铁矿石成矿规律
1.变质铁硅质构造铁矿床
典型的铁矿分布在辽宁省鞍山-本溪地区，故一般称为“鞍山式”铁矿。这类铁矿床与不同程度的区域变质作用导致的火山-铁硅质沉积建造有关。大致相当于国外的阿尔戈马型铁矿石。主要形成于前寒武纪的老变质岩区(大多集中在2000~3000Ma)。
铁矿主要产于辽宁、河北、山东、河南、安徽太古代鞍山群、迁西群、泰山群、登封群、霍邱群及其相应变质岩系的不同层位中。在晋蒙元古界五台群、吕梁群及其相应的变质地层中，大部分变质作用属于绿片岩至角闪岩相，部分出现在麻粒岩相中。湖南、江西等省位于板溪群或震旦系松山群。大部分地区含铁变质岩系已不同程度地被混合岩化和花岗岩化。
变质铁硅建造中的铁矿床是多层的，也有1 ~ 2层，呈层状、层状、透镜状。矿层厚度一般为几十至几百米，最厚可达350m左右，延伸较为稳定，个别矿层长度可达几十公里以上。大多数矿床都是大型或超大型的。矿石中的铁矿物和应时具有黑白条带状和条纹状结构，变质程度高时过渡到片麻岩。矿物有磁铁矿石英岩、赤铁矿石英岩、绿泥石磁铁矿石英岩和角闪石磁铁矿石英岩。主要是贫矿，铁品位一般为25% ~ 40%。不同规模、不同成因的贫矿石中也有铁品位50% ~ 60%的富铁矿。
2.变质碳酸盐构造铁矿
典型矿床位于吉林大栗子，故称“大栗子式”铁矿。这类铁矿是遭受轻微区域变质作用的碳酸盐型沉积铁矿床。它主要发生在元谷峪地层中。含矿岩系主要由碎屑碳酸盐岩组成，如砂岩、泥岩和石灰岩。
已知矿床不多，主要产于吉林东南部古元古代辽河群千枚岩和碳酸盐岩中。云南易门、峨山铁矿床产于新元古代下部昆阳群碳酸盐岩中。矿体呈层状、层状、扁豆状、红薯状，不规则。矿体一般沿走向长100 ~ 300 m，倾斜深度200 ~ 500 m，倾斜长度大于走向长度，厚度变化较大。矿石矿物包括赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿和褐铁矿。矿石以块状和条带状构造为主，其次为鲕状构造。矿石类型有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿和次生褐铁矿。磁铁矿和赤铁矿的围岩多为千枚岩，而菱铁矿的围岩多为大理岩。富铁矿占很大比例，如云南华年铁矿，其储量的一半是碱性炼铁矿。这是一种与基性、基性-超基性岩浆作用有关的矿床。因其铁矿物富含钒钛，通常称为钒钛磁铁矿矿床，储量占11.6%。根据成矿模式，可分为两种类型:
1.岩浆晚期的异形铁矿床。
富含铁、钒、钛等的残余岩浆矿床。，是岩浆结晶后期分异形成的。中国最早发现于四川攀枝花，所以在中国常被称为“攀枝花式”铁矿。
矿床产于辉长岩-橄榄岩等基性-超基性岩中。而岩体多分布在古陆隆起带边缘，受深大断裂控制。含矿岩体延伸可达几十公里，宽度为一至几公里。岩体分异好，相带明显，韵律清晰。按岩石组合可分为辉长岩型、辉长正长岩型、辉长橄榄石型、辉长斜长石型、辉长辉橄榄石型和辉绿岩型。
铁矿体多呈层状，分布于岩体中下韵律层底部的暗色相带中，与岩体韵律层平行。矿床往往由几个到几十个平行的矿体组成，累计厚度几十到两三百米，深度一千米以上。主要矿石矿物有粒状钛铁矿、磁铁矿、钛铁矿晶石、镁铝尖晶石等。，含少量磁黄铁矿、黄铁矿和钴、镍、铜的硫化物。矿石具有陨石结构和镶嵌结构。矿石呈致密块状、条带状、浸染状结构，含TFE 20% ~ 45%，TiO 23% ~ 16%，V2O50.15% ~ 0.5%，Cr2O30.1%~0.38%% ~ 0.38%，并伴有微量的铜、钴和镍。
2.晚期岩浆穿透铁矿床
晚期岩浆分异的含铁液体沿岩体中的裂隙或接触带渗透。中国最早发现于河北大庙，所以常被称为“大庙式”铁矿。
铁矿床产于斜长石和辉长岩中。基性岩沿东西向断裂带呈带状分布。矿体沿岩体裂隙或上述两种岩浆岩的接触带贯通形成。
矿体形态不规则，多呈扁豆状或脉状，成群出现，呈雁形排列。矿体与围岩边界清晰，产状陡峻。从地表到深部，常见的矿体分枝复合现象多为盲矿体。单个矿体有几百米长，几十米厚，几十米深。主要矿物有磁铁矿、钛铁矿、赤铁矿、金红石和黄铁矿。脉石矿物包括斜长石、辉石、绿泥石、阳起石、闪石和磷灰石。矿石结构均匀，具有普通陨石结构。它具有分散和巨大的结构。富矿和贫矿都含有钒、钛和硫化物，如镍、钴和铂。
矿山附近的围岩常被玻璃纤维石化、绿泥石化和黝帘石化所蚀变。有用的矿物颗粒大，容易被选择。矿床规模一般为中小型，主要分布在河北省承德地区的大庙和黑山一带。接触交代矿床通常被称为矽卡岩矿床。主要产于中酸性、中基性侵入岩与碳酸盐岩(含钙镁岩)的接触带中或附近。这些矿床一般具有典型的矽卡岩矿物组合(钙铝钙铁系列和透辉石-钙铁辉石系列)，但在成因和空间分布上与矽卡岩有关。
岩浆侵入体形成于加里东期、海西期、印支期和燕山期。燕山期是中国最重要的时期。
碳酸盐岩的时代从前震旦纪到侏罗纪，岩性差异很大。就国内已知的矽卡岩型铁矿围岩而言，包括石灰岩、大理岩、白云石石灰岩、泥灰岩、各种不纯的石灰岩和白云岩；部分围岩可能是角闪石、片岩、板岩、砂岩或凝灰岩。从岩性年龄来看，元古界(包括震旦系)多为硅质灰岩；寒武-奥陶系多为纯灰岩或含镁灰岩；石炭-二叠纪灰岩主要含有泥质和有机质。中国北方以寒武-奥陶系灰岩最有利于接触交代铁矿的形成，南方以三叠系大冶灰岩和早二叠世栖霞灰岩为主。
大部分接触交代铁矿床形成于接触带，部分矿体可延伸至非矽卡岩围岩中。矿体常成群出现，形状复杂，多为透镜状、囊状、不规则状和脉状，矿石矿物成分复杂。铁矿石以块状构造为主，其次为浸染状、点状、块状和角砾状构造。这种铁矿石往往伴有铜、钴、金、银、钨、铅、锌等的综合利用；甚至构成铁铜、铁铜钼、铁硼、铁锡、铁金等共生(伴生)矿床。矿床规模以中小型为主，也有大型的。
该类铁矿石在我国分布广泛，主要集中在河北省汉(丹)-兴(太)地区、湖北东部、山西南部、河南西部、山东中部、江苏北部、福建南部、广东北部、四川西南部和云南西部，是我国重要的铁矿石产地。
根据岩浆岩及围岩条件，工业上常分为邯邢式、大冶式、黄冈式铁矿。邯邢式铁矿围岩主要为中奥陶统马家沟组灰岩，矿体常呈层状。大冶铁矿围岩主要为三叠系大冶灰岩，矿体形态不规则。黄冈式铁矿成矿岩石为花岗岩和白岗岩，围岩为古生代碳酸盐岩混火山岩。
热液铁矿明显受构造控制，有的受断层控制，有的受褶皱控制，有的受断层和褶皱控制。热液铁矿床与岩浆岩的关系往往因地而异，多数矿体与岩体有一定距离。高温热液磁铁矿和赤铁矿矿床常与碱性花岗岩、花岗闪长岩和闪长岩有关，而中低温热液赤铁矿矿床常与较小的中酸性侵入体有关，并保持一定距离。中低温热液菱铁矿矿床与侵入体无明显关系。围岩条件对热液铁矿的控制作用不明显。围岩蚀变是热液铁矿的显著特征，高温矿床中常见透辉石、透闪石、黑云母和绿帘石。绿泥石化、绢云母化、硅化、碳化等。在低温矿床中很常见。
热液铁矿体大多较小，常成群出现。矿体呈脉状、透镜状、扁豆状，常见分枝复合、胀缩、尖灭现象。矿石组合简单，矿石品位普遍较高。矿床规模以中小型为主。分布于内蒙古、吉林、山东、湖北、广东、贵州、云南等省区。但也有大型矿床，如上寒武统-中奥陶统碳酸盐岩中的文登铁矿，属于浅成低温热液充填交代型矿床。矿床由22个矿体组成，矿体呈层状、透镜状、重叠平行。主矿体长7000米，厚12 ~ 36米，深100 ~ 470米~ 470米。矿石矿物主要是褐铁矿和菱铁矿。平均TFe品位41%(褐铁矿)和30%(菱铁矿)，已探明铁矿储量65438+16万t，其中炼铁用5400万t。这类矿床是指与火山岩和次火山岩有关的铁矿床。矿化与富含钠的中性(碱性或酸性)和基性火山岩的侵入有关。基于成矿地质背景，根据火山喷发环境，可分为陆相火山-侵入型铁矿床和海相火山-侵入型铁矿床。
1.大陆火山-侵入铁矿床
中国东部大陆安山火山岩分布区发育一套与辉石闪长玢岩-次火山或火山侵入岩有关的铁矿床。典型矿床产于南京武(湖)地区中生代陆相火山断陷盆地，与碱性玄武安山岩火山侵入体密切相关。国内有人称之为“玢岩铁矿”。实际上包括了从岩浆晚期——高温、中温到中低温的一系列成因类型。根据火山机构中矿床的赋存特征，大致可分为三类:①产于斑岩岩体内部及顶部与火山岩接触带及其周围的铁矿，如“桃村式”、“鳌山式”、“梅山式”等。(2)玢岩与周围环境接触带的铁矿床。如《鼓山风情》。③产于火山碎屑岩中的火山沉积矿床，如“龙旗山型”。其中第一类矿床规模最大，含铁量高。
大陆火山-侵入铁矿床通常呈层状、透镜状、囊状、柱状和脉状。矿体大小不一，大型矿体长度可达1000多米，厚度可达数十至200米，宽度可达数十至近1000米。主要矿物为磁铁矿，其次为假赤铁矿和赤铁矿，可见少量菱铁矿。矿石结构呈块状、浸染状、角砾岩状、斑驳状和条纹状。这类矿床中的磁铁矿以含钛和钒为特征..
2.海洋火山-侵入铁矿床
多产于地槽褶皱带海底火山喷发中心附近，铁矿床的形成与火山作用有直接关系。典型矿床以云南大红山铁矿为代表。
铁矿体产于一套由火山碎屑岩、碳酸盐岩和熔岩(细碧岩和角闪石)组成的含矿建造中。下部为应时砂岩、钙质或硬砂质粉砂岩，夹薄层泥灰岩、白云石灰岩和粉砂岩；富钠浅色岩石是主矿体的容矿岩石。上部是厚厚的大理石。
矿体常呈层状、层状、透镜状，少数呈脉状或囊状，常成群、成带出现。矿石构造主要有块状、浸染状、角砾状、条带状、杏仁状和定向排列构造。矿石矿物主要为磁铁矿和赤铁矿，其次为假晶赤铁矿、菱铁矿和硫化矿物。脉石矿物包括应时、钠长石、绢云母和铁绿泥石。它是裸露的含铁岩石、矿物或铁矿体。在风化作用下，破碎、分解、搬运到低洼盆地，有的是机械沉积，有的是沉积分异作用(包括化学分异作用)。当铁矿物或铁富集达到工业要求时，就形成了沉积矿床。这类铁矿储量占全国储量的8.7%。其矿床具有“宽、薄、难”的特点，即矿层分布广、薄，矿石多为赤铁矿和菱铁矿，含磷高，难选。根据铁矿床的沉积环境，可分为海相沉积矿床和湖相沉积矿床。
1.海洋沉积铁矿
这种铁矿床出现在新元古代以后的各个地质时期。
最老的是早震旦世沉积铁矿，以河北宣化庞家堡铁矿为代表。矿体赋存于长城系串岭沟组底部，底部为细砂岩或砂质灰岩，顶部为黑色页岩夹薄砂岩。一般有3 ~ 7层矿体，与砂岩互层，形成10m厚的含矿带。矿体顶板以上为大红峪组灰岩、钙质砂岩，底板以下为长城系应时砂岩夹层，波浪纹常见，层间交错。矿体呈层状、扁豆状或透镜状。矿石主要由赤铁矿、镜铁矿、应时、方解石、黄铁矿、绿泥石和磷灰石组成。矿石具有鲕状、豌豆状和肾状构造。矿床规模一般为中、小型。主要分布在河北省宣化、龙关一带。俗称“龙轩”铁矿石。
分布最广的泥盆纪宁乡式铁矿主要分布在湘赣边界、鄂西、湖南、四川东部、贵州西部、云南北部、甘南和广西。铁矿赋存于中、上泥盆统砂岩页岩中，矿体呈层状。主要含矿层位为1 ~ 4层，其间夹绿泥石页岩或细砂岩。矿体厚度0.5 ~ 2m，厚度相对稳定。矿体从数百米延伸到数千米，最长达十几千米。矿石由赤铁矿、菱铁矿、方解石、白云石、绿泥石、胶磷矿、黄铁矿、粘土矿物和应时组成。具有鲕粒结构、豆状结构、块状结构和砾石结构。存款规模以中等为主。因首次发现于湖南省宁乡县，故称“宁乡式”铁矿。
最新的是晚三叠世沉积铁矿。这些矿床主要分布在滇西和川西，如滇西未夕-德钦的楚格铁矿、勐腊的新山铁矿和川西盐源-木里的褐铁矿和菱铁矿。
2.湖泊沉积铁矿
二叠纪和侏罗纪是矿床形成的最重要时期，主要分布在四川省。
铁矿床往往与煤系地层密切相关，产于煤系砂岩页岩中。矿体呈透镜状、层状，沿走向变化很大。它有几十到几百米长，一般不到2米厚。矿石矿物为赤铁矿、菱铁矿，有时为褐铁矿。矿石结构以鲕状和块状为主。矿石的含铁量大多在35%-40%之间。
代表矿床为早、中侏罗世自流井群底部的綦江式铁矿床。它是赤铁矿和菱铁矿的湖相沉积，并伴有磁铁矿、铁绿泥石等。矿床规模一般为中小型，如綦江、白石潭铁矿。
此外，还有山西寿阳二叠纪页岩中湖相沉积的“寿阳”铁矿，甘肃六盘山以东华亭白垩系粘土岩或砂页岩中湖相沉积的“华亭”铁矿，广西右江盆地第三系渐新统煤系中湖相沉积的“右江”铁矿。矿床的规模很小。这类矿床包括原生生铁矿体、玄武岩和含铁岩石或硫化物矿体，由风化、淋滤和残坡积形成。
大多数矿床位于铁矿或硫化矿的顶部及其附近的洼地或斜坡上。矿体的形状不规则。矿石矿物包括褐铁矿和假赤铁矿。矿床规模以中小为主，但埋藏浅，含铁量高，易开采，是地方和群众开采的主要对象。分布于我国广东、福建、贵州、江西等省。中国是世界上最早使用铁的国家之一。早在19000年前，周口店“穴居人”就开始用赤铁矿粉作为赭石红色颜料，涂在装饰品上或随葬撒在尸体周围。这是人类使用天然矿物颜料的开始。到了新石器时代(10000 ~ 4000年前)，制陶业异军突起，各种风格的彩陶被发明和绘制出来。绘制赭石红色彩陶的原料是赭石(赤铁矿)。
人类使用铁制品至少有5000年了。起初，他们用铁陨石中的天然铁制造铁。最早的陨石是4000多年前在尼罗河流域的格尔泽和幼发拉底河流域的乌尔出土的铁珠和匕首。我国目前发现最早的陨石文物是1972年商代中期(公元前13世纪中期)在河北藁城太西村遗址发现的铁刃青铜霰。这件古代兵器，经过全面的科学考察，已经确定刀刃是加热陨石锻造的。说明我国商代人已经掌握了一定水平的锻造技术和对铁的认识，熟悉铁的可加工性，知道铁和青铜在性质上的区别。但当时人们并没有用铁矿石炼铁，铁陨石也很少，所以当时的铁制品是非常珍贵的物品。
在中国，铁矿石被直接用来炼铁。早期的方法是块状炼铁，后来是竖炉炼铁。春秋晚期(公元前6世纪)，液态生铁经过提炼用于铸造，铸成铁，应用于生产，发明了铸铁软化技术。这项发明加速了铁取代青铜和其他生产工具的历史进程。战国时期冶铁业兴盛，生产的铁制品主要是农具和手工工具，而武器则是青铜、钢铁兼备。据记载，山东临淄和河北邯郸的铁矿在春秋战国时期就已开采。随着冶铁业的繁荣和发展，越来越多的铁矿产区被发现和开采。春秋战国时期(公元前770年~公元前221年)，《山海经》和《五藏经》记载的产铁山有37座。汉武帝(公元前119)在49个产铁地区设置铁官。到了唐代，据《新唐书·地理志》记载，当时中国有104座产铁山。明代有130铁矿产地。到清朝前期(公元1644 ~ 1840年)，铁矿产地增加到134。古代矿山多为地表风化残积物、堆积矿物、河岸铁矿、地表裸露的浅层铁矿体。开采方法主要包括:
(1)露天复垦法用铁矿石耕地，矿石露出地面。《天工开物》记载:铁锭(即褐铁矿结核)“浮面浅，不生深孔”，“若开冶，浮者拾之。雨又湿了之后，牛耕把土挖了出来，挖了几英寸厚。这是古代有记载的一种特殊的采矿方法。
(2)露天开挖法用于开挖地表裸露的铁矿体。鞍山东北部太平沟1974发掘的汉代古矿坑呈漏斗状，顶部宽10米，底部宽2米，深度10米，显然是一个古代露天开采遗址。清代开采的庙尔沟(南芬)铁矿，是人们先用木棒撬开地表露头处的石缝，经冷缩热胀后用火(热火法)将其打碎，采用矿石。
(3)地下坑挖法是沿矿体在地下挖矿石。在河南、江苏、黑龙江等地的一些古代铁矿遗址中，已经发现有竖井、斜井、坑道直接开采矿石。说明当时人们已经能够根据矿体的不同产状采取不同的采矿方法。河南珙县汉代铁生沟巷道与矿体平行开挖，沿矿体分别有上山和下山的小斜井直接开采。立轴有方形和圆形两种。一般在矿体的中部或一侧向下开采矿石。斜井用于缓倾斜矿体。江苏郭利东汉冶铁遗址附近的东山古竖井，直径1.5m，深约10m。
由于采矿技术的提高，矿井越来越深。在黑龙江阿城五道岭地区，金代中期的铁矿被挖掘到40m深，矿井呈阶梯状，有不同的工作区，用于采矿和选矿(手工挑选)、灯孔和采矿工具。
(4)古代采矿工具有铁斧、铁锤、铁锥、鹤嘴锄、铁砧等。如河南发现的一些汉、宋时期的铁矿，是用铁斧、铁锤、铁锥、镐挖掘出来的，在古代采矿洞穴的围岩壁上留下了铁斧、铁锥的豁口。近代(1840 ~ 1949)开采的铁矿大多是在古代矿硐(采场)的基础上建造的。根据查阅过的40多个矿山的记录，都经过了不同程度的地表调查和矿石质量检测。一些矿山逐渐采用新的开采、运输方法和设备，以及较差的矿石分选。开采规模比较大。如辽宁鞍山弓长岭铁矿，从1933到1945，平均年产量约60万t，最高年产量1万t；湖北大冶铁矿最高年产量1942吨矿石；安徽马鞍山铁矿南山区矿石最大产量90万t在1941。这三个矿是近代中国主要的铁矿产地，也是古代著名的铁矿产地。对地质现象的观察和描述，对岩石和矿物的认识，可以追溯到古代。中国春秋战国时期的《山海经》和《管子》中的一些篇章，是人类对岩石矿物最早的总结，从已发现的矿点中总结出一些矿物分布规律和找矿标志。《关帝子书》中记载:“天下名山五千二百七十座，铜山四百六十七座，铁山九座。”然后，《史记·货殖列传》:“铜铁常置千里之外”。概述了铁、铜矿物的分布。《管子·地书》对矿物分布规律的论述是:“上有赭石，下有铁”；“上有磁铁矿，下有金”，明确概括了铁、铜、金矿物的垂直(上下)分布规律。除了垂直分布规律，《山海吴京藏山景》还记录了许多地区(山脉)不同矿物的“阴阳”分布关系。西山经:“扶余山(今陕西省滑县西南)阳有铜，阴有铁”，玉山(今陕西省靖边县)阳有铜，阴有铁；太姥山(今陕西浮石)“阳多金，阴多铁”；龙首山(今陕西陇县)“阳多金，阴多铁”；西帝山是“阳富金，阴富铁”。《中山经》:“京山(今湖北省南漳县)“其阴多铁，其阳多赤金”；密山(今河南省新安县)“阴有铁”；求山“其阳富金，其阴富铁”；《北山经》:白马山(今山西省孟县北)“其阴满铁红铜”等等。这是古人通过采矿实践总结出来的“规律”。但如何科学地解释，是一个有待讨论的问题。
找矿线索(标志)在古代称为“苗”、“阴”或“荣”。除了前面作为找矿标志描述的一些铁矿和其他金属矿产的分布规律外，还概括为《方丹靖远》:“尹平(今甘肃文县西北)引出建州(今四川北部龙山东南)是铁的苗子”。《宝藏论》:“上山顶引...铁苗也”。郭璞《刘赞》:“沙是暗流，也是运；以谋铁，取其利。”可见“赭石”在山上，在流水中，有寻找铁矿的线索。《关帝子书》注:“上有赭石，下有铁...此山见荣者也”。
在古代，对金属矿物的形成也有明确的认识。如《博物志》:“石为金根”。这意味着金属矿物以岩石为“根”，被岩石包围(“A”)，形象地解释了原生金属矿物的起源。
综上所述，中国古代的人们对地质学有一定的认识水平，很多经验还是有一定的地质找矿价值的。但很多经验和认识并没有发展到现代地质科学的高度。从18世纪开始，在地质认识和应用方面已经落后于欧洲。
19世纪后期，中国官办工业和民用工业进一步发展壮大，增加了钢材的消耗量。现代矿冶工业的发展需要地质调查和勘探。但当时我们没有自己的专业地质学家，只能聘请外国矿工进行探矿。直到辛亥革命，中国自己培养的第一批地质学家，才在1916开始了中国的地质矿产调查工作。首批地质调查的铁矿区包括湖北的龙岩、井陉和孙艺程。这可能是中国自己的地质学家调查的最早的铁矿床。