铁矿床类型、特征及资源评价

第二章铁矿床类型、特征及评价主讲内容第一节铁矿资源概述第二节铁矿床的类型第三节我国铁矿床地质和资源评价第一节铁矿资源概述一、铁矿资源的国内外分布二、铁的工业矿物、矿石类型及工业要求三、铁矿的成矿地质作用铁是人类最早利用的金属元素之一，据美国矿务局（1983）统计：（1）世界铁矿储量为2903.5亿吨;（2）主要分布于俄罗斯、中国、巴西、加拿大、美国和澳大利亚（均超过100亿吨），其次为印度和南非;（3）矿石平均品位＞60%。第一节铁矿资源概述9%15%7%1%11%6%1%15%1%3%15%14%2%其他国家美国澳大利亚俄罗斯瑞典加拿大乌克兰毛里塔尼亚哈萨克斯坦印度中国南非巴西世界铁矿总储量:740亿吨（乌克兰－澳大利亚－俄罗斯、中国、美国、巴西、哈萨克斯坦）一、铁矿资源的国内外分布二、铁矿的工业矿物、矿石类型1、铁矿的工业矿物2、铁矿的矿石类型和组成特征第一节铁矿资源概述二、铁矿的工业矿物、矿石类型1、铁矿的工业矿物已知含铁工业矿物有300多种，主要的工业矿物：主要的铁工业矿物分子式铁含量磁铁矿Fe3O4Fe72.4%赤铁矿（结晶的鳞片状赤铁矿称镜铁矿）Fe2O3Fe70%褐铁矿Fe2O3.nH2OFe48-62.9%针铁矿Fe2O3.H2OFe48-63%菱铁矿FeCO3Fe48.3%2、铁矿的矿石类型和组成特征（1）矿石类型磁铁矿型矿石、赤铁矿/假象赤铁矿型矿石、褐铁矿型矿石、钛磁铁矿型矿石、菱铁矿型矿石；（2）结构构造致密块状矿石、浸染状矿石、条纹条带状矿石、网脉状矿石、角砾状矿石、鲕状和肾状矿石；（3）铁含量富矿石：磁、赤铁矿型，Fe＞45%；菱铁矿型，Fe＞30-35%；贫矿石：磁、赤铁矿型，Fe含量在25-45%之间；菱铁矿型，Fe在20-30%之间；二、铁矿的工业矿物、矿石类型2、铁矿的矿石类型和组成特征（4）共生有益组单一铁矿石、综合铁矿石(Mn、Ni、Co、V、Cr、Mo、W,etc.）；（5）氧化程度按TFe/FeO比值，氧化矿石，TFe/FeO＞3.5；原生矿石，TFe/FeO＜3.5；*TFe指矿石的全铁，包括可溶铁（SFe）和硅酸铁（冶炼时一般不能提取）二、铁矿的工业矿物、矿石类型1、成矿作用类型2、各类成矿作用概述三、铁矿的成矿地质作用1、成矿作用类型四大类(1)岩浆成矿作用(2)岩浆热液成矿作用(3)外生成矿作用(4)变质成矿作用三、铁矿的成矿地质作用三、铁的成矿地质作用2、各类成矿作用概述（1）岩浆成矿作用概念：系指与基性-超基性岩岩浆作用有关的成矿作用；——当上地幔发生局部熔融作用，基性-超基性岩浆沿深断裂侵入地壳时，通过岩浆的结晶分异和残余熔融作用形成岩浆矿床。因为：基性-超基性岩具有相对较高的铁含量，一般地来讲，超基性岩平均含Fe为9.85±%，基性岩平均含铁为8.56±%；（2）岩浆热液成矿作用概念：系指与中-酸性（含碱性）岩浆作用有关的热液成矿作用。——铁主要通过气水热液作用得到富集，在热水和F、Cl、B、P等挥发性组分参与下，铁的活度大为增强，Fe与挥发性组分形成FeCl2，FeF3等卤化物Na3［Fe3+(PO4)2］、Na2(Fe2+Cl4)等形式的络合物被热液搬运，在有利的地质环境中沉淀，形成铁矿物（矽卡岩型为主）和多金属硫化物。——成矿主要发生在岩浆期后的热液作用，但也有例外，如:智利拉科铁矿，由含矿熔浆喷溢而成。普通中-酸性岩的含铁量相对较低，一般地：中性（碱性）岩的含Fe平均为5.82%，酸性岩的平均含铁为2.7%；（3）外生成矿作用来自陆源岩石风化产物、海底火山喷发或海底火山热液作用、海水对海底岩石的溶解或化学反应、宇宙尘埃散落物等在大陆架环境中沉淀形成，或主要聚集于海相沉积以及盆地内；其搬运方式如下：①离子体：铁的有机络合物（如腐殖酸络合铁）和无机络离子；②溶胶体：Fe(OH)3＋（为正胶体）③不溶铁：铁矿物或含铁硅酸盐的微碎屑颗粒，海洋生物携带或吸附的铁等。三、铁的成矿地质作用外生成矿作用沉淀作用方式：（1）不溶铁主要通过机械或生物方式沉积；（2）可溶铁及溶胶铁主要以化学方式沉积；盆地具体沉淀矿物与环境的PH、EH、fo2、fco2等条件有密切关系，一般表现为随着水深增大，fo2↓,fco2↑。分带性——沉积分带规律氧化物相硅酸盐相碳酸盐相硫化物相三、铁的成矿地质作用（4）变质成矿作用概念：与变质重结晶和混合岩化作用有关的成矿作用。通常有两种形式：（1）已形成的铁矿在变质作用中很少发生铁的迁移，只是由高价氧化物转化为低价氧化物。如：赤铁矿变磁铁矿（2）在发生强烈变质变形地段，铁质可发生迁移，甚至沿断裂带转移，形成局部再富集。如：“鞍山式”铁矿。三、铁的成矿地质作用第二节、铁矿床主要类型及其特征一、概述二、主要类型特征及矿例一、概述按成矿作用分6类（1）、岩浆型铁矿床（2）、矽卡岩型铁矿床（3）、玢岩型铁矿床（4）、沉积型铁矿床（5）、沉积－变质型铁矿床（6）、多成因叠加复合型铁矿床第二节、铁矿床主要类型及其特征（一）、岩浆型铁矿床1、概念和分布——是指产于基性-超基性侵入岩中的（钒，钛）磁铁矿矿床。我国该类铁矿床主要分布于四川西昌-攀枝花、河北承德、陕西汉中、湖北郧(yun）阳、襄阳等地区，其储量约占全国铁矿总储量的15%。2、矿床地质特征构造位置：多产于地台区或地台边缘，受区域性深大断裂带控制；含矿岩体：时空、成因上和基性-超基性岩有关，主要为：——辉长岩；——辉长岩-橄长岩-辉橄岩；——斜长岩-辉长岩-（苏长岩）；岩浆分异程度高，岩体呈明显的层状构造，由上而下岩石基性程度增高；2、矿床地质特征矿体特征：多呈层状或似层状以及脉状，呈层状或似层状与围岩渐变过渡，同生矿床；脉状矿体呈贯入围岩。矿石特征：a)矿石类型：以浸染状至稠密浸染状为主，致密块状次之。b)矿石矿物：以钛磁铁矿或磁铁矿以及钛铁矿、赤铁矿等，伴生矿物有尖晶石、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿、硫镍钴矿等。c)矿石品位：一般铁矿石的品位为25-45%；TiO2为25-15%；V2O5为0.2-0.5%；伴生Cr,Ni,Co,Cu,Pt等可综合回收利用的元素.（一）、岩浆型铁矿床3、成矿作用岩浆型铁矿床多为晚期岩浆分异成矿作用和晚期岩浆贯入、喷溢成矿作用形成。晚期岩浆分异型、晚期岩浆贯入型、岩浆喷溢型（1）晚期岩浆分异型：呈层状产出，大多数钒钛磁铁矿矿床属此类。如：四川攀枝花（2）晚期岩浆贯入型：呈脉状产出，钒钛磁铁矿矿床。如：河北大庙（3）岩浆喷溢型：矿体围绕火山口呈席状产出，核部为流纹英安岩，四周为熔岩状铁矿体，矿石矿物为磁铁矿、赤铁矿。如：指智利拉科铁矿（一）、岩浆型铁矿床矿例：四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床攀枝花式铁矿分布于川西南部,地理座标位置为：东径：102°—103°北纬：26°—28°30′,行政区划为四川省攀枝花市及凉山州(西昌)所辖,简称“攀西地区”。1、区域成矿背景——古生代至中生代的裂谷作用，形成攀西裂谷。——裂谷控制着矿带的展布及其内钒钛磁铁矿矿床的分布——矿带北起沪沽西昌，南到攀枝花、红格一带，南北长200km，东西宽40km，是我国最大的钒钛磁铁矿带。（1）地层上震旦灯影组、上三叠统、老第三系、第四系（2）构造NE、NEE、SN向断裂构造，岩体沿NE断裂侵入，被SN向断裂切割含矿岩体：基性岩和超基性岩，长35km，宽约2km，走向45º，倾向NW，倾角50-60º，（3）岩浆岩中元古代富铁超基性－基性岩体，晚期有中性辉石闪长玢岩—次火山岩、花岗岩及脉岩等矿床：攀技花、红格、白马、太和攀枝花铁矿岩相带及矿化带底部边缘带：厚10~300m，以暗色细粒辉长岩为主，含矿性差下部暗色中粗粒层状辉长岩含矿层：厚60~520m，底部为数米厚的橄揽岩或橄辉岩。为主含矿层，共包括六个矿带（Ⅸ、Ⅷ、Ⅶ、Ⅵ、Ⅴ、Ⅳ）中部暗色层状辉长岩带：厚160~600m，夹含铁辉长岩薄层。Ⅲ矿带由含铁辉长岩薄层及矿条组成，矿体厚仅2~3m，与下部含矿层为过渡关系上部浅色层状辉长岩含矿层：厚10~120m，以含铁辉长岩为主，夹稀疏浸染状矿条，含磷灰石约5％。本层包含两个矿带（Ⅱ、Ⅰ）顶部层状辉长岩相带：厚500~1500m，夹有暗色辉长岩条带及稀疏浸染状矿条，含矿性差（二）、玢岩型铁矿床1、概述概念：是指产于陆相火山岩分布区域内，与玄武质、安山质岩浆的火山-侵入活动有关的一组矿床。玢岩型铁矿床是我国地质工作者所确定和命名的一种矿床类型，其类似斑岩型铜矿床的概念；该矿床具有一系列成矿作用特点。我国宁芜地区铁矿床是其典型代表，由岩体内部到接触带再到围岩中，出现下列5种类型的铁矿化：——晚期岩浆——高温气液交代——接触交代——中低温热液交代-充填——火山沉积等玢岩铁矿理想模式示意图①龙旗山式或②竹园山式；③龙虎山式；④梅山式；⑤凹山式；⑥陶村式；⑦-向山式(黄铁矿)；⑧凤凰山式（转引自袁见齐等，1985）2、矿床赋存围岩和成因类型①龙旗山式或②竹园山式：产于火山沉积岩中的层状铁矿床——火山沉积矿床——③龙虎山式：产于岩体附近火山岩中的脉状、似层状铁矿床——中低温热液充填矿床——④梅山式：产于接触带上的铁矿化，围岩为安山岩、凝灰岩——接触交代矿床——⑤凹山式：产于辉长闪长玢岩顶部或边部的铁矿化——伟晶-高温气成热液充填矿床——⑥陶村式：产于辉长闪长玢岩岩体中部的铁矿化——晚期岩浆高温热液交代矿床——⑦-向山式(黄铁矿)：产于接触带外带的浸染状黄铁矿化——交代矿床——⑧凤凰山式：产于围岩为灰岩、砂页岩——矽卡岩型矿床——3、矿体形态（1）角砾岩筒状矿体：宁芜地区的玢岩铁矿床，除层状铁矿外，大多赋存于各类角砾岩筒中。（2）脉状矿体和似层状矿体。（3）受接触带构造控制的环状矿体。4、矿石矿物主要为磁铁矿、假象赤铁矿、黄铁矿。玢岩型铁矿中除火山-沉积型外，其余各类型都有不同程度的围岩蚀变。5、矿化期早、中、晚三期——早期类矽卡岩化——中期类青磐岩化——晚期黄铁矿化、水云母化、高岭土化和碳酸盐化等。5、成因目前有两种揭示：（1）岩浆分离结晶及熔离作用开始富集，形成早期的具有钛铁矿出溶条带的磁铁矿；（2）大部分铁质或由岩浆流体带入，或由深部火成岩及其围岩在钠交代作用时铁经活化转移再沉淀的结果。（三）、接触交代型铁矿床（矽卡岩型铁矿床）1、概述概念：是指岩浆热液与碳酸盐岩类围岩发生双交代作用形成的一组铁矿床。经济地位：在我国其占铁矿总储量的12%，占富铁矿储量的40%。矿床的规模大小不等，中型居多，部分储量可达1亿吨以上。由于多数为富矿，所以储量小于百万吨的小型矿床也是工业开采的重要对象。分布：湖北大冶、河北邯郸-邢台，山东莱芜等地铁矿床。2、矿床地质特征构造位置：多产于大洋岛弧地带；岩浆岩类型：主要是中-浅成的闪长岩-辉长岩类，有少量花岗闪长岩和斜长花岗岩，常有同源的安山岩-玄武岩层。围岩：碳酸盐类为主，其次钙质砂页岩、凝灰岩类；围岩蚀变：矽卡岩化为特征。闪长岩类——发育钠长石化；花岗岩类——钾长石化；花岗闪长岩-闪长岩类——发育Na,K交代现象；成矿深度：中深－浅成－超浅成；容矿构造：褶曲倾末端或两翼、断裂与侵入接触带交汇部位、围岩层间裂隙或层间错动带、岩体超覆部位、大理岩在岩体边缘形成的半岛状残留体上等；（三）、接触交代型铁矿床（矽卡岩型）矿体形态：层状、似层状、透镜状、囊状以及豆荚状、楔状和其它不规则状。矿体与围岩产状一致时，矿体规模大；矿石特征：矿石品位：Fe＞45%；Cu、Pb、Zn、Sn等金属伴生。还有S（几%～十几%）、P（n‰～n%）；矿石组构：以致密块状为主，也有浸染状、条带状、角砾状构造；半自形粒状、交代结构结构；矿石矿物：磁铁矿、赤铁矿、假像赤铁矿，少量黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等；成因：岩浆热液与碳酸盐岩围岩之间发生的双交代作用形成，成矿作用阶段：矽卡岩阶段、磁铁矿阶段及石英硫化物阶段等。（三）、接触交代型铁矿床（矽卡岩型）矿例：河北邯邢矽卡岩型铁矿床分布在河北邯邢地区，共有大小矿床数十个，构成一个规模巨大的成矿区。区内有五个岩体，相应划分为五个矿田，每个矿田都由若干个矿床组成。该矿床以矿山村矿