中国铁矿资源特点和科学研究问题_李厚民.pdf

2013 年 2 月 February 2013 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 32，No． 1 128 ～130 收稿日期 2012 －12 －19; 接受日期 2012 －12 －20 作者简介 李厚民， 博士， 研究员， 主要从事金属矿床成矿规律和找矿预测研究。E- mail lihoumin2002163． com。 文章编号 02545357 2013 01012803 中国铁矿资源特点和科学研究问题 李厚民，张作衡 中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037 铁矿是一定地质历史演化时期和特定地质环境 的产物， 其形成与某些重大地质事件密切相关。沉 积变质型铁矿一般形成于太古宙至古元古代， 与海 底火山 － 热液活动以及大氧化事件密切相关; 新元 古代 “雪球地球” snowball earth 事件也形成少量 该类型铁矿。海相火山岩型铁矿赋存于从元古宙到 古生代的海相火山岩建造中， 形成于大洋盆地、 大陆 裂谷或火山岛弧等环境， 常与铜 金 矿共生并多经 历了后期改造作用。自元古宙以来， 在各种构造背 景的浅海盆地中正常沉积具有鲕状构造的赤铁矿 层， 形成沉积型铁矿床。在大陆边缘或裂谷带， 中基 性 － 中酸性岩浆侵位于碳酸盐岩地层中发生接触交 代作用形成矽卡岩型铁矿床。在地幔柱和大陆裂谷 背景下， 大规模的镁铁 － 超镁铁质岩浆的侵位形成 岩浆型钒钛磁铁矿床。在中 － 新生代大陆边缘火山 岩带或火山盆地中， 形成陆相火山岩型磁铁矿 － 磷 灰石矿床， 我国称之为 “玢岩铁矿” ， 北欧称为“基鲁 纳 Kiruna 式铁矿” 。富铁地质体在地表经过风化 淋滤作用， 可以形成风化淋滤型铁矿床。 铁矿是我国工业化和城镇化建设所需的大宗矿 产资源。能否立足国内， 保障我国钢铁工业对铁矿 石的需求， 是亟待回答的问题。我国地域辽阔， 在漫 长的地质历史时期发生了多期强烈的构造运动、 岩 浆活动及热液事件， 铁矿成矿条件十分有利。目前 已发现沉积变质型、 岩浆型、 矽卡岩型、 火山岩型、 沉 积型和风化淋滤型等多种类型的铁矿床 图 1 ， 查 明资源储量仅次于巴西、 澳大利亚、 乌克兰、 俄罗斯， 居世界第五位。在我国截至 2009 年底的 700 多亿 吨铁矿累计查明资源储量中 图 2 ， 沉积变质型铁 矿占55， 岩浆型铁矿15， 接触交代 － 热液型 矽 卡岩型 铁矿 12， 火山岩型铁矿 7， 这四种类型 的铁矿床矿石主要为易选的磁铁矿石和钒钛磁铁矿 石， 已被工业利用; 沉积型铁矿占 12， 矿石类型多 属难选的赤铁矿石、 菱铁矿石， 工业利用困难; 风化 淋滤型铁矿仅占 1左右， 工业意义不大。 图 1中国累计查明铁矿资源储量比例 Fig． 1The proportion diagram of known accumulative reserves for iron ore in China 图 2中国铁矿矿石类型资源储量结构图 Fig． 2The structural diagram of resource reserves for iron ore types in China 我国已查明的铁矿资源难以保障工业需求， 需 要大力开展找矿勘查， 探求更多的铁矿资源。通过 正在开展的 “全国矿产资源潜力评价” 工作， 认为我 国一般找矿的潜力巨大， 主要表现在 ①已发现矿产 地勘查程度不高， 有大量铁矿点、 矿化点有待进一步 勘查评价， 有望获得一批资源储量; ②我国东部已经 发现大量铁矿产地， 目前勘查深度不大， 但矿区深， 边部铁矿找矿潜力大; ③我国西部地区工作程度低， 821 ChaoXing 但成矿条件有利， 找矿潜力大; ④磁异常查证率不 高， 大量磁异常有待查证， 发现铁矿床的可能性很 大。近年来新发现辽宁本溪大台沟沉积变质型铁 矿、 辽阳弓长岭沉积变质型铁矿区深部新的富大矿 体、 山东济宁沉积变质型铁矿床、 新疆西天山查岗诺 尔等海相火山岩型铁矿床、 安徽泥河陆相火山岩型 铁矿床、 河北承德乌龙素沟岩浆型铁矿床、 湖北大冶 铁矿深部新矿体等， 显示出沉积变质型、 火山岩型、 岩浆型和矽卡岩型铁矿是当前铁矿找矿勘查的重 点， 也是取得找矿突破的重点矿床类型。 我国在 20 世纪 70 年代的富铁矿会战中， 曾专 门针对富铁矿的形成机制及找矿问题进行研究， 取 得了许多重要的成果。过去的研究成果表明， 富铁 矿的形成与多期次的叠加改造富集或熔离的铁矿浆 有关。我国沉积变质型铁矿只有少量的富铁矿， 其 矿石的特征显示出除原生沉积作用外， 还经历了后 期的地质作用过程的改造与富集; 矽卡岩型和火山 岩型铁矿成矿作用过程除可能存在铁矿浆外， 其富 铁矿的形成机制表现出经多次交代和充填而产生不 断加富和去杂作用。岩浆型钒钛磁铁矿床总体是以 贫矿为主， 但也存在一定量的块状富矿石， 这些富矿 石的形成通常被认为是岩浆熔离的结果。 但是， 铁矿的研究工作在 20 世纪 80 年代之后， 经历了近 30 年的停滞期。近年来虽然找矿取得一 定进展， 但研究工作滞后， 尚存在许多重要的科学问 题有待研究解决， 用于指导找矿实践。 1沉积变质型铁矿 1 我国沉积变质型铁矿的成矿时代问题。前 人研究认为我国的条带状铁建造 BIF 铁矿主要发 生于太古代， 而国外主要在古元古代。如果 BIF 的 形成取决于早前寒武纪大气圈缺氧事件， 我国的沉 积变质型铁矿成矿时代应与国外相同。 2 我国沉积变质型铁矿成矿环境研究。目前 国际上将 BIF 主要分为与海底火山活动有关的阿尔 果马型和与海底火山活动关系不密切的苏必利尔 型。国外的 BIF 多为苏必利尔型， 对其形成环境认 识不一， 有人认为形成于湖后盆地环境， 有人认为形 成于地幔柱环境。我国的 BIF 多属阿尔果马型， 其 形成时是否有足够厚大的岩石圈导致地幔柱发生或 有板块构造作用 需要深入研究。 3 沉积变质型富铁矿的研究。国外 BIF 富铁 矿多， 为赤铁矿富矿， 多属风化淋滤成因; 而我国沉 积变质型富铁矿少， 且以磁铁富矿为主， 近年来弓长 岭二矿区深部找到了磁铁富大矿体。国内外不同的 原因到底是什么 4 沉积变质型铁矿因具有条带状构造而称为 BIF。条带状构造的成因是什么， 目前没有统一的 认识。 5 BIF 原始沉积物研究。BIF 原始沉积时， 是 以碳酸铁的形式 如陕西大西沟铁矿床 或以铁氧 化物的形式 如甘肃镜铁山铁矿床 沉积的 6 变质变形作用在沉积变质型铁矿形成过程 中的贡献。沉积变质型铁矿是沉积形成的 BIF 经变 质作用形成的。但是， 变质变形作用对成矿的贡献， 前人研究很少。 2岩浆型铁矿 1 华北克拉通大庙式铁矿与超贫磁铁矿的成 因联系研究。大庙式岩浆型铁矿的成矿母岩为斜长 岩杂岩体， 其附近超贫磁铁矿的成矿母岩为角闪石 岩， 均为超镁铁侵入岩， 且均富含磷灰石， 它们是否 具有成因联系 2 大庙式岩浆型铁矿成矿过程中的气液作用 研究。大庙式铁矿中的块状富铁矿具有脉状贯入或 充填特征， 矿石中富含磷灰石， 磷灰石中包裹体为气 液包裹体， 这些特征表明在大庙式岩浆型铁矿的成 矿过程中， 氟等挥发份起了重要作用， 成矿与气液作 用有密切关系。 3 攀枝花式岩浆型铁矿和矿山梁子陆相火山 岩型铁矿均分布于扬子克拉通西缘峨眉大火成岩 省， 均形成于晚二叠纪， 前者是超镁铁质岩浆侵入活 动的产物， 后者与峨眉山玄武岩浆喷出活动有关。 二者的成因联系、 成矿机理的异同有待深入研究。 4 攀西地区是全球最大的钒钛磁铁矿矿集 区。究竟是什么因素导致这一地区赋存如此大规模 的钒钛磁铁矿 是特殊的构造背景、 岩浆源区还是 岩浆房过程 3海相火山岩型铁矿 1 海相火山岩型铁矿中矽卡岩化的时代问 题。海相火山岩型铁矿中往往伴随有强烈的矽卡岩 化。从目前的研究来看， 新疆西天山、 东天山、 阿尔 泰地区的海相火山岩型铁矿中， 矽卡岩化为火山活 动同期形成的， 但这一认识还需要更多年龄证据的 支持。 2 海相火山岩型铁矿中矽卡岩的成因问题。 海相火山岩型铁矿中为什么常伴随矽卡岩化 海相 921 第 1 期李厚民， 等 中国铁矿资源特点和科学研究问题第 32 卷 ChaoXing 火山岩型铁矿中矽卡岩化是否是铁矿成矿的必备条 件 这类卡岩的形成需要什么样的深度和岩浆 条件 3 海相火山岩型铁矿是否可以由铁矿浆海底 喷流形成。宁芜式陆相火山岩型铁矿有部分是由矿 浆冷凝形成的。但是， 是否有部分海相火山岩型铁 矿也是由铁矿浆冷凝形成， 需要进一步深入研究。 4 海相火山岩型铁矿成矿系列研究。陆相火 山岩型铁矿中包括多种矿化类型， 包括产在玢岩体 顶部的高温气液交代型浸染状铁矿床 陶村式 、 矿 浆型矿床 凹山式 、 矽卡岩型 凤凰山式 、 中低温 热液充填交代型 龙虎山式 和火山喷发沉积型 龙 旗山式 ， 通常称为“玢岩铁矿” 。西天山阿吾拉勒 地区海相火山岩型铁矿也表现出多种矿化形式， 其 是否属于同一成矿系列， 有待研究。 4矽卡岩型铁矿 1 邯邢式、 莱芜式及临汾式矽卡岩型铁矿均 分布于华北克拉通上， 控矿构造为 NE 向， 均形成于 燕山期， 与中酸性岩浆侵入活动有关密切成因联系， 其成矿背景与中生代华北克拉通破坏的关系需要深 入研究。 2 邯邢式、 莱芜式及临汾式矽卡岩型铁矿成 矿与膏岩层的成因联系。尽管早就有人提出邯邢式 等矽卡岩型铁矿的成矿与膏岩层有成因联系， 但缺 乏足够证据。河北省近来发现千亿吨巨大盐矿资 源， 品位优良， 是我国中东部地区罕见的特大岩盐矿 藏， 该盐矿与邯邢式铁矿在空间分布比较接近， 是否 有成因联系值得研究。 3 矽卡岩型铁矿的成矿物质来源、 成矿的物 理化学条件需要深入研究。 031 第 1 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing