铁矿的时空分布、成矿规律及矿床类型

矿床, 成矿, 时空, 铁矿, 规律一、矿床时空分布及成矿规律
            不同的地质时期，在类似的地质条件下，可以形成同类型的铁矿床；但在不同的地质时期和构造运动期，占主导地位的铁矿床类型则是不同的，显示了铁矿床形成与地壳演化密切有关的特点。由老到新，各地质时期的主要铁矿床类型及其成矿规律如下：
            (一)太古宙
            铁矿主要分布于华北地台北缘的吉林东南部、鞍山—本溪、冀东—北京、内蒙古南部和地台南缘的许昌—霍丘、鲁中地区。以受变质沉积型铁硅质建造矿床为主，常称“鞍山式”铁矿。多为大型矿床，铁矿床主要赋存于鞍山群、迁西群、密云群、乌拉山群、泰山群、登封群、霍丘群等。其岩石变质程度多属角闪岩相，部分属麻粒岩相或绿片岩相，并受混合岩化。矿石以条纹状、条带状、片麻状构造为特征，被称为条带状磁铁石英岩型铁矿。该时代储量占41.4%。
            (二)古元古代
            铁矿主要分布于华北地台中部北东向五台燕辽地槽区。矿床仍以受变质沉积型铁硅质建造为主，赋存于五台群、吕梁群变质岩中，矿石以条纹状、条带状构造为主。在南方地区有伴随海相火山岩、碳酸盐岩的火山岩型矿床，以云南大红山铁铜矿床为代表，矿体产于大红山群钠质凝灰岩、凝灰质白云质大理岩中。
            (三)新元古代(含震旦纪)
            铁矿床类型较多。在北方地区，有产于浅海-海滨相以泥砂质为主沉积型赤铁矿床，分布于河北龙关—宣化一带和产于斜长岩体中的承德大庙一带的岩浆型钒钛磁铁矿床；在内蒙古地轴北缘有产于白云鄂博群白云岩中的白云鄂博铁、稀土、铌综合矿床；还有赋存细碎屑岩-泥灰岩-碳酸盐建造中的酒泉镜铁山沉积变质型铁矿(铜、重晶石)。在南方地区，除分布于湘、赣两省的板溪群、松山群浅变质岩系中的沉积变质型铁矿，还有产于新元古界澜沧群中基性火山岩中的云南惠民大型火山-沉积型铁矿。
            元古宙形成的铁矿，储量占22.8%。
            (四)古生代
            除志留纪铁矿较少外，其他各时代都有铁矿。以沉积型和岩浆型矿床为主，也有接触交代-热液型铁矿。如沉积型铁矿，分布于南方(湘、桂、赣、鄂、川)泥盆系中的海相沉积赤铁矿床，常称“宁乡式”铁矿；岩浆晚期型矿床以钒钛磁铁矿(攀枝花式)最为重要，含矿岩体分布于攀枝花—西昌一带。该时代储量占22.4%。
            (五)中生代
            是陆相火山-侵入活动有关的铁矿床和接触交代-热液型铁矿形成的主要时代。陆相火山-侵入型，主要分布于宁(南京)—芜(湖)地区。接触交代-热液型铁矿床，分布于鄂东(大冶式)、邯邢、鲁中、晋南、豫北和闽南等地区。这个时代形成的铁矿，储量占12.4%。
            (六)新生代
            以风化淋滤及残、坡积型为主，次为陆相沉积的菱铁矿、沼铁矿，还有海滨砂铁矿。储量占1.0%。
            二、矿床类型
            我国幅员辽阔，分布有从超基性—基性—中性—酸性—碱性各时代的各类岩浆(喷发)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、沉积变质岩系，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，按其成因可分为沉积变质型、岩浆型、接触交代-热液型、火山岩型、沉积型和风化型等6种主要类型，其中以沉积变质型最重要。现介绍如下：
            (一)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，是我国十分重要的铁矿类型，其储量占全国总储量的57.8%。并具有“大、贫、浅、易(选)”的特点，即矿床规模大，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。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。
            1.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。
            铁矿床主要产于辽宁、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具有黑白相间的条带状、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。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。
            2.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。
            (二)岩浆晚期铁矿床
            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，储量占11.6%。按照成矿方式可以分为两类：
            1.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。
            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。
            铁矿体多呈似层状，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%、TiO2 3%～16%、V2O5
            0.15%～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。
            2.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。
            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。
            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。
            (三)接触交代-热液型铁矿床
            接触交代型矿床，常称为夕卡岩型矿床。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。
            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。
            接触交代型铁矿大部分形成于接触带，有的矿体可延伸到非夕卡岩的围岩之中，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。
            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。
            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。
            热液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。热液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。
            大多数热液型铁矿体较小，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。矿石组合简单，矿石品位一般较高。矿床规模以中小型为主。分布于内蒙古、吉林、山东、湖北、广东、贵州和云南等省、自治区。但也有大型矿床，如山东淄河一带，产于上寒武统—中奥陶统碳酸盐类岩石中的文登铁矿床，该矿床为浅成-低温热液充填交代矿床。矿床由22个矿体组成，呈似层状和透镜状，重叠平行分布。主矿体长7000m，厚12～36m，延深100～470m。矿石矿物以褐铁矿、菱铁矿为主。矿石品位TFe平均41%(褐铁矿)、30%(菱铁矿)，探明铁矿石储量1.16亿t，其中炼铁用矿石储量5400万t。
            (四)与火山-侵入活动有关的铁矿床
            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。
            1.陆相火山-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。
            2.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。
            铁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。
            (五)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。
            1.海相沉积型铁矿床
            该类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。
            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。
            2.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。
            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。
            (六)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。
            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。
            (七)其他重要铁矿床
            这类矿床主要包括内蒙古白云鄂博和海南石碌铁矿。这两个铁矿床均属大型矿床，因对其矿床成因问题，尚有争议。