性變鈉質火山岩中。

這些鐵礦,礦體往往呈似層狀、透鏡狀及脈狀。鐵礦物主要是磁鐵礦,赤鐵礦,富礦比例較大,含鐵量常大於50%,有時伴生有磷灰石、鈷、釩、硫等成分,可綜合利用。

外生鐵礦床

這類鐵礦床種類很多,有由超基性岩石或菱鐵礦風化而成的紅土型褐鐵礦礦床(殘留礦床),有由有色金屬硫化物礦床風化而成的褐鐵礦為主的鐵帽礦床,有由地表含鐵水溶液沿岩石裂隙沉澱而成的淋積鐵礦床,還有主要見於我國沿海地區的機械沉積鐵砂礦床以及古代湖泊、沼澤及淺海沉積的成層層狀鐵礦床,在我們國家已知的這類礦床,比較重要的主要是淺海沉積形成的魚子狀赤鐵礦(菱鐵礦)礦床,分別介紹如下

1.下旦紀赤鐵礦(菱鐵礦)

這是生在下震旦紀地層中的層狀鐵礦,鐵礦不止一層累計厚度一般為幾米,與共生的砂岩、頁岩構成“含鐵層”,其上下大都是石英岩或石英砂岩,也有頁岩,是古生代地臺區淺海中的沉積。礦石一般為魚子狀構造。富礦、貧礦都有,大多含磷稍高。礦床規模大小不等。這種鐵礦廣泛分佈於我國北方下震旦紀地層中,是我國已知的最重要沉積鐵礦型別之一。

2.中、上泥盆紀赤鐵礦(菱鐵礦):

這是產於中泥盆紀或上泥盆紀地層中的層狀鐵礦,主要礦層1~3層,厚1~4米,累計厚度一般為幾米,有時接近10米圍巖主要為砂岩、頁岩、泥灰岩與鐵礦在一起的岩石和生成的地質環境同以上宣龍式鐵礦。富礦與貧礦均有,大都含磷稍高;有時含鐵量雖較低(30~40%),但因含碳酸鈣較多,所以也可直接冶煉,屬自熔性礦石。礦石具典型的魚子狀構造。礦床規模有大有小,首先發現於湖南鐵礦及鄂西南大鐵礦即屬這一型別。廣泛分佈於南方各省。

這是南方最大的沉積鐵礦型別,適合於大、中、小型鋼鐵廠的利用。

三變質鐵礦床

我國已知分佈較廣的變質鐵礦都是後來經過了變質作用的古老沉積鐵礦床,這類鐵礦床又叫做含鐵石英岩礦床,主要生在經過變質的古老沉積岩層中,礦層上、下岩石多為石英岩、片岩、千枚巖等。礦體呈層狀或大凸鏡狀,有固定層位,經常好幾層重複出現。礦石緻密堅硬具條紋條帶狀構造,含鐵礦物主要是磁鐵礦、赤鐵礦,它們和矽質薄層相間構成條帶狀礦石

,含鐵量一般20~40%,其中也有塊狀和板狀富鐵礦體,含鐵達50~70%。這種礦床規模巨大,在我國已知鐵礦中,儲量大約佔一半左右。我國遼寧鞍山鐵礦山西五臺山鐵礦屬這一型別。

此外生於下古生代寒武奧陶紀千枚巖中的我國甘肅某鐵礦床,礦體成層狀,扁平大凸鏡狀,常成緊密複式褶皺的向斜或陡立的單斜,厚度沿走向、傾向變化較大,主要礦物為鏡鐵礦、菱鐵礦、碧玉、重晶石等,礦石呈條帶狀構造,含鐵量一般30~45%,含硫較高,也屬這一型別