澳洲铁矿床成矿规律,四方谈微信公众号文章

【矿业澳洲点评】江思宏老师是研究澳洲铁矿的专家。他所写的西澳铁矿成矿论述给了我们非常多的理论指导和帮助。

哈默斯利省的CID型铁矿主要产在Robe河和Marillana山谷（著名的Yandi铁矿就产于这条古河道中）的古河道中。矿体厚度1～100m，宽度从<1km到几千米不等。Robe古河道是最长的，其产出的CID型铁矿长度超过150km，Marillana古河道保留的CID型铁矿长度达80km。

尽管哈默斯利省CID型铁矿的勘探和开采已经有40多年的历史了，但是关于CID型铁矿的成因仍然存在争议，观点甚多。一些学者认为CID型矿床的形成受特定条件（包括气候、地表风化和地质背景）的控制（Morris and Ramanaidou，2007）；而有些学者则认为CID型矿床形成于一个富含有机酸的饱和地下水的加积河道内，与铁的原位溶解和再沉淀有关（Heimetal.，2006)。矿化发生在古地下水-大气界面，因此受地下水位的控制。

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《澳洲铁矿床成矿规律研究总结》

澳大利亚是世界上铁矿石资源最为丰富的国家之一，也是我国铁矿石的主要进口国。

澳大利亚所有的州都有铁矿床产出，但90%的铁矿石资源量和产量都来自西澳洲皮尔巴拉克拉通（Pilbara craton）的哈默斯利省（Hamersley Province），澳大利亚资源量超过10亿吨的18处铁矿均产在这里，这里也是世界上主要铁矿省之一（Jaques et al.,2002；Jaireth and Huleatt,2010），其铁矿石资源总量估计有400亿吨（Morris and Kneeshaw，2011）。

近年来在西澳伊尔岗克拉通（Yilagarn craton）也发现了一些铁矿床，但是规模和品位都不及皮尔巴拉地区的铁矿。皮尔巴拉地区的铁矿以赤铁矿为主，磁铁矿很少。相比较而言，伊尔岗克拉通上铁矿石的磁铁矿含量较高，被认为是与更高级的区域变质作用有关（Morris and Kneeshaw，2011）。皮尔巴拉地区的铁矿有3种类型：

(1)赋存在条带状含铁建造（Banded Iron Formation,BIF）中的层状铁矿床（bedded iron deposit,BID），矿石中的矿物主要为赤铁矿和赤铁矿-针铁矿；

(2)产在古河道中的河道型铁矿床（channel iron deposit,CID），矿石中的矿物主要为针铁矿-赤铁矿；

(3)主要由BID受侵蚀崩塌或冲积形成的碎屑型铁矿床（detrital iron deposit,DID），量少，矿石中的矿物主要为赤铁矿-针铁矿（Ramanaidou et al.，2003;Morris and Ramanaidou，2007）。

其中，BID型铁矿规模大，品位高，是最主要的铁矿石来源，其次是CID型矿床。

【BID型矿床特点及成因】BID型铁矿主要产在西澳皮尔巴拉地区哈默斯利盆地的南部，并且绝大多数产在布罗克曼含铁建造（Brockman Iron Formation）分布区，少量产在马拉曼巴含铁建造（Marra Mamba Iron Formation）分布区，与BIF关系非常密切。

BID型矿床又可以进一步细分为2种不同的矿石类型：即中生代-古新世由表生作用形成的假像赤铁矿-针铁矿（martite–goethite,缩写M-G）矿石和大约形成于2.0Ga的高品位的假像赤铁矿-微板状赤铁矿（martite–microplaty hematite,缩写M-mplH）矿石（MorrisandKneeshaw,2011）。表生作用形成的M-G矿石在澳大利亚以外并不常见，而M-mplH矿石则是世界范围内主要的铁矿石资源。

Morris and Kneeshaw（2011）总结了BID型矿床具有如下特点：

(1)规模：单个矿床的铁矿石（品位>64%）储量从几千吨到30亿吨，沿走向延伸可达7km甚至更多，宽达4km，通常在不到1m的范围内就可以从矿石(>55%Fe)突变到BIF（<30%Fe）；

(2)矿石的纯度：矿石以3价铁氧化物为主，还有少量残余的铝/硅质成分，外来成分极其罕见；

(3)矿石的氧化状态：尽管有一些规模较小的矿床以磁铁矿为主，还有一些是磁铁矿和赤铁矿，但是世界范围内的铁矿石主要是由氧化的赤铁矿或赤铁矿-针铁矿组成。尽管它们具有氧化特征，但是通常它们都延伸到大气能够影响到的深度之下，而且浅部矿石与深部矿石在矿物组成上没有明显的区别；

(4)地层细节的保存：矿石中常见原岩层理，从厚层理到微层理。

皮尔巴拉地区典型的BID型铁矿包括：鲸背山（Mt.Whaleback,世界上最大的露天铁矿山）、汤姆普拉尔斯山（Mt.吨omPrice）、帕拉伯杜-查纳（Paraburdoo-Channar）和哈默斯利（Hamersley）等大型铁矿床（江思宏等，2013）。

关于BID型矿床的成因，大致有3种不同的模式，分别是表生-变质模式（Morris，1985；Morris and Kneeshaw，2011）、同造山的热液模式（Powell et al.，1999）和深成-表生模式（Taylor et al.，2001）。

【CID型矿床特点及成因】

这是一种非常特殊的矿床类型。从全球范围来看，除了哈萨克斯坦曾报道也发现有CID型铁矿外（Morris and Ramanaidou，2007），其他的所有CID型铁矿都产在西澳的皮尔巴拉地区，而且皮尔巴拉地区的CID型铁矿比哈萨克斯坦的CID型铁矿规模大、品位高。因此，可以说为CID型铁矿是皮尔巴拉地区所独有的一种铁矿床。

西澳皮尔巴拉地区CID型铁矿的资源总量预计>70亿吨。从1972年开始在Robe古河道上游开始开采CID型铁矿石，到2005年，开采的CID型铁矿石量占当年哈默斯利省铁矿石开采总量的40%，并且在这之后这个比例还在逐年增加（Morris and Ramanaidou，2007），可见CID型铁矿在皮尔巴拉地区的铁矿资源中占有很重要的地位。尽管其资源总量不及BID型铁矿，但是由于其具有品位高（TFe含量>57%）和容易开采的特点，因此每年的采矿量都很大。在国内的相关报告和文献中尚查不到每年从澳大利亚进口的CID型铁矿的矿石量。

哈默斯利省的CID型铁矿主要产在Robe河和Marillana山谷（著名的Yandi铁矿就产于这条古河道中）的古河道中。矿体厚度1～100m，宽度从<1km到几千米不等。Robe古河道是最长的，其产出的CID型铁矿长度超过150km，Marillana古河道保留的CID型铁矿长度达80km（Ramanaidou et al.,2003）。

根据岩相学研究结果，Morris and Ramanaidou（2007）将CID型矿石成分划分为似球粒（pelletoid）、球粒（peloid）、木化石和基质4部分。CID型铁矿具有如下特点，它们可能与矿床的成因有关（Morris and Ramanaidou，2007）：

(1)CID型矿床是以河道为边界的河流沉积矿床，目前仅发现于西澳和哈萨克斯坦，因此形成这种大型CID型矿床需要特殊的地质条件，如富铁的成矿物质，有利的风化条件；

(2)西澳的CID型铁矿，几乎见不到残余的岩石结构；

(3)CID矿床中数十亿吨的球粒与其上覆DID矿石中的几千万吨的球粒形成了鲜明对比，这表明形成CID型铁矿需要特殊的条件；

(4)与缺少残余的岩石结构（如BIF）和BID矿石结构相比，CID矿石中常见大量的保存完好的铁化木碎屑，这说明原位的碎屑交代扮演了一种重要角色。

——江思宏，白大明，陈春良，刘源，韩宁，中国地质科学院矿产资源研究所

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