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镜铁矿(英語:mirror iron ore ),矿物名。赤铁矿的亚种。具金属光泽的片状集合体。铁黑至钢灰色。晶面光泽强,闪烁如镜,因而得名。常含极细磁铁矿包裹体而具磁性。主要见于热液成因铁矿床中,炼铁的矿物原料。[1]
目录
基本信息
中文名: 镜铁矿
外文名: specular hematite
硬 度: 5.5-6
断 口: 贝壳状断口
颜 色: 红棕色
学 科: 矿物学
镜铁矿简介
镜铁矿是一种较常见的铁矿物,是冶金工业重要原料之一,也是寻找铁矿的标志矿物。但对于有色及贵金属矿产而言,镜铁矿的找矿指示关系则相当复杂,需要认真研究,并加以应用。
晶体化学式: Fe2O3
化学组成: 含Fe 69.94。有时含TiO2、SiO2、A12O3 等混入物。
晶体结构: 三方晶系。对称型L33L23PC。a0=0.5029nm,c0=1.373nm。晶体结构属刚玉型。
形态: 单晶体呈板状习性的菱面体。在{0001}面上常出现由{101 l}双晶条纹组成的三角形条纹。集合体呈各种形态:常见者有片状集合体,鳞片状集合体,鲕状集合体,具放射状构造的肾状集合体,块状或粉末状集合体。
物理性质: 结晶质的赤铁矿呈铁黑至钢灰色,隐晶质的鲕状或肾状者呈暗红色,块状或粉末状者呈褐黄色。条痕樱红色。金属光泽至半金属光泽,或土状光泽。不透明。硬度5.5~6,土状者显著降低。性脆。无解理。比重5.0~5.3。[2]
亚种
具金属光泽的玫瑰花状或片状集合体的赤铁矿称镜铁矿,常因含磁铁矿细微包裹体具较强的磁性。主要见于热液脉中。火山喷发的FeCl3 和H2O 相互作用也可形成镜铁矿。 具金属光泽的晶质细鳞片状的赤铁矿称云母赤铁矿,是区域变质作用的产物。 呈鲕状或肾状的赤铁矿称鲕状或肾状赤铁矿,系沉积作用的产物。
主要鉴定特征
樱红色条痕是鉴定赤铁矿的最主要特征。此外,菱面体的晶形可与磁铁矿,钛铁矿相区别。[3]
成因产状
赤铁矿是自然界分布很广的铁矿物之一。它可形成于各种地质作用之中,但以热液作用、沉积作用和区域变质作用为主。
镜铁矿矿物学特征
镜铁矿(Specularite),是赤铁矿的变种,属复三方偏三角面体晶类。化学式为Fe2O3,铁含量69.94%,有时含有TiO2、SiO2、Al2O3等混入物。
镜铁矿实质上是呈铁黑色、金属光泽的片状赤铁矿集合体,因具有晶面光亮如镜而得名。细小鳞片状、贝壳状的镜铁矿集合体,则被称为云母赤铁矿。依(0001)连生的镜铁矿集合体,则被称为铁玫瑰。
镜铁矿因为赤铁矿的变种,故鉴定赤铁矿的方法即可鉴定出镜铁矿,如:条痕均为樱桃红色或红棕色,摩氏硬度为5.5-6.5,性脆,无解理,比重5.0-5.3
镜铁矿与赤铁矿最大的不同在于:赤铁矿无磁性,而镜铁矿常因含细小的磁铁矿包裹体,具有较强的磁性。
镜铁矿较赤铁矿要稳定得多,在浅表风化剥蚀条件下,能够较为稳定存在,与褐铁矿、石英等共生,甚至能够见于河流重砂中。
镜铁矿因晶体细小时,易被误认为铁闪锌矿、方铅矿等。此时,只要用小刀刻划一下,看一下矿物粉末即条痕的颜色,便可与之区别开来。
镜铁矿产出特征
镜铁矿常见于含铁岩石中,如各类红层、基性-超基性岩、中酸性岩及沉积变质岩的裂隙及构造岩带中。
镜铁矿常以细脉状见于铁矿区,但构成独立铁矿床的却很少。全球镜铁矿著名产地有:甘肃镜铁山、青海当渠、安徽繁昌桃冲、安徽铜陵叶山、河北宣化、辽宁鞍山、山西静乐西马坊、云南禄劝洪门厂、云南新平底巴都、湖南宁乡、意大利ELBA岛、瑞士STGOTTHARD、英国CUMBERLAND、巴西MINASGEXAIS等。
镜铁矿可以细脉浸染状产于多数有色金属-贵金属矿区中,如云南姚安老街子铁铜金银矿、江西德兴斑岩铜矿区、青海都兰白石崖铁多金属矿、云南东川铜铁矿、湖南浏阳七宝山角砾岩筒型金铜矿等。
镜铁矿均见于各矿区地表及浅部,往深部含量逐渐减少至缺失。 镜铁矿可作为围岩蚀变的产物,即镜铁矿化的主要矿物。镜铁矿化的常见矿物组合有:镜铁矿-绿帘石-绿泥石-石英、镜铁矿-钠长石-阳起石、镜铁矿-石英-方解石、镜铁矿-石英-黄铁矿、镜铁矿-绿泥石-绢云母-硫化物、镜铁矿-石英等。
镜铁矿成因
总体看来,镜铁矿是热液作用的产物,可见于不同类型的热液矿床中。形成镜铁矿的热液主要有:变质(区域变质、构造变质、接触变质)热液和岩浆作用有关的热液(特别是火山热液)。
陆相火山喷发易于形成镜铁矿脉,如维苏威火山1817年喷发时,在其火山管道内一个3英里多长的裂隙,由于喷气和热液活动,10天就形成有1米宽的镜铁矿脉。因此,陆相火山作用有关的火山成因及斑岩型-矽卡岩型-角砾岩筒型-角岩型矿床及二叠世峨嵋山玄武岩,常见有镜铁矿脉及镜铁矿化。
火山-沉积-变质岩系中镜铁矿脉和镜铁矿化常见,如太古-元古界大红山群、因民组、通安组、通木梁群、马底驿组、鞍山群、迁西群等,古生界的白银厂群、红沟群等。各类红层中的构造角砾岩带中也可见镜铁矿脉和镜铁矿化,如因民组、马底驿组、跳马涧组、花开佐组等。
镜铁矿一般见于矿区浅表。这是因为浅表构造裂隙发育,处于强氧化环境。据研究:铁在高温热液及蒸气相中呈Fe2+形式迁移。在深部,当温度降低时,多呈磁铁矿沉淀出来。当含铁热液运移至浅部裂隙中,由于氧化还原电位增高,Fe2+转变成Fe3+,并在160-200℃较低温的条件下发生水解,生成赤铁矿、镜铁矿而沉淀下来。反应式为:2FeCl3+3H2O=Fe2O3+6HCl。
镜铁矿常见于火山口周围及火山裂隙或浅成岩体气孔的空洞中。这说明镜铁矿是在热液由封闭系统转为开放系统时,压力与温度急剧降低的条件下形成的。通常情况下,温度缓慢降低,具足够的时间结晶,Fe3+与氧结合成板状赤铁矿;但在温度、压力急剧下降时, Fe3+来不及形成板状赤铁矿,而只能形成片状镜铁矿了。火山口周围及浅表裂隙内,更是温压急剧降低处,因此使得镜铁矿大量形成为火山喷气的升华物。
矿石种类
镜铁矿也是一种重要的铁矿石,主要赋存于沉积变质型矿床和接触交代一热液型铁矿床中,由于磁性较弱,属传统的难选、难利用矿石。其探明储量约占全国探明总储量的1.1%,在我国已探明具有工业开发价值的镜铁矿主要为沉积变质型铁矿,分布于安徽霍丘、山西袁家村、甘肃镜铁山等矿区。
(1)镜铁山式铁矿床, 镜铁山式铁矿床主要分布在我国西北部甘肃境内,属于寒武纪前奥陶纪沉积变质铁矿。它虽然与鞍山式铁矿同属沉积变质型,但成矿时代晚,物质组成比鞍山式铁矿复杂,其工艺类型可以称为碧玉型弱磁性混合铁矿石。矿石中主要金属矿物为镜铁矿、菱铁矿、少量赤铁矿和褐铁矿;矿体深部偶尔有少量磁铁矿。其他共生有价矿物为重晶石。脉石矿物主要为碧玉、铁白云石,少量石英、方解石、白云石、绢云母等。矿石含铁30%~40%、含二氧化硅20%、含硫0.1%~2.8%。矿石呈条带状构造,条带由镜铁矿、菱铁矿、重晶石和碧玉组成。矿石浸染粒度较细,结晶颗粒一般为0.02~0.5mm。
(2)安徽霍丘镜铁矿,安徽霍丘镜铁矿矿床属沉积变质型铁矿床。矿石中金属矿物主要为镜铁矿,其次为磁铁矿和赤铁矿,少量菱铁矿、褐铁矿;脉石矿物主要为石英,其次为闪石和云母,少量石榴石、蓝晶石和绿泥石,微量磷灰石、碳酸盐矿物等。矿石全铁含量一般在30%~38%,含硫磷等杂质很低,SiO2含量较高,达到46.00%左右。化学组成特点是低铁、低硫磷、高硅,可回收的有价元素只有铁。
矿石类型按铁矿物种类可划分为:镜铁矿石、磁铁矿石、假象赤铁矿石和半假象赤铁矿石。按脉石矿物种类可划分为:石英型(含石英镜铁矿石、石英磁铁镜铁矿石、石英磁铁矿石及其他石英型氧化矿石)、闪石(阳起石、铁闪石及角闪石)石英型两类矿石。
从矿石结构来看,镜铁矿型矿石以鳞片变晶结构为主,其次有他形粒状变晶结构,假象自形半自形晶结构,交代结构及残余结构等。粒度主要为0.05~025mm,其次为0.25~0.5mm,部分大于0.5mm和少量小于0.05mm。
矿石构造以带状构造为主,其次有斑点状构造、片状构造和块状构造。带状构造以细纹条纹为主,细条痕一条痕次之,两者常交替或重叠;浸染状构造以稠密浸染状为主,稀疏浸染状次之
镜铁矿的找矿意义
并非所有的镜铁矿脉及镜铁矿化都具有找矿意义。特别是单一的镜铁矿脉,一般与工业矿化无关。具有找矿意义的镜铁矿化,常常与青盘岩化、黄铁绢英岩化、硅化、矽卡岩化相共生。具有找矿意义的镜铁矿脉及镜铁矿化具有如下特征:
1、形成序次上,镜铁矿化可为成矿前、成矿期和成矿后的产物。有找矿意义的镜铁矿化是成矿热液演化在不同阶段上的反映。
2、空间分布上,镜铁矿可产于矿区外围100-300m的围岩裂隙中。具有找矿意义的镜铁矿化均见于矿化蚀变带中。如镜铁矿脉见矽卡岩带、青盘岩化带、矿体顶部蚀变带,则是很有意义的。
3、矿物共生组合上,镜铁矿脉与主矿体具有相同的有用金属矿物,如黄铜矿、闪锌矿、锡石、白钨矿等及脉石矿物时,则很有找矿价值。
4、镜铁矿化蚀变岩中的成矿元素含量较高,有些直接构成矿石,如镜铁矿-黄铜矿细脉 。
5、镜铁矿单矿物中成矿元素含量较高,有些直接构成矿石,如镜铁矿-金矿,镜铁矿-铜矿等。
6、镜铁矿脉可指示深部的铁矿化,也可指示深部多金属矿化。
7、单一的镜铁矿脉,如见于闪长岩区,则预示着深部可存在磁铁矿化体;如见于花岗闪长岩区,则预示深部可有铁、铜矿化或铜、钼、钨、金等矿化体;如见于斑岩体或爆发角砾岩筒、隐爆角砾岩筒区,则预示浅部或邻近铜、钼、金矿化;如见于花岗岩区,则预示铁多金属,或锡、钼、钨矿化。
8、镜铁矿脉中伴有其他金属矿物时,可根据伴生的金属矿物推测深部的矿化类型。
9、镜铁矿化相伴蚀变可指示寻找相关类型的矿化,如矽卡岩化,则找矽卡岩一热液型矿床;青盘岩化带,则找斑岩铜、锡等矿化;钠长石化,则找火山岩铁矿及矽卡岩铁矿;硅化、绢云母化、黄铁矿化蚀变,则找角砾岩筒型金铜矿化、火山岩型金银矿、构造破碎蚀变型金矿等。[4]
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