铁的性质、用途及矿产资源概况

1、二、铁铁的性质、用途及矿产资源概况铁的性质灰白色金属，具延展性。比重= 7.87，硬度 6070 Kg/Mm2，熔点 1535C。铁族元素：Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni，由于离子半径小，多在岩浆作用的早期晶 出。原子半径：1.26A，离子半径Fe2+=0.82A，Fe3+=0.67A自然产出：氧化物Fe2O3最稳定一赤铁矿Fe3O4分布最广泛一磁铁矿硫化物：黄铁矿(FeS)，磁黄铁矿(Fe2+ S) 21-X卤化物：氟化铁、氯化铁、漠化铁铁的用途含碳量()名称0.04-0.2熟铁0.2-1.5钢2.5钢质生铁4生铁特殊钢=碳素钢加Mn, Cr, V, Ni, Co, Mo, W铁

2、矿资源概况世界储量约400 x108吨，以苏联(30%)、巴西(20%)、加拿大(10%)、澳洲 (10%)为主。铁的地球化学特征铁的地球化学特征占地球的35%，占地壳6%为其组成元素之第四位。主矿物除上述之外，尚有软锰矿(MnO2)，铭铁矿(FeCr2O4)、钛铁矿(FeTiO3)、硫钻矿(Co3S4)、镍黄铁矿(Fe,Ni)S、黄铜矿(CuFeS2)。2.内生成矿作用中铁矿形成的物理化学条件所形成的铁矿，其铁质源于地球内部的硅酸盐熔体。如玄武岩和安山岩含铁6-8%，花岗岩和花岗闪长岩含铁3-4%。3.外生成矿作用中铁矿形成的物理化学条件铁的溶解、沈淀、富集主要取决于环境的氧化还原电位，介质

3、的酸碱度 和化学成分。风化中的氧化作用使亚铁矿物生成高价铁氧化物如赤铁矿，和水化物 （褐铁矿，Limonite，为含水氧化铁的通称），其主要矿物为针铁矿（Goethite,a-Fe2O3. H2O）及纤铁矿（Lepidocrocite, y-Fe2O3. H2O）。另硫化物氧化时则形 成FeSO4TFe2（SO4）3rFe（OH）3 （pH值小）之反应。4.变质成矿作用中铁矿形成的物理化学条件变质作用中，形成铁矿的主要因素是温度、压力和原生含铁类型。石英一铁氧化物组合：原生沉积物的燧石、碧玉（或石英）和磁铁矿（或赤铁矿）或两者的微细条带的混合物，随变质程度增高而发生重结晶作 用，使原生的氧化物

4、变为粗粒的集合体。石英一碳酸盐铁矿组合：原生沉积相由燧石（石英）、菱铁矿（Siderite）组成。当变质作用有赤铁矿存在时，在较低温（300C ）和低压（Pco2=2x108Pa）条件下产生之反应为：FeCO + Fe O=Fe O + CO32 33 42。无赤铁矿存在时，若PCO2高，可阻止FeCO 3之分解，只产生重结晶作 用。反之，产生下列反应：(Fe,Mg)CO3 + SiO2 = (Fe,Mg)SiO3 + CO2菱铁矿辉石石英一硅酸盐铁矿组合：成岩作用常产生Fe2+的稳定硅酸盐（如铁滑石）。在变质作用下（250-280 C），铁滑石经去水作用转变为铁闪石Grunerite, (F

5、e,Mg)7Si8O22(OH)2,这可视为绿片岩相变质作用的开 始。铁的工业矿物及矿石类型铁的工业矿物磁铁矿Fe3O4 (Fe 72.4%)赤铁矿 * Fe2O3 (Fe 70%)褐铁矿Fe2O3. nH2O (Fe 48-63%)针铁矿Fe2O3. H2O (Fe 48-63%)菱铁矿FeCO3 (Fe 48.3%)*结晶的鳞片状赤铁矿称镜铁矿(Specularite或specular iron ore)铁矿石类型依矿物成分：磁铁矿矿石，赤铁矿矿石，褐铁矿矿石，钛铁矿矿石，菱铁矿矿石。依铁含量分为：富铁矿石一Fe达45%以上的磁铁矿矿石及赤铁矿矿石Fe达30-35%以上的菱铁矿矿石贫铁矿石

6、一Fe达25-45%的磁铁矿矿石及赤铁矿矿石Fe达20-30%的菱铁矿矿石依氧化程度分为：氧化矿石tFe/FeO 3.5，原生矿石tFe/FeO 3.5。tFe代表矿石的全铁，包括可溶铁和硅酸铁(冶炼时一般不能提取)铁矿石的工业特征贫铁矿石在冶炼前需先进行选矿。磁铁矿一磁选法，包括干磁选(粗粒矿石)和湿选法(细粒矿石)。赤铁矿和褐铁矿一先磁化焙烧后再进行磁选。上两矿石（以赤铁矿为主）有时亦用重力选矿，包括洗选，淘汰选，淘汰盘 精选和重悬浮液选矿。细粒浸染状矿石常以浮悬法，此法对磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿效果较好，对 褐铁矿较差。工业上对铁矿石的要求矿石中之有益组分一Mn, Ni, Co, V, C

7、r, Mo, W矿石中之有害组分一 S, P, Pb, Zn, Sn（四）铁矿床类型及典型矿床实例岩浆型铁矿床泛指产在基性、超基性侵入岩中的钒钛磁铁矿矿床，矿石富含钒和钛。此 类矿床在中国储量甚丰（约占14%），主要产地为四川攀西地区（攀枝花、 西昌）。矿石铁含量一般为26-46%，属于贫铁矿石。TiO2含量4-10%，V2O5 含量 0.2-0.4%。实例：攀枝花属规模巨大的岩浆型矿床，含矿岩体主为古生代晚期的辉长 岩，以钛磁铁矿，钛铁矿和尖晶石为主要金属矿物。火山成因铁矿床指与钙碱性富钠质火山岩一次火山岩建造有关的铁矿床，其形成与火山喷 溢作用、火山喷发沉积作用或火山热液作用关系密切，根据

8、矿床地质特征及 成因可分为：火山喷溢岩浆型铁矿床实例：智利拉科（El Laco）铁矿，呈熔岩状铁矿体，惟此种类型甚少。最 近的研究认为其来源可能是深部老地层中的沉积变质铁矿，在更新世岩 浆活动时重熔而成的铁矿浆。玢岩型铁矿床实例：安徽宁芜（马鞍山）铁矿床沉积型铁矿床指在浅海环境中由沉积作用形成的铁矿床，一般在空间和时间上分布十分 广泛，在中国占铁矿总储量13%左右。此等矿床矿体呈层状，常产于砂页岩 向钙质页岩递变的层位中，其上覆岩层常为黑色页岩，下伏岩层常为砂质岩 石。矿石矿物一般以赤铁矿和菱铁矿为主，部分为黄铁矿或鲕绿泥石。在浅 海处由于氧气充足和温度较高，易于形成赤铁矿，在较深处或近岸坳陷

9、处， 海水稳定，有机物不断分解释出二氧化碳，在弱碱性和半还原的条件下，易 形成菱铁矿。中国沉积铁矿的矿床分布广，北方有中元古代的宣龙式铁矿，南方有中、 晚泥盆纪的宁乡式铁矿，西部新疆一带则有早石炭纪的静和式铁矿。变质型铁矿床此类矿床在世界铁矿床中是最重要的，占世界铁矿总储量的60%，主要产 于世界各地前寒武纪地盾和地台区，故矿床的形成与前寒武纪地壳演化有密 切关联，根据形成时代及含矿层的不同，可分为阿尔戈马型(Algoma type)， 苏必略湖型(Lake Superior type)和基鲁纳型(Kiruna type)三种铁矿床(iron formation) o阿尔戈马型主要形成于晚太古

10、代(约 2500Ma)，与绿色岩带(greenstone belt)有密切关联，即常与绿色岩带上部的火山碎屑岩相伴生，其铁矿层的硫 化物相或碳酸盐相产在靠火山活动中心处，氧化物相常远离中心，硅酸盐相 位于两者之间，常由灰色的铁质燧石和赤铁矿或磁铁矿组合成带状构造，一 般都受了绿色片岩相和角闪岩相的变质作用。主要分布于加拿大地盾南部的 阿比提比绿岩带上的克科兰德湖(Kirkland Lake)地区。此外，美国的佛米利恩 地区(Vermillion Range)，俄罗斯的库尔斯克磁异常区(Kursk Magnetic Anomaly)，中国辽宁的鞍本(鞍山、本溪)地区亦属类似之矿床。辽宁鞍山 铁矿

11、属阿尔戈马型之代表，但在中国则称为鞍山式铁矿床，位于中朝古陆之 东北部，是太古代火山一硅铁层受中高度变质的产物。矿床重要特征之一是 矿石呈条带构造，黑色条纹含较多的铁矿物外加石英及铁镁硅酸盐矿物，白 色条纹主要由石英组成。铁矿物为磁铁矿、赤铁矿，铁镁矿物随变质度的不 同可为绿泥石、闪石类、铁石榴石、黑云母等。苏必略湖型主要形成于早元古代(2200-1800Ma)的海盆中，为标准的条带状 铁矿床(banded iron formation，简称BIF)。铁矿层的层序自下而上一般为： 白云岩、石英岩、红色或黑色铁质页岩、铁矿层、黑色页岩和泥质板岩。铁 矿层中含铁矿物与燧石组成条带状矿石，含铁矿物中

12、，氧化物相为磁铁矿或 赤铁矿(及其混合物)，碳酸盐相以菱铁矿为主，硫化物相主要是黄铁矿。 此型铁矿多沿古老地台边缘分布，一般可长达数十公里，厚达百米，常不整 合于强烈变质的片麻岩、花岗岩或角闪岩之上，大多未遭变质或仅遭浅变质(绿色片岩相)。此类铁矿在各大陆皆有分布，著名的有澳洲的哈默斯利 (Hamersley Range)，巴西的米纳斯吉赖斯(Minas Gerais)，北美的苏必略湖 区，加拿大的魁北克一拉布拉多山脉(Quebec-Labrador Ranges)，南非的波斯 特马斯堡(Postmasburg)以及印度的比哈尔一奥里萨(Bihar-Orissa)等地。实例为米契皮科坦铁矿(M

13、ichipicoten Island):位于苏必略湖区东北部晚太 古代绿岩带及上覆的含铁盆地中。在盆地西边，铁矿层被沉积岩所包围；在 中部和东边，则产在长英质和铁镁质火山岩之间的接触面上，自上而下分为 条带状燧石相，硫化物相及碳酸盐相。条带状燧石相由互层的燧石和含铁矿 物(主要为菱铁矿，其次为磁铁矿、黄铁矿和磁黄铁矿)组成，向下因黄铁 矿含量增加而过渡为硫化物相，再往下过渡为碳酸岩相。基鲁纳型铁矿是泛指与细碧角斑岩有密切关联的铁矿层，成因与富碱质中 酸性海底火山活动有关，矿床常由喷气一沉积作用形成的，常见于寒武纪的 斑状长英质变粒岩中，岩石偏碱性，碱金属总量10-20%，且钾多于钠。铁的 品位

14、最高可达71%，矿石中的主要矿物是磁铁矿和磷灰石。此类铁矿之代表 为瑞典北部基鲁纳一带，另在芬兰和挪威也有。古风化壳型富铁矿床这类富铁矿床是磁铁石英岩层露出地表后，经风化淋积作用使SiO2M解并 被带走而形成的，矿床的规模一般都较大、高品位、易采、易选。俄罗斯的 库尔斯克和澳洲的哈默斯利风化淋积富铁矿床平均品位可达64%，印度的比 哈尔一奥里萨和美国苏必略湖铁矿原始品位只有25%，风化淋积富集后的品 位可达55-58%，巴西的米纳斯吉赖斯铁矿风化后含铁达68.7%。此型富铁矿床的矿石主要是针铁矿一赤铁矿和粉末状赤铁矿。其它类型铁矿床世界各地尚有不少著名铁矿是经历两个以上成矿期逐次叠加所形成的，

15、由 于成矿过程十分复杂，多期成矿作用中系由何期所主导尚不能肯定，故列为 其它类型。实例为内蒙白云鄂博铁矿床：位于包头以北，是中国巨大的铁一 稀土金属矿床（世界目前最大的稀土矿床）。主要矿层为元古代的白云岩， 被海西期的花岗岩所侵入（同位素年龄为255-264 Ma）。主要铁矿石类型 为：萤石一钠辉石一钠闪石一磁铁矿一赤铁矿，萤石一赤铁矿一磁铁矿，白 云石一磁铁矿一菱铁矿，黑云母一磁铁矿。矿中全铁（tFe）大致为32-36%，矿 石平均品位在50%以上，铁矿石普遍含铌、稀土元素和氟。（五）铁矿床在时间和空间上的分布铁矿主要形成于前寒武纪，其中又以早元古代最为集中。前寒武纪*古生代中生代75%5%

16、15%*其中早元古代占48%表2-1各种成因的铁矿床在世界各国的铁矿储量矿床类型世界中国苏联巴西加拿大印度澳大利亚美国变质型（%）6049449985906076沉积型（%）181536323岩浆型（%）714116111硅卡岩型（%）29.5411热液型（%）211111未划分及其它（%）111.54.569389Abitibi BeltThis belt strike eastnortheaserly along the SE border of the Superior and Grenville provinces. More than 50 deposits in the Abiti

17、bi belt (Franklin and Thorpe, 1982), most of them are concentrated in several ore districts: Timmis, Noranda*, Malartic, Mattagami, and Chibougamou.MAI0500 kmMISSISSIPPIVALLEY PLATFORMaRTHUDSONPLATFORM,Vh(1：Orm三、锰锰的性质、用途及矿产资源概况镒的性质和用途金属锰质硬性脆，呈银白色，比重7.3,熔点1244C，是一种难熔金属，化 性活泼，易溶于酸。锰是炼钢时不可缺少的原料，95%以上的锰

18、都用于冶金 工业，主要作为脱氧剂和炼制合金，通常是将锰矿石炼成锰铁合金再加入钢 中。含锰的钢种类很多，锰达15%的锰钢具高硬度及高强度，可用以制造粉 碎机、球磨机和钢轨等。锰有各种价态的氧化物：MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO2, Mn2O，以MnO2最重 要，软锰矿(MnO 2)即为冶炼锰铁合金的主要原料。在制造玻璃时，加入少量 二氧化锰作脱色剂(将二价铁盐氧化成三价铁盐而退色)。二氧化锰也可作 火柴工业的助燃剂，电池工业的氧化剂，油漆和油墨的催干剂，与氢氧化钾 混合可制成高锰酸钾(KMnO4)。锰矿资源概况陆上锰(金属)储量约为17 X 108t，海底锰潜在储量约163X 10

19、8t。世界上 锰矿绝大部分集中在南非、前苏联、澳洲、加彭、巴西、印度六国，其中南 非的锰矿集中在开普省的库鲁曼(Kuruman)地区，成矿时代为寒武纪。前苏联 四分之三分布在乌克兰的尼科波尔盆地(Nikopol Basin)和乔吉亚共和国的奇阿 图拉盆地(Chiatura Basin, Georgia Republic)中，成矿时代为早第三纪。海底锰结核(manganese nodule)在三大洋中均有广泛分布，其锰含量为8- 50%。锰在地质作用中的行为锰在地壳中的含量约为0.1%，是铁族元素之一，在岩浆作用中，常置换铁镁 矿物中的二价铁。海洋中的锰结核大部分是围绕着海底碎屑物生长，常为钡镁

20、 锰矿(Ba-Mg-Mn Ore)。沉积物含锰碳酸盐受变质作用可变为低品位的菱锰矿、 方锰矿或黑锰矿等。锰的工业矿物和矿石类型含锰矿物约150余种，但主要为软锰矿(Pyrolusite)、硬锰矿(Psilomelane, mMnO-MnO2,nH2O)，方锰矿(Manganosite, MnO)，菱锰矿(Rhodochrosite， MnCO3)，锰方解石(Ca,Mn)CO3，锰菱铁矿(Fe,Mn)CO3，和锰土(Wad， MnO2nH2O)。锰矿床类型及典型矿床实例海相沉积锰矿床此类锰矿床是工业价值最大者，多形成于浅海盆地：矿床多位于海侵岩系的底部，与碎屑岩、泥质岩伴生，矿石朝远离海岸方向

21、由氧化物相逐渐转变为碳酸岩相，即由软锰矿一硬锰矿变为菱锰矿。属于这 类矿床最重要的是乔治亚共和国的奇阿图拉(Chiatura)，是世界上此类型最大 的锰矿；其它尚有乌克兰早第三纪的尼科波尔(Nikopol)、和澳洲早白垩纪的 格鲁特岛(Groote Eylandt)。火山一沉积镒矿床此型矿床是由火山活动(包括热液和喷气)带来的成矿物质在盆地中经沉 积作用形成的，时代的分布较广，从前寒武纪到第四纪均有产出。矿床主要 与酸性和基性的海底火山喷发有关，含矿岩系有粗面一流纹岩、细碧一角斑 岩等，矿体在熔岩和凝灰岩中，矿石有氧化物也有碳酸盐。矿床在环太平洋 火山带中很常见，如日本东海岸和美国华盛顿州及加

22、州。此外的产地为西非 的加彭和加纳，其中规模较大的是加彭的莫安达(Moanda)、加纳的恩苏塔 (Nsuta)。风化型镒矿床此型矿床是各种原生锰矿或含锰岩石，经地表氧化和淋余等表生作用后富集 而形成的，依形成的方式和产出部位可分为：锰帽型矿床主要经氧化作用形成的，矿床多在氧化带的上部。矿石由疏松的高品位氧 化矿物组成，主要为软锰矿和硬锰矿。淋积型锰矿床主要经风化淋余作用，锰质富集于底部围岩的构造裂隙或卡斯特溶洞中而 形成的，故矿石常呈结核状、葡萄状、钟乳状和网脉状构造，矿石矿物主 为硬锰矿、软锰矿和褐锰矿。残积型锰矿床矿床产于第三纪或第四纪的残坡积层中，系风化作用后，原生或新生（或 次生）的锰

23、矿物在地表堆积而成，故常在原生锰矿体的顶部或附近。组成 矿物有硬锰矿、软锰矿、恩苏塔矿（nsutite，即Y-MnO2）、锰土等。（五）锰矿床在时间和空间上的分布目前全球锰矿储量95%以上在南非、前苏联、澳洲、加彭、巴西和印度。以时代来看，除苏联锰矿床形成时代为早第三纪外，余皆为前寒武纪。以矿床类 型而言，储量和产量最大的是沉积矿床。四、铭（一）铭的性质、用途及矿产资源概况铭是一种银白色金属，熔点1800C，常温常压下有抗氧化和抗腐蚀的能力， 亦易与其它金属组成合金，如铭铁合金是良好的不锈钢（Cr 18%, Ni 8%）,又铭 钢具较强的韧性、硬度及防腐性能，是运输工业和国防工业的重要材料。金

24、属 铭也是重要的镀膜材料，可大幅提高防氧化能力。铭的储量约为 1400 1900 106t。（二）铭的地球化学特征及其在地质作用中的行为铭：化学价为Cr3+及Cr6+，离子半径分别为0.64A和1.25A。具亲铁性和亲石 性，故主要以氧化物（铭铁矿）形式存在。铭铁矿熔点高，在岩浆结晶早期与 橄榄石、辉石同时或更早晶出。铭铁矿（或铭尖晶石族矿物）一般很稳定，故 常残留原地或经搬运成砂矿床。（三）铭的工业矿物、矿石类型及工业上对铭矿石的要求含铭的矿物只有铭尖晶石族矿物才具工业价值，主要包括：铭铁矿（FeCrO ）、镁铭铁矿（Mg,Fe）Cr O 和铝铭铁矿（Fe,Mg）（Cr,Al） O ，由于性

25、2 42 424质相近不易以肉眼区分，故通称铭铁矿。矿石的工业价值取决于Cr2O3和Fe O的含量，冶金工业要求矿石Cr2O332%，CrO/FeO三2 5而寸火材料工业要求Cr O 三30%. CrO/FeO三22 5 致密块状 ? e 。；23， lW. DV.。的富矿石可不经选矿而直接利用，浸染状矿石大都需要选矿。（四）铭矿床类型及典型矿床实例目前已知的铭铁矿矿床，除少数砂矿外，均为与基性或超基性岩有关的岩浆 型矿床，依据岩性，岩石组合、结晶分量程度以及产状，可分为下述三种类 型：1.层状基性、超基性杂岩中的岩浆分凝型层状铭铁矿矿床产在层状基性、超基性岩体中的岩浆分凝型层状铭铁矿矿床，规

26、模巨大，是 此矿床的主要类型。组成层状杂岩体的上部以基性为主(苏长岩、辉长岩、 斜长岩等)，下部为超基性岩(辉石岩、辉橄岩、纯橄岩等)。铭铁矿矿体 亦呈层状，产在超基性岩相中，单层矿体可达一米以上，其铭铁矿以细粒自 形晶为主。典型含有此类型的矿床为南非布什维尔德杂岩体(Bushveld Complex，岩体面积近4万平方公里，厚达数千米)，辛巴布威大岩墙岩体 (Great Dyke Complex)，美国斯提尔沃特杂岩(Stillwater Complex, Montana)和 加拿大的默斯考克斯侵入体(Muskox Intrusion)。Bushveld Complex矿床世界著名，层状杂岩

27、体及其中的层状铭铁矿矿床形 成于南非古老基底的一个广阔而且深邃的沉降带内。岩浆在此沉降带发育出 末期造山运动平静阶段的侵入，经结晶分化作用和熔离作用形成举世无双的 层状铭铁矿矿床，并有铂矿床和和铜镍硫化物矿床。基性、超基性岩体中的贯入型脉状、凸镜状铭铁矿矿床矿体基性岩所占的比例较大。铭铁矿常产于超基性岩相中，矿体常呈脉状和 凸镜状，亦有囊状及不规则的矿带，其中较重要的是苏联乌拉山矿带的萨拉 诺夫(Saranovskoe)矿床。岩体较小，面积仅0.22平方公里，但矿床规模却很 大，但却是世界大型矿床之一。五、钒钛（一）钒钛的性质、用途及矿产资源概况钒是较稀少金属，化性稳定，不易挥发，熔点达168

28、0-1760 C。硬度 60Kg/mm2,比重5.5-6.0。主要用途在冶金工业，其中钢铁使用最多（占 85%）。其合金有很高的抗张、抗压、抗弯和抗磨能力，适合制造各种器械。 玻璃工业中利用钒制造绿色和浅蓝色能吸收紫外线的特种玻璃。钒的储量和产 量以南非和美国最多；世界储量约为270 x 104t，仅南非就占200 x 104t。钒主要 是从钒钛磁铁矿矿石中获得，其次是从铀矿石中作为副产品回收。钛也是一种高熔点（1600C）的金属，比重4.35-4.52。金属钛具两种结晶形，其 转化点为800C，其电阻和热阻约为铜的27倍。钛及其合金之强度高、耐熔性 高、抗腐性强，常态下不易氧化。钛合金中，钛

29、钢十分坚固，铝钛合金坚硬、 耐腐、量轻、坚固，故广泛用于航空工业。碳化钛和钻合金则用于航天工业。 此外，钛在冶金工业，作脱氧剂及磨料、油漆及耐火玻璃；在电气工业中制造 弧光灯、白炽灯、探照灯、压晶体管；在染料工业中用于漂白和浸染布料；制 革工业中作鞣料；橡胶工业中作催化剂。可利用的含钛矿物，钛铁矿约占85-95%，金红石5-15%。全球钛储量约为16x 108t，60%的钛资源集中在南非和坦 桑尼亚。钛铁矿生产国主要为美国、澳洲、苏联，每年产量约300400 x 104t ； 金红石生产国主为澳洲，每年产量约40 x 104t。（二）钒钛的地球化学特征钒在地壳中的含量为0.02%，有V2+，V

30、3+，V4+，V5+等价数。钛磁铁矿中大多 含钒，一般占0.2-1.4%，是钒主要的来源。钛的分布较为广泛，在地壳中的含量为0.6%，占第十位。月岩成分中钛含量达10%。钛的化合价是Ti4+，常与铁、钒共生，在基性、超基性岩中形成钛磁铁 矿矿床。在风化条件下，钛铁矿、金红石、板钛矿等可形成砂矿床。变质作用 可使含钛泥质岩结晶出金红石，也可使辉长岩中的钛磁铁矿分解成金红石。（三）钒钛的工业矿物和矿石类型钒的工业矿物有：钒云母（Roscoelite）KV2(AlSi3O10）（。印2，含 V2O5 19-29%；绿硫钒矿(Patronite)VS2 或 V2S5,换算 V2O5V25%；钒酸钾铀矿

31、（Carnotite）K2U2(VO4)2O43H2O, 含V2O520%；钒钛磁铁矿含 V2O5V5%（工业上的要求V2O5不少于0.7%）。具有工业价值的钛矿物为：钛铁矿FeTiO3(FeO=37%，TiO2=53%)钛磁铁矿Ti-Fe3O4 (TiO2V10%)金红石（a-TiO2）、锐钛矿 Anatase(0-TiO2)、板钛矿Brookite (y-TiO2)TiO2(TiO2 100%)钙钛矿 *(Perovskite)CaTiO3(TiO2 59%)*同族矿物尚有铈钙钛矿、钛铌铁钙矿、锆钛矿、钛铌钙铈矿等。（四）钒钛矿床类型及典型矿床实例在内生作用中，钒与钛紧密伴生于基性、超基性

32、岩中。在外生作用中，钒的 沉积型和风化型较具工业价值，钛则主要靠海滨砂矿床。钒、钛矿床成因类型 如下：1.岩浆型钒钛磁铁矿矿床这是钒、钛的主要矿床类型，占一半以上。依岩石成分、侵入体形状及构造条件可再分为：晚期岩浆分异型：此为钒钛磁铁矿矿床的重要类型，规模大、分布广，伴 生一些钻、铂。矿床地质特征一如铁矿床，主要实例为四川攀枝花。晚期岩浆侵入型：矿床主要产于斜长岩和辉长岩中，所含钛铁矿一磁铁矿 矿石由斜长岩一辉长岩岩浆经结晶分化作用后，残余矿浆贯入而成。矿床 规模大小不等，以矿脉及凸镜状为主，实例为河北大庙。碱性杂岩中岩浆型钛、铌、钽、稀土矿床：矿床形成与碱性岩石密切关联。沉积型钒矿床在一些沉

33、积矿床中有较高量的钒，惟多以伴生元素赋存于沉积的铁、铝、 锰矿床及煤层中。一些页岩中也常含钒，分布范围可很广，主要是炭质或黑 色页岩(含钒约12%)及硅质页岩(含钒约0.2%0.3%)。实例为位于秦岭 构造带末段的湖北黑色页岩。淋积型钒矿床也是钒的重要来源，矿石品位较富，矿床存于含钒岩石的氧化带。矿石矿 物多以隐晶质、细粒状存于砂岩胶结物中，成分复杂常为多种元素组合，如 钒一钾一铀，矿物主为钒酸钾铀矿(鲜黄色粉末状)钒铀云母。钒铀云母散 布砂岩中可达20%，含UO3 0.5%，V2O5 1-1.5%，故铀是主要组分，钒是副产 品。著名的矿床有秘鲁的明纳斯拉格拉(Minasragra)矿床，辛巴

34、布威的阿本那 布(Abenab )特大型矿床等。现代滨海金红石砂矿床滨海钛砂矿床主要是开采金红石，主要分布在澳洲沿昆士兰一新南威尔斯 边界两侧，延伸75公里，宽0.8公里，重砂中金红石占1463%，约25 104t。变质钛矿床含钛较高的粘土岩受到强烈变质时可形成金红石或钛铁矿。其它含钛较多 的侵入岩和变质岩遭受变质也能形成金红石和钛铁矿，如美国哈尔沃德 (Howard Pass)前寒武纪由辉长一辉石岩变质而成的绿泥石片岩带，含金红石 可达16%，其它矿床实例为乌拉山脉西北的库兹涅契赫(Kuzniechnoe)金红石 矿床，是角闪岩带的一条金红石浸染矿带。六、镍钻（一）镍钻的性质、用途及矿产资源

35、概况镍：银白色金属，比重8.8-8.9,摩氏硬度5,熔点1453C，沸点2732C。金属镍 具良好可锻性和延展性，在空气中不易氧化，在液体和气体中具强抗蚀性。钻：熔点1498C，沸点3185C。金属钻质地坚硬，具强磁性。冶金工业中，镍被用于冶炼各种合金及不锈钢，镍钢具有高强度、弹性、 延展性及硬度。钻则被用于制造合金及特种钢，如高速切削刀具及钻头等。镍的产量于80年代仅在加拿大、美国、苏联、纽卡里多尼亚等地已达 150 X104t，镍矿储量中岩浆型硫化物矿床约占 24%，风化壳型镍矿床约占 76%。钻的产量以萨伊最重要，约占世界估产量的70%，其次为桑比亚和摩洛 哥，故非洲大陆即已提供世界80

36、85%的钻，其次为美、加。70年代所估计钻的 储量约90100 X 104t。（二）镍钻的地球化学特征及其在地质作用中的行为镍在地壳含量约0.008%，但在地核推估达5-50%，化学价为Ni2+和Ni3+ ；钻含 量约为0.002%，化学价为Co2+和C。3+。两者地球化学行为相近，故常共生。镍和钻主要存于基性和超基性岩浆中，可置换Fe2+和Mg2+进入橄榄石和辉 石。若岩浆中含硫较多时，两者常和铜及部分铁形成硫化物熔体，温度降低时 此熔体与硅酸盐岩浆分离，晶出铜镍硫化物矿物，可形成巨大的铜镍矿床。一 般这类矿床，钻不另形成独立矿物而含于其中。在酸性岩浆中，镍和钻并不进 入造岩矿物，而与砷、硫

37、、银、铋、铀等进入热液，生成镍、钻硫化物和砷化 物的脉状矿床。（三）镍钻的工业矿物和矿石类型已知镍矿物有46种，内生作用主要形成镍的硫化物、砷化物和锑化物，风化 作用可形成镍的含水硅酸盐类矿物。镍的主要工业矿物如下:矿物名化学式镍含量()共生元素针镍矿(Millerite)NiS65Co镍黄铁矿(Pentlandite)(Fe,Ni*S822-42Co (达 1 -3%), Pt, Pd紫硫镍铁矿(Violarite)FeS. Ni2S339Co红砷镍矿(Nickeline)NiAs44辉砷镍矿(Gersdorffite)NiAsS35红锑镍矿(Breithauptite)NiSb33镍纤蛇纹

38、石(Garnierite)Ni(SiO”)(OH).4H O 4 10 八742NiO70%混合矿石 NiS/tNi 45-70%氧化矿石NiS/tNi20%)硫化物镍矿石之品级分为：富矿石(Ni3%)，中贫矿石(Ni=1-3%)，贫矿石(Ni=0.3-1%)。一般要求选矿后 的精矿含Ni30%，镍回收率75%。已知的钻矿物有一百多种，主要的工业矿物有方钻矿(Skutterudite，CoAs，含Co 16-20%)，辉砷钻矿(Cobaltite，CoAsS，含Co 29-34%)，硫钻 矿(Linnaeite， Co2S4，含Co 36-53%)和钻镍黄铁矿(Cobalt pentlandi

39、te)等。由于钻大部分以伴生元素产出，故不单独划分钻矿石类型。镍钻矿床类型及实例根据矿床形成的地质条件，矿石组分及其成因，可将镍钻矿床分为各种类 型。岩浆熔离型铜镍硫化物矿床.此为目前世界上最重要的镍矿床类型(占90%)，大多产于基性或超基性 岩体中，主要由富含铜镍硫化物的熔浆经液态熔离作用形成的，多产于岩盆 等缓斜岩体中的底部。矿石品位高(Ni=2-4%)，含磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜 矿、黄铁矿、针镍矿、磁铁矿、钛铁矿等矿物，此外并含有铂族金属、金、 银、硒、金帝等。钻大部分集中在镍黄铁矿和磁黄铁矿中，磁铁矿和黄铁矿也 含有微量钻。实例为加拿大萨德伯里(Sudbury, Ontario)镍矿床，此不仅为世界最大的镍 矿床之一，也是一个巨大的铜矿床，近20年来已开采5 106t的镍。含矿侵 入体呈巨大的岩盆状，长轴60km，短轴27km，厚3km，主要由苏长岩、辉长 岩、橄榄岩、橄榄辉长岩、辉长辉绿岩组成。岩体中尚有晚于岩盆的花岗岩 和石英闪长岩的侵入体，铜镍硫化矿物矿体主要产在岩体下部苏长岩相带之 下，其产状为：产于接触角砾岩中，产在石英闪长岩岩墙中。火山岩浆型铜镍硫化物矿床此类矿床与科马提岩(komatiite)关系密切，岩中含MgO达20-30%，含橄榄 石斑晶，具鬣刺结构(spinifex texture，由成束的板状