1.1我国铁矿查明资源储量
截至2007年底,全国铁矿查明资源储量为613.35亿吨,其中基础储量为223.64亿吨,资源量389.71亿吨,我国铁矿查明资源储量绝大部分为贫矿,富铁矿查明资源储量仅有10.02亿吨,占全部铁矿查明资源储量的1.6%。2007年全国铁矿查明资源储量净增加6.09亿吨,比2006年增长1.0%。我国铁矿查明资源储量从2001年的581.19亿吨增长到2007年的613.35亿吨,六年净增加32.16亿吨,增长了5.5%,我国铁矿查明资源储量呈现缓慢增长趋势。
截至2007年底,全国铁矿累计查明资源储量为684.46亿吨,其中基础储量为286.80亿吨,资源量397.66亿吨。
根据2007年铁矿查明资源储量统计,从铁矿资源在东中西部经济区分布看,东部地区(包括北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东、海南11个省市)合计256.52亿吨,占我国铁矿查明资源储量总量的41.8%;中部地区(山西、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南8个省市)合计144.48亿吨,占23.6%;西部地区(广西、内蒙古、四川、重庆、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆12个省区)合计212.35亿吨,占34.6%。我国铁矿资源东部地区分布的最多,其次是西部地区和中部地区。
从各省、直辖市、自治区铁矿资源的分布看,全国31个省、直辖市、自治区均探明有铁矿资源,但我国铁矿查明资源储量主要分布在辽宁(123.33亿吨,占全国总量的20.1%)、四川(102.07亿吨,占16.6%)、河北(72.49亿吨,占11.8%)、安徽(39.53亿吨,占6.4%)、山西(37.82亿吨,占6.2%)、云南(35.69亿吨,占5.8%)、山东(28.73亿吨,占4.7%)、内蒙古(28.01亿吨,占4.6%),8个省区合计467.67亿吨,占全国查明资源储量总量的76.2%。
而辽宁、四川和河北三省合计铁矿查明资源储量297.89亿吨,占全国查明资源储量总量的48.5%,几乎占一半。
1.2我国铁矿查明资源储量利用程度分析
1. 已利用矿区的查明资源储量
截至2007年底,全国已开发利用的铁矿区1306处,查明资源储量281.09亿吨,其中基础储量148.76亿吨,已开发利用的矿区查明资源储量占全部铁矿查明资源储量的45.8%(表3)。
已开发利用的铁矿区主要分布在辽宁、河北、安徽、四川、云南、山西、内蒙古、山东、甘肃和湖北等省区。
2. 可规划利用矿区的查明资源储量
截至2007年底,全国可规划利用的铁矿区822处,查明资源储量188.97亿吨,其中基础储量57.80亿吨。可规划利用的矿区查明资源储量占全部铁矿查明资源储量的30.8%。
可规划利用的铁矿区主要分布在四川、河北、辽宁、内蒙古、山东、山西、安徽、陕西、河南和广东等省区。
3. 暂难利用矿区的查明资源储量
截至2007年底,暂难利用的铁矿区962处,查明资源储量143.29亿吨,其中基础储量17.08亿吨。暂难利用的矿区查明资源储量占全部铁矿查明资源储量的23.4%。
1.3我国铁矿床类型
我国幅员辽阔,分布有各时代的从超基性—基性—中性—酸性—碱性各类岩浆岩;沉积了从太古宙到第四纪各个时代的地层,包括各种沉积岩系、火山沉积岩系等成矿地质条件复杂多样,为不同类型铁矿的形成创造了条件。我国目前具有工业意义的铁矿床类型,按其成因可分为沉积变质型铁矿、岩浆型铁矿、接触交代-热液型铁矿、火山岩型铁矿、沉积型铁矿和风化型铁矿等6种主要类型。各类型铁矿的储量分布按2007年铁矿查明资源储量统计。
1.3.1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,是我国最重要的铁矿类型,,共有779处铁矿产地,查明资源储量330.2亿吨,约占全国铁矿查明资源储量的53.8%,具有矿床规模大,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、辽宁鞍山—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。沉积变质型铁矿床平均品位31.4%,富矿少。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。
A.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。
“鞍山式”铁矿主要产于辽宁、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、霍丘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。矿体以贫矿为主,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。
B.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。
1.3.2岩浆型铁矿床
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,共有95处铁矿产地,查明资源储量97.6亿吨,占15.9%,岩浆型铁矿床平均品位31.6%,品位40%以上的较富矿很少。按照成矿方式可以分为两类:
A.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。我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。
“攀枝花式”铁矿床产于辉长岩-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。
该类型铁矿床矿体多呈似层状,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TFe 20%~45%、 3%~16%、 0.15%~0.5%, 0.1%~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,在我国主要分布于四川省的攀(枝花)西(昌)地区。
B.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。我国首先发现于河北省大庙,故常称之为“大庙式”铁矿床。
该类型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。
该类型铁矿床矿体形态不规则,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。
1.3.3接触交代-热液型(矽卡岩型)铁矿床
接触交代型矿床,常称为夕卡岩型铁矿床。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。矽卡岩型铁矿床共有830处铁矿产地,查明资源储量有74.8亿吨,占12.2%。这类铁矿在我国分布十分广泛,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,是我国富铁矿石的重要来源。矽卡岩型铁矿床品位大于45%的富矿占较大比例,平均品位为41.1%。
矽卡岩型铁矿床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。在我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。我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。
矽卡岩型铁矿床大部分形成于接触带,有的矿体可延伸到非矽卡岩的围岩之中,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。
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。
矽卡岩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。矽卡岩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。
大多数矽卡岩型铁矿床矿体较小,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。矿石矿物组合简单,矿石品位一般较高。矿床规模以中小型为主。
1.3.4火山岩型铁矿床
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。火山岩型铁矿床共有107处铁矿产地,火山岩型铁矿床查明资源储量28.4亿吨,占4.6%。火山岩型铁矿床平均品位35.2%,品位大于45.0%的矿区占一定比例。
A.陆相火山-侵入型铁矿床
在我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。
B.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。
该类型铁矿床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。
1.3.5沉积型铁矿床
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。我国沉积型铁矿床共有412处铁矿产地,查明资源储量33.7亿吨,占5.5%,是我国铁矿资源中难以利用的部分。沉积型铁矿床品位较集中,平均品位为26.2%,为贫铁矿。
A.海相沉积型铁矿床
该类型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。
海相沉积型铁矿床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。
B.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。
湖相沉积铁矿床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。
1.3.6风化淋滤型铁矿床
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,风化淋滤型铁矿床查明资源储量占我国铁矿总量的比重很小。风化淋滤型铁矿床共有187处铁矿产地,查明资源储量3.6亿吨,占0.6%。风化淋滤型铁矿床品位较富,平均品位43.4%,品位大于45.0%的富矿占较大比例。
该类铁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。在我国两广、福建、贵州、江西等省区都有分布。
1.3.7其它类型铁矿床
这类矿床主要包括内蒙古白云鄂博和海南石碌铁矿。这一类型铁矿床查明资源储量45.1亿吨,占7.4%。
1.4我国铁矿石类型分布
按铁矿石工业类型分,我国目前主要可利用的铁矿石工业类型如下:
按照2006年铁矿查明资源储量统计,磁铁矿石(307.2亿吨,占全部铁矿查明资源储量50.1%)、钒钛磁铁矿石(106.5亿吨,占17.4%)、红矿(包括赤铁矿石、褐铁矿石、混合铁矿石、菱铁矿石和镜铁矿石合计查明资源储量186.4亿吨,占30.4%)、其它类型铁矿石(13.3亿吨,占2.2%)。
1.5我国铁矿资源特点
我国已探明铁矿资源的基本特点是:分布广泛又相对集中;矿床类型多,成矿条件复杂;中、小型矿床多,超大型矿床少;贫矿多,富矿少,矿石类型复杂,伴(共)生组分多等特点。
(1)铁矿产地分布广泛,储量相对集中,空间分布成矿区带特征明显
我国铁矿资源分布广泛又相对集中,全国31个省、直辖市、自治区均探明有铁矿资源,又相对集中在辽宁(123.33亿吨,占全国总量的20.1%)、四川(102.07亿吨,占16.6%)、河北(72.49亿吨,占11.8%),三省合计铁矿查明资源储量298亿吨,占全国铁矿查明资源储量的48.5%,几乎占全国铁矿查明资源储量的一半。
我国铁矿资源空间分布成矿区带特征明显,主要有辽宁鞍山-本溪、冀东-密云、山西五台-岚县、内蒙古白云鄂博-包头、河北邯郸-邢台、鲁中-徐淮、安徽霍邱-河南许昌、宁(南京)芜-庐枞、湖北鄂东、甘肃柞水-略阳、鄂西-渝东、江西新余-吉安-湖南祁东、闽南-粤东、海南石碌、四川西昌-滇中、云南西盟、甘肃祁东镜铁山、新疆哈密-甘肃北山、新疆阿尔泰等19个成矿区带。
(2)以贫矿为主、富矿很少
我国铁矿石查明资源储量绝大部分为贫矿,能直接入炉的富铁矿石查明资源储量(铁矿石品位大于48%)有10.0亿吨,仅占全部铁矿查明资源储量的1.6%,我国富铁矿大多零散分布在一些矿区中,能构成富铁矿单独开采的大型矿区只有辽宁鞍山弓长岭二矿区和海南石碌铁矿,绝大多数开采的铁矿石必须经过选矿才能高炉利用。
我国铁矿查明资源储量平均品位约为33%,生产一吨生铁约需3.3吨铁矿石,与巴西、澳大利亚等国的铁矿相比,品位相差很大。从我国铁矿查明资源储量吨位-品位分布直方图可以看出,我国绝大部分铁矿品位在25%~40%之间,占我国铁矿查明资源储量的80%以上。
据中国冶金矿山企业协会,2006年全国重点露天开采铁矿山采出原矿品位平均为30.53%,回采率平均为96.35%,贫化率平均为9.76%;重点地下开采铁矿山采出原矿品位平均38.29%,回采率平均为78.67%,贫化率平均为15.59%;全国铁矿选矿技术经济指标平均:入选品位31.23%,精矿品位64.88%,尾矿品位10.50%,选矿回收率84.32%。
(3)铁矿床类型多,矿石类型复杂
我国铁矿床类型多,矿石类型复杂,多组分共伴生的储量所占比重大
世界上已有的铁矿床类型在我国都已发现,我国具有工业价值的铁矿床类型主要是鞍山式沉积变质铁矿、攀枝花式钒钛磁铁矿、大冶式矽卡岩型铁矿、梅山式火山岩型铁矿和白云鄂博式热液型铁矿等,与世界不同之处在于我国岩浆型、火山岩型和接触交代-热液型储量占的比例较高。
目前我国铁矿开采的主要铁矿石类型有:磁铁矿矿石307.2亿吨,占全部铁矿查明资源储量的50.1%,易选,是目前开采的主要矿石类型;钒钛磁铁矿矿石106.5亿吨,占17.4%,成分复杂,选冶工艺要求高,是目前开采的重要矿石类型;“红矿”186.4亿吨,占30.4%,“红矿”所占比重较大,这类矿石一般选矿工艺困难,其中部分选矿问题已经解决,但精矿生产成本较高。
(4)共(伴)生组分多,综合利用价值大
我国铁矿资源矿石类型复杂,难选矿和多组分共(伴)生铁矿储量所占比重大,难选赤铁矿和多组分共生铁矿石储量各占全国总储量的三分之一,涉及一批大中型矿区,如攀枝花、大庙、白云鄂博、大冶、铜录山、石头咀、翠宏山、谢儿塔拉、大宝山、大顶、黄岗、濉溪以及翁泉沟等矿区,共伴生组分主要包括V、Ti、Cu、Pb、Zn、Co、Nb、Se、Sb、W、Sn、Mo、Au、Ag、S、稀土等30余种,最主要的有V、Ti、Nb、Cu、Co、S和稀土等,有的共(伴)生组分的经济价值甚至超过铁矿价值,如白云鄂博铁矿中含有丰富的稀土矿产和Ta、Nb;攀枝花钒钛铁矿中的V和Ti储量居世界前位。随着科学技术水平的提高,这些共(伴)生组分将得到充分的综合回收利用。
(5)铁矿勘查深度较浅,深部潜力很大
目前我国铁矿的勘查深度仍然较浅,不论是已开发利用的铁矿还是未开发利用的铁矿,其主要矿体最大埋藏深度在1000米以内,主要集中在600米以浅,峰值在50~200米范围,这说明我国铁矿资源深部找矿潜力还很大。
(6)铁矿查明资源储量以大中型规模为主
截至2007年底,我国共有查明铁矿资源产地3090处,铁矿查明资源储量613.4亿吨,按矿区储量规模划分,其中,大型矿区 (储量大于1亿吨) 有112处, 合计查明资源储量404.36亿吨,占全国总量的65.9%;中型矿区(储量0.1~1亿吨)507处,合计查明资源储量166.06亿吨,占全国储量的27.1%;小型矿区(储量小于1000万吨)2471处,合计查明资源储量42.93亿吨,仅占7.0%。
1.6辽宁、四川、河北铁矿资源
辽宁、四川、河北是我国三个铁矿资源最丰富的省份,合计铁矿查明资源储量297.89亿吨,几乎占全国铁矿查明资源储量的一半,在我国铁矿资源开发利用中占有举足轻重的地位。
(1)辽宁铁矿资源
在辽宁123.23亿吨铁矿查明资源储量中,已利用的储量87.36亿吨,占71%,未利用的储量35.87亿吨,占29%,辽宁铁矿资源的开发利用程度比较高;从地区分布上看,其中鞍山地区67.01亿吨,本溪地区15.59亿吨,两者合计82.6亿吨,占辽宁全省铁矿查明资源储量的67%;从铁矿类型分布上看,其中沉积变质型铁矿床118.16亿吨,占辽宁全部铁矿查明资源储量的96%,沉积变质型铁矿床是辽宁最主要的铁矿床类型。辽宁最重要的铁矿有:鞍山弓长岭铁矿、西鞍山铁矿、东鞍山铁矿、鞍山市红旗铁矿、鞍山齐大山铁矿、鞍山市眼前山铁矿、鞍山市黑石砬子铁矿、鞍山大孤山铁矿、本溪南芬铁矿、凤城市翁泉沟硼镁铁矿等。
(2)四川铁矿资源
在四川102.07亿吨铁矿查明资源储量中,已利用的储量22.39亿吨,占22%,未利用的储量79.68亿吨,占78%,四川铁矿资源的开发利用程度不高;从地区分布上看,其中攀枝花地区73.80亿吨,占四川全省铁矿查明资源储量的72.3%;从铁矿类型分布上看,其中岩浆型铁矿床(钒钛磁铁矿矿床)87.94亿吨,占四川全部铁矿查明资源储量的86.2%,岩浆型铁矿床(钒钛磁铁矿矿床)是四川最主要的铁矿床类型。四川最重要的铁矿有:攀枝花红格钒钛磁铁矿、攀枝花朱家包包铁矿、攀枝花兰尖铁矿、攀枝花中干沟铁矿、西昌太和铁矿、米易县芨芨坪铁矿、米易白马铁矿、米易潘家田铁矿、米易县田家村铁矿、米易安宁村铁矿等。
(3)河北铁矿资源
在河北72.49亿吨铁矿查明资源储量中,已利用的储量48.30亿吨,占66.6%,未利用的储量24.19亿吨,占33.4%;从地区分布上看,其中唐山地区55.20亿吨,张家口地区3.57亿吨,邢台地区2.81亿吨,承德地区2.98亿吨,邯郸地区2.50亿吨;河北铁矿资源大部分分布在唐山地区;从铁矿类型分布上看,其中沉积变质型铁矿床61.24亿吨,占河北全部铁矿查明资源储量的84.5%,沉积变质型铁矿床是河北最主要的铁矿床类型,其次是接触交代-热液型(矽卡岩型)铁矿床6.17亿吨,占8.5%,岩浆型铁矿床(钒钛磁铁矿矿床)2.24亿吨,占3.1%。河北最重要的铁矿有:滦县司家营铁矿、水厂铁矿、滦南县马城铁矿、大石河铁矿、石人沟铁矿、迁安县磨盘山铁矿、青龙县柞栏杖子铁矿、滦县常峪铁矿、唐山市马兰庄铁矿、迁安市庙岭沟矿、沙河市中关铁矿、涞源县独山城铁矿等。
截至2007年底,全国铁矿查明资源储量为613.35亿吨,其中基础储量为223.64亿吨,资源量389.71亿吨,我国铁矿查明资源储量绝大部分为贫矿,富铁矿查明资源储量仅有10.02亿吨,占全部铁矿查明资源储量的1.6%。2007年全国铁矿查明资源储量净增加6.09亿吨,比2006年增长1.0%。我国铁矿查明资源储量从2001年的581.19亿吨增长到2007年的613.35亿吨,六年净增加32.16亿吨,增长了5.5%,我国铁矿查明资源储量呈现缓慢增长趋势。
截至2007年底,全国铁矿累计查明资源储量为684.46亿吨,其中基础储量为286.80亿吨,资源量397.66亿吨。
根据2007年铁矿查明资源储量统计,从铁矿资源在东中西部经济区分布看,东部地区(包括北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东、海南11个省市)合计256.52亿吨,占我国铁矿查明资源储量总量的41.8%;中部地区(山西、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南8个省市)合计144.48亿吨,占23.6%;西部地区(广西、内蒙古、四川、重庆、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆12个省区)合计212.35亿吨,占34.6%。我国铁矿资源东部地区分布的最多,其次是西部地区和中部地区。
从各省、直辖市、自治区铁矿资源的分布看,全国31个省、直辖市、自治区均探明有铁矿资源,但我国铁矿查明资源储量主要分布在辽宁(123.33亿吨,占全国总量的20.1%)、四川(102.07亿吨,占16.6%)、河北(72.49亿吨,占11.8%)、安徽(39.53亿吨,占6.4%)、山西(37.82亿吨,占6.2%)、云南(35.69亿吨,占5.8%)、山东(28.73亿吨,占4.7%)、内蒙古(28.01亿吨,占4.6%),8个省区合计467.67亿吨,占全国查明资源储量总量的76.2%。
而辽宁、四川和河北三省合计铁矿查明资源储量297.89亿吨,占全国查明资源储量总量的48.5%,几乎占一半。
1.2我国铁矿查明资源储量利用程度分析
1. 已利用矿区的查明资源储量
截至2007年底,全国已开发利用的铁矿区1306处,查明资源储量281.09亿吨,其中基础储量148.76亿吨,已开发利用的矿区查明资源储量占全部铁矿查明资源储量的45.8%(表3)。
已开发利用的铁矿区主要分布在辽宁、河北、安徽、四川、云南、山西、内蒙古、山东、甘肃和湖北等省区。
2. 可规划利用矿区的查明资源储量
截至2007年底,全国可规划利用的铁矿区822处,查明资源储量188.97亿吨,其中基础储量57.80亿吨。可规划利用的矿区查明资源储量占全部铁矿查明资源储量的30.8%。
可规划利用的铁矿区主要分布在四川、河北、辽宁、内蒙古、山东、山西、安徽、陕西、河南和广东等省区。
3. 暂难利用矿区的查明资源储量
截至2007年底,暂难利用的铁矿区962处,查明资源储量143.29亿吨,其中基础储量17.08亿吨。暂难利用的矿区查明资源储量占全部铁矿查明资源储量的23.4%。
1.3我国铁矿床类型
我国幅员辽阔,分布有各时代的从超基性—基性—中性—酸性—碱性各类岩浆岩;沉积了从太古宙到第四纪各个时代的地层,包括各种沉积岩系、火山沉积岩系等成矿地质条件复杂多样,为不同类型铁矿的形成创造了条件。我国目前具有工业意义的铁矿床类型,按其成因可分为沉积变质型铁矿、岩浆型铁矿、接触交代-热液型铁矿、火山岩型铁矿、沉积型铁矿和风化型铁矿等6种主要类型。各类型铁矿的储量分布按2007年铁矿查明资源储量统计。
1.3.1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,是我国最重要的铁矿类型,,共有779处铁矿产地,查明资源储量330.2亿吨,约占全国铁矿查明资源储量的53.8%,具有矿床规模大,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、辽宁鞍山—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。沉积变质型铁矿床平均品位31.4%,富矿少。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。
A.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。
“鞍山式”铁矿主要产于辽宁、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、霍丘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。矿体以贫矿为主,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。
B.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。
1.3.2岩浆型铁矿床
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,共有95处铁矿产地,查明资源储量97.6亿吨,占15.9%,岩浆型铁矿床平均品位31.6%,品位40%以上的较富矿很少。按照成矿方式可以分为两类:
A.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。我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。
“攀枝花式”铁矿床产于辉长岩-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。
该类型铁矿床矿体多呈似层状,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TFe 20%~45%、 3%~16%、 0.15%~0.5%, 0.1%~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,在我国主要分布于四川省的攀(枝花)西(昌)地区。
B.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。我国首先发现于河北省大庙,故常称之为“大庙式”铁矿床。
该类型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。
该类型铁矿床矿体形态不规则,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。
1.3.3接触交代-热液型(矽卡岩型)铁矿床
接触交代型矿床,常称为夕卡岩型铁矿床。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。矽卡岩型铁矿床共有830处铁矿产地,查明资源储量有74.8亿吨,占12.2%。这类铁矿在我国分布十分广泛,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,是我国富铁矿石的重要来源。矽卡岩型铁矿床品位大于45%的富矿占较大比例,平均品位为41.1%。
矽卡岩型铁矿床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。在我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。我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。
矽卡岩型铁矿床大部分形成于接触带,有的矿体可延伸到非矽卡岩的围岩之中,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。
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。
矽卡岩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。矽卡岩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。
大多数矽卡岩型铁矿床矿体较小,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。矿石矿物组合简单,矿石品位一般较高。矿床规模以中小型为主。
1.3.4火山岩型铁矿床
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。火山岩型铁矿床共有107处铁矿产地,火山岩型铁矿床查明资源储量28.4亿吨,占4.6%。火山岩型铁矿床平均品位35.2%,品位大于45.0%的矿区占一定比例。
A.陆相火山-侵入型铁矿床
在我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。
B.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。
该类型铁矿床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。
1.3.5沉积型铁矿床
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。我国沉积型铁矿床共有412处铁矿产地,查明资源储量33.7亿吨,占5.5%,是我国铁矿资源中难以利用的部分。沉积型铁矿床品位较集中,平均品位为26.2%,为贫铁矿。
A.海相沉积型铁矿床
该类型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。
海相沉积型铁矿床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。
B.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。
湖相沉积铁矿床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。
1.3.6风化淋滤型铁矿床
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,风化淋滤型铁矿床查明资源储量占我国铁矿总量的比重很小。风化淋滤型铁矿床共有187处铁矿产地,查明资源储量3.6亿吨,占0.6%。风化淋滤型铁矿床品位较富,平均品位43.4%,品位大于45.0%的富矿占较大比例。
该类铁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。在我国两广、福建、贵州、江西等省区都有分布。
1.3.7其它类型铁矿床
这类矿床主要包括内蒙古白云鄂博和海南石碌铁矿。这一类型铁矿床查明资源储量45.1亿吨,占7.4%。
1.4我国铁矿石类型分布
按铁矿石工业类型分,我国目前主要可利用的铁矿石工业类型如下:
按照2006年铁矿查明资源储量统计,磁铁矿石(307.2亿吨,占全部铁矿查明资源储量50.1%)、钒钛磁铁矿石(106.5亿吨,占17.4%)、红矿(包括赤铁矿石、褐铁矿石、混合铁矿石、菱铁矿石和镜铁矿石合计查明资源储量186.4亿吨,占30.4%)、其它类型铁矿石(13.3亿吨,占2.2%)。
1.5我国铁矿资源特点
我国已探明铁矿资源的基本特点是:分布广泛又相对集中;矿床类型多,成矿条件复杂;中、小型矿床多,超大型矿床少;贫矿多,富矿少,矿石类型复杂,伴(共)生组分多等特点。
(1)铁矿产地分布广泛,储量相对集中,空间分布成矿区带特征明显
我国铁矿资源分布广泛又相对集中,全国31个省、直辖市、自治区均探明有铁矿资源,又相对集中在辽宁(123.33亿吨,占全国总量的20.1%)、四川(102.07亿吨,占16.6%)、河北(72.49亿吨,占11.8%),三省合计铁矿查明资源储量298亿吨,占全国铁矿查明资源储量的48.5%,几乎占全国铁矿查明资源储量的一半。
我国铁矿资源空间分布成矿区带特征明显,主要有辽宁鞍山-本溪、冀东-密云、山西五台-岚县、内蒙古白云鄂博-包头、河北邯郸-邢台、鲁中-徐淮、安徽霍邱-河南许昌、宁(南京)芜-庐枞、湖北鄂东、甘肃柞水-略阳、鄂西-渝东、江西新余-吉安-湖南祁东、闽南-粤东、海南石碌、四川西昌-滇中、云南西盟、甘肃祁东镜铁山、新疆哈密-甘肃北山、新疆阿尔泰等19个成矿区带。
(2)以贫矿为主、富矿很少
我国铁矿石查明资源储量绝大部分为贫矿,能直接入炉的富铁矿石查明资源储量(铁矿石品位大于48%)有10.0亿吨,仅占全部铁矿查明资源储量的1.6%,我国富铁矿大多零散分布在一些矿区中,能构成富铁矿单独开采的大型矿区只有辽宁鞍山弓长岭二矿区和海南石碌铁矿,绝大多数开采的铁矿石必须经过选矿才能高炉利用。
我国铁矿查明资源储量平均品位约为33%,生产一吨生铁约需3.3吨铁矿石,与巴西、澳大利亚等国的铁矿相比,品位相差很大。从我国铁矿查明资源储量吨位-品位分布直方图可以看出,我国绝大部分铁矿品位在25%~40%之间,占我国铁矿查明资源储量的80%以上。
据中国冶金矿山企业协会,2006年全国重点露天开采铁矿山采出原矿品位平均为30.53%,回采率平均为96.35%,贫化率平均为9.76%;重点地下开采铁矿山采出原矿品位平均38.29%,回采率平均为78.67%,贫化率平均为15.59%;全国铁矿选矿技术经济指标平均:入选品位31.23%,精矿品位64.88%,尾矿品位10.50%,选矿回收率84.32%。
(3)铁矿床类型多,矿石类型复杂
我国铁矿床类型多,矿石类型复杂,多组分共伴生的储量所占比重大
世界上已有的铁矿床类型在我国都已发现,我国具有工业价值的铁矿床类型主要是鞍山式沉积变质铁矿、攀枝花式钒钛磁铁矿、大冶式矽卡岩型铁矿、梅山式火山岩型铁矿和白云鄂博式热液型铁矿等,与世界不同之处在于我国岩浆型、火山岩型和接触交代-热液型储量占的比例较高。
目前我国铁矿开采的主要铁矿石类型有:磁铁矿矿石307.2亿吨,占全部铁矿查明资源储量的50.1%,易选,是目前开采的主要矿石类型;钒钛磁铁矿矿石106.5亿吨,占17.4%,成分复杂,选冶工艺要求高,是目前开采的重要矿石类型;“红矿”186.4亿吨,占30.4%,“红矿”所占比重较大,这类矿石一般选矿工艺困难,其中部分选矿问题已经解决,但精矿生产成本较高。
(4)共(伴)生组分多,综合利用价值大
我国铁矿资源矿石类型复杂,难选矿和多组分共(伴)生铁矿储量所占比重大,难选赤铁矿和多组分共生铁矿石储量各占全国总储量的三分之一,涉及一批大中型矿区,如攀枝花、大庙、白云鄂博、大冶、铜录山、石头咀、翠宏山、谢儿塔拉、大宝山、大顶、黄岗、濉溪以及翁泉沟等矿区,共伴生组分主要包括V、Ti、Cu、Pb、Zn、Co、Nb、Se、Sb、W、Sn、Mo、Au、Ag、S、稀土等30余种,最主要的有V、Ti、Nb、Cu、Co、S和稀土等,有的共(伴)生组分的经济价值甚至超过铁矿价值,如白云鄂博铁矿中含有丰富的稀土矿产和Ta、Nb;攀枝花钒钛铁矿中的V和Ti储量居世界前位。随着科学技术水平的提高,这些共(伴)生组分将得到充分的综合回收利用。
(5)铁矿勘查深度较浅,深部潜力很大
目前我国铁矿的勘查深度仍然较浅,不论是已开发利用的铁矿还是未开发利用的铁矿,其主要矿体最大埋藏深度在1000米以内,主要集中在600米以浅,峰值在50~200米范围,这说明我国铁矿资源深部找矿潜力还很大。
(6)铁矿查明资源储量以大中型规模为主
截至2007年底,我国共有查明铁矿资源产地3090处,铁矿查明资源储量613.4亿吨,按矿区储量规模划分,其中,大型矿区 (储量大于1亿吨) 有112处, 合计查明资源储量404.36亿吨,占全国总量的65.9%;中型矿区(储量0.1~1亿吨)507处,合计查明资源储量166.06亿吨,占全国储量的27.1%;小型矿区(储量小于1000万吨)2471处,合计查明资源储量42.93亿吨,仅占7.0%。
1.6辽宁、四川、河北铁矿资源
辽宁、四川、河北是我国三个铁矿资源最丰富的省份,合计铁矿查明资源储量297.89亿吨,几乎占全国铁矿查明资源储量的一半,在我国铁矿资源开发利用中占有举足轻重的地位。
(1)辽宁铁矿资源
在辽宁123.23亿吨铁矿查明资源储量中,已利用的储量87.36亿吨,占71%,未利用的储量35.87亿吨,占29%,辽宁铁矿资源的开发利用程度比较高;从地区分布上看,其中鞍山地区67.01亿吨,本溪地区15.59亿吨,两者合计82.6亿吨,占辽宁全省铁矿查明资源储量的67%;从铁矿类型分布上看,其中沉积变质型铁矿床118.16亿吨,占辽宁全部铁矿查明资源储量的96%,沉积变质型铁矿床是辽宁最主要的铁矿床类型。辽宁最重要的铁矿有:鞍山弓长岭铁矿、西鞍山铁矿、东鞍山铁矿、鞍山市红旗铁矿、鞍山齐大山铁矿、鞍山市眼前山铁矿、鞍山市黑石砬子铁矿、鞍山大孤山铁矿、本溪南芬铁矿、凤城市翁泉沟硼镁铁矿等。
(2)四川铁矿资源
在四川102.07亿吨铁矿查明资源储量中,已利用的储量22.39亿吨,占22%,未利用的储量79.68亿吨,占78%,四川铁矿资源的开发利用程度不高;从地区分布上看,其中攀枝花地区73.80亿吨,占四川全省铁矿查明资源储量的72.3%;从铁矿类型分布上看,其中岩浆型铁矿床(钒钛磁铁矿矿床)87.94亿吨,占四川全部铁矿查明资源储量的86.2%,岩浆型铁矿床(钒钛磁铁矿矿床)是四川最主要的铁矿床类型。四川最重要的铁矿有:攀枝花红格钒钛磁铁矿、攀枝花朱家包包铁矿、攀枝花兰尖铁矿、攀枝花中干沟铁矿、西昌太和铁矿、米易县芨芨坪铁矿、米易白马铁矿、米易潘家田铁矿、米易县田家村铁矿、米易安宁村铁矿等。
(3)河北铁矿资源
在河北72.49亿吨铁矿查明资源储量中,已利用的储量48.30亿吨,占66.6%,未利用的储量24.19亿吨,占33.4%;从地区分布上看,其中唐山地区55.20亿吨,张家口地区3.57亿吨,邢台地区2.81亿吨,承德地区2.98亿吨,邯郸地区2.50亿吨;河北铁矿资源大部分分布在唐山地区;从铁矿类型分布上看,其中沉积变质型铁矿床61.24亿吨,占河北全部铁矿查明资源储量的84.5%,沉积变质型铁矿床是河北最主要的铁矿床类型,其次是接触交代-热液型(矽卡岩型)铁矿床6.17亿吨,占8.5%,岩浆型铁矿床(钒钛磁铁矿矿床)2.24亿吨,占3.1%。河北最重要的铁矿有:滦县司家营铁矿、水厂铁矿、滦南县马城铁矿、大石河铁矿、石人沟铁矿、迁安县磨盘山铁矿、青龙县柞栏杖子铁矿、滦县常峪铁矿、唐山市马兰庄铁矿、迁安市庙岭沟矿、沙河市中关铁矿、涞源县独山城铁矿等。