黑色金属矿产

　黑色金属矿产

1）铁

铁矿资源是钢铁工业的粮食和发展钢铁工业的物质基础。世界铁矿石资源极为丰富，据美国地质调查局1999年统计，1998年铁矿石储量为1400×10⁸t，储量基础3000×10⁸t，现有储量足以保证全球整个21世纪铁矿石的生产，若按年产铁矿石10×10⁸t计，世界铁矿石储量足够开采到2140年。

铁矿资源分布广泛，但地理分布却很不平衡。原苏联、澳大利亚、巴西、加拿大、美国、印度和南非等国共占有铁金属储量的84%，而其中的74%集中在前三个国家。铁矿工业类型多，当前勘查和开采的铁矿主要类型有：

（1）前寒武纪含铁石英岩型铁矿床（受变质沉积铁矿床）及风化壳型铁矿床。这类铁矿床（包括与其有关的风化淋滤型富铁矿床）在世界铁矿石储量和产量中均占有特别重要的地位，常构成储量多达几十至几百亿吨的巨大铁矿区。如俄罗斯的库尔斯克磁异常区，乌克兰的克里沃罗格铁矿盆地，澳大利亚的哈默斯利铁矿区和中国的鞍山铁矿等。在国外主要是贫铁矿经风化淋滤而成的优质富铁矿，而在中国则以条带状硅质贫铁矿为主，少量为热液型磁铁矿富矿。

含铁石英岩型矿床一般具有储量巨大、产地集中、矿石成分简单、易采易选等特点，早已成为现代铁矿工业的主要开采对象。随着该类型贫矿石利用水平的不断提高和澳大利亚、巴西、印度等国及西非地区这种类型铁矿区的深入勘查和开发，加之世界铁矿总资源的90%来自含铁石英岩，其风化淋滤后，形成的富铁矿石占世界富铁矿石总量的70%，因此从长远来看，这种矿床类型地位的重要性必然是有增无减。

（2）火山岩型铁矿床（包括火山沉积型矿床和产于火山岩体内外接触带的热液充填交代矿床）。火山成因铁矿床是指成矿物质全部或部分来源于火山作用的矿床，包括火山岩浆喷发、溢流、侵入及与其有关的火山期后气液活动过程中所形成的铁矿床。这类矿床在国外分布比较广，其中比较重要的有：原苏联土尔盖地区晚古生代磁铁矿矿床、阿尔泰-萨彦地区早古生代磁铁矿和赤铁矿矿床（这两个矿床的成因有争议，许多学者认为属夕卡岩型）、安加拉-伊利姆地区产在爆发角砾岩筒中的磁铁矿矿床、哈萨克斯坦阿塔苏地区泥盆纪的火山-沉积铁矿床和铁锰矿床，伊朗中部巴夫格区的元古宙磁铁矿矿床，智利晚新生代安第斯构造活化区的拉科磁铁矿矿床和德国西部泥盆纪兰-狄尔型赤铁矿矿床。在中国这类铁矿分布不普遍但不少为大型富铁矿，如海南石碌、云南大红山和宁芜地区一些与闪长玢岩有关的铁矿床等等。火山成因铁矿具有产地比较集中，单个矿床规模有时较大，矿石品位较高等特点，是比较重要的铁矿类型。

（3）岩浆型铁矿床。主要有3类：①钒钛磁铁矿矿床。这类矿床在西方又以瑞典南部的典型矿区命名，称为塔贝格型矿床。世界著名的钒钛磁铁矿矿床（区）有：原苏联中乌拉尔的卡奇卡纳尔-古谢沃戈尔矿区、南乌拉尔西坡的库萨矿床组、南非的布什维尔德矿床、加拿大的马格皮耶矿床、中国四川攀枝花和红格铁矿等。这类铁矿在国外探明储量中占的比重不到10%，是钒和钛的重要来源，因而在某些国家和地区具有比较重要的经济价值。②地台碱性岩建造中的磷灰石-磁铁矿矿床。这类矿床与褶皱带发育早期基性岩浆派生的碱性岩有关，属晚期岩浆矿床。在瑞典北部和中部、挪威、芬兰、原苏联等国家已知有这类矿床。其开采量约占世界开采量的5%，主要来自瑞典和原苏联。③超基性-碱性岩-碳酸岩建造中的磷灰石-磁铁矿矿床。这种矿床通常产在中心型超基性-碱性岩浆杂岩体的碳酸岩岩体中。在波罗的地盾、非洲地台及加拿大和巴西等国均有分布。这类矿床矿石易选，可综合利用磷灰石。

（4）接触交代-热液型（广义的夕卡岩型）铁矿床。这类矿床可细分为：①接触交代型铁矿床又称夕卡岩型铁矿床，大部属富铁矿和②热液型磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿矿床与接触交代矿床相伴产出，由于矿石品位较高，矿石易选，这类矿床一直是比较重要的开采对象。

（5）沉积型铁矿床。这类矿床主要包括古生代到新生代形成的鲕状铁矿床，按形成环境分为浅海相和陆相两大类：①浅海相沉积矿床的矿体多呈层状，含矿层位比较稳定，规模也较大。国外这类矿床主要分布在欧洲及其邻区，矿石含铁量一般小于40%，个别可达50%，磷含量一般较高，不易分选。②陆相沉积铁矿广泛分布于中新生代河湖相沉积中，一般规模不大，品位也较低。在俄罗斯和哈萨克斯坦有此类典型矿床。目前，在阿拉伯国家、纽芬兰、英国、法国、德国、乌克兰和哈萨克斯坦等国和地区仍在开采这类矿石。

此外，还有一些矿床，如我国白云鄂博矿床，归属问题一直有争议，还有待进一步研究。

赵一鸣（1994）认为我国铁矿地质工作应采取以下对策：①受变质沉积铁矿床应作为最主要的找矿对象，因为这类铁矿无论在国外或国内均是最重要的铁矿类型；②接触交代-热液型铁矿床是我国富铁矿的主要来源，应进一步注意寻找；③要加强我国西部等边远地区铁矿资源的勘查工作；④加强对铁矿伴生元素的综合评价和综合利用研究。

2）锰

据美国地质调查局统计1998年世界陆地锰储量和储量基础分别为68000×10⁴t和500000×10⁴t，按近期产量计算，世界现有锰储量可保证开采80年以上。但我国钢铁工业的不断发展，锰资源尚不能满足需要，找富锰矿和优质锰矿已成为我国地质找矿工作的重要任务之一。锰是地壳上最丰富的元素之一，在各种地质作用中均可发生富集，因而在陆地上和洋底均分布有大量锰矿资源。

（1）产于陆地的锰矿。世界陆地锰矿床按成因可划分为沉积型、火山-沉积型、沉积-变质型、热液型和风化壳型五大类，其中热液型锰矿无多大工业价值，主要为海相沉积（含火山-沉积）型，而沉积变质型和风化壳型（硫化矿床氧化带锰帽除外）实质上是原生海相沉积或火山-沉积型锰矿床经区域变质或风化作用改造的产物。美国地质调查局D.H.德扬等人在1984年调查了世界已知29个具有重要经济价值锰矿床（包括了我国瓦房子、遵义、乐平和湘潭四个矿床），统计得出了世界95%以上已探明的可采储量是来自海相化学沉积型矿床的结论。该结论也适用于中国，这类矿床合计占总数的90%以上。因此在解决我国锰矿问题时，首先必须分析研究世界和我国海相沉积锰矿床形成和分布的主要特点。在世界范围内大陆上的锰矿床虽可出现在各个地质时期，但主要集中在元古宙和老第三纪。而且集中分布于南非和原苏联，占世界已查明资源量的80%以上。锰储量最多的国家有南非、乌克兰、加蓬、澳大利亚、巴西、格鲁吉亚、中国和印度等。如南非的锰储量的95%集中在卡拉哈里矿区和原苏联的尼科波尔和大托克马克等大型和超大型矿床中。国外锰矿石富矿的比率较大，除原苏联以贫矿为主外，一般矿石的含锰量均在30%以上，最富者可达48.5%。我国锰矿赋存的时代不一，主要集中在泥盆纪（占总储量的34.5%）、震旦纪（25.5%）、二叠纪（13.8%）、三叠纪（10.7%）和元古宙（9.9%）。我国有五大类含锰建造，以硅质岩建造和黑色碳质页岩建造的含矿性最好，大型锰矿床多与这两类建造有关。

（2）现代海底锰矿。世界海底的锰资源比陆地上要多几倍。按海底锰质沉积的特点可分为铁锰（多金属）结核和富钴铁锰结壳。结核一般分布在碳酸盐补偿深度以下的海盆中，并含有铜、镍、锌、钴等有用组分。结壳则生长在最低含氧层以下，碳酸盐补偿深度以上的海山区上，其基底一般为玄武岩。有关海洋结核和结壳资源量的报道很多，数值差异很大。据Archer在1976年的估计有结核资源750×10⁸t（锰192×10⁸t）。由于海底结核和结壳除含铁、锰之外，还含钴、镍、铜、铂等多种有用组分，因此从60年代末开始，许多国家陆续加入了海洋资源调查的行列。已查明深海海底资源丰富，具有商业开发的潜力。但即使在开采和加工技术允许的前提下，尚有许多因素（政治的、社会的、经济的）制约着有关的开采活动，商业开采的时间到2010年尚不可能实施。

70年代以来，锰矿床成因研究工作蓬勃开展，其中有代表性的是：①美国地质调查所Mosier和Page根据海洋环境中913个火山成因锰矿床的统计资料，从板块构造观点出发，于1988年提出了“海洋环境中火山成因锰矿床的描述性模式和品位-吨位模式”。该模式主要适合于太平洋沿岸带中—新生代的火山成因锰矿床。②美国地质调查局Force和Cannos从一些巨大锰矿床属浅海沉积这一事实出发，以锰和铁的海洋地球化学性质为理论依据，在1988年提出“黑色页岩盆地周围浅海锰矿床沉积模式”，又称“分层盆地边缘锰矿床沉积模式”。③原苏联学者姆斯季斯拉夫斯基提出的原生锰矿床主要产在地裂作用形成的陆缘海或洋壳扩张产生的裂谷区内，主要是海相火山-沉积型和热液-沉积型矿床。他把地史时期所有海相锰矿床的形成均纳入其所划分的各相对应的造海时期。还把传统上作为稳定地台边缘沉积型锰矿床典型代表的尼科波尔、恰图拉矿床、格鲁特岛锰矿床和我国的瓦房子锰矿床，均列为热液-沉积型矿床。由以上实例可见，从不同的成因观点或成矿模式出发，就需要在锰矿找矿工作的布置上采用与之相应的普查预测准则和方法。

1994年刘曼华对我国锰矿找矿突破的可能途径和对策提出了如下建议：①有计划、有步骤地加强对我国已知含锰层位的详细研究，如我国成锰高峰期（早震旦世，晚泥盆世，晚二叠世和中三叠世）的几个含锰层位以及元古宙含锰地层的研究；②风化型锰矿床应作为寻找富锰矿床的主攻对象；③热液改造型锰矿床在找富锰矿中需给予应有的重视；④以区域成矿预测研究为先导，以有利成矿区带为重点开展找矿工作；⑤应重视海底资源的调查和勘探工作。

3）铬

世界铬铁矿资源极为丰富，储量巨大。据美国地质调查局统计，1998年世界铬铁矿储量和储量基础各为37×10⁸t和76×10⁸t。现有储量几乎可供世界整个21世纪的生产，储量基础可供全球几百年的生产和需求。由于资源高度集中在南非、哈萨克斯坦、津巴布韦、芬兰、印度和巴西等国，美国早已把其列为战略物资，许多没有铬铁矿或铬铁矿储量很少的国家主要依靠进口，很难保证得到长期稳定的供应，同时也促使一些国家勘查和研究低品位铬铁矿的利用问题。

世界所有具有工业价值的铬铁矿矿床都产于基性-超基性岩及其派生的岩石中，其地理分布比较局限。原生铬铁矿矿床从成因上看属岩浆分凝矿床。按矿床的几何形态及含矿岩石的岩性特征和构造环境，通常可分为两类：①层状铬铁矿矿床。这类矿床主要分布于南非、津巴布韦、芬兰和美国等地，尽管层状侵入体中铬铁岩的垂直分布和岩石组合彼此相似，但不同地区的层状铬铁矿矿床仍有明显差异。②豆荚状（透镜状）铬铁矿矿床。这类矿床广泛分布于褶皱区中（乌拉尔、地中海带和太平洋带）或古老地台和地盾上（巴西地盾、波罗的地盾和印度地台）。大型矿床主要发育于原苏联、士耳其、印度和巴西等国。原苏联肯皮尔赛和中国西藏罗布萨铬铁矿矿床均属此类矿床。某些重要矿床兼有两类矿床的特点。层状铬铁矿矿床占世界铬铁矿储量的98%以上，但从目前产量来看，豆荚状铬铁矿矿床约占世界铬铁矿产量的55%以上。③残积-坡积铬铁矿砂矿。属次要类型，在世界铬铁矿储量和开采量中不起重要作用。

4）钒

世界钒储量充足，美国地质调查局1998年统计探明储量1000×10⁴t和储量基础2700×10⁴t，能满足世界长期（约135年）的需要。钒主要分布在俄罗斯、中国、南非和美国。

目前对钒矿床的分类尚无统一的认识。可供开发利用的钒资源一般产于钒钛磁铁矿矿床、磷块岩矿床、含铀砂岩和粉砂岩型矿床中，通常作为副产品大量存在于铝土矿和含钽物质（如原油、煤、油页岩和沥青砂）中，其中岩浆型钒钛磁铁矿是世界钒的最主要来源。

（1）岩浆型钒矿床。属于这一类型的主要是岩浆熔离和贯入成因的钒钛磁铁矿矿床，这类矿床规模巨大，是最主要的钒矿床类型，约占全球钒资源的67%。如南非德兰士瓦布什维尔德杂岩体上带的钒钛磁铁矿矿床、原苏联乌拉尔山东坡的卡奇卡纳尔和古谢诺戈尔钒钛磁铁矿矿床以及中国攀枝花钒钛磁铁矿矿床拥有巨大的钒资源，瑞典、印度和澳大利亚等国也有这一类型的矿床。

（2）同生沉积钒矿床。这类矿床可分为两个亚类：①富碳质同生沉积物容矿的钒矿床是钒的第二个重要来源。如委内瑞拉在原油中，美国在黑色页岩中提取钒。中国南方震旦系、寒武系、志留系中的石煤含有大量潜在钒资源，有些地方的石煤已被开采提取钒，但大部分因品位太低而难以回收。②非碳质同生沉积物容矿的钒矿床。这类矿床主要包括产于某些沉积铁矿和钛磁铁矿滨海砂矿中的钒矿床，如原苏联和新西兰均有此类矿床。

此外，还有后生（受变质）钒矿床和表生钒矿床，这两类矿床目前意义不大，是潜在的钒资源。