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山西省铁矿资源概况论文

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  关键词:山西省;铁矿沉积变质

  1概况

山西省铁矿资源概况论文

  铁矿石是钢铁生产的主要原料,是我国紧缺的战略性矿产资源。在当前错综复杂的国际环境下,铁矿石国内供给能力不足、对外依存度严重且进口来源国高度集中的问题,给我国钢铁产业安全和国家经济安全带来极大风险。我省铁矿资源丰富,分布较集中,截至2020年底,累计查明铁矿资源储量约47亿吨,列全国第七位。山西省已查明的铁矿区379个,其中规模大型的矿区9个,规模中型的36个,规模小型的317个,潜在矿区17个。我省铁矿类型按成因分为沉积变质型、沉积型、矽卡岩型、岩浆型和热液型等,其中以沉积变质型为主。

  2铁矿资源特点

  2.1铁矿资源分布范围广而又集中

  铁矿资源全省各市都有分布,主要集中分布在山西省五台-代县、岚县-娄烦、古交、左权—黎城、平顺、襄汾-翼城等6个铁矿矿集区内。仅吕梁和忻州两市资源储量,占全省查明资源储量80%左右。

  2.2铁矿区规模以中、小型为主

  在全省379个矿区中,中、小型矿区有353个,占总数的93%。沉积变质型铁矿床规模大多数为大型,矽卡岩型铁矿床规模以中小型为主,沉积型铁矿床一般规模不大,岩浆型铁矿床规模小,热液型铁矿床多为小规模。

  2.3铁矿石以需选铁矿石居多

  已查明的铁矿石的矿石品级为需选矿石、炼铁用矿石、炼钢用矿石。其中需选矿石占查明资源量的99%,铁矿石以需选铁矿石居多。

  2.4矿床类型齐全

  我国目前具有工业意义的铁矿床中,除风化型铁矿床外,其余在我省均有分布,其中以沉积变质型最重要。

  3铁矿成因类型

  3.1沉积变质铁矿床

  即鞍山式磁铁石英岩型铁矿床。此类铁矿同国内外著名的前寒武纪含铁建造一样,某些地质作用可能具有一定程度的全球性、稳定性,即使不同地域的含铁建造也具有一定的相似性。在时间上,主要形成于晚太古代和早元古代(产于3500Ma~1700Ma);在环境上,多形成于地槽不同发展阶段和不同古地理条件下,呈带状分布,火山岩类发育;在成份上,总与硅质共生,共生岩石多种多样,物质成份也有变化。此类铁矿是我省主要铁矿资源,其累计查明资源储量占全省铁矿资源储量的91.34%。

  (1)岚县—娄烦一带的铁矿床赋存于下元古界吕梁山群袁家村组的一套硅铁质绿泥片岩、铁闪片岩、石英岩、石英绢云片岩、炭质千枚岩、白云大理岩等变质岩系内,在袁家村—狐姑山—尖山南北长20km,宽4km的范围内,集中的分布着袁家村特大型、狐姑山大型、尖山大型铁矿,根据含铁岩系的岩性特点,只有轻微的火山活动,其成矿年代(1800Ma~2100Ma)相当于国际上的苏必利尔湖型。

  (2)五台地区的前寒武沉积变质铁矿床,分别产于上太古界五台群的石咀亚群下部金刚库组、上部文溪组、台怀亚群柏枝岩组下部和上部四个层位。从岩性组合及同位素年龄大于2500Ma,相当国外的阿尔戈马型。

  石咀亚群铁矿分布在五台群复式向形的南北两侧,形成北东东向的两个带,其中北带规模较大,分布在五台山北麓,沿滹沱河南岸延伸约100km,宽1km~4km。台怀亚群铁矿分布于复式向形的中部,形成中央矿带,东西长约73km,宽1km~20km,在每一个含矿带内铁矿断续产出,受原始沉积盆地形态、分布和盆地中古地理环境所控制,分段集中,形成一系列规模大小不等的铁矿床或矿点。如中央矿带,从东到西包括大明烟、柏枝岩、铺上、白峪里和山羊坪等大、中、小型矿床和矿点。

  含铁矿物主要是磁铁矿,其次是赤铁矿、镁菱铁矿、铁白云石、镁铁闪石、黑硬绿泥石、铁蛇纹石、铁滑石等,它们作为磁铁矿的伴生矿物出现,没有形成一定规模的独立的硅酸盐相、碳酸盐相和强氧化物相,普遍都有分布,但也有一定的规律,在一定程度上反映了铁矿形成条件的演变。

  (3)在晋东南的黎城,左权亦有少量沉积变质铁矿分布,并形成一定规模,如黎城县小寨矿区的一号矿体长2700m,延深68m~500m,平均厚5.71m,左权县的故驿矿区连麻沟矿段,3号矿体长1987m,厚4.86m,这些矿区矿石组分以磁铁矿为主,磁铁矿颗粒粗大达0.2mm~0.5mm,矿石选矿性能良好,均被冶金部门开采利用。

  3.2矽卡岩型铁矿床

  矽卡岩型铁矿即接触变质-高温热液交代成因形成的铁矿床,因铁矿的形成与矽卡岩有密切关系而得名,此类铁矿在山西省属于仅次于沉积变质铁矿的又一重要的铁矿类型,其查明资源储量占全省约5%。

  该类型铁矿在山西省的特点,与成矿有关的侵入岩体主要是闪长岩—二长岩类,侵入时间为燕山期具多期次侵入特点。与矿有关的围岩为中奥陶统的马家沟组的不同组段的白云岩、白云质泥灰岩和石灰岩。矿体产于接触带内、接触带外碳酸盐岩内构造带、岩体内呈捕虏体,矿体常大小成群出现,形态复杂,呈透镜状、襄状,不规则状或脉状等,矿床成因主要是岩浆期后气液交代充填的矽卡岩型铁矿床,矿石以块状为主,次为浸染状,斑点团块状,角砾状等。矿物成分比较复杂,金属矿物以磁铁矿为主,次为假象赤铁矿、赤铁矿,常共生有黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿等,非金属矿物主要是一些不同类型的矽卡岩矿物如透辉石、钙铁榴石、钙铝榴石、钙铁辉石、硅灰石、阳起石、柱石、符山石等。一般大中型铁矿床主要与透辉石矽卡岩、金云母矽卡岩关系密切,此类铁矿约2/3为富矿,少数矿石为铜铁矿,近矿侵入体普遍钠长石化。该类型铁矿在我省主要集中分布于襄汾-翼城矿集区、古交矿集区、平顺矿集区。

  (1)襄汾—翼城矿集区。该区矽卡岩型铁矿分布较广,区内岩浆岩出露面积约70平方千米,岩浆岩类别有闪长岩、正长闪长岩、二长岩、正长岩及少量碱性花岗岩等,与成矿有密切关系的为闪长岩、正长闪长岩、二长岩。岩浆岩侵入时代为燕山期,同位素年龄为1.38亿年,并为多期次侵入。

  与成矿有关的围岩为中奥陶统地层,共分三组七段,除第七段外,其他各段均有不同程度的矿化,其中O21-2和O22-2为本区的主要矿化层位,其岩性为富镁碳酸盐岩对铁矿的形成起着重要作用。

  控矿构造主要是岩体与围岩的接触带及其两侧附近的裂隙构造,还有石炭系底部与中奥陶统侵蚀面接触部位,即山西式铁矿加富成磁铁矿(称之为“浮山式铁矿”)。岩体凸起的周围及低凹部对矿体赋存最为有利。

  围岩蚀变主要有石榴石矽卡岩、石榴石透辉石矽卡岩、透辉石矽卡岩、透辉石金云母矽卡岩、金云母矽卡岩,火成岩内的钠长石化等。金云母矽卡岩及钠长石化与矿关系密切。

  (2)古交矿集区。在本区200余平方千米范围内,燕山期的二长岩-正长岩出露总面积约50平方千米,在岩浆岩与奥陶系中统及石炭系底部等不同组段碳酸盐岩石接触附近形成矽卡岩及铁矿体,席麻岭矿区局部形成“浮山式”(后期加富的山西式铁矿)铁矿。与矿有密切关系的岩浆岩为等粒状、似斑状二长岩,少数与斑状二长岩有关。与矿有密切关系的蚀变有透辉石矽卡岩、金云母矽卡岩、碳酸盐化及钠长石化等。矿体的形态和产状多受接触带的形态控制,呈似层状、透镜状、瘤状,少数产在山西式铁矿层位,呈透镜状、似层状等,在接触带两侧的大理岩及岩浆岩内亦有少数脉状矿体分布。

  (3)平顺矿集区。铁矿体赋存于燕山期闪长岩—角闪闪长岩类与奥陶系石灰岩的接触带上,岩体钠化和矽卡岩化明显。矿体形态较复杂,规模均较小,单矿体一般长几十米至几百米,厚1.2米至十余米,延深几十米至200余米。区内以北洛峡矿区5号矿体规模最大,长904米,厚6m~11m,延深67m~110m。矿石矿物以磁铁矿为主,铁矿石品位较高,全铁含量40%~46.27%。

  山西省的矽卡岩型铁矿,侵入岩体主要为燕山期中-酸性(包括偏基性或偏碱性)侵入岩与不同时代的碳酸盐岩石接触交代充填成矿。铁矿体赋存于燕山期闪长岩-角闪闪长岩类与奥陶系石灰岩的接触带上,岩体钠化和矽卡岩化明显。矿体形态较复杂,规模均较小,单矿体一般长几十米至几百米,厚1.2米至十余米,延深几十米至200余米。矿石矿物以磁铁矿为主,铁矿石品位较高,全铁含量40%~46.27%。

  3.3沉积型铁矿床

  这类铁矿包括有“宣龙式”“广灵式”“山西式”“陵川式”“寿阳式”等不同时代形成的铁矿床。查明资源储量占全省约2%。

  此类铁矿一般呈层状、似层状、透镜状,层位比较稳定,大多为海浸岩系的底部,为浅海近岸沉积或湖相沉积,矿层厚度一般不大,矿石矿物以赤铁矿、菱铁矿为主,一般规模不大,其中一部分为富矿,含磷较高。铁矿石常具鲕状、块状构造,少数具角砾状、肾状、结核状构造。

  (1)宣龙式铁矿。产于震旦统串岭沟组的下部,系海相化学沉积铁矿,有三至七层矿与砂页岩互层,构成厚几十米的含矿带。矿层呈层状、扁豆状,厚0.7m~2m,变化小。矿石矿物主要为赤铁矿,其次为菱铁矿,具鲕状、豆状和肾状构造,含铁30%~50%。

  宣龙式铁矿在山西省天镇、阳高及太行山西缘的盂县、昔阳、和顺、左权和黎城一带均有分布,但规模不大,适于地方开采的小而富的铁矿。

  (2)广灵式铁矿。矿体赋存于寒武系下统底部砾岩中,具有海浸近岸浅海沉积特征。属滨海型沉积铁矿床,分布于山西省的广灵望狐、贺家堡、浑源上窑、大同市的麻峪口、阳高的冰凉山南缘及太行山西缘等处,矿床一般规模小,具地方开采意义。

  (3)寿阳式(屯留式)铁矿。为湖相沉积铁锰矿床。矿体赋存于二叠系石盒子组上部黄绿色砂页岩内或底部紫色页岩中,矿层呈透镜状、扁豆状、板状,1-4层,单层厚0.5m~0.7m,极不稳定。浅部氧化矿石由致密块状硬锰矿、软锰矿、褐铁矿及结核状或片状硬锰矿、褐铁矿组成。深部则为含锰菱铁矿,共生有绿泥石和磷灰石,矿石含铁低于40%,含锰百分之几至十几,硫0~0.01%,磷低于百分之几,矿床规模不大。

  (4)陵川式铁矿。矿体赋存于太原组底部砂砾岩及9号煤层之下的砂质页岩和页岩中,分布于陵川、晋城、阳城、沁源和古县等地。

  陵川一带为一层矿,产于底部砂砾岩间,局部底板为砂质页岩或本溪组铝土岩。阳城和晋城一带有1-2层矿,产在9号煤层之下的砂质页岩或黑色页岩中,沁源以北铁矿多达4层。矿层呈层状、似层状、透镜状、饼状。矿体最长1500m,出露宽600m,小者几十米,厚0.5m~8m,连续性较好,铁矿以砾状为主,风化层呈土状,矿石为低品位含砾赤铁矿。晋城、阳城间的铁矿主要为致密块状晶质菱铁矿、胶质及鲕状、豆状绿泥石菱铁矿,其次为混合型矿石,属非自溶性多硫贫铁矿石,属海陆交替—湖相沉积矿床,规模为中小型。

  (5)“山西式”铁矿。山西式铁矿赋存于本溪组中,在山西省分布广泛,凡有本溪组出露地区,此铁矿亦有出露,是我省第三大类型铁矿。自下而上有1-3层铁矿;第一层铁矿产在中奥陶统红土—钙红土风化壳之上至铁铝岩之间,形态复杂。其规模受侵蚀面和岩溶形态控制;第二层铁矿产在铁铝岩段下部,距第一层铁矿几十厘米至八米,层位稳定,形态简单,矿体长几米至千米,厚度0.5m~2m,矿体厚度与铁铝岩厚度正相关。第三层铁矿产在畔沟段中,顶底板为砂质页岩或铝土质页岩。矿层呈透镜状、扁豆状及结核状,长10m~400m,厚0.2m~5.5m,矿石呈致密块状、蜂窝状、皮壳状和角砾状等。

  3.4岩浆型铁矿床

  山西省与岩浆作用有关的铁矿床,目前仅有一处,为垣曲县宋家山铁矿区,查明资源储量占全省约0.2%。

  宋家山铁矿产于太古界绛县群,主要岩石有绢英片岩、变质晶屑凝灰岩、变基性火山岩、绢英岩、石英岩、大理岩等。阳起石大理岩与绿泥片岩为成矿围岩。矿体常呈岩床状赋存于细碧岩与绿泥片岩的接触带附近的片岩中。阳起石化、绿泥石化、黑云母化与成矿关系密切。

  3.5热液型铁矿床

  热液型铁矿在山西省的吕梁山南段、五台山古陆东段南北缘、晋南中条山的北段和南段,均有发现。目前所见,多为小规模,变化大,矿体形态为脉状、囊状、扁豆状等,查明资源储量占全省约0.8%。

  此类铁矿常沿区域性大断裂呈线状分布,大断裂旁侧的次级断裂控制具体矿体,断裂的交汇处,平行断裂密集处及背斜轴部往往是赋矿的有利部位,以构造控矿为主。成矿围岩较广,有老地层、新地层,有变质的,也有未变质的沉积岩,但若遇到碳酸盐类岩层,也有显示热液交代现象。成矿温度高、中、低均有,只是矿物组合不同,高温热液型铁矿,以磁铁矿为主,次为赤铁矿、假象赤铁矿和黄铁矿,非金属矿物有阳起石、绿帘石、蛇纹石、方解石和石英等,有时还伴有辉钼矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等。中、低温热液铁矿则以赤铁矿或菱铁矿为主,非金属矿物有石英、方解石、铁白云石、重晶石等。热液型铁矿脉两侧多具有一定的围岩蚀变如绿泥石化、硅化、绢云母化、重晶石化、碳酸盐化、黄铁矿化等。

  4矿石类型及可利用性

  我省铁矿矿石类型主要为磁铁矿矿石、菱铁矿矿石、赤铁矿矿石、褐铁矿矿石等,查明铁矿石的矿石品级为需选矿石、炼铁用矿石、炼钢用矿石,山西省铁矿石按工业类型主要为需选铁矿石。目前,山西省铁矿资源未利用原因可以从以下五个方面分析,第一,矿石粒度细难选;第二,因私采滥挖及矿权范围不连续影响破坏区;第三,矿区位于五台山风景区禁止开采;第四,开采难度大;第五、部分矿区在铝土矿矿权范围内,为铝土矿的共生矿产,因矿权不可重叠而尚未利用。

  5未占用资源开发利用可行性分析

  山西省铁矿未占用保有矿区230个,未占用保有资源储量约13亿吨,主要分布在山西省五台—代县、岚县等6个铁矿矿集区内。这部分铁矿资源储量一般勘查程度普遍偏低,埋藏也较深,再加上当地交通不太方便和当地村民的关系,使得这部分资源储量暂时未被开发;随着将来山西省在矿业权价款上的投资逐年增加,这部分地区铁矿资源勘查程度提高后,将会吸引山西省以及周边地区的铁矿企业到该地进行投资,进行大规模的开采,因此这部分资源储量有很大的市场前景。

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