全球鐵礦資源相當(dāng)豐富,礦石量超過(guò)8000億噸,含鐵量超過(guò)2300億噸,尚有很大發(fā)現(xiàn)潛力。目前,世界鐵礦資源探明儲(chǔ)量的90%以上分布在10個(gè)國(guó)家和地區(qū),主要集中在巴西、澳大利亞、俄羅斯、加拿大等國(guó),它們同時(shí)也是主要鐵礦生產(chǎn)和出口國(guó)家。
中國(guó)主要礦床類型和主要發(fā)現(xiàn)礦床分布圖
鐵礦成因類型較多,主要類型單一,全球以沉積變質(zhì)型礦床為主;中國(guó)則以沉積變質(zhì)型和巖漿型為主。
從礦床成因角度劃分,鐵礦床的主要類型可分為BIF鐵礦及其風(fēng)化殼型礦床、矽卡巖型、巖漿型、火山巖型、沉積型。
鐵礦石
BIF鐵礦儲(chǔ)量巨大,但是品位較低,二次富集 ( 風(fēng)化淋濾)后也能形成富鐵礦床,是世界最重要的鐵礦類型,很多巨型礦床都是此類型。
亞馬遜雨林鐵礦
什么是BIF?
條帶狀鐵建造(Banded Iron-Formation,簡(jiǎn)稱BIF),是形成于前寒武紀(jì)的海相化學(xué)沉積巖,當(dāng)鐵含量達(dá)到工業(yè)品位時(shí)就成為BIF鐵礦床。世界上最早的BIF形成于38億年,27億年達(dá)到峰值,到18億年左右大規(guī)模BIF趨于結(jié)束,可見(jiàn)BIF在地球演化歷史上的出現(xiàn)具有不可重復(fù)性,是地質(zhì)演化和環(huán)境變化耦合的結(jié)果。
條帶狀鐵建造BIF
BIF鐵礦類型
國(guó)際上將條帶狀鐵建造大致分兩類:即阿爾戈馬( Algoma)和蘇比利爾( Supeiror)湖型。
阿爾戈馬型主要產(chǎn)在太古宙綠巖帶,與海底火山作用密切相關(guān),如加拿大阿比蒂比、南非巴伯頓綠巖帶中的鐵建造,大多發(fā)育在由基性火山巖向酸性火山巖或沉積巖過(guò)渡部位,主要礦體形成于火山噴發(fā)的寧?kù)o期。
位于西澳皮爾巴拉Pilbara地區(qū)的Mount Whaleback鯨背山鐵礦
蘇比利爾湖型與正常沉積的細(xì)碎屑巖—碳酸鹽巖共生,例如美國(guó)—加拿大Superior湖地區(qū)、澳大利亞Hamersley地區(qū)和巴西Carajas地區(qū)的鐵建造,通常發(fā)育在被動(dòng)大陸邊緣或穩(wěn)定克拉通盆地的淺海沉積環(huán)境,規(guī)模更為巨大,與火山作用沒(méi)有直接聯(lián)系。
阿爾戈馬型和蘇比利爾湖型BIF鐵礦類型的判別
研究表明,無(wú)論是阿爾戈馬型還是蘇比利爾湖型BIFs都是由海底(火山)噴氣(流)沉積作用形成的,二者的差異主要是形成構(gòu)造背景或環(huán)境不同。在有些環(huán)境和條件下,以形成阿爾戈馬型或蘇比利爾湖型BIF為主,在有些環(huán)境和條件下,二者可密切共生,空間上相互過(guò)渡。
BIF鐵礦的板塊構(gòu)造成因模式
華北BIF形成時(shí)間
華北克拉通時(shí)代最古老的BIF形成于古太古代,最年輕BIF形成于古元古代早期, 但BIF鐵礦的峰期為新太古代晚期 (25.2—25.6億年)。
華北克拉通BIF形成時(shí)代與早前寒武紀(jì)巖漿活動(dòng)的時(shí)間基本一致(25—26億年),但與華北克拉通陸殼增生的峰期(27—29 億年)有一定偏差,其原因可能與新太古代晚期華北克拉通構(gòu)造——熱事件十分強(qiáng)烈有關(guān)。
華北克拉通前寒武紀(jì)BIF與巖漿活動(dòng)和地殼增生的關(guān)系
華北克拉通BIF富礦主要有三種類型:原始沉積、受后期構(gòu)造—熱液疊加改造和古風(fēng)化殼等,但總體不發(fā)育富鐵礦,國(guó)外發(fā)育的風(fēng)化殼型富鐵在我國(guó)甚為少見(jiàn)。
前寒武紀(jì)條帶狀鐵建造型鐵礦是世界上最重要的鐵礦類型,其特點(diǎn)是規(guī)模大、易開(kāi)采、易選礦。該類鐵礦床形成的富礦占世界富鐵礦儲(chǔ)量的70% 左右,占全球鐵礦產(chǎn)量的90%以上。
BIF鐵礦礦區(qū)
國(guó)際上前寒武紀(jì)條帶狀鐵礦主要分布在俄羅斯 、澳大利亞、巴西、加拿大、非洲、印度和美國(guó)等地。
全國(guó)約有97%的鐵礦石產(chǎn)自西澳皮爾巴拉(Pilbara)地區(qū)的哈默斯利盆地(Hemersley Basin)
我國(guó)是世界上條帶狀鐵礦重要發(fā)育區(qū)之一,條帶狀鐵資源在我國(guó)具有龍頭地位,而華北地區(qū)的條帶狀鐵礦最為豐富,主要集中于鞍山—本溪、密云—冀東、五臺(tái)—呂梁、霍邱—舞陽(yáng)和魯西等地區(qū)。
華北克拉通前寒武紀(jì)地質(zhì)與BIF鐵礦分布簡(jiǎn)圖
中國(guó)鐵礦資源儲(chǔ)量和產(chǎn)量都位居世界前列,但是國(guó)產(chǎn)鐵礦石遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要,鐵礦石進(jìn)口受制于國(guó)外礦業(yè)巨頭。這對(duì)中國(guó)是挑戰(zhàn)和機(jī)遇,因此中國(guó)必須堅(jiān)持開(kāi)發(fā)與貿(mào)易并重,積極開(kāi)拓海外礦業(yè)市場(chǎng)。建立世界礦業(yè)新秩序是解決我國(guó)鐵礦資源瓶頸問(wèn)題的關(guān)鍵。
大孤山鐵礦所在的礦區(qū),距離鞍山不過(guò)十幾公里,卻素以豐富的鐵礦儲(chǔ)量被稱作十里鐵山。據(jù)說(shuō)它的面積相當(dāng)于十幾座能夠容納9萬(wàn)人的“鳥(niǎo)巢”體育場(chǎng)。
參考文獻(xiàn):
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張連昌, 翟明國(guó), 萬(wàn)渝生, 郭敬輝, 代堰锫, 王長(zhǎng)樂(lè) & 劉利 (2012) 華北克拉通前寒武紀(jì)BIF鐵礦研究:進(jìn)展與問(wèn)題. 巖石學(xué)報(bào), 28, 3431-3445.
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