在我们日常生活中,铁质物品无处不在。铁的广泛应用早已是不争的事实。铁矿一词离我们很近,也离我们很远。虽然我们经常念着“斩钉截铁”的豪言,有着“趁热打铁”的干劲,但是对“铁石心肠”的“钢铁意志”还不是十分清楚,我们需要对“铁证如山”的铁矿资源来龙去脉深入探索,我们更需要锻炼一身科学的“钢筋铁骨”。
铁,是一种金属元素。铁在生活中分布较广,占地壳含量的4.75%,仅次于氧、硅、铝,地壳含量位居第4。铁是世界上用途最广、用量最大的金属,其消耗量占金属总消耗量的95%,它广泛应用于人们的日常生活中、国民经济的各个部门。世界上99%的铁矿石用于冶炼生铁,进一步冶炼熟铁、铁合金、合金钢、特种钢等。钢铁产业在国民经济中占有极为重要的地位,是社会发展的支柱产业,是现代工业的基础。主要铁矿石有:磁铁矿、镜铁矿、赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿、针铁矿、黄铁矿等。
铁是地壳主要的组成成分之一,虽然在自然界中分布极广。但是人类发现和利用铁却比黄金和铜要迟。这首先是由于天然单质状态的铁在地球上是找不到的,而且它容易氧化生锈,再加上它的熔点(1535°)又比铜(1083°)高得多,使它比铜还难以熔炼。因此,人类历史上的铜器时代比铁器时代还要悠久。
铁矿的形成原因比较复杂。地球上所有含铁的岩石被风化分解后,里面的铁就会被氧化。氧化铁随着水的流动,逐渐沉淀堆积在水下,成为铁比较集中的矿层。铁矿层形成后,再经过多次变化,便会沉积成铁矿或含铁较多的岩石变质。再经过风化,铁会进一步集中起来,形成含铁量很高的富铁矿。还有些铁矿是由岩浆活动造成的,岩浆在地下或地面附近冷却凝结时,可以分离出铁矿物,并在一定的部位集中起来。此外,岩浆与周围岩石接触时,也可以相互作用,形成铁矿。
铁矿是安徽省优势矿种之一,截至2018年底,查明铁矿产地340处,其中大型矿床19处、中型48处、小型221处;查明资源储量63.59亿吨,保有资源储量54.15亿吨,居华东之首,全国第5位。中华人民共和国成立71年来,安徽地质人艰苦奋斗,砥砺前行,对铁矿的找矿和勘查做出了重大贡献,丰富和扩大了安徽的铁矿资源储量。尤其是安徽省地质矿产勘查局所属322地质队、327地质队、313地质队;华东冶金地质勘查局所属综合地质大队为安徽的铁矿立下了不朽的功绩。
(庐江泥河铁矿勘查现场)
安徽省铁矿成矿地质条件优越,铁矿床主要集中在从马鞍山、当涂、繁昌、铜陵一带扩大到庐江—怀宁、霍邱—颍上、萧县、宿县,以及天长、庐枞、淮北等地区。安徽铁矿资源总量大,贫矿多,富矿少。安徽铁矿伴生矿多,伴生多种有益金属元素,适宜综合利用。
安徽铁矿资源的开发利用成就了我省钢铁之都的矿山城市-马鞍山市,具有丰富资源的庐江—枞阳及霍邱地区,也是我省重要的铁矿资源主要储备区,下面主要对马鞍山市及庐枞、霍邱矿集区等铁矿进行简要介绍。
马芜矿集区—钢铁基地
说到安徽铁矿,就一定会联想到马鞍山。马鞍山的铁矿是安徽的骄傲。马鞍山市位于安徽省东部,与江苏省南京市接壤。中国十大钢铁基地之一。
(马鞍山市雕塑)
马鞍山一芜湖一带的铁矿,早在1500年前已被人发现并利用了,但科学的认识是近现代才开始。1912年,当时一个采石工人张某,在平幌岗发现铁矿后误认为是铜矿,报至安徽省实业科,经调查始确定为铁矿。到了20世纪70年代,经过几代人的勘探研究,才逐步认识到它属于火山岩型铁矿。现在这一地区共发现大、中、小型铁矿产地66处(含共生1处),其中大型7个,中型18个,小型34个,矿点7个,查明资源储量22.86亿吨(占全省的36.17%)。这里也称马(鞍山)-芜(湖)矿集区,主要有凹山、姑山及雍镇等3个矿田组成,主要开采矿区有高村、姑山、白象山、太平山、钟山等大中型矿床。
(马鞍山凹山铁矿采场)
(马鞍山和尚桥铁矿)
马鞍山的铁矿主要是火山形成的,这里就是人们常说的火山岩盆地。这个火山岩盆地中布满着火山岩,它们在距今1.26~1.09亿年的中生代白垩纪早期,由火山喷发沉积生成。其中一种火山岩名为闪长玢岩的与铁矿有血缘关系,地质学家称为“玢岩铁矿”,这种铁矿是我国地质学家独创的矿床类型,闻名于国内外。当年的古火山喷发,地面喷溢出大量岩浆,岩浆中含有大量的气体及含铁的热水溶液;当温度、压力降低时,铁质聚集起来成为铁矿。
马鞍山市凹山铁矿产于闪长玢岩体钟状凸起部位的隐爆角砾岩中。有矿体18个,其中主矿体呈巨大的囊状体,水平断面呈环状-涡轮状,垂直剖面呈不规则透镜体。矿体长700米,宽500~550米、厚达272米,埋深140~214米。由上部富矿体和下部贫矿体组成。矿石以磁铁矿为主。
(玢岩铁矿)
2019年,安徽省地矿局322地质队通过近3年的勘查,在马鞍山地区向山硫铁矿外围找矿取得重大突破,有望找到新的大型磁铁矿床。
庐枞矿集区—储备开发基地
安徽铁矿与庐枞地区也是分不开的。庐枞地区是指我省庐江县与枞阳县一带所在的区域,在地质学上是距今大约1.30亿年古火山岩分布地区的简称。这里也是一个火山岩盆地。这个盆地是个五光十色的“聚宝盆”。盆地中铁矿是主要矿产资源,另外还有铜、钼、金、银、铀、铅、锌、硫铁矿、重晶石、明矾石、石膏等矿产,约200多处。它们几乎都与火山岩和火山活动有关。庐枞火山岩铁矿与宁芜火山岩铁矿并驾齐驱,堪称姊妹,该区有大型铁矿床3个、中型3个、小型8个、矿点10个。累计查明资源储量102509.9万吨,占全省16.05%。它分布在庐枞中生代火山盆地的北部,主要是庐江罗河矿床,最大矿体长宽各在千米以上,在火山岩地层中呈层状延伸。矿体伴生银、铜、磷、硫、石膏等矿物,可以综合利用。
庐枞火山岩盆地,长56千米,宽24千米,是个椭圆形的陆相盆地。在盆地的地表下2~4千米处,储存有一个面积约800平方千米的粗安质火山岩岩浆房。在距今1.35~1亿年时,造山运动的挤压抬升,使那庞大无比的岩浆房上升地表喷发,喷发地区因地下空虚而沉陷为火山盆地,随后又有隆起。这前前后后的演变经历了大约3500万年,直到距今1.5~1.4亿年间,形成了罗河式玢岩铁矿,成矿的原理与马鞍山地区铁矿大致相似。
庐江罗河铁矿完全是个新发现的铁矿。它从未出头露面过。1956年,首先在飞机上用专门仪器探测到这个地区磁性强,开始认为可能是火成岩引起的。后来重新分析研究,用钻探机验证,终于在几百米下捕捉到一个偌大的“铁大王”。罗河铁矿床位于庐枞火山岩盆地西侧,为一深埋隐伏大型铁床。主要以磁铁矿为主。
(庐江罗河铁矿)
进入新世纪的2007年,庐枞火山岩盆地庐江泥河发现大型铁矿床。被评为当年度全国十大找矿成果之一。泥河铁矿床的发现,是庐枞地区,乃至长江中下游地区近20年来找矿的重大发现之一,在全国产生较大影响。
霍邱矿集区—后备基地
安徽铁矿不能不说霍邱铁矿。说起霍邱铁矿,原本是位“藏在深闺人未识”的“大小姐”。她埋伏在地下几百米,从未抛头露面过,前人也从未发现她。她是由磁铁矿组成的,具有磁性,而磁性能穿透地表岩石土层传播到地面。这肉眼看不见的磁性信息能用物理探矿仪器来捕捉搜寻。1959年,安徽省地质局原337地质队根据地面磁异常,用钻探机钻到了深埋地下的铁矿床。
霍邱铁矿的矿体,一层一层地铺在变质岩中。最长的矿体可达3.6千米,厚度在10~50米之间。矿石成分以磁铁矿、镜铁矿、赤铁矿为主,该矿石原来是沉积生成,后来又经变质而成。这种类型的铁矿在世界分布很广,规模很大,是个“大户人家”。我国的辽宁鞍山市有这类矿,且具典型性,所以被称为“鞍山式”铁矿。
霍邱铁矿主要分布于霍邱县西部,少数在颍上县境内。有大型矿床8个,中型12个,小型6个。累计查明资源储量237983.5万吨,占全省的37.18%。矿床成因均为沉积变质型。矿体产于片麻岩或大理岩中。矿体埋深一般300~500米。每个矿床有矿体3~7个,呈层状、似层状,长200~2000米,最长3600米,厚10~50米,最厚200米。矿物主要为磁铁矿和镜铁矿,次为赤铁矿、穆磁铁矿、褐铁矿,这类铁矿特点是分布集中,规模较大,品位较低,选矿较易,精矿质地纯净。以霍邱县张庄铁矿为代表。
(霍邱张庄铁矿)
安徽的铁矿除了马芜、庐枞和霍邱地区,在繁昌桃冲、淮北濉溪、安庆怀宁等处以及皖南部分地区也有富集。矿床类型也主要是火山岩型和沉积变质型。尽管现在找矿难度越来越大,找矿深度越来越深,但是随着地质科技事业发展,随着勘查开采技术创新,将在老矿区和新地区不断会有新的找矿突破,埋藏于安徽大地深处的铁矿资源还会再见天日的。
安徽的铁矿资源优势在全国有很大影响。铁矿探明储量大,找矿远景好,在华东地区甚至全国均具有重要意义。随着长三角区域一体化国家战略的逐步实施,安徽铁矿资源开发利用和可持续的绿色发展一定能够发挥更大的重要作用。