中国最古老铁矿(中国最古老铁矿在哪里)
xj 2023-06-11
最开始是利用陨石中的天然铁。
最早的陨铁器是在尼罗河流域的格泽(Gerzeh)和幼发拉底河流域乌尔(Ur)出土于公元前4000多年前的铁珠和匕首。
中国最早的陨铁文物是1972年在河北藁城台西村商代中期(公元前13世纪中期)遗址中发现的铁刃青铜钺。这件古兵器,经全面的科学考查,确定刃部是陨铁加热锻造成的。
中国是世界上利用铁最早的国家之一。早在19000年前,周口店“山顶洞人”就开始使用赤铁矿粉作为赭红色颜料,涂于装饰品上或者随葬撒在尸体周围。这是人类利用天然矿物颜料的开始。到新石器时代(距今10000~4000年),兴起了制陶业,并发明绘制各种风格的彩陶。
绘制赭红色彩陶的原料就是赭石(赤铁矿)。
扩展资料:
古代开采的大部为地表风化残积、堆积矿和江河岸边的铁矿,以及露出地表的浅部铁矿体。采掘方法主要有:
(1)露天垦土法翻耕有铁矿的土地,矿石随之露出地面。《天工开物》记载:土锭铁(即褐铁矿结核)“浅浮土面,不生深穴”,“若起冶煎炼,浮者拾之。又乘雨湿之后,牛耕起土,拾其数寸土内者”。这是古代记载的一种特殊采矿方法。
(2)露天掘取法用于采掘地表露头铁矿体。1974年在鞍山东北的太平沟发掘的汉代古采坑,坑形上宽10m,下窄2m,深10m,呈漏斗状。显然是古代露采遗址。
清代开采的庙儿沟(南芬)铁矿,是人们在地表露头处先用棒撬开石缝,再用火烧(火爆法),经过冷缩热胀,使其破碎,采取矿石。
(3)地下凿坑法即沿着矿体往地下凿坑采掘矿石。在河南、江苏、黑龙江等地一些古铁矿遗址,都发现有竖井、斜井和巷道直接采掘矿石的古洞。
[img]中国铁矿时间分布一、不同时代的铁矿床类型
我国的铁矿床从太古宙一直到新生代均有生成,但不同时代的铁矿床类型具有明显特点(图9-2)。
图9-2 不同时代铁矿床类型统计图
从图9-2可以看出,沉积变质型铁矿主要形成于早前寒武纪的太古宙和古元古代,其次是中、新元古代,其他时代的沉积变质型铁矿很少。这可能与地球早期大气缺氧的特殊气候条件有关。由于铁为变价元素,二价铁易溶,而三价铁难溶。因此,只有在25亿年前大气缺氧的环境下,才有可能有大量二价铁在海水中溶解富集,为成矿创造条件。8亿年左右的地球雪球事件也导致大气短时缺氧,为中、新元古代沉积变质型铁矿的成矿提供有利条件。
岩浆型铁矿主要集中于中、新元古代和晚古生代两个时期,以后者为主。前者以17亿年左右的大庙式铁矿为代表,后者以攀西地区的攀枝花式铁矿为代表。
接触交代-热液型铁矿除早前寒武纪和第四纪外,其他时代均有分布,但以中生代占绝对优势,这与我国印支期、燕山期大规模岩浆活动有关,形成了著名的大冶式、邯邢式、莱芜式、黄岗式、马坑式等众多的矽卡岩型铁矿。
海相火山岩型铁矿主要形成于晚古生代,以新疆天山地区产于石炭纪海相火山岩中的雅满苏式及阿尔泰地区产于泥盆系中的蒙库式铁矿为代表;部分海相火山岩型铁矿形成于中新元古代,以云南的大红山式海相沉积型铁矿为代表。
陆相火山岩型主要形成于中生代,以燕山期为主,主要产于长江中下游地区的宁芜、庐枞等陆相火山岩盆地,以宁芜式、庐枞式玢岩铁矿为代表。
海相沉积型铁矿主要形成于晚古生代,主要是我国南方大部分地区均有分布的产于泥盆系地层中的宁乡式铁矿;部分海相沉积型铁矿形成于中新元古代,主要是我国北方新元古代的宣龙式铁矿。在中生代也有少量海相沉积型铁矿分布。
陆相沉积型铁矿很少,主要形成于中生代,部分为晚古生代,与陆相沉积环境有关,代表性矿床为山西式、綦江式铁矿等。
现代风化沉积型铁矿形成于第四纪表生环境,数量多,但多为铁帽等铁矿或金属硫化物矿床的氧化露头,工业意义不大。
从时间演化来看,太古宙—古元古代是我国铁矿的最主要形成期,但矿床类型单一,基本上全为沉积变质型铁矿;中、新元古代铁矿类型增多,除沉积变质型外,出现了岩浆型(大庙式铁矿)、海相火山岩型(大红山式铁矿)、海相沉积型(宣龙式铁矿),还有少量矽卡岩型铁矿;早古生代铁矿类型、数量及查明资源储量均较次要;晚古生代是我国铁矿成矿的又一重要时期,以攀枝花式岩浆型铁矿和宁乡式海相沉积型铁矿最为重要;中生代铁矿以接触交代-热液型(矽卡岩型)和陆相火山岩型为主,与我国中生代克拉通活化、大规模岩浆活动有关,代表性矿床为邯邢式、大冶式、宁芜式矽卡岩型铁矿和宁芜式陆相火山岩型铁矿为代表;第四纪形成现代风化沉积型铁矿。
二、不同时代的铁矿规模
按不同时代统计的铁矿床规模如图9-3所示。
大型铁矿床数以太古宙—古元古代最多,达58个,为沉积变质型铁矿床,查明资源储量也最多,达290.62亿吨;其次为晚古生代,达20个,主要为攀枝花式岩浆型铁矿床,查明资源储量达108.09亿吨;中生代的大型铁矿也较多,达18个,主要为陆相火山岩型和矽卡岩型,查明资源储量达41.80亿吨;中新元古代、早古生代大型铁矿床较少,第四纪没有大型铁矿床。
中型铁矿床的时代分布规律与大型矿床类似,也以太古宙—古元古代最多,其次是晚古生代、中生代、中—新元古代,早古生代、第四纪较少。
小型铁矿床以中生代最多,主要为矽卡岩型和热液型铁矿床;其次为太古宙—古元古代(沉积变质型铁矿床)、晚古生代(以海相沉积型铁矿床为主);第四纪几乎全为小型,为现代风化沉积型铁矿床;早古生代、中—新元古代小型矿床较少。
总体而言,矿床总数以中生代最多,占32%,但其查明资源储量列第三位,占15%;太古宙—古元古代、晚古生代的矿床数分列第二、三位,分别占27%和20%,但其查明资源储量列第—、二位,分布为占55%和22%(图9-4),这与太古宙—古元古代沉积变质型铁矿和晚古生代攀枝花式岩浆型铁矿大型铁矿较多、而中生代矽卡岩型铁矿中小型铁矿较多有关。中、新元古代、早古生代、第四纪的矿床数和查明资源储量均较少。
图9-3 不同时代铁矿床规模统计图
图9-4 不同时代铁矿床及查明资源储量比例图
三、不同时代的铁矿石类型
不同时代铁矿石类型图9-4、9-5所示。
矿石类型以磁铁矿石为主的铁矿床太古宙—古元古代最多,达520个,查明资源储量最大,达322.45亿吨;其次为中生代,矿床数为494个,查明资源储量68.95亿吨。
钒钛磁铁矿石产于岩浆型铁矿中,以晚古生代的攀枝花式岩浆型铁矿床数量最多,查明资源储量最大;其次为中—新元古代的大庙式岩浆型铁矿和中生代的岩浆型铁矿。
菱铁矿石产于沉积型铁矿中,主要是晚古生代的大西沟式海相沉积型铁矿床和中生代的陆相沉积型铁矿。
赤铁矿石、镜铁矿石、褐铁矿石、混合铁矿石形成于氧化环境,以三价铁为主,在各个时代均有产出,但总体上时代偏新,矿床数以晚古生代、中生代和第四纪为多,查明资源储量以晚古生代宁乡式海相沉积型赤铁矿石为大。太古宙—古元古代的查明资源储量较大可能与惠民铁矿床等的混合铁矿石量较大有关。
总体而言,铁矿石类型以磁铁矿石为主,其次是钒钛磁铁矿石和“红铁矿石”(赤铁矿石、镜铁矿石、褐铁矿石、混合铁矿石),菱铁矿石较次要。
图9-5 不同时代铁矿石类型统计图
我国铁矿成矿时代及其演化我国的铁矿床从太古宙一直到新生代均有形成,但在不同地质时期和不同地质条件下形成的铁矿类型规模却各不相同,显示了铁矿床形成随地壳发展而演化的特点(表2-7)。
表2-7 我国主要铁矿类型成矿时代演化
1.太古宙
太古宙是我国沉积变质型铁矿床(条带状硅铁质建造)的主要形成时期,特别是在新太古代,往往构成断续分布的巨型铁矿成矿带,如辽宁鞍本地区鞍山群中的铁矿、冀东滦县群和遵化岩群中的铁矿、北京密云地区四合堂群、山西五台群、山东泰山群、河南登封群以及安徽霍邱群中的铁矿床等。在中太古代这类铁矿明显减少,主要见于冀东迁安岩群和北京密云岩群中,如河北水厂、大石河和密云沙厂等,而在古太古代则仅形成个别小型矿床。
2.元古宙
在古元古代,亦形成一些大型沉积变质铁矿床,如山西吕梁群中的袁家村和冀东朱杖子群的柞栏杖子等。伴有大量海相火山岩和碳酸盐岩的云南大红山铁矿也形成于古元古代。
在中元古代,浅海-滨海相沉积赤铁矿床占有较重要位置,主要分布于华北地台北缘含硅铁质建造变质岩系附近的沉降区,如宣化一带庞家堡等铁矿床。甘肃祁连山地区和陕西勉略地区分别有镜铁山式和鱼洞子等条带状硅铁质建造产出。而在云南澜沧江以南的火山岛弧带则有受变质火山-沉积型铁矿(惠民)产出。
新元古代的沉积变质铁矿床仅见于我国南方江西新喻地区和湖南的祁东,也属条带状硅铁质建造。在河北北部则有大庙式岩浆晚期钒钛磁铁矿矿床形成。在此时期亦有少量接触交代-热液型铁矿形成,如四川泸沽矿田。内蒙古白云鄂博和海南石碌铁矿的成矿时代和成因虽有较大争论,但其主体可能也形成于新元古代。
3.古生代
在此时期形成的铁矿类型较多,以沉积型和岩浆型铁矿为主,次为夕卡岩型和火山岩型。沉积型铁矿广泛分布于我国南方的中晚泥盆世浅海相沉积岩系中,称为“宁乡式”铁矿。在石炭—二叠纪,也有一定量沉积铁矿形成。岩浆型铁矿则集中分布于扬子地台西缘隆起区的西昌-攀枝花裂谷带,沿深大断裂带产出,形成时代主要为海西期(343~283Ma),部分可能属印支期(210~197Ma;张宗清等,1999)。
在江苏利国有加里东期夕卡岩铁矿形成(415~411Ma),而新疆磁海、宁夏克布勒、黑龙江羊鼻山和山东济南等夕卡岩铁矿床则形成于海西期(260~247Ma)。新疆蒙库铁矿属晚泥盆世细碧-石英角斑质火山岩型,式可布台、莫托沙拉等火山-沉积型铁矿的围岩时代为石炭纪,也均属海西期。
属于印支期的夕卡岩铁矿床见于广东大顶(225~206Ma)、内蒙古黎子山(220Ma)和黑龙江翠宏山(203Ma)。
4.中生代
燕山旋回是我国最重要的构造岩浆活动时期,中性和中酸性侵入岩遍及全国各地,特别是中国东部,一般分早、晚两期,早期属侏罗纪,晚期属白垩纪。这些侵入岩常与夕卡岩型和陆相火山岩型铁(多金属)矿床关系密切,如长江中下游、邯邢、鲁中、闽南-粤东和东秦岭等地区所见的夕卡岩型铁(铜、多金属)矿床和有关热液矿床以及宁芜-庐枞地区与陆相火山侵入岩有关的铁矿床均形成于该时期。此外,在下侏罗统还有湖相沉积铁矿分布,如产于四川台坳中南部的“綦江式”铁矿。
5.新生代
形成于第四纪的铁矿,以风化淋滤型残-坡积铁矿为主,次为陆相沉积菱铁矿、沼铁矿,此外,还有滨海砂铁矿床,如台北沿海的砂铁矿床,但上述铁矿大多属中小型。
(一)中国重要矿产成矿时间分布矿床可在不同地质年代中形成,但在地质历史长河中不同矿种往往在不同时段,相对集中,构成它时间分布的趋向。
1.铁矿成矿时间分布
我国铁矿以新太古代—古元古代形成的占绝大多数(尤其以新太古代为主),其探明储量占全国的58%,其中有大型、超大型矿床,如鞍山弓长岭、河北司家营等,但品位中贫。中生代也是中国铁矿主要成矿期,虽然其储量仅占全国19%左右,但大多是富铁矿。新生代铁矿成矿规模是各个时期中最小的。矿床多为小型。储量仅占全国2%,与前寒武纪相比相差约30倍。显见,我国铁矿形成在时间分布上比较广,各个地质年代都有铁矿产出,但其产出与富集程度相差甚大,其中以3.2~2.9Ga的新太古代规模最大,为我国铁形成高峰期。
2.铜矿成矿时间分布
铜矿成矿时间分布也很广,但有相对集中趋向。据目前已有数据统计表明,中生代规模最大,占全国储量的44%,矿床数的50%以上,并且矿石品位高,矿体集中,类型单一,以夕卡岩型和斑岩型为主,为我国铜矿成矿主要时期,其中成矿年代大多集中在175~90Ma。新生代与晚古生代铜矿储量分别占全国的13%和17.5%,规模较小,但从新近西藏新生代斑岩型铜矿和天山地区晚古生代铜矿勘查情况看,上述储量的百分数可能有较大变动,有望出现我国铜矿另一个重要成矿期。元古宙铜矿在我国不十分发育,特别是19~17Ma的古元古代,其矿床数仅占全国的3%,但却占全国储量的7.5%,表明这个时期成矿富集程度较高。
3.铅锌矿成矿时间分布
我国铅锌矿在每个地质时期都有大型矿床出现,如新生代的金顶、中生代的蔡家营、晚古生代的厂坝、早古生代的铁山、元古宙的炭窑口等。但从成矿规模看中生代最大,其占全国储量的57.9%,矿床数的60%以上,加之类型多样,分布广泛,成为我国铅锌矿最主要成矿期,其中大多数矿床成矿年代集中在190~80Ma。其他各个时期除晚古生代占全国储量的16.3%外,均不足10%。值得提出的是元古宙在国外为主要成矿期,而在我国反映不明显,仅占全国储量的7%,且其矿床数不多,说明其成矿富集可能性较大。总之,我国铅锌矿在时间分布既具有普遍性,但又有相对集中的趋向。
4.钨矿成矿时间分布
我国钨矿在成矿时间分布上几乎都集中在燕山期,其中大多数年代在135~80Ma。燕山期钨矿占全国储量的84%,矿床数占80%,并且分布集中,仅江西、湖南两省就占全国储量的51.6%,加之品位高,伴生组分多,长期以来成为我国钨矿主要开发利用的对象。其他时期钨矿储量除加里东期占全国8.4%外,均在3.4%~0.2%之间,并且大多以伴生状态出现,利用有一定困难。显而易见,我国钨矿产出时间分布具有明显高度集中的特点。
5.锡矿成矿时间分布
我国锡矿成矿时间分布比较明显,具有两个主要成矿期,其中以155~90Ma占大多数的燕山期最重要,占全国储量的71.9%,矿床数约占80%,并且矿床产出与花岗岩类关系密切,矿石品位较高,是我国目前主要开发利用的对象。第四纪是另一个主要成矿期,其探明储量占全国的22%,并且均为砂矿,易采易选,便于利用。其他各期锡矿成矿规模十分有限,各自占有储量均在1%左右。显然,我国锡矿成矿在时间分布上呈现两种成因、两个成矿高潮期的特点。
6.汞锑矿成矿时间分布
由于汞锑矿大约70%以上的容矿围岩为寒武纪或泥盆纪的碳酸盐岩,并且矿化体与围岩常呈整合接触,矿化与富集范围又十分局限,并多远离侵入体或发生在构造变动显著部位,因而关于它成矿年代问题的争论较大。目前大多数学者认为矿化作用并非是一次完成的,其成矿物质原始积累可能在早古生代早期或晚古生代早期就开始了,而矿床定型则为中生代或燕山期。据统计按此方式形成的汞锑矿床占全国汞锑矿储量约90%,而直接与中生代岩体有关的矿床占汞锑全国储量的7%~8%,砂矿占1%~2%。上述数据反映了汞锑矿成矿在时间分布上既有延续性,又有倾向性,以中生代为成矿集中期。
7.金矿成矿时间分布
我国金矿成矿时间分布与铁矿相似,比较广泛,各个地质年代都有金矿产出。但由于金的克拉克值低,富集条件特殊,许多矿床要经过多次叠加富集才能达到工业要求。因而一些较大规模矿床,其成矿年龄值往往有多组,如夹皮沟金矿既有新太古代—古元古代年龄值,又有中生代年龄值,从而说明其成矿过程具有阶段性。若以矿床最后定型年代为准,则我国金矿成矿有三个峰期:中生代、晚古生代和新太古代—古元古代。中生代无论规模和矿床数均占首位,其中独立与伴生的金矿各占一半。晚古生代和新太古代—古元古代次之,其中大部分为独立金矿。此外新生代金矿分布很广,多为砂矿,但规模有限,储量仅占全国的11%。看来中国金矿成矿在时间分布上方向性不时显,具有多峰期特点,其中以中生代略显突出。
8.银矿成矿时间分布
银矿成矿比较特殊,独立矿床仅占9%,而90%以上是伴共生矿床。在伴共生银矿床中76%以上与铜铅锌多金属矿床有关,9%与金矿床有关,因此银矿成矿时间分布往往依附于它所伴共生矿种的特征,但从上述资料可以看出,我国银矿产出基本上趋向于以燕山期为主要成矿期。
9.稀有稀土金属矿成矿时间分布
我国稀有稀土金属矿床赋存往往高度集中,几个矿床的储量就占据全国储量的半壁河山,如白云鄂博矿床,其轻稀土金属(LRE2O3)和铌(Nb2O3)的储量分别占全国的92%和66%;内蒙古巴尔哲矿床的锆(ZrO2)储量占全国的92%。因此这些矿床的成矿年代经常就决定了该矿种的主要成矿期,即使其他时期矿床数量再多,分布很广,也无法与之抗衡。所以,稀有稀土元素矿床成矿时间分布不是概率的趋势分布,而是绝对数量的分布。据统计我国稀有稀土元素矿床成矿时间分布较广,以元古宙、海西—印支期、燕山期和第四纪为主要成矿期,相对集中十分明显。元古宙主要为轻稀土金属、铌;海西—印支期主要为重稀土金属、钽、锆;燕山期主要为铍;第四纪主要为盐湖中锂、铷、铯以及离子吸附型重稀土金属。
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