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鐵是世界上發(fā)現(xiàn)最早,利用最廣,用量也是最多的一種金屬,其消耗量約占金屬總消耗量的95%左右。鐵礦石主要用于鋼鐵工業(yè),冶煉含碳量不同的生鐵(含碳量一般在2%以上)和鋼(含碳量一般在2%以下)。生鐵通常按用途不同分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵、合金生鐵。鋼按組成元素不同分為碳素鋼、合金鋼。合金鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上,為改善或獲得某些性能而有意加入適量的一種或多種元素的鋼,加入鋼中的元素種類(lèi)很多,主要有鉻、錳、釩、鈦、鎳、鉬、硅。此外,鐵礦石還用于作合成氨的催化劑(純磁鐵礦),天然礦物顏料(赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦)、飼料添加劑(磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦)和名貴藥石(磁石)等,但用量很少。鋼鐵制品廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)和人民生活各個(gè)方面,是社會(huì)生產(chǎn)和公眾生活所必需的基本材料。自從19世紀(jì)中期發(fā)明轉(zhuǎn)爐煉鋼法逐步形成鋼鐵工業(yè)大生產(chǎn)以來(lái),鋼鐵一直是最重要的結(jié)構(gòu)材料,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極重要的地位,是社會(huì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè),是現(xiàn)代化工業(yè)最重要和應(yīng)用最多的金屬材料。所以,人們常把鋼、鋼材的產(chǎn)量、品種、質(zhì)量作為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。一、礦物原料特點(diǎn)(一)主要鐵礦

物鐵礦物種類(lèi)繁多,目前已發(fā)現(xiàn)的鐵礦物和含鐵礦物約300余種,其中常見(jiàn)的有170余種。但在當(dāng)前技術(shù)條件下,具有工業(yè)利用價(jià)值的主要是磁鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。

1.磁鐵礦

FeO31.03%,F(xiàn)e2O368.97%或含F(xiàn)e72.2%,O27.6%,等軸晶系。單晶體常呈八面體,較少呈菱形十二面體。在菱形十二面體面上,長(zhǎng)對(duì)角線方向?,F(xiàn)條紋。集合體多呈致密塊狀和粒狀。顏色為鐵黑色、條痕為黑色,半金屬光澤,不透明。硬度5.5~6.5。比重4.9~5.2。具強(qiáng)磁性。

磁鐵礦中常有相當(dāng)數(shù)量的Ti4+以類(lèi)質(zhì)同象代替Fe3+,還伴隨有Mg2+和V3+等相應(yīng)地代替Fe2+和Fe3+,因而形成一些礦物亞種,即:

(1)鈦磁鐵礦Fe2+(2+x)Fe3+(2-2x)TixO4(0<x<1),含TiO212%~16%。常溫下,鈦從其中分離成板狀和柱狀的鈦鐵礦及布紋狀的鈦鐵晶石。

(2)釩磁鐵礦FeV2O4或Fe2+(Fe3+V)O4,含V2O5有時(shí)高達(dá)68.41%~72.04%。

(3)釩鈦磁鐵礦為成分更為復(fù)雜的上述兩種礦物的固溶體產(chǎn)物。

(4)鉻磁鐵礦含Cr2O3可達(dá)百分之幾。

(5)鎂磁鐵礦含MgO可達(dá)6.01%。

磁鐵礦是巖漿成因鐵礦床、接觸交代-熱液鐵礦床、沉積變質(zhì)鐵礦床,以及一系列與火山作用有關(guān)的鐵礦床中鐵礦石的主要礦物。此外,也常見(jiàn)于砂礦床中。

磁鐵礦氧化后可變成赤鐵礦(假象赤鐵礦及褐鐵礦),但仍能保持其原來(lái)的晶形。

2.赤鐵礦

自然界中Fe2O3的同質(zhì)多象變種已知有兩種,即α-Fe2O3和γ-Fe2O3。前者在自然條件下穩(wěn)定,稱(chēng)為赤鐵礦;后者在自然條件下不如α-Fe2O3穩(wěn)定,處于亞穩(wěn)定狀態(tài),稱(chēng)之為磁赤鐵礦。

赤鐵礦:Fe69.94%,O30.06%,常含類(lèi)質(zhì)同象混入物Ti、Al、Mn、Fe2+、Ca、Mg及少量Ga和Co。三方晶系,完好晶體少見(jiàn)。結(jié)晶赤鐵礦為鋼灰色,隱晶質(zhì);土狀赤鐵礦呈紅色。條痕為櫻桃紅色或鮮豬肝色。金屬至半金屬光澤。有時(shí)光澤暗淡。硬度5~6。比重5~5.3。

赤鐵礦的集合體有各種形態(tài),形成一些礦物亞種,即:

(1)鏡鐵礦為具金屬光澤的玫瑰花狀或片狀赤鐵礦的集合體。

(2)云母赤鐵礦具金屬光澤的晶質(zhì)細(xì)鱗狀赤鐵礦。

(3)鮞狀或腎狀赤鐵礦形態(tài)呈鮞狀或腎狀的赤鐵礦。

赤鐵礦是自然界中分布很廣的鐵礦物之一,可形成于各種地質(zhì)作用,但以熱液作用、沉積作用和區(qū)域變質(zhì)作用為主。在氧化帶里,赤鐵礦可由褐鐵礦或纖鐵礦、針鐵礦經(jīng)脫水作用形成。但也可以變成針鐵礦和水赤鐵礦等。在還原條件下,赤鐵礦可轉(zhuǎn)變?yōu)榇盆F礦,稱(chēng)假象磁鐵礦。

3.磁赤鐵礦

γ-Fe2O3,其化學(xué)組成中常含有Mg、Ti和Mn等混入物。等軸晶系,五角三四面體晶類(lèi),多呈粒狀集合體,致密塊狀,常具磁鐵礦假象。顏色及條痕均為褐色,硬度5,比重4.88,強(qiáng)磁性。

磁赤鐵礦主要是磁鐵礦在氧化條件下經(jīng)次生變化作用形成。磁鐵礦中的Fe2+完全為Fe3+所代替(3Fe2+→2Fe3+),所以有1/3Fe2+所占據(jù)的八面體位置產(chǎn)生了空位。另外,磁赤鐵礦可由纖鐵礦失水而形成,亦有由鐵的氧化物經(jīng)有機(jī)作用而形成的。

4.褐鐵礦

實(shí)際上并不是一個(gè)礦物種,而是針鐵礦、纖鐵礦、水針鐵礦、水纖鐵礦以及含水氧化硅、泥質(zhì)等的混合物。化學(xué)成分變化大,含水量變化也大。

(1)針鐵礦α-FeO(OH),含F(xiàn)e62.9%。含不定量的吸附水者,稱(chēng)水針鐵礦HFeO2·NH2O。斜方晶系,形態(tài)有針狀、柱狀、薄板狀或鱗片狀。通常呈豆?fàn)?、腎狀或鐘乳狀。切面具平行或放射纖維狀構(gòu)造。有時(shí)成致密塊狀、土狀,也有呈鮞狀。顏色紅褐、暗褐至黑褐。經(jīng)風(fēng)化而成的粉末狀、赭石狀褐鐵礦則呈黃褐色。針鐵礦條痕為紅褐色,硬度5~5.5,比重4~4.3。而褐鐵礦條痕則一般為淡褐或黃褐色,硬度1~4,比重3.3~4。

(2)纖鐵礦γ-FeO(OH),含F(xiàn)e62.9%。含不定量的吸附水者,稱(chēng)水纖鐵礦FeO(OH)·NH2O。斜方晶系。常見(jiàn)鱗片狀或纖維狀集合體。顏色暗紅至黑紅色。條痕為桔紅色或磚紅色。硬度4~5,比重4.01~4.1。

5.鈦鐵礦

FeTiO3,F(xiàn)e36.8%,Ti36.6%,O31.6%。三方晶系。菱面體晶類(lèi)。常呈不規(guī)則粒狀、鱗片狀或厚板狀。在950℃以上鈦鐵礦與赤鐵礦形成完全類(lèi)質(zhì)同象。當(dāng)溫度降低時(shí),即發(fā)生熔離,故鈦鐵礦中常含有細(xì)小鱗片狀赤鐵礦包體。鈦鐵礦顏色為鐵黑色或鋼灰色。條痕為鋼灰色或黑色。含赤鐵礦包體時(shí)呈褐色或帶褐的紅色條痕。金屬-半金屬光澤。不透明,無(wú)解理。硬度5~6.5,比重4~5。弱磁性。鈦鐵礦主要出現(xiàn)在超基性巖、基性巖、堿性巖、酸性巖及變質(zhì)巖中。我國(guó)攀枝花釩鈦磁鐵礦床中,鈦鐵礦呈粒狀或片狀分布于鈦磁鐵礦等礦物顆粒之間,或沿鈦磁鐵礦裂開(kāi)面成定向片晶。

6.菱鐵礦

FeCO3,F(xiàn)eO62.01%,CO237.99%,常含Mg和Mn。三方晶系。常見(jiàn)菱面體,晶面常彎曲。其集合體成粗粒狀至細(xì)粒狀。亦有呈結(jié)核狀、葡萄狀、土狀者。黃色、淺褐黃色(風(fēng)化后為深褐色),玻璃光澤。硬度3.5~4.5,比重3.96左右,因Mg和Mn的含量不同而有所變化。(二)鐵的化學(xué)和物理性質(zhì)

鐵元素(Ferrum)的原子序數(shù)為26,符號(hào)為Fe。在元素周期表上,鐵是第四周期第八副族(ⅧB(niǎo))的元素。它與鈷和鎳同屬四周期ⅧB(niǎo)族。

在自然界中,鐵元素有4種穩(wěn)定同位素,其同位素豐度(%)如下(Hertz,1960):

54Fe—5.81,56Fe—91.64,57Fe—2.21,58Fe—0.34。

鐵的原子量平均為55.847(當(dāng)12C=12.000時(shí))。

鐵的原子半徑,取12配位數(shù)時(shí),為1.26×10-10m。鐵的原子體積為7.1cm3/克原子,原子密度為7.86g/cm3。

鐵原子的電子結(jié)構(gòu)是3d64s2。

鐵原子很容易失掉最外層的兩個(gè)s電子而呈正二價(jià)離子(Fe2+)。如果再失掉次外層的1個(gè)d電子,則呈正三價(jià)離子(Fe3+)。鐵元素的這種變價(jià)特征,導(dǎo)致鐵在不同氧化還原反應(yīng)中顯示出不同的地球化學(xué)性質(zhì)。

鐵原子失去第一個(gè)電子的電離勢(shì)(I1)為7.90eV,失去第二個(gè)電子的電離勢(shì)(I2)為16.18eV,失去第三個(gè)電子的電離勢(shì)(I3)為30.64eV。

鐵的離子半徑隨配位數(shù)和離子電荷而變化。據(jù)Ahrens(1952)資料,取6配位數(shù)時(shí),F(xiàn)e2+的離子半徑為0.074nm,F(xiàn)e3+的離子半徑為0.064nm。鐵離子在含氧鹽和鹵化物等中構(gòu)成離子化合物。

鐵常與硫和砷等構(gòu)成共價(jià)化合物。鐵的共價(jià)半徑為1.17×10-10m。其鍵性強(qiáng)度可用鐵和硫、砷等的電負(fù)性差求得。鐵的電負(fù)性,F(xiàn)e2+為1.8,F(xiàn)e3+為1.9(波林,1964)。

凡是原子半徑與鐵相近的元素,當(dāng)晶體結(jié)構(gòu)相同時(shí),易與鐵形成金屬互化物,如鐵和鉑族形成的金屬互化物粗鉑礦(Pt,F(xiàn)e)。凡是離子半徑與鐵相近的元素,當(dāng)化學(xué)結(jié)構(gòu)式相同時(shí),易與鐵發(fā)生類(lèi)質(zhì)同象替換,如硅酸鹽中的鐵橄欖石和鎂橄欖石類(lèi)質(zhì)同象系列;碳酸鹽中的菱鐵礦和菱錳礦類(lèi)質(zhì)同象系列;以及鎢酸鹽中的鎢鐵礦和鎢錳礦類(lèi)質(zhì)同象系列,等等。

離子電位(Φ)是一個(gè)重要的地球化學(xué)指標(biāo)。Fe2+的離子電位為2.70,可在水溶液中呈自由離子(Fe2+)遷移。Fe3+的離子電位較高,為4.69,它易呈水解產(chǎn)物沉淀。因此,在還原條件下,有利于Fe2+呈自由離子遷移;在氧化條件下,則Fe2+易氧化為Fe3+而呈水解產(chǎn)物沉淀。與鐵共沉淀的元素(同價(jià)的或異價(jià)的)共生組合,可用離子電位圖來(lái)預(yù)測(cè)。

鐵及其化合物的密度、熔點(diǎn)和沸點(diǎn),以及它們?cè)谒械娜芙舛然蛉芏确e,是決定鐵進(jìn)行地球化學(xué)遷移的重要物理常數(shù)(表3.2.1)。

鐵化合物的溶度積(18℃時(shí)),F(xiàn)e(OH)3為1.1×10-36,F(xiàn)e(OH)2為1.04×10-14,F(xiàn)eS為3.7×10-19,等等。

表3.2.1鐵及其化合物的物理常數(shù)

t3-2-1.jpg二、用途與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

鐵礦石是指巖石(或礦物)中TFe含量達(dá)到最低工業(yè)品位要求者。(一)鐵礦石分類(lèi)

按照礦物組分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和采、選、冶及工藝流程等特點(diǎn),可將鐵礦石分為自然類(lèi)型和工業(yè)類(lèi)型兩大類(lèi)。

1.自然類(lèi)型

1)根據(jù)含鐵礦物種類(lèi)可分為:磁鐵礦石、赤鐵礦石、假象或半假象赤鐵礦石、釩鈦磁鐵礦石、褐鐵礦石、菱鐵礦石以及由其中兩種或兩種以上含鐵礦物組成的混合礦石。

2)按有害雜質(zhì)(S、P、Cu、Pb、Zn、V、Ti、Co、Ni、Sn、F、As)含量的高低,可分為高硫鐵礦石、低硫鐵礦石、高磷鐵礦石、低磷鐵礦石等。

3)按結(jié)構(gòu)、構(gòu)造可分為浸染狀礦石、網(wǎng)脈浸染狀礦石、條紋狀礦石、條帶狀礦石、致密塊狀礦石、角礫狀礦石,以及鮞狀、豆?fàn)?、腎狀、蜂窩狀、粉狀、土狀礦石等。

4)按脈石礦物可分為石英型、閃石型、輝石型、斜長(zhǎng)石型、絹云母綠泥石型、夕卡巖型、陽(yáng)起石型、蛇紋石型、鐵白云石型和碧玉型鐵礦石等。

2.工業(yè)類(lèi)型

1)工業(yè)上能利用的鐵礦石,即表內(nèi)鐵礦石,包括煉鋼用鐵礦石、煉鐵用鐵礦石、需選鐵礦石。

2)工業(yè)上暫不能利用的鐵礦石,即表外鐵礦石,礦石含鐵量介于最低工業(yè)品位與邊界品位之間。(二)一般工業(yè)質(zhì)量要求

1.煉鋼用鐵礦石(原稱(chēng)平爐富礦)

礦石入爐塊度要求:

平爐用鐵礦石50~250mm;

電爐用鐵礦石50~100mm;

轉(zhuǎn)爐用鐵礦石10~50mm。

直接用于煉鋼的礦石質(zhì)量要求見(jiàn)表3.2.2(適用于磁鐵礦石、赤鐵礦石、褐鐵礦石)。表3.2.2煉鋼用鐵礦石質(zhì)量要求

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2.煉鐵用鐵礦石(原稱(chēng)高爐富礦)

礦石入爐塊度要求:一般為8~40mm。

煉鐵用鐵礦石,按造渣組分的酸堿度可劃分為:

堿性礦石(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)>1.2;

自熔性礦石(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.8~1.2;

半自熔性礦石(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.5~0.8;

酸性礦石(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)<0.5。

直接用于高爐煉鐵用鐵礦石質(zhì)量要求見(jiàn)表3.2.3(適用于各種鐵礦石類(lèi)型塊礦)。表3.2.3高爐煉鐵用鐵礦石質(zhì)量要求

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酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼生鐵礦石P≤0.03%

堿性平爐煉鋼生鐵礦石P≤0.03%~0.18%

堿性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼生鐵礦石P≤0.2%~0.8%

托馬斯生鐵礦石P≤0.8%~1.2%

普通鑄造生鐵礦石P≤0.05%~0.15%

高磷鑄造生鐵礦石P≤0.15%~0.6%

3.需選鐵礦石

對(duì)于含鐵量較低或含鐵量雖高但有害雜質(zhì)含量超過(guò)規(guī)定要求的礦石或含伴生有益組分的鐵礦石,均需進(jìn)行選礦處理,選出的鐵精粉經(jīng)配料燒結(jié)或球團(tuán)處理后才能入爐使用。

需經(jīng)選礦處理的鐵礦石要求:

磁鐵礦石TFe≥25%,mFe≥20%;

赤鐵礦石TFe≥28%~30%;

菱鐵礦石TFe≥25%;

褐鐵礦石TFe≥30%。

對(duì)需選礦石工業(yè)類(lèi)型劃分,通常以單一弱磁選工藝流程為基礎(chǔ),采用磁性鐵占有率來(lái)劃分。根據(jù)我國(guó)礦山生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),其一般標(biāo)準(zhǔn)是:

礦石類(lèi)型mFe/TFe(%)

單一弱磁選礦石≥65

其他流程選礦石<65

對(duì)磁鐵礦石、赤鐵礦石也可采用另一種劃分標(biāo)準(zhǔn):

mFe/TFe≥85磁鐵礦石

mFe/TFe85~15混合礦石

mFe/TFe≤15赤鐵礦石三、礦業(yè)簡(jiǎn)史(一)鐵、鐵礦的發(fā)現(xiàn)與利用

中國(guó)是世界上利用鐵最早的國(guó)家之一。早在19000年前,周口店“山頂洞人”就開(kāi)始使用赤鐵礦粉作為赭紅色顏料,涂于裝飾品上或者隨葬撒在尸體周?chē)?。這是人類(lèi)利用天然礦物顏料的開(kāi)始。到新石器時(shí)代(距今10000~4000年),興起了制陶業(yè),并發(fā)明繪制各種風(fēng)格的彩陶。繪制赭紅色彩陶的原料就是赭石(赤鐵礦)。

人類(lèi)使用鐵器制品至少有5000多年歷史,開(kāi)始是用鐵隕石中的天然鐵制成鐵器。最早的隕鐵器是在尼羅河流域的格澤(Gerzeh)和幼發(fā)拉底河流域?yàn)鯛枺║r)出土于公元前4000多年前的鐵珠和匕首。目前中國(guó)最早的隕鐵文物是1972年在河北藁城臺(tái)西村商代中期(公元前13世紀(jì)中期)遺址中發(fā)現(xiàn)的鐵刃青銅鉞。這件古兵器,經(jīng)全面的科學(xué)考查,確定刃部是隕鐵加熱鍛造成的。它表明我國(guó)商代人們已掌握一定水平的鍛造技術(shù)和對(duì)鐵的認(rèn)識(shí),熟悉鐵加工性能,并認(rèn)識(shí)鐵與青銅在性質(zhì)上的差別。但那時(shí)人們還不會(huì)利用鐵礦石煉鐵,而鐵隕石又很少,所以當(dāng)時(shí)的鐵制品是十分珍貴的物品。

我國(guó)用鐵礦石直接煉鐵,早期的方法是塊煉鐵,后來(lái)用豎爐煉鐵。在春秋時(shí)代晚期(公元前6世紀(jì))已煉出可供澆鑄的液態(tài)生鐵,鑄成鐵器,應(yīng)用于生產(chǎn),并發(fā)明了鑄鐵柔化術(shù)。這一發(fā)明加快了鐵器取代銅器等生產(chǎn)工具的歷史進(jìn)程。戰(zhàn)國(guó)冶鐵業(yè)興盛,生產(chǎn)的鐵器制品以農(nóng)具、手工工具為主,兵器則青銅、鋼、鐵兼而有之。據(jù)記載,今山東臨淄和河北邯鄲鐵礦等,春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期都已進(jìn)行開(kāi)采。(二)采掘簡(jiǎn)史

隨著冶鐵業(yè)的興盛與發(fā)展,發(fā)現(xiàn)和開(kāi)采的鐵礦產(chǎn)地,一代比一代多。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代(公元前770年~前221年),據(jù)《山海經(jīng)·五藏山經(jīng)》記載產(chǎn)鐵之山有37處。漢武帝(公元前119年)在49個(gè)產(chǎn)鐵地區(qū)設(shè)置鐵官。唐代,按《新唐書(shū)·地理志》記載,當(dāng)時(shí)全國(guó)產(chǎn)鐵之山104處。明代,有鐵礦產(chǎn)地130處。到清代前期(公元1644~1840年)鐵礦產(chǎn)地發(fā)展到134處之多。古代開(kāi)采的大部為地表風(fēng)化殘積、堆積礦和江河岸邊的鐵礦,以及露出地表的淺部鐵礦體。采掘方法主要有:

(1)露天墾土法翻耕有鐵礦的土地,礦石隨之露出地面?!短旃ら_(kāi)物》記載:土錠鐵(即褐鐵礦結(jié)核)“淺浮土面,不生深穴”,“若起冶煎煉,浮者拾之。又乘雨濕之后,牛耕起土,拾其數(shù)寸土內(nèi)者”。這是古代記載的一種特殊采礦方法。

(2)露天掘取法用于采掘地表露頭鐵礦體。1974年在鞍山東北的太平溝發(fā)掘的漢代古采坑,坑形上寬10m,下窄2m,深10m,呈漏斗狀。顯然是古代露采遺址。清代開(kāi)采的廟兒溝(南芬)鐵礦,是人們?cè)诘乇砺额^處先用棒撬開(kāi)石縫,再用火燒(火爆法),經(jīng)過(guò)冷縮熱脹,使其破碎,采取礦石。

(3)地下鑿坑法即沿著礦體往地下鑿坑采掘礦石。在河南、江蘇、黑龍江等地一些古鐵礦遺址,都發(fā)現(xiàn)有豎井、斜井和巷道直接采掘礦石的古洞。說(shuō)明當(dāng)時(shí)人們已能根據(jù)礦體的不同產(chǎn)狀,采用不同的采掘方法,河南發(fā)掘的漢代鞏縣鐵生溝的巷道是沿礦體平行掘進(jìn),并沿礦體傾斜分別有上山和下山小斜井,直接采礦。豎井有方形和圓形兩種,一般在礦體中間或一側(cè)往下采掘礦石。對(duì)緩傾斜礦體再采用斜井。江蘇利國(guó)東漢冶鐵遺址附近的峒山古豎井,井口徑1.5m,深約10m。由于采掘技術(shù)的提高,礦井愈來(lái)愈深。黑龍江阿城五道嶺地區(qū),發(fā)掘金代中期的鐵礦井深達(dá)40m,礦井呈階梯式,井內(nèi)有采礦和選礦(手選)的不同作業(yè)區(qū),還有燈洞和采掘工具。

(4)古代采掘工具有鐵斧、鐵錘、鐵錐、鐵鎬和鐵砧等。如在河南發(fā)現(xiàn)的漢代、宋代一些鐵礦,采掘工具是鐵斧、鐵錘、鐵錐、鐵鎬等,在古采洞的圍巖壁上還遺留有鐵斧、鐵錐的鑿痕。到近代(1840~1949年),開(kāi)采的鐵礦山大部是在古礦硐(采場(chǎng))的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。據(jù)已查閱的40多處礦山資料記載,這些都曾先后經(jīng)過(guò)不同程度的地表調(diào)查和礦石質(zhì)量化驗(yàn)。有些礦山開(kāi)始逐步采用新的采掘、運(yùn)輸方法和設(shè)備以及貧礦選別。開(kāi)采規(guī)模比較大。如遼寧鞍山弓長(zhǎng)嶺鐵礦1933~1945年年均產(chǎn)礦石約60萬(wàn)t,最高年產(chǎn)達(dá)100萬(wàn)t;湖北大冶鐵礦1942年最高年產(chǎn)礦石達(dá)144萬(wàn)t;安徽馬鞍山鐵礦南山區(qū)1941年最高產(chǎn)礦石90萬(wàn)t。這3個(gè)礦山是我國(guó)近代時(shí)期鐵礦主要產(chǎn)區(qū),也是古代著名的鐵礦產(chǎn)地。(三)地質(zhì)找礦簡(jiǎn)史

人類(lèi)對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象的觀察和描述以及對(duì)巖石、礦物的認(rèn)識(shí),可追溯到遠(yuǎn)古時(shí)期。在我國(guó)春秋戰(zhàn)國(guó)成書(shū)的《山海經(jīng)》、《管子》中的某些篇章,是人類(lèi)對(duì)巖石礦物的最早總結(jié),并從發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)地中總結(jié)一些礦產(chǎn)分布規(guī)律和找礦標(biāo)志。《管子·地?cái)?shù)》中記載:“天下名山五千二百七十,出銅之山四百六十七,出鐵之山三千六百有九”。而后《史記·貨殖列傳》:“銅、鐵則千里往往出棋置”。概括了鐵銅礦產(chǎn)的分布。《管子·地?cái)?shù)》對(duì)礦產(chǎn)分布規(guī)律的論述有:“山上有赭,其下有鐵”;“上有慈石(磁鐵礦)者,下有金也”,明確地總結(jié)了鐵和銅、金礦產(chǎn)的垂直(上、下)分布規(guī)律,除垂直分布規(guī)律外,《山海經(jīng)·五藏山經(jīng)》記載許多地區(qū)(山)不同礦產(chǎn)分布的“陰陽(yáng)”分布關(guān)系。西山經(jīng):“符禺之山(今陜西華縣西南)其陽(yáng)多銅,其陰多鐵”,盂山(今陜西靖邊縣)“其陽(yáng)多銅,其陰多鐵”;泰冒之山(今陜西膚施)“其陽(yáng)多金,其陰多鐵”;龍首之山(今陜西隴縣)“其陽(yáng)多黃金,其陰多鐵”;西皇之山“其陽(yáng)多金,其陰多鐵”?!吨猩浇?jīng)》:”荊山(今湖北南漳縣)“其陰多鐵,其陽(yáng)多赤金”;密山(今河南新安縣)“其陰多鐵”;求山“其陽(yáng)多金,其陰多鐵”;《北山經(jīng)》:白馬之山(在今山西孟縣北)“其陰多鐵,多赤銅”等等。這是古人通過(guò)開(kāi)采實(shí)踐總結(jié)出來(lái)的“規(guī)律”。但如何加以科學(xué)解釋?zhuān)且粋€(gè)有待探討的問(wèn)題。

找礦線索(標(biāo)志),古代稱(chēng)之為“苗”、“引”或“榮”。除前邊敘述的一些鐵礦與其他金屬礦產(chǎn)分布規(guī)律作為找礦標(biāo)志外,還總結(jié)有,《丹房鏡源》:“陰平(今甘肅文縣西北)鉛出劍州(今川北龍山東南)是鐵之苗”。“寶藏論”:“上鐃樂(lè)平鉛……鐵苗也”。郭璞《流赭贊》:“沙則潛流,亦有運(yùn)赭;于以求鐵,趁在其下”。可見(jiàn)“赭”有在高山上的,也有在流水中,都見(jiàn)有找鐵礦的線索?!豆茏印さ?cái)?shù)》記:“山上有赭,其下有鐵……此山之見(jiàn)榮者也”。

古代對(duì)金屬礦物的生成,也有比較明確的認(rèn)識(shí)。如《博物志》記:“石者,金之根甲”。這是說(shuō)金屬礦物以巖石為“根”,而又被巖石所包圍(“甲”),很形象地說(shuō)明了原生金屬礦物的成因。

從上述來(lái)看,我國(guó)古代人們對(duì)地質(zhì)的認(rèn)識(shí)具有一定水平,許多經(jīng)驗(yàn)總結(jié)至今仍具有一定的地質(zhì)找礦價(jià)值。但許多經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)識(shí),沒(méi)有發(fā)展到現(xiàn)代地質(zhì)科學(xué)的高度。從18世紀(jì)以后無(wú)論在地質(zhì)學(xué)的認(rèn)識(shí)上還是在應(yīng)用上,較諸歐洲都顯得落后。

19世紀(jì)后期,中國(guó)官辦和民用工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展與擴(kuò)大,使鋼鐵消耗量增加,近代礦冶工業(yè)的發(fā)展,需要進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查和找礦工作。但當(dāng)時(shí)我們還沒(méi)有自己的專(zhuān)業(yè)地質(zhì)人員,因此不得不聘請(qǐng)外國(guó)礦師進(jìn)行找礦。直到辛亥革命以后,1916年由中國(guó)自己培養(yǎng)的首批地質(zhì)人員在國(guó)內(nèi)開(kāi)始了地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作。最先進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查的鐵礦區(qū)有河北龍煙、井陘和湖北鄂城等鐵礦山。這可能是中國(guó)自己的地質(zhì)人員最早調(diào)查的鐵礦床。

據(jù)查閱部分文獻(xiàn)記載,1916~1948年間,由我國(guó)自己的地質(zhì)隊(duì)伍調(diào)查的主要鐵礦產(chǎn)區(qū)有:河北省宣化、承德、灤縣、武安、涉縣;河南省安陽(yáng)、林縣、鞏縣—修武、新安—澠池、南召;山西省太原東山;內(nèi)蒙古白云鄂博;湖北省西南部和大冶、鄂城、靈鄉(xiāng);揚(yáng)子江下游;浙江省建德;福建省安溪、永春、永泰、龍巖;江西西部;江蘇省利國(guó);四川省和重慶綦江、涪陵—彭水、威遠(yuǎn)、攀枝花、達(dá)縣—渠縣、南江—旺蒼、洪雅、永川—銅梁、冕寧瀘沽、會(huì)理、道孚、滎經(jīng);云南易門(mén)、祿豐、安寧、昆陽(yáng)、武定、鶴慶;貴州省水城觀音山、赫章及貴州南部;湖南省寧鄉(xiāng)、新化、茶陵;廣東省云浮、紫金;陜西省鳳縣;甘肅省皋蘭、天水、武威、成縣等。

通過(guò)地質(zhì)調(diào)查新發(fā)現(xiàn)了白云鄂博、攀枝花、承德大廟等當(dāng)今仍在開(kāi)采的一些重要鐵礦山,并初步了解與掌握了一批鐵礦產(chǎn)地(礦點(diǎn))。

近代時(shí)期(1840~1949年),我國(guó)地質(zhì)學(xué)家對(duì)我國(guó)鐵礦床種類(lèi)(類(lèi)型)進(jìn)行了分類(lèi)。據(jù)《中國(guó)礦產(chǎn)資源一覽(鐵礦)》記載,經(jīng)對(duì)標(biāo)明礦床類(lèi)型的611個(gè)鐵礦產(chǎn)地(礦點(diǎn))統(tǒng)計(jì)歸納,有動(dòng)力變質(zhì)礦床、水成變質(zhì)礦床、水成礦床、接觸變質(zhì)(交代)礦床、熱液(充填、交代)礦床、巖漿分離(分化)礦床、殘留礦床、漂沙礦床等8個(gè)類(lèi)型。

總的看來(lái),近代地質(zhì)工作對(duì)鐵礦的勘查和科研作了一些工作,也發(fā)現(xiàn)了一批重要的鐵礦床。但由于缺乏進(jìn)行勘探儲(chǔ)量的手段,除個(gè)別鐵礦床進(jìn)行了少量深部工程外,一般僅作了些地表踏勘。因此,很難對(duì)我國(guó)鐵礦資源作出較正確的評(píng)價(jià)。(四)冶鐵(鋼)簡(jiǎn)史

古代的煉鐵方法是塊煉鐵,即在較低的冶煉溫度下,將鐵礦石固態(tài)還原獲得海綿鐵,再經(jīng)鍛打成的鐵塊。冶煉塊煉鐵,一般采用地爐、平地筑爐和豎爐3種。我國(guó)塊煉鐵始于春秋時(shí)代,在掌握塊煉鐵技術(shù)的不久,就煉出了含碳2%以上的液態(tài)生鐵,并用以鑄成工具。戰(zhàn)國(guó)初期,我國(guó)已掌握了脫碳、熱處理技術(shù)方法,發(fā)明了韌性鑄鐵。戰(zhàn)國(guó)后期,又發(fā)明了可重復(fù)使用的“鐵范”(用鐵制成的鑄造金屬器物的空腹器)。西漢時(shí)期,出現(xiàn)坩堝煉鐵法。同時(shí),煉鐵豎爐規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。1975年,在鄭州附近古滎鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)和發(fā)掘出漢代冶鐵遺址,場(chǎng)址面積達(dá)12萬(wàn)m2,發(fā)掘出兩座并列的高爐爐基,高爐容積約50m3。西漢時(shí)期還發(fā)明了“炒鋼法”,即利用生鐵“炒”成熟鐵或鋼的新工藝,產(chǎn)品稱(chēng)為炒鋼。同時(shí),還興起“百煉鋼”技術(shù)。東漢(公元25~220年),光武帝時(shí),發(fā)明了水力鼓風(fēng)爐,即“水排”。我國(guó)古代水排的發(fā)明,大約比歐洲早1100多年。漢代以后,發(fā)明了灌鋼方法。《北齊書(shū)·綦母懷文傳》稱(chēng)為“宿鋼”,后世稱(chēng)為灌鋼,又稱(chēng)為團(tuán)鋼。這是中國(guó)古代煉鋼技術(shù)的又一重大成就。據(jù)〈中華百科要覽〉記載:中國(guó)是最早用煤煉鐵的國(guó)家,漢代時(shí)已經(jīng)試用,宋、元時(shí)期已普及。到明代(公元1368~1644年)已能用焦炭冶煉生鐵。在公元14~15世紀(jì)之際,鐵的產(chǎn)量曾超過(guò)2000萬(wàn)斤,折合約為1.2萬(wàn)t。西方最先開(kāi)始工業(yè)革命的英國(guó),約晚兩個(gè)世紀(jì),才達(dá)到這個(gè)水平。

總的來(lái)看,中國(guó)古代鋼鐵發(fā)展的特點(diǎn)與其他各國(guó)不同。世界上長(zhǎng)期采用固態(tài)還原的塊煉鐵和固體滲碳鋼,而中國(guó)鑄鐵和生鐵煉鋼一直是主要方法。由于鑄鐵和生鐵煉鋼法的發(fā)明與發(fā)展,中國(guó)的冶金技術(shù)在明代中葉以前一直居世界先進(jìn)水平。

19世紀(jì)下半葉清政府發(fā)展近代軍事工業(yè),制造槍炮、戰(zhàn)艦,大量輸入西方國(guó)家生產(chǎn)的鋼鐵。1867年進(jìn)口鋼約8250t,1885年約9萬(wàn)t,1891年增加到170萬(wàn)擔(dān)(約13萬(wàn)t)。進(jìn)口鋼逐漸占領(lǐng)了中國(guó)的市場(chǎng),使傳統(tǒng)的冶鐵業(yè)難以維持生產(chǎn),而國(guó)內(nèi)鋼鐵消耗量又不斷增加。因此近代鋼鐵工業(yè)的興起就成為時(shí)代的需要。

1871年(清同治十三年),直隸總督李鴻章、船政大臣沈葆楨請(qǐng)開(kāi)煤鐵,以濟(jì)軍需,上允其請(qǐng),命于直隸磁州、福建、臺(tái)灣試辦。1875年,直隸磁州煤鐵礦向英國(guó)訂購(gòu)熔鐵機(jī)器,因運(yùn)道艱遠(yuǎn)未能成交。此事表明,當(dāng)時(shí)已開(kāi)始注重舉辦新式鋼鐵事業(yè)。1886年,貴州巡撫潘蔚創(chuàng)辦青廠,先用土爐,后從英國(guó)訂購(gòu)煉鐵、煉鋼設(shè)備,1888年安裝完畢。終因清廷腐敗,缺乏資金、煤和鐵礦石,加上不善管理,無(wú)人精通技術(shù),而于1893年停辦。這是興辦近代鋼鐵廠的一次嘗試。

1890年,湖廣總督張之洞主持興建湖北漢陽(yáng)鐵廠和大冶鐵礦,它的建設(shè)標(biāo)志中國(guó)近代鋼鐵工業(yè)的興起。1908年,漢陽(yáng)鐵廠、大冶鐵礦和萍鄉(xiāng)煤礦聯(lián)合組成漢冶萍煤鐵廠礦公司。這是中國(guó)近代第一個(gè)鋼鐵聯(lián)合企業(yè),也是當(dāng)時(shí)遠(yuǎn)東第一流的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。

第一次世界大戰(zhàn)后,除漢冶萍有較大的發(fā)展外,本溪、鞍山、上海、陽(yáng)泉、武漢和石景山等地的鋼鐵工廠也先后起步。以上鋼鐵企業(yè)建立后,1920年全國(guó)生鐵產(chǎn)量達(dá)43萬(wàn)t,鋼產(chǎn)量達(dá)6.8萬(wàn)t。1931年“九一八”事變后,日本帝國(guó)主義占領(lǐng)了中國(guó)東北地區(qū);1937年“七七”事變后,又侵占了華北、華中、華東等廣大地區(qū)。除東北地區(qū)外在北京、天津、唐山、陽(yáng)泉等地新建或改建一批鋼鐵廠。

抗日戰(zhàn)爭(zhēng)期間,在抗戰(zhàn)后方的四川、云南和晉東南等地也建設(shè)一批鋼鐵廠。1932~1948年,全國(guó)最高產(chǎn)量,鐵未超過(guò)180萬(wàn)t,鋼未超過(guò)100萬(wàn)t。1943年是1949年以前中國(guó)鋼產(chǎn)量最高年份,在世界上只占第16位。由于日本帝國(guó)主義的侵略戰(zhàn)爭(zhēng)和內(nèi)戰(zhàn)的破壞,1949年生產(chǎn)鋼鐵的企業(yè)只有19個(gè),年產(chǎn)鋼僅15.8萬(wàn)t,在世界上居第26位。

從1890年張之洞創(chuàng)辦漢陽(yáng)鐵廠到1948年半個(gè)世紀(jì)中,我國(guó)產(chǎn)鋼總量?jī)H760萬(wàn)t。新中國(guó)成立后,到1958年,僅用9年時(shí)間,我國(guó)(未包括臺(tái)灣)鋼產(chǎn)量就達(dá)到800萬(wàn)t。1978年鋼產(chǎn)量突破3000萬(wàn)t(3178萬(wàn)t),11年后的1989年升至6159萬(wàn)t,到1996年鋼產(chǎn)量突破1億t(10124萬(wàn)t),這在世界鋼鐵工業(yè)發(fā)展史上是少有的。

一、資源狀況

截至1996年底,全國(guó)共查明鐵礦產(chǎn)地1834處。累計(jì)探明鐵礦石儲(chǔ)量(A+B+C+D級(jí))504.78億t,按全國(guó)鐵礦石平均含鐵品位33%計(jì)算,鐵金屬量為166.58億t。扣除歷年開(kāi)采與損失,尚保有鐵礦石儲(chǔ)量(A+B+C+D級(jí))463.47億t,鐵金屬152.95億t,其中A+B+C級(jí)鐵礦石儲(chǔ)量222.09億t,鐵金屬為73.29億t,D級(jí)鐵礦石儲(chǔ)量241.38億t,鐵金屬為79.66億t。

從1955年到1995年我國(guó)鐵礦保有儲(chǔ)量整整增長(zhǎng)了10倍。

圖3.2.1示出了我國(guó)鐵礦石保有儲(chǔ)量近40年來(lái)的增長(zhǎng)情況。圖3.2.1中國(guó)鐵礦保有儲(chǔ)量增長(zhǎng)曲線

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根據(jù)80年代中期地質(zhì)科研部門(mén)對(duì)我國(guó)鐵礦資源的預(yù)測(cè)(表3.2.4),將全國(guó)大陸劃分為17個(gè)預(yù)測(cè)區(qū),共有有望航磁異常區(qū)1084處,預(yù)測(cè)資源潛力606億t。其中11個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)分布在東經(jīng)105°線以東地區(qū),有望航磁異常區(qū)754處,預(yù)測(cè)資源潛力為317億t,東部地區(qū)找礦程度較高,預(yù)測(cè)資源多以隱伏礦或盲礦體分布在已知礦帶的深部和周邊部。東經(jīng)105°線以西地區(qū),包括6個(gè)預(yù)測(cè)區(qū),有望航磁異常330處,預(yù)測(cè)資源潛力為289億t,西部地區(qū)找礦和研究工作程度較低或很低,尚有發(fā)現(xiàn)新礦區(qū)的前景。

據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查所和礦業(yè)局1996年1月的統(tǒng)計(jì),世界鐵礦石資源量超過(guò)8000億t,折合金屬量超過(guò)2300億t。1995年世界鐵礦石儲(chǔ)量1500億t、儲(chǔ)量基礎(chǔ)2300億t,折合鐵金屬量分別為650億t、1000億t(表3.2.5)。若以我國(guó)A+B+C級(jí)儲(chǔ)量與世界各國(guó)儲(chǔ)量基礎(chǔ)比較,我國(guó)鐵金屬儲(chǔ)量73.29億t,應(yīng)在俄羅斯、澳大利亞、加拿大、巴西之后居世界第5位。表3.2.4我國(guó)17個(gè)重要鐵礦區(qū)(帶)預(yù)測(cè)資源潛力統(tǒng)計(jì)

t3-2-4.jpg表3.2.51995年世界鐵礦石、鐵金屬儲(chǔ)量和儲(chǔ)量基礎(chǔ)(億t)

t3-2-5.jpg二、地理分布

截至1996年底,全國(guó)查明鐵礦產(chǎn)地1834處,分布于全國(guó)29個(gè)省、市、自治區(qū)的660多個(gè)縣(旗),主要集中在遼寧(111.81億t)、四川(53.32億t)、河北(62.36億t)3省,共計(jì)保有鐵礦石儲(chǔ)量227.49億t,占全國(guó)總保有鐵礦石儲(chǔ)量的49.08%;其次,儲(chǔ)量超過(guò)10億t的有北京、山西、內(nèi)蒙古、山東、河南、湖北、云南、安徽等8個(gè)省、市、自治區(qū),儲(chǔ)量合計(jì)為160.88億t,占全國(guó)總保有鐵礦石儲(chǔ)量的34.71%;再是儲(chǔ)量不足10億t的有吉林、黑龍江、上海、江蘇、浙江、福建、江西、湖南、廣東、廣西、海南、貴州、西藏、陜西、甘肅、青海、寧夏和新疆等18個(gè)省、市、自治區(qū),儲(chǔ)量合計(jì)為75.10億t,占全國(guó)總保有鐵礦石儲(chǔ)量的16.21%;上海、寧夏為最少,只有幾百萬(wàn)t(表3.2.6)。表3.2.6全國(guó)鐵礦石保有儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì)(截至1996年底)

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按6大行政區(qū)(圖3.2.3),東北、華北地區(qū),儲(chǔ)量都在100億t以上;其次是西南地區(qū)(儲(chǔ)量83.74億t)、華東地區(qū)(儲(chǔ)量65.29億t)、中南地區(qū)(儲(chǔ)量45.22億t),西北地區(qū)較少(儲(chǔ)量23.90億t)。圖3.2.36大行政區(qū)鐵礦儲(chǔ)量比例圖

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保有鐵礦石儲(chǔ)量超過(guò)10億t的有:遼寧鞍山—本溪(106.5億t)、四川攀枝花—西昌(51.6億t)、冀東—北京(58.1億t)、山西五臺(tái)—嵐縣(30.8億t)、寧(南京)蕪(湖)—廬(江)樅(陽(yáng))(21.4億t)、內(nèi)蒙古包頭—白云鄂博(16.3億t)、云南惠民(11.2億t)、皖西霍丘(10.2億t)、魯中(10.1億t)等9個(gè)地區(qū);儲(chǔ)量在5~10億t之間的有鄂東、鄂西、河北邯鄲、邢臺(tái)、滇中、甘肅酒泉、河南舞陽(yáng)—許昌、江西新余—吉安、閩南等地區(qū)。上述17個(gè)地區(qū)經(jīng)過(guò)40多年的開(kāi)發(fā)建設(shè),除惠民、鄂西、霍丘幾個(gè)區(qū)因礦床自身特點(diǎn)和外部條件的影響,目前尚未開(kāi)發(fā)利用外,均已成為我國(guó)主要的鐵礦石原料供應(yīng)基地。全國(guó)主要鐵礦區(qū)和鐵礦床分布見(jiàn)圖3.2.2和表3.2.7。圖3.2.2中國(guó)主要鐵礦區(qū)和鐵礦床分布圖

m3-2-2.jpg表3.2.7各省市自治區(qū)主要鐵礦床(礦區(qū))名稱(chēng)

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現(xiàn)將國(guó)內(nèi)5個(gè)主要鐵礦儲(chǔ)量集中分布地區(qū),即鞍山—本溪、冀東—北京、攀枝花—西昌、五臺(tái)—嵐縣、寧蕪—廬樅介紹如下:

(1)鞍山—本溪地區(qū)萬(wàn)鐵礦分布于遼寧鞍山、本溪和遼陽(yáng)3市,東西長(zhǎng)85km,南北寬60km,面積約5000km2(圖3.2.4)。鐵礦床幾乎全為“鞍山式”沉積變質(zhì)型。有大、中、小型鐵礦床53處,其中大型19處。合計(jì)保有鐵礦石儲(chǔ)量(A+B+C+D級(jí))106.5億t。已開(kāi)采的大型鐵礦山有:鞍山齊大山、大孤山、東鞍山、眼前山和本溪南芬、歪頭山、北臺(tái)以及遼陽(yáng)弓長(zhǎng)嶺鐵礦等,1996年末鐵礦開(kāi)采能力3955萬(wàn)t。另外,可供設(shè)計(jì)與規(guī)劃建設(shè)的大型鐵礦床有紅旗、賈家堡子、棉花堡子等。圖3.2.4鞍山一本溪地區(qū)鐵礦分布示意圖億t。

m3-2-4.jpg圖3.2.5冀東—北京地區(qū)鐵礦分布示意圖

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(2)冀東—北京地區(qū)鐵礦分布于河北遷安、遷西、遵化、寬城、青龍、灤縣、撫寧和北京密云、懷柔等縣(圖3.2.5)。鐵礦幾乎全為“鞍山式”沉積變質(zhì)型。有大、中、小型礦床84處,其中大型鐵礦床9處。合計(jì)保有鐵礦石儲(chǔ)量(A+B+C+D級(jí))58.1億t。已開(kāi)采的重點(diǎn)礦山有遷安水廠、大石河(包括大石河、二馬、前裴莊、柳河峪、羊崖山、大楊莊、杏山)、棒錘山、磨盤(pán)山和遵化石人溝、青龍廟溝以及北京密云鐵礦等,1996年末鐵礦開(kāi)采能力2105萬(wàn)t。另外,可供設(shè)計(jì)與規(guī)劃建設(shè)的大型鐵礦床有遷安孟家溝(儲(chǔ)量2.1億t,TFe28.9%)和灤縣司家營(yíng)北區(qū)(儲(chǔ)量8.4億t,TFe29.2%)。

(3)攀枝花—西昌地區(qū)鐵礦分布于攀枝花市和西昌地區(qū)的米易、德昌、會(huì)理、會(huì)東、鹽邊、鹽源、冕寧和喜德等縣(圖3.2.6)。主要為巖漿型的釩鈦磁鐵礦礦床,其次有接觸交代-熱液型和沉積型鐵礦床。有大、中、小型礦床66處,其中大型13處。合計(jì)保有鐵礦石儲(chǔ)量(A+B+C+D級(jí))51.6億t,V2O2儲(chǔ)量1282萬(wàn)t,TiO2儲(chǔ)量3.34億t。已開(kāi)采的重點(diǎn)礦山有攀枝花的朱家包包、蘭家火山、尖包包和西昌的太和北礦區(qū)等,1996年末鐵礦開(kāi)采能力1420萬(wàn)t。另外,可供設(shè)計(jì)與規(guī)劃建設(shè)的大型鐵礦床有米易白馬及及坪(TFe品位27.8%,鐵礦石儲(chǔ)量5.5億t,伴生TiO2品位6.29%,TiO2儲(chǔ)量1600萬(wàn)t,V2O5品位0.27%,V2O5儲(chǔ)量149萬(wàn)t);白馬田家村(TFe品位25.3%,鐵礦石圖3.2.6攀枝花—西昌地區(qū)鐵礦分布示意圖儲(chǔ)量3.14億t,伴生TiO2品位6%,TiO2儲(chǔ)量922萬(wàn)t,V2O5品位0.25%,V2O5儲(chǔ)量76.5萬(wàn)t);攀枝花紅格(TFe品位27.4%,鐵礦石儲(chǔ)量18.4億t,伴生TiO2品位10.5%,TiO2儲(chǔ)量2億t,V2O5品位0.24%,V2O5儲(chǔ)量448萬(wàn)t)。圖3.2.6攀枝花-西昌地區(qū)鐵礦分布示意圖

m3-2-6.jpg圖3.2.7五臺(tái)—嵐縣地區(qū)鐵礦分布示意圖

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(4)五臺(tái)—嵐縣地區(qū)分布于五臺(tái)、繁峙、代縣、原平、靈丘、嵐縣、婁煩等縣(圖3.2.7)。鐵礦幾乎全為“鞍山式”沉積變質(zhì)型。有大、中、小型礦床34處,其中大型10處。合計(jì)保有鐵礦石儲(chǔ)量(A+B+C+D級(jí))30.8億t。已開(kāi)采的重點(diǎn)礦山有哦口(山羊坪東礦區(qū))和婁煩尖山兩個(gè)鐵礦,1996年末鐵礦開(kāi)采能力520萬(wàn)t。另外,可供設(shè)計(jì)規(guī)劃建設(shè)的大型鐵礦床有代縣趙村、白峪鐵礦。

(5)寧蕪—廬樅地區(qū)分布于江蘇南京、江寧、六合和安徽馬鞍山、繁昌、當(dāng)涂、廬江、和縣以及銅陵等市、縣(圖3.2.8)。鐵礦主要為“玢巖式”火山-次火山巖型鐵礦床,其次為接觸交代-熱液型鐵(銅)礦床。有大、中、小型礦床81處,其中大型8處。合計(jì)保有儲(chǔ)量(A+B+C+D級(jí))21.4億t。已開(kāi)采的重點(diǎn)礦山有江蘇梅山和安徽凹山、姑山、桃沖等,1996年末鐵礦開(kāi)采能力1080萬(wàn)t。正在建設(shè)的大型鐵礦2處(馬鞍山高村和廬江龍橋)。尚未開(kāi)發(fā)利用的大型鐵礦有3處:即廬江羅河鐵礦,儲(chǔ)量3.4億t,TFe品位35.8%;馬鞍山和尚橋鐵礦,儲(chǔ)量1.76億t,TFe品位23%;當(dāng)涂白象山鐵礦,儲(chǔ)量1.46億t,TFe品位39.4%。圖3.2.8寧蕪—廬樅地區(qū)鐵礦分布示意圖

m3-2-8.jpg三、資源特點(diǎn)

我國(guó)鐵礦資源具有分布廣泛,礦床類(lèi)型齊全,貧礦多富礦少,礦石類(lèi)型復(fù)雜,伴(共)生組分多等特點(diǎn)。(一)鐵礦分布廣泛,但又相對(duì)集中

目前已查明鐵礦產(chǎn)地分布遍及全國(guó)29個(gè)省、市、自治區(qū)660多個(gè)縣(旗),但又成群、成帶產(chǎn)出,顯示相對(duì)集中分布的特點(diǎn)。如前所述的9個(gè)地區(qū)就占全國(guó)保有鐵礦石儲(chǔ)量的68%。

按礦區(qū)儲(chǔ)量規(guī)模,大型礦區(qū)(儲(chǔ)量大于1億t)有101處,合計(jì)儲(chǔ)量占全國(guó)儲(chǔ)量的68.1%;中型礦區(qū)(儲(chǔ)量0.1~1億t)470處,合計(jì)儲(chǔ)量占全國(guó)儲(chǔ)量的27.3%;小型礦區(qū)(儲(chǔ)量小于1000萬(wàn)t)1263處,合計(jì)儲(chǔ)量?jī)H占4.6%。(二)礦床類(lèi)型齊全

地質(zhì)勘查和礦床研究結(jié)果表明,我國(guó)鐵礦床類(lèi)型齊全,世界上已發(fā)現(xiàn)的鐵礦成因類(lèi)型在我國(guó)均有發(fā)現(xiàn),除前寒武紀(jì)硅鐵建造風(fēng)化殼型鐵礦外,均探明了一定的儲(chǔ)量,其中以沉積變質(zhì)型為主,儲(chǔ)量占57.8%,居各類(lèi)型鐵礦床之首,其次是接觸交代-熱液型(占12.7%)、巖漿晚期型(占11.6%)、沉積型(8.7%)、與火山-侵入活動(dòng)有關(guān)型(占4.7%)、風(fēng)化淋濾型(占1.1%),其他類(lèi)型占3.4%。與世界不同之處在于我國(guó)接觸交代-熱液型和巖漿型儲(chǔ)量占的比例較高(表3.2.8)。表3.2.8國(guó)內(nèi)外各類(lèi)型鐵礦儲(chǔ)量對(duì)比

t3-2-8.jpg(三)貧礦多富礦少礦石類(lèi)型復(fù)雜

全國(guó)鐵礦石保有儲(chǔ)量中貧鐵礦石儲(chǔ)量452.00億t,占全國(guó)儲(chǔ)量的97.5%;而含鐵平均品位在55%左右能直接入爐的富鐵礦儲(chǔ)量只有11.74億t,占全國(guó)儲(chǔ)量的2.5%,而形成一定開(kāi)采規(guī)模,能單獨(dú)開(kāi)采的富鐵礦就更少了。

我國(guó)鐵礦石自然類(lèi)型復(fù)雜,有磁鐵礦石、釩鈦磁鐵礦石、赤鐵礦石、菱鐵礦石、褐鐵礦石、鏡鐵礦石及混合礦石(2種或2種以上類(lèi)型礦石混雜一起的)。在鐵礦石保有儲(chǔ)量中,以磁鐵礦石為最多(占55.5%),是目前開(kāi)采的主要礦石類(lèi)型;釩鈦磁鐵礦石(占14.4%),成分復(fù)雜,但選冶技術(shù)已基本解決,也是目前開(kāi)采的主要礦石類(lèi)型;赤鐵礦石(占18%)、菱鐵礦石(占3.4%)、褐鐵礦石(占2.3%)、鏡鐵礦石(占1.1%)、混合礦石(占5.3%)等5種類(lèi)型礦石,因選別性能差,其貧礦多數(shù)尚未利用。(四)伴(共)生有益組分多

我國(guó)具伴(共)生有益組分的鐵礦石儲(chǔ)量,約占全國(guó)儲(chǔ)量的1/3,涉及一批大、中型鐵礦區(qū),如攀枝花、紅格、白馬、太和、大廟、大冶、大頂、黃崗、翠宏山、金嶺、大寶山、樺樹(shù)溝、馬鞍山、廬江、龍巖和海南石碌等鐵礦區(qū)。伴(共)生有益組分有:釩、鈦、銅、鉛、鋅、錫、鎢、鉬、鈷、鎳、銻、金、銀、鎘、鎵、鈾、釷、硼、鍺、硫、鉻、稀土、鈮、氟、石膏、石灰石和煤等30余種。這是我國(guó)鐵礦資源的主要特點(diǎn),因而礦石的綜合利用是一個(gè)必須解決的問(wèn)題。

綜合開(kāi)發(fā)利用較好的礦山有大冶鐵礦、山東金嶺鐵礦、馬鞍山南山鐵礦、白云鄂博鐵礦和攀枝花鐵礦等,礦山開(kāi)采不但提供了高品位鐵精礦,同時(shí)獲得了大量其他礦產(chǎn)品,大大提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。例如:大冶鐵礦于1958年恢復(fù)生產(chǎn),次年即產(chǎn)出鐵精礦和銅精礦兩項(xiàng)產(chǎn)品;1965年又增建了鈷車(chē)間,生產(chǎn)鈷硫精礦。在原有回收鐵銅基礎(chǔ)上,增加回收鈷、硫、金、銀等元素,提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。攀枝花高鈦型釩鈦磁鐵礦床,于60年代動(dòng)工興建,70年代初有兩座高爐、兩座轉(zhuǎn)爐建成投產(chǎn)。70年代以來(lái),經(jīng)過(guò)10多家科研、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)部門(mén)的多年實(shí)驗(yàn)研究,在選鐵尾礦中采用重—浮—電選流程獲取鈦精礦成功。在冶煉方面,采用“直接還原法”解決了鐵、釩、鈦的分離技術(shù)。目前除年產(chǎn)鐵精礦500萬(wàn)t左右外,還年產(chǎn)鈦精礦20萬(wàn)t左右,釩渣十幾萬(wàn)t,使企業(yè)效益明顯提高。

白云鄂博鐵、稀土、鈮綜合礦床,是我國(guó)稀土、鈮蘊(yùn)藏量最大的礦床,TR2O3、Nb2O5儲(chǔ)量分別占全國(guó)總儲(chǔ)量的94.3%和72%。為綜合利用回收稀土元素,經(jīng)60年代、70年代的多年試驗(yàn)研究,已基本解決稀土元素的綜合回收問(wèn)題。目前在包頭市已建成冶金系統(tǒng)最大的稀土生產(chǎn)廠。1994年生產(chǎn)稀土合金7800t,硅鐵11000t,稀土礦產(chǎn)品27000t。其中稀土金屬420t,氯化稀土(含碳酸稀土)579t,稀土精礦23000t。稀土產(chǎn)值突破2億元大關(guān),經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。如能進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),并再解決鈮、螢石的回收利用,其經(jīng)濟(jì)效益就更大了。

總之,我國(guó)鐵礦資源的綜合利用是有很大潛力和前景的。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和選、冶技術(shù)水平的提高,對(duì)伴(共)生有益組分的綜合利用必將顯示出極大的經(jīng)濟(jì)效益。一、礦床時(shí)空分布及成礦規(guī)律

不同的地質(zhì)時(shí)期,在類(lèi)似的地質(zhì)條件下,可以形成同類(lèi)型的鐵礦床;但在不同的地質(zhì)時(shí)期和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期,占主導(dǎo)地位的鐵礦床類(lèi)型則是不同的,顯示了鐵礦床形成與地殼演化密切有關(guān)的特點(diǎn)。由老到新,各地質(zhì)時(shí)期的主要鐵礦床類(lèi)型及其成礦規(guī)律如下:(一)太古宙

鐵礦主要分布于華北地臺(tái)北緣的吉林東南部、鞍山—本溪、冀東—北京、內(nèi)蒙古南部和地臺(tái)南緣的許昌—霍丘、魯中地區(qū)。以受變質(zhì)沉積型鐵硅質(zhì)建造礦床為主,常稱(chēng)“鞍山式”鐵礦。多為大型礦床,鐵礦床主要賦存于鞍山群、遷西群、密云群、烏拉山群、泰山群、登封群、霍丘群等。其巖石變質(zhì)程度多屬角閃巖相,部分屬麻粒巖相或綠片巖相,并受混合巖化。礦石以條紋狀、條帶狀、片麻狀構(gòu)造為特征,被稱(chēng)為條帶狀磁鐵石英巖型鐵礦。該時(shí)代儲(chǔ)量占41.4%。(二)古元古代

鐵礦主要分布于華北地臺(tái)中部北東向五臺(tái)燕遼地槽區(qū)。礦床仍以受變質(zhì)沉積型鐵硅質(zhì)建造為主,賦存于五臺(tái)群、呂梁群變質(zhì)巖中,礦石以條紋狀、條帶狀構(gòu)造為主。在南方地區(qū)有伴隨海相火山巖、碳酸鹽巖的火山巖型礦床,以云南大紅山鐵銅礦床為代表,礦體產(chǎn)于大紅山群鈉質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)白云質(zhì)大理巖中。(三)新元古代(含震旦紀(jì))

鐵礦床類(lèi)型較多。在北方地區(qū),有產(chǎn)于淺海-海濱相以泥砂質(zhì)為主沉積型赤鐵礦床,分布于河北龍關(guān)—宣化一帶和產(chǎn)于斜長(zhǎng)巖體中的承德大廟一帶的巖漿型釩鈦磁鐵礦床;在內(nèi)蒙古地軸北緣有產(chǎn)于白云鄂博群白云巖中的白云鄂博鐵、稀土、鈮綜合礦床;還有賦存細(xì)碎屑巖-泥灰?guī)r-碳酸鹽建造中的酒泉鏡鐵山沉積變質(zhì)型鐵礦(銅、重晶石)。在南方地區(qū),除分布于湘、贛兩省的板溪群、松山群淺變質(zhì)巖系中的沉積變質(zhì)型鐵礦,還有產(chǎn)于新元古界瀾滄群中基性火山巖中的云南惠民大型火山-沉積型鐵礦。

元古宙形成的鐵礦,儲(chǔ)量占22.8%。(四)古生代

除志留紀(jì)鐵礦較少外,其他各時(shí)代都有鐵礦。以沉積型和巖漿型礦床為主,也有接觸交代-熱液型鐵礦。如沉積型鐵礦,分布于南方(湘、桂、贛、鄂、川)泥盆系中的海相沉積赤鐵礦床,常稱(chēng)“寧鄉(xiāng)式”鐵礦;巖漿晚期型礦床以釩鈦磁鐵礦(攀枝花式)最為重要,含礦巖體分布于攀枝花—西昌一帶。該時(shí)代儲(chǔ)量占22.4%。(五)中生代

是陸相火山-侵入活動(dòng)有關(guān)的鐵礦床和接觸交代-熱液型鐵礦形成的主要時(shí)代。陸相火山-侵入型,主要分布于寧(南京)—蕪(湖)地區(qū)。接觸交代-熱液型鐵礦床,分布于鄂東(大冶式)、邯邢、魯中、晉南、豫北和閩南等地區(qū)。這個(gè)時(shí)代形成的鐵礦,儲(chǔ)量占12.4%。(六)新生代

以風(fēng)化淋濾及殘、坡積型為主,次為陸相沉積的菱鐵礦、沼鐵礦,還有海濱砂鐵礦。儲(chǔ)量占1.0%。二、礦床類(lèi)型

我國(guó)幅員遼闊,分布有從超基性—基性—中性—酸性—堿性各時(shí)代的各類(lèi)巖漿(噴發(fā))巖;沉積了從太古宙到第四紀(jì)各個(gè)時(shí)代的地層,包括各種沉積巖系、火山沉積巖系、沉積變質(zhì)巖系,為不同類(lèi)型鐵礦的形成創(chuàng)造了條件。我國(guó)目前具有工業(yè)意義的鐵礦床,按其成因可分為沉積變質(zhì)型、巖漿型、接觸交代-熱液型、火山巖型、沉積型和風(fēng)化型等6種主要類(lèi)型,其中以沉積變質(zhì)型最重要?,F(xiàn)介紹如下:(一)沉積變質(zhì)型鐵礦床

這類(lèi)鐵礦床又稱(chēng)受變質(zhì)沉積型鐵礦床,主要產(chǎn)于前寒武紀(jì)(太古宙、元古宙)古老的區(qū)域變質(zhì)巖系中,是我國(guó)十分重要的鐵礦類(lèi)型,其儲(chǔ)量占全國(guó)總儲(chǔ)量的57.8%。并具有“大、貧、淺、易(選)”的特點(diǎn),即礦床規(guī)模大,含鐵量低,礦體出露地表或淺部,易于選別。主要分布于吉林東南部、遼寧鞍山—本溪、冀東、北京密云、晉北、內(nèi)蒙古南部、豫中、魯中、皖西北、江西新余、陜西漢中、湘中等地。根據(jù)礦床中的礦石類(lèi)型和含礦變質(zhì)巖系的巖石礦物組合以及其他地質(zhì)特征,又分為下列兩大類(lèi)。

1.受變質(zhì)鐵硅質(zhì)建造型鐵礦床

典型鐵礦床分布于遼寧鞍山—本溪一帶,因此,一般稱(chēng)為“鞍山式”鐵礦。這類(lèi)鐵礦是受不同程度區(qū)域變質(zhì)作用并與火山-鐵硅質(zhì)沉積建造有關(guān)的鐵礦床。大致與國(guó)外阿爾戈馬型鐵礦相當(dāng)。主要形成于前寒武紀(jì)(多集中于2000~3000Ma)老變質(zhì)巖區(qū)。

鐵礦床主要產(chǎn)于遼寧、河北、山東、河南、安徽等地太古宇鞍山群、遷西群、泰山群、登封群、霍丘群及其相當(dāng)?shù)淖冑|(zhì)巖系中的不同層位;山西、內(nèi)蒙古古元古界五臺(tái)群、呂梁群及其相當(dāng)?shù)淖冑|(zhì)巖地層中,變質(zhì)作用大多數(shù)屬于綠片巖至角閃巖相,個(gè)別產(chǎn)于麻粒巖相中。湖南、江西等省產(chǎn)于板溪群或震旦系松山群。多數(shù)地區(qū)含鐵變質(zhì)巖系受到不同程度的混合巖化、花崗巖化作用。

受變質(zhì)鐵硅建造中鐵礦層是多層的,也有1~2層的,呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。礦層厚度一般幾十至百米,最厚可達(dá)350m左右。延長(zhǎng)較穩(wěn)定,個(gè)別礦層長(zhǎng)可達(dá)幾十公里以上。礦床規(guī)模大多數(shù)為大型或特大型。礦石中鐵礦物與石英組成具有黑白相間的條帶狀、條紋狀構(gòu)造,變質(zhì)程度高時(shí),向片麻狀過(guò)渡。礦石為磁鐵石英巖、赤鐵石英巖、綠泥磁鐵石英巖、角閃磁鐵石英巖。以貧礦為主,含鐵品位一般為25%~40%。在貧礦中也有含鐵品位達(dá)50%~60%不同規(guī)模不同成因的富鐵礦石。

2.受變質(zhì)碳酸鹽建造型鐵礦床

典型礦床分布于吉林大栗子,因此,稱(chēng)為“大栗子式”鐵礦。這種類(lèi)型鐵礦是受到輕微區(qū)域變質(zhì)作用的碳酸鹽型沉積鐵礦床。主要產(chǎn)于元古宇地層中。含礦巖系主要由碎屑-碳酸鹽巖組成,如砂巖、泥巖、灰?guī)r等。

已知礦產(chǎn)地不多,主要產(chǎn)于吉林東南部古元古界遼河群千枚巖與碳酸鹽類(lèi)巖層中;云南易門(mén)、峨山鐵礦產(chǎn)于新元古界下部的昆陽(yáng)群碳酸鹽類(lèi)巖層中。礦體呈層狀、似層狀、扁豆?fàn)?、地瓜狀、不?guī)則形態(tài),礦體一般沿走向長(zhǎng)100~300m,傾斜延深200~500m,傾斜長(zhǎng)大于走向長(zhǎng),厚度變化大。礦石礦物有赤鐵礦、磁鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦等。礦石以塊狀、條帶狀構(gòu)造為主,鮞狀構(gòu)造次之。礦石類(lèi)型有赤鐵礦型、磁鐵礦型、菱鐵礦型、次生褐鐵礦型。磁鐵礦型、赤鐵礦型礦石圍巖多為千枚巖,而菱鐵礦型礦石圍巖多為大理巖。富鐵礦占較大比例為特點(diǎn),如云南化念鐵礦,其儲(chǔ)量一半為含堿性煉鐵用礦石。(二)巖漿晚期鐵礦床

這是一類(lèi)與基性、基性-超基性巖漿作用有關(guān)的礦床,以其鐵礦物中富含釩和鈦,通常稱(chēng)為釩鈦磁鐵礦礦床,儲(chǔ)量占11.6%。按照成礦方式可以分為兩類(lèi):

1.巖漿晚期分異型鐵礦床

由巖漿結(jié)晶晚期分異作用形成的富含鐵、釩、鈦等殘余巖漿冷凝而成的礦床。我國(guó)首先發(fā)現(xiàn)于四川省攀枝花地區(qū),故國(guó)內(nèi)常稱(chēng)之為“攀枝花式”鐵礦床。

礦床產(chǎn)于輝長(zhǎng)巖-橄欖巖等基性-超基性巖體中。而巖體多分布于古陸隆起帶的邊緣,受深大斷裂的控制。含礦巖體延長(zhǎng)可達(dá)數(shù)至數(shù)十公里,寬一至數(shù)公里。巖體分異良好,相帶明顯,韻律清楚。按巖石組合可以分為輝長(zhǎng)巖型、輝長(zhǎng)-蘇長(zhǎng)巖型、輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)巖型、輝長(zhǎng)-斜長(zhǎng)巖型、輝長(zhǎng)-輝巖-橄輝巖型和輝綠巖型等巖相組合類(lèi)型。

鐵礦體多呈似層狀,分布于巖體的中部或下部韻律層底部的暗色相帶內(nèi),與巖體的韻律層呈平行的互層。礦床常由數(shù)至數(shù)十層平行的礦體組成,累計(jì)厚度由數(shù)十至兩三百米,延深可達(dá)千米以上。主要礦石礦物有粒狀鈦鐵礦、磁鐵礦、鈦鐵晶石、鎂鋁尖晶石等,含少量磁黃鐵礦、黃鐵礦及鈷、鎳、銅的硫化物。礦石具隕鐵結(jié)構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)。礦石呈致密塊狀、條帶狀和浸染狀構(gòu)造,礦石含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,可綜合利用,這類(lèi)礦床的規(guī)模多屬大型,是鐵、釩、鈦金屬的重要來(lái)源,在我國(guó)主要分布于四川省的攀(枝花)西(昌)地區(qū)。

2.巖漿晚期貫入型鐵礦床

為巖漿晚期分異的含鐵礦液沿巖體內(nèi)斷裂或接觸帶貫入而成。我國(guó)首先發(fā)現(xiàn)于河北省大廟,故常稱(chēng)之為“大廟式”鐵礦床。

鐵礦床產(chǎn)于斜長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖巖體中?;詭r體沿東西向斷裂帶呈帶狀分布。礦體是沿巖體裂隙或上述兩種巖漿巖接觸帶貫入而形成的。

礦體形態(tài)不規(guī)則,多呈扁豆?fàn)罨蛎}狀,成群出現(xiàn),作雁行式排列。礦體與圍巖界線清楚,產(chǎn)狀陡立。從地表到深部,礦體常見(jiàn)分支復(fù)合現(xiàn)象,多為盲礦體。單個(gè)礦體長(zhǎng)數(shù)至數(shù)百米,厚數(shù)至數(shù)十米,延深數(shù)十至數(shù)百米。主要礦物有磁鐵礦、鈦鐵礦、赤鐵礦、金紅石和黃鐵礦等。脈石礦物有斜長(zhǎng)石、輝石、綠泥石、陽(yáng)起石、纖閃石和磷灰石。礦石結(jié)構(gòu)均勻,常見(jiàn)隕鐵結(jié)構(gòu)。具浸染狀和塊狀構(gòu)造。貧富礦石均有,含釩、鈦以及鎳、鈷、鉑等硫化物。

近礦圍巖常見(jiàn)纖閃石化、綠泥石化和黝簾石化等蝕變。有用礦物顆粒大,礦石易選。礦床規(guī)模一般為中—小型,主要分布于河北省承德地區(qū)大廟、黑山一帶。(三)接觸交代-熱液型鐵礦床

接觸交代型礦床,常稱(chēng)為夕卡巖型礦床。主要賦存于中酸性-中基性侵入巖類(lèi)與碳酸鹽類(lèi)巖石(含鈣鎂質(zhì)巖石)的接觸帶或其附近。這類(lèi)礦床一般都具有典型的夕卡巖礦物組合(鈣鋁-鈣鐵榴石系列、透輝石-鈣鐵輝石系列),而在成因和空間分布上,都與夕卡巖有一定的關(guān)系。

巖漿巖侵入體的形成時(shí)代,從加里東期、海西期、印支期,到燕山期都有。在我國(guó)以燕山期最為重要。

碳酸鹽類(lèi)巖石生成時(shí)代,從前震旦紀(jì)到侏羅紀(jì)都有,巖性也很不相同。就已知國(guó)內(nèi)夕卡巖型鐵礦圍巖而言,包括灰?guī)r、大理巖、白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r、各種不純質(zhì)的灰?guī)r、白云巖;部分圍巖可為角巖、片巖、板巖、砂巖或凝灰?guī)r等。從巖性的時(shí)代來(lái)看,元古宙(包括震旦紀(jì))多為硅質(zhì)灰?guī)r;寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)多為純質(zhì)灰?guī)r或含鎂質(zhì)灰?guī)r;石炭紀(jì)-二疊紀(jì)多為含泥質(zhì)及有機(jī)質(zhì)灰?guī)r。我國(guó)北方最有利形成接觸交代型鐵礦的是寒武紀(jì)-奧陶紀(jì)灰?guī)r,南方主要是三疊紀(jì)大冶灰?guī)r和早二疊世棲霞灰?guī)r。

接觸交代型鐵礦大部分形成于接觸帶,有的礦體可延伸到非夕卡巖的圍巖之中,礦體常成群出現(xiàn),形態(tài)復(fù)雜,多呈透鏡狀、囊狀、不規(guī)則狀和脈狀等,礦石礦物成分較復(fù)雜。鐵礦石以塊狀構(gòu)造為主,次為浸染狀、斑點(diǎn)狀、團(tuán)塊狀和角礫狀構(gòu)造。該類(lèi)鐵礦常伴生有可綜合利用的銅、鈷、金、銀、鎢、鉛、鋅等;甚至構(gòu)成鐵銅、鐵銅鉬、鐵硼、鐵錫、鐵金等共(伴)生礦床。礦床規(guī)模以中小型為主,也有大型。

這類(lèi)鐵礦在我國(guó)分布十分廣泛,主要集中在河北省邯(鄲)—邢(臺(tái))地區(qū)、鄂東、晉南、豫西、魯中、蘇北、閩南、粵北以及川西南、滇西等地,是我國(guó)富鐵礦石的重要來(lái)源。

按巖漿巖和圍巖條件,在工業(yè)上常分為邯邢式、大冶式和黃崗式鐵礦。邯邢式鐵礦圍巖主要是中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r,礦體常呈似層狀。大冶式鐵礦圍巖主要為三疊系大冶灰?guī)r,礦體形態(tài)不規(guī)則。黃崗式鐵礦成礦巖體為花崗巖及白崗巖,圍巖為古生界碳酸鹽巖夾火山巖系。

熱液型鐵礦床明顯受構(gòu)造控制,有的是斷裂控礦,有的是褶皺控礦,還有斷裂與褶皺復(fù)合控礦。熱液型鐵礦床與巖漿巖的關(guān)系常因地而異,多數(shù)礦體與巖體有一定距離。高溫?zé)嵋捍盆F礦、赤鐵礦礦床常與偏堿性花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖類(lèi)有關(guān),中低溫?zé)嵋撼噼F礦礦床常與較小的中酸性侵入體有關(guān),兩者多保持一定的距離。中低溫?zé)嵋毫忤F礦礦床與侵入體無(wú)明顯關(guān)系。圍巖條件對(duì)熱液型鐵礦的控制作用不甚明顯。圍巖蝕變是熱液型鐵礦的顯著特征,高溫礦床常見(jiàn)透輝石化、透閃石化、黑云母化、綠簾石化等;中低溫礦床多見(jiàn)綠泥石化、絹云母化、硅化、碳酸鹽化等。

大多數(shù)熱液型鐵礦體較小,常成群出現(xiàn)。礦體呈脈狀、透鏡狀、扁豆?fàn)睿嘁?jiàn)分支復(fù)合,膨脹收縮,尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。礦石組合簡(jiǎn)單,礦石品位一般較高。礦床規(guī)模以中小型為主。分布于內(nèi)蒙古、吉林、山東、湖北、廣東、貴州和云南等省、自治區(qū)。但也有大型礦床,如山東淄河一帶,產(chǎn)于上寒武統(tǒng)—中奧陶統(tǒng)碳酸鹽類(lèi)巖石中的文登鐵礦床,該礦床為淺成-低溫?zé)嵋撼涮罱淮V床。礦床由22個(gè)礦體組成,呈似層狀和透鏡狀,重疊平行分布。主礦體長(zhǎng)7000m,厚12~36m,延深100~470m。礦石礦物以褐鐵礦、菱鐵礦為主。礦石品位TFe平均41%(褐鐵礦)、30%(菱鐵礦),探明鐵礦石儲(chǔ)量1.16億t,其中煉鐵用礦石儲(chǔ)量5400萬(wàn)t。(四)與火山-侵入活動(dòng)有關(guān)的鐵礦床

這類(lèi)礦床是指與火山巖、次火山巖有成因聯(lián)系的鐵礦床。成礦作用與富鈉質(zhì)的中性(偏基性或偏酸性)、基性火山巖侵入活動(dòng)有關(guān)。以成礦地質(zhì)背景為基礎(chǔ),按火山噴發(fā)環(huán)境,可分為陸相火山-侵入型鐵礦床和海相火山-侵入型鐵礦床。

1.陸相火山-侵入型鐵礦床

在我國(guó)東部陸相安山質(zhì)火山巖分布區(qū),發(fā)育著一套與輝石閃長(zhǎng)玢巖-次火山或火山侵入巖有空間、時(shí)間和成因聯(lián)系的鐵礦床。典型礦床產(chǎn)于寧(南京)蕪(湖)地區(qū)的中生代陸相火山巖斷陷盆地中,同偏堿性玄武安山質(zhì)火山侵入活動(dòng)有密切的成因關(guān)系。國(guó)內(nèi)有人稱(chēng)之為“玢巖鐵礦”。它實(shí)際包括由巖漿晚期-高溫、中溫,直至中低溫一系列成因類(lèi)型。按礦床在火山機(jī)構(gòu)中的產(chǎn)出特點(diǎn),大致可分為3類(lèi):①產(chǎn)于玢巖體內(nèi)部、頂部及其周?chē)鹕綆r接觸帶中的鐵礦床,如“陶村式”、“凹山式”、“梅山式”等。②產(chǎn)于玢巖體與周?chē)佑|帶中的鐵礦床。如“姑山式”等。③產(chǎn)于火山碎屑巖中的火山沉積礦床,如“龍旗山式”等。其中以第①類(lèi)礦床規(guī)模最大,礦石含鐵較高。

陸相火山-侵入型鐵礦床,礦體常呈似層狀、透鏡狀、囊狀、柱狀、脈狀等。礦體規(guī)模大小不一,大型礦體長(zhǎng)可達(dá)千米以上,厚數(shù)十至二三百米,寬數(shù)十至近千米。礦石礦物以磁鐵礦為主,假象赤鐵礦、赤鐵礦次之,可見(jiàn)少量菱鐵礦。礦石構(gòu)造有塊狀、浸染狀、角礫狀、斑雜狀、條紋條帶狀等。這類(lèi)礦床的磁鐵礦以含Ti、V為特征。

2.海相火山-侵入型鐵礦床

多產(chǎn)于地槽褶皺帶海底火山噴發(fā)中心附近,鐵礦床的形成與火山作用有直接的關(guān)系。典型礦床以云南大紅山鐵礦為代表。

鐵礦體賦存于由火山碎屑巖-碳酸鹽巖-熔巖(細(xì)碧巖和角斑巖)組成的一套含礦建造中。下部為石英砂巖、鈣質(zhì)或硬砂質(zhì)粉砂巖,夾泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和粉砂巖薄層;富鈉質(zhì)的淺色巖是主礦體的容礦巖層。上部為厚層大理巖。

礦體常呈層狀、似層狀、透鏡狀,少數(shù)呈脈狀或囊狀,常成群成帶出現(xiàn)。礦石構(gòu)造主要有塊狀、浸染狀、角礫狀、條帶狀、杏仁狀和定向排列構(gòu)造等。礦石礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦,次有假象赤鐵礦、菱鐵礦和硫化礦物。脈石礦物有石英、鈉長(zhǎng)石、絹云母、鐵綠泥石等。(五)沉積型鐵礦床

它是出露地表的含鐵巖石、礦物或鐵礦體,在風(fēng)化作用下,被破碎、分解,搬運(yùn)到低洼盆地中,有的經(jīng)過(guò)機(jī)械沉積,有的經(jīng)過(guò)沉積分異作用(包括化學(xué)分異作用)沉積下來(lái)。鐵礦物或鐵質(zhì)富集達(dá)到工業(yè)要求時(shí),即形成沉積礦床。這種類(lèi)型鐵礦床儲(chǔ)量占全國(guó)儲(chǔ)量的8.7%。其礦床具有“廣、薄、難”的特點(diǎn),即礦層分布面積廣,厚度薄,礦石多為赤鐵礦、菱鐵礦,含磷高,難選。根據(jù)鐵礦床形成的沉積環(huán)境,可分為海相和湖相兩類(lèi)沉積礦床。

1.海相沉積型鐵礦床

該類(lèi)鐵礦產(chǎn)于新元古代以后各個(gè)地質(zhì)時(shí)期。

時(shí)代最老的是早震旦世沉積鐵礦床,以河北宣化龐家堡鐵礦為代表。礦體產(chǎn)于長(zhǎng)城系串嶺溝組底部,礦體底板是細(xì)砂巖或砂質(zhì)灰?guī)r,頂板為黑色頁(yè)巖夾薄層砂巖。礦體一般有3~7層,與砂巖互層,構(gòu)成厚10m的含礦帶。礦體頂板之上為大紅峪組灰?guī)r和鈣質(zhì)砂巖,底板之下為長(zhǎng)城系石英砂巖夾層,常見(jiàn)波痕及交錯(cuò)層。礦體呈層狀、扁豆?fàn)罨蛲哥R體狀。礦石主要由赤鐵礦組成,還有鏡鐵礦、石英、方解石和黃鐵礦、綠泥石、磷灰石等。礦石具有鮞狀、豆?fàn)睢⒛I狀構(gòu)造。礦床規(guī)模一般為中、小型。主要分布于河北宣化、龍關(guān)一帶。俗稱(chēng)“宣龍式”鐵礦。

分布最廣的是泥盆紀(jì)“寧鄉(xiāng)式”鐵礦,主要分布于湘贛邊界、鄂西、湘、川東、黔西、滇北、甘南、桂中等地。鐵礦產(chǎn)于中、上泥盆統(tǒng)砂頁(yè)巖中,礦體呈層狀,主要含礦層有1~4層,層間夾綠泥石頁(yè)巖或細(xì)砂巖。礦體厚0.5~2m,厚度比較穩(wěn)定。礦體延長(zhǎng)數(shù)百米至數(shù)千米,最長(zhǎng)達(dá)十幾公里。礦石由赤鐵礦、菱鐵礦、方解石、白云石、綠泥石、膠磷礦、黃鐵礦、粘土礦物和石英等組成。具有鮞狀和粒狀結(jié)構(gòu),豆?fàn)睢K狀、礫狀構(gòu)造。礦床規(guī)模以中型為主。因首先發(fā)現(xiàn)于湖南省寧鄉(xiāng)縣,故稱(chēng)之為“寧鄉(xiāng)式”鐵礦。

最新的是晚三疊世沉積鐵礦床。該類(lèi)礦床主要分布于滇西、川西一帶,如滇西維西-德欽的楚格鐵礦、勐臘新山鐵礦和川西鹽源—木里一帶的褐鐵礦、菱鐵礦礦點(diǎn)。

2.湖相沉積鐵礦床

礦床形成的時(shí)代以二疊紀(jì)、侏羅紀(jì)最為重要,主要分布于四川省。

鐵礦層往往與煤系地層有密切關(guān)系,產(chǎn)于煤系砂頁(yè)巖中,礦體呈透鏡狀和似層狀,沿走向變化大。長(zhǎng)數(shù)十米至數(shù)百米,厚一般小于2m。礦石礦物為赤鐵礦、菱鐵礦,有時(shí)為褐鐵礦。礦石構(gòu)造主要為鮞狀、塊狀。礦石含鐵量多在35%~40%之間。

具有代表性礦床是賦存早、中侏羅世自流井群底部的“綦江式”鐵礦。是湖相沉積赤鐵礦、菱鐵礦礦床,伴有磁鐵礦、鐵綠泥石等,礦床規(guī)模一般多為中、小型礦床,如綦江、白石潭鐵礦。

另外,還有在山西省壽陽(yáng)一帶產(chǎn)于二疊紀(jì)頁(yè)巖中湖相沉積“壽陽(yáng)式”鐵礦床和甘肅省六盤(pán)山以東的華亭一帶賦存于白堊紀(jì)粘土巖或砂頁(yè)巖中的湖相沉積“華亭式”鐵礦床及廣西右江流域賦存在第三紀(jì)漸新統(tǒng)煤系中的湖相沉積“右江式”鐵礦床。礦床規(guī)模均為小型。(六)風(fēng)化淋濾型鐵礦床

本類(lèi)礦床包括原生鐵礦體、玄武巖和含鐵質(zhì)巖石或硫化礦體,經(jīng)風(fēng)化淋濾、殘坡積堆積形成的鐵礦床。

礦床多產(chǎn)于鐵礦或硫化礦頂部及其附近的低凹處或山坡上。礦體形態(tài)多不規(guī)則。礦石礦物有褐鐵礦、假象赤鐵礦等。礦床規(guī)模以中、小型為主,但埋藏淺,礦石含鐵量較高,易于開(kāi)采,是地方和群眾開(kāi)采的主要對(duì)象。在我國(guó)兩廣、福建、貴州、江西等省區(qū)都有分布。(七)其他重要鐵礦床

這類(lèi)礦床主要包括內(nèi)蒙古白云鄂博和海南石碌鐵礦。這兩個(gè)鐵礦床均屬大型礦床,因?qū)ζ涞V床成因問(wèn)題,尚有爭(zhēng)議。關(guān)于其礦床地質(zhì)特征,請(qǐng)參閱下一節(jié)典型礦床實(shí)例。三、典型礦床(區(qū))(一)遼寧齊大山鐵礦床

該礦床位于鞍山市舊堡區(qū)。礦床為一受變質(zhì)鐵硅質(zhì)建造型礦床,俗稱(chēng)“鞍山式”。鐵礦產(chǎn)于太古宇鞍山群一套以粘土質(zhì)-半粘土質(zhì)巖和硅鐵質(zhì)沉積巖為主,并含有少量中基性變質(zhì)火山巖的原巖組合,總厚度大于600m。自下而上依次為:①下部片巖夾薄層含鐵石英巖層,主要為綠泥石石英片巖、綠泥石滑石片巖和絹云母石英片巖,共有6層含鐵石英巖;②條帶狀含鐵石英巖層,為主要含鐵層位,長(zhǎng)4650m,厚度200~250m,礦層中有混合巖、片巖及脈巖類(lèi)夾層;③上部為千枚巖夾薄層含鐵石英巖層,主要為綠泥千枚巖、綠泥石化絹云母千枚巖和砂質(zhì)千枚巖。

礦床分為北采區(qū)(櫻桃園)和南采區(qū)(王家堡子三礦區(qū))。北采區(qū)自北向南依次有北一山、北二山、北三山、北四山和西石砬子等5個(gè)礦段(圖3.2.9)。鐵礦體規(guī)模巨大,長(zhǎng)4650m(其南端與胡家廟子鐵礦相連),呈厚層狀,厚度平均為170~220m,最厚達(dá)350m,礦體延深大于800m。傾角70°~90°(圖3.2.10)。

礦石類(lèi)型比較簡(jiǎn)單,自然類(lèi)型有石英型和透閃石型;工業(yè)類(lèi)型有氧化礦、混合礦和原生礦。金屬礦物主要有磁鐵礦、假象赤鐵礦,次為黃鐵礦、鏡鐵礦、菱鐵礦及少量黃銅礦。脈石礦物有透閃石、陽(yáng)起石、綠泥石和白云石。礦石大多具有條帶狀構(gòu)造,少數(shù)為細(xì)條紋狀、致密塊狀構(gòu)造。條帶由黑白相間的鐵礦物和石英及透閃石組成,條帶寬1~2mm。

該礦區(qū)已探明鐵礦石儲(chǔ)量16.4億t,其中A+B+C級(jí)9.2億t,礦石平均品位:TFe31.2%,SiO256%,S0.3%,P0.009%~0.03%。現(xiàn)已建成年產(chǎn)礦石800萬(wàn)t/a的露天開(kāi)采礦山,并正擴(kuò)建900萬(wàn)t,使礦山規(guī)模達(dá)1700萬(wàn)t/a。圖3.2.9齊大山鐵礦地質(zhì)示意圖Q.第四系;Pt.元古宇遼河群;Ar.太古宇鞍山群;1.斷層;2.勘探線及鉆孔;3.條帶狀礦體;4.隱伏礦體;5.混合巖;6.閃長(zhǎng)玢巖

m3-2-9.jpg圖3.2.10齊大山鐵礦剖面圖玢巖脈;1.第四系;2.磁鐵礦貧礦;3.赤鐵礦貧礦;4.含鐵石英巖(F<20%);5.混合巖;6.閃長(zhǎng)玢巖(其余圖例同圖3.2.9)

m3-2-10.jpg(二)四川攀枝花釩鈦磁鐵礦礦床

該礦床位于攀枝花市。礦床屬于巖漿晚期分異礦床。

礦床產(chǎn)于侵入震旦系上統(tǒng)大理巖中的海西期輝長(zhǎng)巖體中,巖體長(zhǎng)19,寬5,因受斷裂切割分為朱家包包、蘭家火山、尖包包、倒馬坎、公山、納拉箐6個(gè)區(qū)段(圖3.2.11)。其巖漿液體分異和結(jié)晶分異的韻律層發(fā)育,巖體層狀構(gòu)造清楚,出露厚度700--2500m。自上而下可劃分為5個(gè)巖帶(含礦層),9個(gè)含礦帶:圖3.2.11攀枝花鐵礦地質(zhì)示意圖N.第三系;T3.上三疊統(tǒng)丙南組;Zb.上震旦統(tǒng)大理巖;γ15.印支期花崗巖;ζ15.印支期正長(zhǎng)巖;V3.淺色中細(xì)粒輝長(zhǎng)巖;V2.流層狀輝長(zhǎng)巖;V1.中粗粒輝長(zhǎng)巖質(zhì)鈦磁鐵礦帶;1.礦體;2.逆斷層;3.斷層;4.剖面及編號(hào)

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淺色細(xì)粒角閃輝長(zhǎng)巖帶,厚度500~1500m,無(wú)工業(yè)礦體。

上部含礦層,為層狀中粒輝長(zhǎng)巖帶,有Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)礦帶,厚度10~120m,含礦率為26%。

中部暗色層狀中粒輝長(zhǎng)巖帶,Ⅲ礦帶產(chǎn)于其中,厚度160~600m,含礦率10%~20%。

下部含礦層為主要勘探與開(kāi)采對(duì)象。暗色流層狀中粗粒輝長(zhǎng)巖,厚度60~500m,有Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ等5個(gè)含礦帶,其中Ⅵ、Ⅷ兩個(gè)礦帶中的主礦體厚度各為60m,含礦率60%~78%。

底部邊緣帶,為暗色細(xì)粒輝長(zhǎng)巖,Ⅸ礦帶產(chǎn)于其中,厚度0~40m,含礦率52%。

每個(gè)韻律層自下而上其基性程度降低,含礦層(體)分別賦存在各分異次級(jí)韻律層的下部,礦體也是層狀巖體的組成部分。分異作用愈徹底,含礦組分就愈富集。

各礦體形態(tài)與層狀輝長(zhǎng)巖韻律構(gòu)造多保持一致,其總體走向?yàn)楸睎|20°~40°,傾向北西,傾角30°~60°(圖3.2.12)。圖3.2.12攀枝花鐵礦蘭家火山礦區(qū)P15線剖面圖1.表內(nèi)礦石;2.表外礦石;3.輝長(zhǎng)巖;4.偉晶輝長(zhǎng)巖;5.上震旦統(tǒng)大理巖

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金屬礦物主要是含釩、鈦磁鐵礦(由鈦鐵礦、鈦鐵晶石、磁鐵礦、鎂鋁尖晶石組成的復(fù)合礦物)、粒狀鈦鐵礦及少量磁黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、鎳黃鐵礦。脈石礦物以普通輝石、拉長(zhǎng)石為主,有時(shí)見(jiàn)透閃石、綠泥石、蛇紋石、絹云母等。

礦石結(jié)構(gòu)以嵌晶、海綿隕鐵、粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)為主,交代結(jié)構(gòu)次之。礦石構(gòu)造以稠密浸染狀、致密塊狀為主,稀疏浸染狀、條帶狀、星散浸染狀次之。圖3.2.13鐵山鐵礦地質(zhì)示意圖Q.第四系;T61.三疊系下統(tǒng)大冶群6段大理巖或白云質(zhì)礫狀大理巖;T51.大冶群5段大理巖;T41.大冶群4段含角巖香腸狀大理巖;T31.大冶群3段含石榴子石條帶大理巖;T21.大冶群2段夾角巖條帶大理巖;Ⅰ.鐵門(mén)坎礦體;Ⅱ.龍洞礦體;Ⅲ.尖林山礦體;Ⅳ.象鼻山礦體;Ⅴ.獅子山礦體;Ⅵ.尖山礦體;1.地質(zhì)界線;2.閃長(zhǎng)斑巖;3.閃長(zhǎng)巖;4.石英閃長(zhǎng)巖;5.黑云母透輝石閃長(zhǎng)巖;6.夕卡巖;7.角礫狀大理巖;8.隱伏礦體;9.鐵礦體;10.斷裂

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該礦累計(jì)探明鐵礦石儲(chǔ)量(A+B+C+D級(jí))8.98億t,其中A+B+C級(jí)7.02億t;TiO25462萬(wàn)t;V2O5274萬(wàn)t。礦石平均品位:TFe33%,TiO211.7%,V2O50.3%,并伴生:Cr2O30.13%,Cu0.04%,Co0.02%,Ni0.018%。

攀枝花鐵礦的朱家包包、蘭家火山、尖包包3個(gè)區(qū)段已建成年產(chǎn)礦石1350萬(wàn)t大型露天礦山。(三)湖北鐵山鐵礦(大冶鐵礦)

礦區(qū)位于黃石市。礦床屬于接觸交代型(夕卡巖型)鐵銅礦床,俗稱(chēng)“大冶式”鐵礦。

該礦床產(chǎn)于燕山期鐵山侵入體(由閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖組成)與三疊系下統(tǒng)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r的接觸帶中,以發(fā)育透輝石(次透輝石)夕卡巖為其特征。礦床全長(zhǎng)約5km,寬約500m,面積2.5km2。共有從西到東依次為鐵門(mén)坎(Ⅰ)、龍洞(Ⅱ)、尖林山(Ⅲ)、象鼻山(Ⅳ)、獅子山(Ⅴ)和尖山(Ⅵ)等6個(gè)礦體(圖3.2.13)。礦體形態(tài)產(chǎn)狀變化大。在大理巖舌狀體端部,礦體厚大,多呈透鏡狀(圖3.2.14);在陡傾斜接觸帶,礦體呈似層狀,其產(chǎn)狀陡直且延伸大;與地層走向斜交的接觸帶,礦體多呈囊狀,并見(jiàn)有分支復(fù)合現(xiàn)象。單個(gè)礦體走向長(zhǎng)360~870m,傾斜延深20~550m,厚度10~180m。圖3.2.14鐵山鐵銅礦床16線剖面圖1.三疊系下統(tǒng)大冶群大理巖;2.透輝石夕卡巖;3.閃長(zhǎng)巖;4.鐵礦體;5.銅礦體;6.鉆孔位置及編號(hào)

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礦石礦物以磁鐵礦為主,次為赤鐵礦。在氧化帶主要為假象赤鐵礦、赤鐵礦、含銅褐鐵礦、孔雀石、赤銅礦和黑銅礦等。在原生帶主要為磁鐵礦、黃銅礦和黃鐵礦,次為赤鐵礦、菱鐵礦、白鐵礦、斑銅礦和磁黃鐵礦等。根據(jù)礦物組成和化學(xué)成分將礦石劃分為6種工業(yè)類(lèi)型:高銅低硫氧化礦石、高銅高硫氧化礦石、低銅高硫氧化礦石、高銅磁鐵礦石、低銅磁鐵礦石和含銅貧鐵礦石。

鐵礦石以他形粒狀結(jié)構(gòu)為主,次為交代殘余骸晶結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造以塊狀、花斑狀構(gòu)造為主,次為蜂窩狀、土狀構(gòu)造。

累計(jì)探明鐵礦石儲(chǔ)量(A+B+C+D級(jí))1.64億t,其中A+B+C級(jí)1.53億t。伴生銅金屬儲(chǔ)量67萬(wàn)t,鈷金屬3.1萬(wàn)t。礦石平均品位:TFe52.1%,Cu0.57%,Co0.024%,S2.68%,P0.04%。

鐵山鐵礦開(kāi)采歷史悠久,始于三國(guó)吳黃帝五年(公元226年)。目前正進(jìn)行深凹露天開(kāi)采和坑下開(kāi)采,規(guī)模300萬(wàn)t/a。(四)安徽凹山鐵礦

該鐵礦位于馬鞍山市。礦床屬于陸相火山-侵入巖型鐵礦床,俗稱(chēng)“玢巖型”鐵礦。

礦床產(chǎn)于中生代陸相斷陷火山巖盆地中,出露地層為侏羅系上統(tǒng)大王組粗面巖、粗面質(zhì)凝灰?guī)r。礦床與燕山晚期噴發(fā)的閃長(zhǎng)玢巖等次生火山巖有密切關(guān)系,巖體出露面積約7.5km2,巖石呈斑狀結(jié)構(gòu),斑晶為長(zhǎng)石和角閃石。礦床由1個(gè)主礦體和一系列小礦脈組成。主礦體(占儲(chǔ)量80%)賦存在閃長(zhǎng)玢巖巖體突出部分的內(nèi)側(cè),其產(chǎn)狀與接觸面一致,形態(tài)呈似紡錘狀,是由不規(guī)則的塊狀富礦體及其周?chē)镜V帶和一些脈狀礦體組成。走向北東45°,傾向北西,傾角40°~65°,走向長(zhǎng)700m(最長(zhǎng)達(dá)900m),寬500m,厚度2

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