Báo cáo KHOÁNG sản KIM LOẠI phần I sắt

Sắt là một dạng nguyên liệu quan trọng bậc nhất giữ vai trò cách mạng trong lịch sử. Sắt được ứng dụng hầu hết trong các lĩnh vực công nghiệp trên toàn thế giới. Việc nghiên cứu sắt là một vấn đề cần thiết và quan trọng trong ngành công nghiệp khai khoáng. Sắt tồn tại hầu hết ở các loại hình nguồn gốc mỏ: nhiệt dịch, cacbonatit, macma thực sự, mỏ bị biến chất, mỏ trầm tích….. Sau đây sẽ tìm hiểu kỹ hơn về sắt lịch sử ra đời, tính chất địa hóa, các loại hình mỏ công nghiệp ở Việt Nam cũng như thế Giới và Sự nghiên cứu phân bố sắt ở Việt Nam

Phần I SẮT (Fe)

MỞ ĐẦU

Sắt là một dạng nguyên liệu quan trọng bậc nhất giữ vai trò cách mạng trong lịch sử Sắt được ứng dụng hầu hết trong các lĩnh vực công nghiệp trên toàn thế giới Việc nghiên cứu sắt là một vấn đề cần thiết và quan trọng trong ngành công nghiệp khai khoáng Sắt tồn tại hầu hết ở các loại hình nguồn gốc mỏ: nhiệt dịch, cacbonatit, macma thực sự, mỏ bị biến chất, mỏ trầm tích…

Sau đây sẽ tìm hiểu kỹ hơn về sắt lịch sử ra đời, tính chất địa hóa, các loại hình mỏ công nghiệp ở Việt Nam cũng như thế Giới và Sự nghiên cứu phân bố sắt ở Việt Nam

Chương I LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU VÀ TÍNH CHẤT

ĐỊA HÓA

I Lịch sử

Những dấu hiệu đầu tiên về việc sử dụng sắt là ở những người Sumeria

và người Ai Cập vào khoảng 4000 năm TCN, các đồ vật nỏ như mũi giáo và đồ trang trí, đã được làm từ sắt lấy từ các thiên thạch Vì các thiên thạch rơi từ trên trời xuống nên một số nhà ngôn ngữ học phỏng đoán rằng từ tiếng Anh iron, là

từ có cùng nguồn gốc với nhiều ngôn ngữ ở phía bắc và tây châu Âu, có xuất xứ

từ tiếng Etruria aisar có nghĩa là "trời"

Vào khoảng những năm 3000 đến 2000 Trước Công Nguyên (TCN), đã xuất hiện hàng loạt các đồ vật làm từ sắt nóng chảy (phân biệt rõ với sắt từ thiên thạch do thiếu niken trong sản phẩm) ở Lưỡng Hà, Anatolia và Ai Cập Tuy nhiên, việc sử dụng chúng có lẽ là thuộc về hình thức trong tế lễ, và sắt đã là kim loại rất đắt, hơn cả vàng Trong Illiad, các vũ khí chủ yếu làm từ đồng thau, nhưng các thỏi sắt đã được sử dụng trong buôn bán Một số nguời cho rằng sắt được tạo ra khi đó như sản phẩm đi kèm của việc tinh chế đồng, như là những bọt sắt, và không được tái sản xuất bởi ngành luyện kim khi đó Vào khoảng năm 1600 đến 1200 TCN, sắt đã được sử dụng nhiều hơn ở Trung Cận Đông, nhưng vẫn chưa thay thế được sự thống trị của đồng thau

Cùng với việc chuyển đổi từ đồng thau sang sắt là việc phát hiện ra quy trình cacbua hóa, là quy trình bổ sung thêm cacbon vào sắt Sắt được thu lại như bọt sắt, là hỗn hợp của sắt với xỉ với một ít cacbon và/hoặc cacbua, sau đó nó được rèn và tán phẳng để giải phóng sắt khỏi xỉ cũng như ôxi hóa bớt cacbon,

để tạo ra sắt non Sắt non chứa rất ít cacbon và không dễ làm cứng bằng cách làm nguội nhanh Người Trung Đông đã phát hiện ra là một số sản phẩm cứng hơn có thể được tạo ra bằng cách đốt nóng lâu sắt non với than củi trong lò, sau

đó làm nguội nhanh bằng cách nhúng vào nước hay dầu Sản phẩm tạo thành có

bề mặt của thép, là cứng hơn và ít gãy hơn đồng thau, là thứ đang bị thay thế dần

Ở Trung Quốc, những đồ vật bằng sắt đầu tiên được sử dụng cũng là sắt lấy từ thiên thạch, các chứng cứ khảo cổ học về các đồ vật làm từ sắt non xuất hiện ở miền tây bắc, gần Xinjiang trong thế kỷ 8 TCN Các đồ vật làm từ sắt non có cùng quy trình như sắt được làm ở Trung Đông và châu Âu, và vì thế người ta cho rằng chúg được nhập khẩu bởi những người không phải là người Trung Quốc

Trong những năm muộn hơn của nhà Chu (khoảng năm 550 TCN), khả năng sản xuất sắt mới đã bắt đầu vì phát triển cao của công nghệ lò nung Sản xuất theo phương pháp lò nung không khí nóng có thể tạo ra nhiệt độ trên 1300

K, người Trung Quốc bắt đầu sản xuất gang thô và gang đúc

Nếu quặng sắt được nung với cacbon tới 1420–1470 K, một chất lỏng nóng chảy được tạo ra, là hợp kim của khoảng 96,5% sắt và 3,5% cacbon Sản phẩm này cứng, có thể đúc thành các đồ phức tạp, nhưng dễ gãy, trừ khi nó được phi-cacbua hóa để loại bớt cacbon Phần chủ yếu của sản xuất sắt từ thời nhà Chu trở đi là gang đúc Sắt, tuy vậy vẫn là sản phẩm thông thường, được sử dụng bởi

những người nông dân trong hàng trăm năm, và không có ảnh hưởng đáng kể đến diện mạo của Trung Quốc cho đến tận thời kỳ nhà Tần (khoảng năm 221 TCN).

Việc sản xuất gang đúc ở châu Âu bị chậm trễ do các lò nung chỉ có thể tạo ra nhiệt độ khoảng 1000 K Trong thời Trung cổ, ở Tây Âu sắt bắt đầu được làm từ bọt sắt để trở thành sắt non Gang đúc sớm nhất ở châu Âu tìm thấy

ở Thụy Điển, trong hai khu vực là Lapphyttan vàVinarhyttan, khoảng từ năm

1150 đến 1350 Có giả thuyết cho rằng việc sản xuất gang đúc là do

người Mông Cổ thông qua nước Nga truyền đến các khu vực này, nhưng không

có chứng cứ vững chắc cho giả thuyết này Trong bất kỳ trường hợp nào, vào cuối thế kỷ14 thì thị trường cho gang đúc bắt đầu được hình thành do nhu cầu cao về gang đúc cho các súng thần công

Việc nung chảy sắt thời kỳ đầu tiên bằng than củi như là nguồn nhiệt và chất khử Trong thế kỷ 18, ở Anh việc cung cấp gỗ bị giảm xuống và than cốc, một nhiên liệu hóa thạch, đã được sử dụng để thay thế Cải tiến của Abraham Darby đã cung cấp năng lượng cho cuộc cách mạng công nghiệp

Tóm lại sắt là một dạng nguyên liệu quan trọng bậc nhất giữ vai trò cách mạng trong lịch sử ( F Anghen) Sắt là một trong những sản phẩm chính của công nghiệp hiện đại và là một trong những cơ sở của nển văn minh ( V.Lenin)

II Tính chất địa hóa, thành phần khoáng vật

1 Tính chất địa hóa

Sắt là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Fe và số hiệu nguyên tử bằng 26 Nằm ở phân nhóm VIIIB chu kỳ 4 Trọng lượng nguyên tử 55.85 Sắt có bốn đồng vị tự nhiên ổn định là Fe54, Fe56, Fe57 và

Fe58 Sự phổ biến tương đối của các đồng vị sắt trong tự nhiên là: Fe54 (5,8%),

Fe56 (91,7%), Fe57 (2,2%) và Fe58 (0,3%) Sắt là nhóm ưu đá và ưa lưu huỳnh Sắt là một trong 2 kim loại ( nhôm, sắt) phổ biến nhất trong vở Trái Đất, đứng sau O: 47%; Si: 29.5%; Al: 8.05% Trị số trung bình (clack) trong vỏ Trái Đất của sắt là

4.65%

Trong tự nhiên, sắt chủ yếu tồn tại dưới dạng oxit và alumosilicat Sắt có khả năng thay thế đồng hình cho Mn, Ni, Mg, Zn Sắt hóa trị 3+ bền vững trong điều kiện ngoại sinh Người ta cho rằng trong lòng Trái Đất sắt và niken đi cùng nhau theo tỷ lệ tương đương thành phần trung bình của sao băng sắt ( Fe: 90%, Ni: 8.5%, Co: 0.5% và một ít tạp chất khác) Theo tài liệu vật lý thiên văn thì sắt thuộc những nguyên tố đặc trưng cho toàn vũ trụ

Trong không khí, sắt bền vững, mặt ngoài của sắt, thép thường bị xốp,

đó là hiện tượng gỉ sắt Trong thủy quyển, lượng sắt không đáng kể chiếm 5.10 6.5 Thạch quyển lượng sắt chiếm chủ yếu Sắt liên quan chặt chẽ tới đá mafic và siêu mafic 8.56%, trong đá trung tính là 8.85%, trong đá axit 2.7%, trong đá

-trầm tích 3.33% Sắt còn tham gia vào mỡ các động vật, thực vật, trong thành phần máu động vật.

2 Thành phần khoáng vật

Sắt tham gia vào khoảng 300 loại khoáng vật khác nhau, trong đó phải

kể đến các loại như manhetit, hemait, manhezitmahetit inmenit, gơtit …

Manhetit là một khoáng vật sắt từ có công thức hóa học Fe3O4, một trong các ôxít sắt và thuộc nhóm spinel do có cấu trúc tinh thể tương đồng Manhetit xuất hiện trong các quặng sắt có nguồn gốc khác nhau: nội sinh, ngoại sinh, và biến chất Manhetit là khoáng vật có từ tính mạnh nhất trong các

khoáng vật xuất hiện trong thiên nhiên Manhetit có vai trò quan trọng trong việc tìm hiểu các điều kiện môi trường hình thành đá Manhetit phản ứng với oxy để tạo ra hematit, và cặp khoáng vật hình thành một vùng đệm có thể khống chế sự phá hủy của ôxy Các đá mácma thông thường chứa các hạt của 2 dung dịch rắn, một bên là giữa Manhetit và ulvospinel còn một bên là giữa ilmenit và hematit Các thành phần của các cặp đôi khoáng vật được sử dụng để tính sự ôxy hóa diễn ra như thế nào trong macma (như sự phá hủy của oxy trong

magma): một dãy các điều kiện oxi hóa được tìm thấy trong mácma và trạng thái oxy hóa giúp xác định làm thế nào máma có thể liên quan đến sự kết tinh phân đoạn

Các hạt Manhetit nhỏ có mặt trong hầu đết các đá mácma và các đá biến chất Manhetit cũng được tìm thấy trong một số loại đá trầm tích như trong các thành hệ sắt phân dải Trong một số đá mácma, các hạt giàu magnetit

và ilmenit xuất hiện ở dạng kết tủa cùng nhau trong mácma Manhetit cũng được sản xuất từ peridotit và dunit bằng phương pháp serpentin hóa

Hematit Fe2O3 chứa 70% Fe và cí các tạp chất tố đồng hình Ti, Mg Hematit thành tạo trong điều kiện đầy đủ oxy, gặp trong nhiều loại quặng có nguồn gốc khác nhau Trong thiên nhiên gặp loại quặng hematit không bền vững có từ tính mạnh gọi là machomit, Hematit dạng tấm lớn gọi là speccularit, dạng vẩy gọi là mica sắt

Siderit FeCO còn gọi là spat sắt chứa 48.3% Fe thường có mặt các tạp

tố đồng hình như Mg, Mn, Ca và các tạp chất cơ học SiO2, Al2O3

Siderit được thành tạo trong điều kện thiếu oxy và thường gặp trong các

mỏ quặng sắt nhiệt dịch, trầm tích, biến chất

3 Quy mô mỏ

Tùy thuộc vào con số về số lượng trữ lượng tài nguyên trong một mỏ,

người ta phân loại mỏ quy mô như sau: mỏ khổng lồ, mỏ lớn, mỏ vừa và nhỏ Bảng dưới đây thể hiện quy mô mỏ sắt ở một số nước trên thế giới

Bảng Fe -1 : Quy mô mỏ sắt ở một số nước trên thế giới ( nguồn: Theo tài liệu tổng hợp của Trần Bình Chưa, 1996)

Quy mô mỏ

( tấn)

V.IKrasninikov,

G.A Gross, 1966

Meloux

1977( pháp)

Cục ĐC&KS Việt Nam

4 Tài nguyên quặng sắt thế giới

Tiềm năng quặng sắt được đánh giá theo loại hình nguồn gốc mỏ ( hay kiểu nguồn gốc mỏ ) và theo thời đại sinh khoáng

Mỏ trầm tích và mro trầm tích bị biến chất chiếm 65% trữ lượng tài nguyên, các mỏ phong hóa chiếm 25%, mỏ magma chiếm 10 % Các mỏ Tiền Cambri chiếm 75%, các mỏ thuộc các thời đại khác chỉ chiếm 25% Các mỏ sắt phân bố rất không đồng đều trong không gian và thời gian Trữ lượng quặng sắt thế giới khoảng 330.000 triệu tấn (2004), trong đó Ucraina 68.000, Nga 56.000 Trung Quốc 46.000 ( bảng Fe -2)

Bảng Fe -2: Tài nguyên quặng sắt thế giới ( Nguồn thống kê sản phẩm khoáng sản mỹ năm 2004)

Country/ Các nước chủ yếu ReserceBase/Trữ lượngcơsở triệu tấn

South Africa/ Nam Phi 2300

Sweden/ Thụy Điển 7800

Ukraine/Ucrain 68000

Other Countries/ Các nước khác 30000

World Total/ Tổng toàn thế giới 330000

5 Kinh tế nguyên liệu khoáng

Dựa vào trữ lượng quặng người ta chia ra thành 4 loại:

- Mỏ cực lớn: n.1010 tấn

- Quặng manhetit chứa 50 – 60% Fe

- Quặng titanomanhetit chứa 55% Fe2O3

- Quặng hematit và hidrohematit ( quặng sắt đỏ) chứa 50 – 60% Fe

- Quặng sắt nâu 40 – 50% Fe

- Quặng siderit 30 – 35% Fe

- Quặng silicat sắt 25 – 40% Fe

Hiện nay trên thế giới ước đạt trữ lượng quắng sắt đã được thăm dò đạt

185 tỷ tấn, trữ lượng đánh giá chung 350 tỷ tấn Liên Xô chiếm 1/3 trữ lượng quặng sắt thăm dò và trữ lượng chung của thế giới

Hiện nay, có khoảng hơn 40 quốc gia khai thác quặng sắt Liên Xô là nước khai thác nhiều quặng sắt nhất thế giới đạt 245 triệu tấn/ năm; sau đó là Braxin 107 triệu tấn, Úc 97 triệu tấn…

Ở Việt Nam quy định mở sắt lớn có trữ lượng là n.108 tấn, mỏ vừa n.107

tấn, mỏ nhỏ n.106 tấn Hàm lượng SiO2 + Al2O3 cao nhất là 25%, hàm lượng P cao nhất là 0.18%, hàm lượng S, Pb, Zn,As, Cu mỗi nguyên tố cao nhất là 0.1%

6 Tình hình khai thác quặng sắt ở Việt Nam

Từ năm 1964 đến nay Việt Nam đã khai thác khoảng 8 -10 tấn quặng sắt, thu được gần 7 triệu tấn tinh quặng Công ty cổ phần Gang thép Thái Nguyên đang phấu đấu khai thác và tuyển 192.000 tấn quặng sắt (2009)

Hiện tại, công ty cổ phần Gang thép Thái Nguyên có công suất 550.000 tấn thép/ năm Một số nhà máy cán thép liên doanh với nước ngoài cũng đã đi vào hoạt động với công suất đến năm 2010 là 8 triệu tấn thép/ năm, Việt Nam sản xuất 7-8 triệu tấn thép/năm, chủ yếu nguyên liệu là sắt thép phế liệu nhập ngoại

Công ty TNHH Khoáng sản và Luyện Kim Việt Trung Tổng Công ty thép Việt Nam và Tập đoàn Gang thép Công Gang, Trung Quốc sẽ khai thác 1,5 – 3 triệu tấn quặng/ năm mro Quý Xa, trong vòng 40-50 năm Trên cơ sở nguyên liệu quặng sắt mro Quý Xa sẽ xây dựng và vận hành nahf máy gang thép tại khu công nghiệp Tằng Lổng vào năm 2015 dây chuyền cán thép công suất 500.000 tấn / năm

Công ty Cổ phần sắt Thạch Khê ( TiC) với vốn điều lệ 2.400 tỷ đồng , Công ty Cổ phần sắt Thạch Khê ( TiC) với vốn điều lệ 2.400 tỷ đồng , Công ty khoáng sản & thương mại Hà Tĩnh 24%., Tổng công ty thép Việt Nam 20% đã làm lễ động thổ, mở vỉa mỏ Thạch Khê ( 8/9/2009) Dự án sẽ khai thác 10 triệu tấn quặng / năm, vốn đầu tư hơn 650 triệu đô la mỹ Nhiều dự án nhà máy sản xuất thép đã và đang ra đời: Nhà máy liên hợp Thép Tycoon 100% vốn của Đài Loan 2 tỷ đô la mỹ Dụ án Liên Hợp thép 100% vốn của tập đoàn Thép Posco

( Hàn Qốc) đặt ở Vân Phong công suất dự kiến gian đoạn I là 4 triệu tấn / năm,

dự án Liên hợp thép liên danh Việt Nam – Malaixia tại Ninh Thuận, công suất

dự kiến 4,5 triệu tấn thép/ năm

Chương II: CÁC LOẠI HÌNH MỎ CÔNG NGHIỆP Ở

VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI

1 Mỏ bị biến chất

Kiểu mỏ bị biến chất chiếm phần lớn tài nguyên – trữ lượng và sản lượng khai thác quặng sắt trên thế giới Đây là nguồn nguyên liệu rất quan trọng đối với các nước Oxtraylia, Mỹ, Brazin, Canada, Nga, Ucraina, Trung Quốc,… Trên thế giới, đây là kiểu mỏ sắt trầm tích bị biến chất, có tên gọi điển hình như

“jaspiliy”, “taconit” hay “itabirit” hoặc “quarzit sắt” Thực chất thuộc kiểu mỏ sắt phân lớp, cấu tạo dải, tuổi cổ BIF( tên viết tắt tiếng anh của Bended Iron Formation) mà bất kỳ nhà địa chất hay nahf khai tahcs đều hiểu Trước đây, các nhà địa chất cho rằng chúng được thành tạo trong các bồn trầm tích, bồn trũng

“địa máng” sau đó bị biến chất Hiện nay, theo “ Sinh khoáng kiến tạo mảng” hay “ Địa kiến tạo toàn cầu và sinh kháong” các mỏ này được hình thành trong môi trường rift, sau đó bị biến chất Các mỏ điển hình gồm Krivoirog ( Ucraina)

Mỏ krivoirog ( hình Fe -1) nằm trong hệ tầng đá phiến kết tinh cổ và đá granit, migmatit tuổi AR bị vò nhàu uốn nếp tạo thành một hệ phức nếp lõm lớn

và bị đưats gãy mỏng xen kẽ giữa các lớp không quặng và lớp quặng, chiều đà 1-5mm Các lớp mỏng quặng có thành phần chủ yếu gồm martit, magnetit, hematit… Các lớp mỏng không quặng có thành phần chủ yếu thạch anh hạt mịn,

có chứa xâm tán martit hoặc magnetit Hàm lượng sắt trong các lớp chứa quặng dao đồng từ 25 đến 45% Trong các lipws chứa quaawngjm có những vỉa quặng

sắt giàu, đặc sit chiếm đến 80% trữ lượng của mỏ Chiều dài vỉa theo đường phương từ 100 – 500 đến 1000m, chiều dày dao động từ 10-30 đến 100m, duy trì đến độ sâu 600-800m, đôi khi hematit, đôi khi martit-hematit Hàm lượng các thành phần quặng sắt giàu như sau % 46-48% Fe; 0,05%S; 0,002 – 0,009% P; 0,45%Mn và < 12% SiO2 Tổng tài nguyên trữ lượng mỏ Krivoirog 19 tỷ tấn quặng, trong đó quặng giàu đã thăm dò đạt hơn 2 tỷ tấn với hàm lượng sắt trong quặng giàu 46-68%; khai thác hầm lò tới độ sâu hơn 500-700m và tiếp tục tới 100-1200m Mỏ được bắt đầu khai thác từ năm 1995.

Vùng mỏ dị thường KMA với diện tích hơn 120000km2 đã được thăm dò các mỏ giàu sắt: Jacolev, Gostise, Khokholov, Mikhailov và Lebedi Hàm lượng sắt trong quặng sắt gaifu như 48-69%; S,P và SiO2 thấp ở mức cho phép Trong quarzit lượng vùng mro dị thường KMA đạt tới 26 tỷ tấn quặng trung bình – giàu Tổng tài nguyên dự báo quarzit sắt từ mặt đá kết tinh Tiền Cambry đến độ sâu 300m xấp xỉ 9000 tỷ tấn ( Hình Fe-1)

Mỏ sắt Hamersley phân bố trong các hệ tầng đá phiến lục kết tinh bị uốn nếp, có tài nguyên 10 tỷ tấn sắt với hàm lượng 22,5 -30% Fe Quặng có giá trị kinh tế ở hiện tại với tối thiểu gần 55% Fe dao động trong khoảng 15 -19,5 tỷ tấn ( Harmswirth et al.1990) Khoáng vật quặng có t hành phần chủ yếu gồm martit, magnetit, hematit, hydrohematit Khoáng vật phi quặng amphibol, pyroxen, calcit, clorit

Ở Việt Nam, thường quen gọi quặng sắt bị biến chất là “ quarzut sắt” hay quặng sắt dạng dải Kiểu mỏ này tập trung chủ yếu trong các vùng và Làng Mỵ

- Hưng Khánh và Tòng Bá Các thân quặng đa dạng ( vỉa, thấu kính) Chiều dày không ổn định ( từ 0,3m đến hơn chục mét, trung bình 30-5m), dài từ hàng chục đến hàng trăm mét, có khi hàng ngàn mét Khoáng vật quặng gồm magnetit (20-60%) hematit (2 – 25%) và limonit ( 2-15%0 Khoáng vật phi quặng (KVOQ) amphibol, pyroxen, calcit, clorit ( Hình Fe-3, Fe-4)

2 Mỏ phong hóa

Mỏ phong hoá được thành tạo do quá trình oxi hoá các mỏ gốc như siderite, sunfua chứa sắt (pirit, pirotin) và các đá siêu mafie Sự thành tạo các ddowiss oxi hoá liên quan chặt chẽ với các thời kỳ phong hoá cổ và phong hoá hiện đại.Các thành hệ quặng đặc trưng cho mỏ phong hoá là hidrogotit- gotit (quặng sắt nâu); hidrogotit- mactit Quặng siderite trong đới oxi hoá chuyển thành hỗn hợp các khoáng vật hidroxit sắt (gotit-hidrogotit, hidro-hematit, turit) có chứa một ít khoáng vật canxit Các khoáng vật thứ yếu có prilomelan và piroluzit, hiếm gặp hơn là các khoáng vật aragonite, thạch cao, macazit, malachite, azurite, cuprit, đồng tự sinh đôikhi có seorodit.

Quặng Scano manhetit khi bị oxi hoá sẽ trở thành hidrohematit-mactit, bị phụ thuộc vào sự phân bố quặng nguyên sinh của khoáng vật silicat và sunfua của scacno và sau scacno Điều đó được ghi nhận bằng các khoáng vật nontonit, haluazit, alofan, bomit, canxit, arogonit, cuprit, covelin, maclachit, azurite, crisocon, palomelan,

Quặng hidrogotit-gotit tạo đới ocro trên của vỏ phong hoá do hiện tượng seopentin hoá các khối đá đunit và peridonit, các biến đổi yếu hơn của secpentinit là siliic hoá, nontronit hoá và cacbonat hoá ( với sự thành tạo manhetit) Đôi khi gặp chúng dưới dạng liên hợp chuyển tiếp sang quặng trầm tích với sự lắng đọng các sản phẩm của vỏ phong hoá biển và hồ quặng này có cấu tạo trứng cá

Quặng sắt laterit của vỏ phong hoá đá cicumafic chủ yếu là khoáng vật hidrogotit và các tạp chất canxendon, opan, nontronit, các thể sót tàn dư của cromspinen, vẩn manhetit Trong laterit còn gặp một số nguyên tố crom, niken, coban

Laterit sắt phát triển ở vùng khiên Braxin, ghine, vùng uốn nếp có tuổi khác nhau như Uran(Liên Xô), Cuba, Philippin, Indonexia…

Mỏ laterit sawtts-niken Moa và Maiari có nhiều dây phong hoá 5-25m, diện tích 150km2, kéo dài không liên tục hàng kilomet Trữ lượng chung đạt 15 tỷ tấn (trong đó có 3 tỷ tấn quặng giầu) Quặng thuộc loại hợp kim tự nhiên chứa Cr,

No, Co, Mn; cấu tạo dạng đất Hàm lượng Sắt đạt 40-50%, Cr2O3 4% (trung bình 1,5-1,8%) Ni 2,5 % (trung bình 0,7-0,8%), Mn 0,5-2 %, SiO2 18-30%,

Al2O3 10-12%

Quặng sắt phong hoá ở Việt Nam phân bố rất rộng rãi và đã khai thác , nhưng quy mô mỗi mỏ không lớn, chúng là đối tượng khai thác phục vụ cho ngành luyện kim đen như mỏ sắt Trại Cau, Quang Trung, Linh Nham, Tiến Bộ(Thái Nguyeen0, Quý Xá( Yên Bái), Mộ Đức( Quảng Ngãi)

Quặng sắt lâu ở vùng Linh Nham- Tiến Bộ phân bố trên diện tích khá rộng, quặng có hàm lượng sắt khá cao Dựa vào cấp hàm lượng có thể phân quặng sắt nâu vùng này ra 3 loại: Quặng loai I có hàm lượng sắt trung bình 52% , hàm lượng các tạp chất Pb, Zn, As, Cu, Ni, Co (mỗi loại 0,6%), P 0,2% Quặng loại

II có hàm lượng sắt trung bình 42% Hàm lượng các tạp chất Pb, Zn, S (mỗi loại 0,15%) Quặng loại III (quặng nghèo) có hàm lượng sắt trung bình 30% Trong quặng sắt nâu Linh Nham- Tiến Bộ có hàm lượng mangan khá cao đạt tới 1,2- 3,9%

Mỏ sắt Quý Xa

Mỏ sắt Quý Xa ( hinh Fe-5) là một mỏ lộ thiên, nằm trọn trên địa bàn xã Sơn Thủy, huyện Văn Bàn, Tỉnh Lào Cai, cách trung tâm thành phố tỉnh lị Lào Cai chừng 70km về hướng Tây Nam, diện tích trên 11.000 ha Mỏ đượct hăm

dò và phát hiện từ những năm 60 của thế kỷ trước, nhưng do điều kiện giao thông đi lại khó khăn, kinh tế đất nước chưa cho phép đầu tư khai thác nên mỏ mãi chỉ là dạng tiềm năng

Thân quặng thường dải từ vài chục, vài trăm mét đến hơn 2km rộng từ

100 đến 800m, dày từ vài mét đến 30-40m, cá biệt đến 190m Khoáng vật quặng chủ yếu là goethit, hydrohematit, hydrogoethit, ít hematit, magnetit và các khoáng vật của mangan Hàm lượng Fe có thể thay dổi từ 30 – 55% ( trung bình 50%) Ngoài ra trong quặng còn có % Mn =1-5; SiO=3-5; Al2O3=1,75 -3; CaO=0,25 Pb =0,1; Zn =0,1 Mro có trữ lượng 120 triệu tấn Quặng sắt nâu có chất lượng tương đối cao và ổn định Đến cuối năm 2006, việc quy hoạch đầu tư

mới được Chính phủ phê duyệt vào năm 2007, mro sắt Quý Xa mới đi vào hoạt động trước sự hợp tác đầu tư khai thác của Tổng công ty thép Việt Nam với tập đoàn Gang thép Côn Gang ( Trung Quốc) Tổng giá trị đầu tư cả 3 giai đoạn là

175 triệu USD, cho phép khai thác liên tục 40-50 năm; hàm lượng sắt 55% Mỏ được khai thác từ quý I/2008, giai đoạn I (2007-2009) có tổng mức đầu tư gần

20 triệu đô la Mỹ ( USD)

3 Mỏ trầm tích

Loại mỏ sắt trầm tích khá phổ biến và có giá trị công nghiệp, chúng có quy mô lớn, cung cấp 30% sản lượng khai thác quặng sắt cho thế giới (chỉ đứng sau nhóm mỏ nguồn gốc biến chất)

Mỏ sắt trầm tích được thành tạo trong nhiều thời đại địa chất khác nhau: Proterozoi ở Liên Xô và Nam Phi; Silua ở Mỹ, Liên Xô, Jula ở Pháp, Đức, Bỉ

Mỏ sắt trầm tích được thành tạo trong các bồn địa biển hoặc hồ, từ các hợp chất keo sắt được nước trên mặt mang tới và lắng đọng ở với ven hồ Tuỳ thuộc vào thế năng oxi hoá khử (Eh), độ axit hoặc kiềm (PH) của môi trường và nồng độ

CO2 ở đáy bồn địa sẽ lắng đọng quặng sắt oxit (limolit, gotit, hematite); silicat (samozit, turingit), hoặc quặng sắt cacbonat (siderit) Cấu tạo đặc trưng của quặng sắt , nguồn gốc trầm tích là trứng cá, hạt đậu hoặc dạng thân

Căn cứ vào vị trí cơ chế thành tạo người ta chia mỏ sắt trầm tích ra 2 loai:

mỏ trầm tích biển và mỏ trầm tích lục địa

a Mỏ trầm tích biển

Mỏ trầm tích biển có thành hệ soderit dạng vỉa lắng đọng trong trầm tích lục nguyên- cacbonat biển xuất hiện ở phía tây nam Uran trong nhân nếp lồi cổ hecxini Chúng nằm trong các đá trầm tích phiến cacbonat tuổi Proterozoi Mỏ điển hình và lớn nhất đó là mỏ baican

Nhóm mỏ Baican có hơn 200 thân quặng dạng vỉa thấu kính, dạng mạch và khoáng hoá sunfua nên một số nhà địa chất cho rằng đó là mỏ nhiệt dịch Tuy

nhiên, phần lớn các công trình nghiên cứu đều cho là trầm tích và chỉ ra mối liên quan cơ bản với quá trình lắng đọng nhiệt dịch muộn hơn.

Nhứng mỏ manhetit trầm tích biển miền địa máng phân bố trong các thành tạo lục nguyên- cacbonat trong vùng Angara- Bitsco ở bờ phải họ nguồn sông Angara Vỉa quặng phân bố trong thành hệ trầm tíc của địa máng Proterozoi muộn Loại mỏ này còn gặp ở Linton Apalach (Mỹ), Mali (Châu Phi) và Bắc Úc

Quặng Siderit-samozit ở miền nền có cấu tạo hạt đậu và trứng cá phân bố trong trầm tích lục nguyên –cacbonat tuổi Mezozoi-Kainozoi thuộc bể quặng cát Kechan, tây Xibia… Thành phần khoáng vật quặng gồm hiddrogotit, hematite, canozit hoặc siderite

Mỏ LORANH có diện tích 1100km2 chủ yếu phân bố ở Pháp và một phần ở Đức, Bỉ, Lucxembua Quặng hoá nằm trong lớp cacbonat- cát kết dày 10-60m Vùng mỏ có 4-12 thân quặng dạng vỉa , mỗi vỉa dày từ 1-6m nằm xen kẽ với các lớp phi quặng cũng có độ dày tương tự Tầng chứa quặng cắm thoải mái về phía tây, các lỗ khoan đã đạt tới chiều sâu 800m Vùng mỏ vừa khai thác lộ thiên vừa khai thác hầm lò, các lò đã khai thác tới độ sâu 200m

Khoáng vật gồm gotit, samozit, turingit, siderite Quặng có cấu tạo trứng cá rất điển hình (kích thước 0.25-1mm) Hàm lượng sắt trung bình 31-36%, P 0,6-1,8%, Mn 0,5-2%, S 0,01- 0,4%, V 0,1 % Quặng dùng đẻ luyện trong lò Tomat Trữ lượng chung của mỏ là 15 tỷ tấn, trong đó trữ lượng đã thăm dò là 2

tỷ tấn

b Mỏ trầm tích lục địa được thành tạo ở các hồ , đầm lầm, tam giá châu , vùng

biển và các thung lũng song Loai mỏ này thành tạo do sự kết đọng của các hợp chất keo mang từ lục địa tới, có sự tham gia của axit mùn cây (humit) cùng với tác động của vi khuẩn và rong tảo Tuổi thành tạo của loại này khá trẻ từ J- Q

Quặng thuộc thành hệ siderite- samozit-hidrogotit Các vỉa quặng kéo dài khoảng 10km dọc theo lòng sông cổ Thân quặng có dạng thấu kính, ô van và những hình dạng khác nhau Cấu tạo quặng trứng cá hoặc hạt đậ Khoáng vật chủ yếu gồm hidrogotit, samozit, siderite; ngoài ra còn có thạch cao, canxi, ankerit, nhóm khoáng vật sét, hiếm hơn là pirit, macazit, thạch cao, hidroxit- mangan Hàm lượng sắt trong quặng thấp 30-35%, P cao gần 0,5%.

Loại hình mỏ sắt trầm tích lục địa phân bố rộng rãi ở nước Nga và có giá trị công nghiệp

4 Mỏ Skarn ( hay thường gọi là Scacnơ)

Kiểu mỏ Skarn ( hay loại hình nguồn gốc mỏ skarn) là những mỏ, hoặc tập hợp các mỏ và điểm quặng sắt được thành tạo ở lân cận tiếp xúc của khối xâm nhập granitit với các đá trầm tích carbonat hoặc lục nguyên – carbonnat, có

sự tham gia của dung dịch hậu magma Các mỏ này thường phát triển ở rìa lục địa và cung đảo, nơi có hoạt động magma mạnh mẽ Thân quặng chủ yếu tập trung trong đới ngoại tiếp xúc, cá biệt đôi khi trong đới nội tiếp xúc, có dạng thấu kinh, thấu kính phức tạp, vỉa hay dạng thau thế trao đổi với kích thuốc khác nhau Khoáng vật quặng chủ yếu là magnetit, ít hematit, goethit đôi chỗ có chalcopyrit, pyrit, galanit, sfalerit Hàm lượng sắt dao dộng 60 -68%, có khi tới 70% Điển hình là các mỏ: Núi Quặng, Núi Cao và Núi Blagodat ( Uran, Nga) ; Mount Iron ( Mỹ), Ba Nat ( Rurmany) Rift ( Maroc), Morning Iron ( Mỹ) và Thạch Khê ( Việt Nam) vvv

G.Xocolov chia các mỏ skarrn magnetit ra các kiểu sau: Skarn vôi Skarn magie, skran vôi – magie, skarn scapolit-albit, magnetit và hematit –solocat chứa nước Các khoáng vật của skarn vôi gồm pyroxen, groxule, andradit, epidot….Các khoáng vật phi quặng thành tạo muộn hơn gồm các mạch thạch anh và calcit Hàm lượng sắt trong quặng đạt từ 20 -25% đến 60-70%, trunh bình 35-45% Trong số các tạp chất có hại, đáng kể là S: 1-2% Ngoài ra còn có