铁矿研究方法

A. 任务铁矿石分析方法的选择

任务描述

在岩石矿物分析工作中，元素及其化合物的掩蔽、分离和测定都是以它们的分析化学性质为基础的。所以，讨论和研究它们的分析化学性质是极其必要的。本任务对铁的化学性质、铁矿石的分解方法、铁的分析方法选用等进行了阐述。通过本任务的学习，知道铁的化学性质，能根据矿石的特性、分析项目的要求及干扰元素的分离等情况选择适当的分解方法，学会基于被测试样中铁含量的高低以及对分析结果准确度的要求不同而选用适当的分析方法，能正确填写样品流转单。

任务分析

一、铁在自然界的存在

铁在自然界（地壳）分布很广，也是最常用的金属，约占地壳质量的5.1%，居元素分布序列中的第四位，仅次于氧、硅和铝。它的最大用途是用于炼钢；也大量用来制造铸铁和煅铁。铁和其化合物还用作磁铁、染料（墨水、蓝晒图纸、胭脂颜料）和磨料（红铁粉）。但由于铁很容易与其他元素化合而成各种铁矿物（化合物）存在，所以地壳中很少有天然纯铁存在。我们所说的铁矿石是指在现代技术条件下能冶炼出铁来而又经济的铁矿物。

铁矿石从主要成分上划分至少可以分为：赤铁矿，主要有效成分Fe₂O₃；褐铁矿，主要有效成分mFe₂O₃·nH₂O；磁铁矿，主要有效成分Fe₃O₄；菱（黄）铁矿，主要有效成分FeCO₃（Fe₂S₃）；纯铁矿，主要有效成分单质铁；以及上述矿藏的混生矿或与其他黑色金属的伴生矿。铁精矿中铁的含量（品位）大小直接决定着铁的产量，所以生产中特别注重铁矿石的含量。铁精矿中铁含量的大小的主要测定方法有EDTA配位滴定法、重铬酸钾容量法。铁矿石中全铁含量的测定，目前国内外主要采用重铬酸钾容量法。

二、铁的分析化学性质

（一）铁的化学性质简述

铁（Fe），原子序数26，相对原子质量55.847，铁的密度为7.9g/cm³，铁有多种同素异形体，如α铁、β铁、γ铁、σ铁等。铁是比较活泼的金属，在金属活动顺序表里排在氢的前面。常温时，铁在干燥的空气里不易与氧、硫、氯等非金属单质起反应，在高温时，则剧烈反应。铁在氧气中燃烧，生成Fe₃O₄，炽热的铁和水蒸气起反应也生成Fe₃O₄。铁易溶于稀的无机酸和浓盐酸中，生成二价铁盐，并放出氢气。在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时，表面生成一层氧化物保护膜，使铁“钝化”，故可用铁制品盛装浓硫酸或浓硝酸。铁是一变价元素，常见价态为＋2价和＋3价。铁与盐酸、稀硫酸等反应时失去两个电子，成为＋2价。与Cl₂、Br₂、硝酸及热浓硫酸反应，则被氧化成Fe^3＋。铁与氧气或水蒸气反应生成的Fe₃O₄，可以看成是FeO·Fe₂O₃，其中有1/3的Fe为＋2价，另2/3为＋3价。铁的＋3价化合物较为稳定。铁的化合物主要有两大类：亚铁Fe^（Ⅱ）和正铁Fe^（Ⅲ）化合物，亚铁化合物有氧化亚铁（FeO）、氯化亚铁（FeCl₂）、硫酸亚铁（FeSO₄）、氢氧化亚铁［Fe（OH）₂］等；正铁化合物有三氧化二铁（Fe₂O₃）、三氯化铁（FeCl₃）、硫酸铁［Fe₂（SO₄）₃］、氢氧化铁［Fe（OH）₃］等。

Fe^2＋呈淡绿色，在碱性溶液中易被氧化成Fe^3＋。Fe^3＋的颜色随水解程度的增大而由黄色经橙色变到棕色。纯净的Fe^3＋为淡紫色。Fe^2＋和Fe^3＋均易与无机或有机配位体形成稳定的配位化合物。

（二）亚铁的氧化还原性质

在碱性溶液中亚铁极易被氧化，空气中的氧就可以将其氧化为Fe^3＋：

4Fe（OH）₂＋O₂＋2H₂O→4Fe（OH）₃

与此同时，有少量的亚铁还可发生歧化作用而形成Fe^3＋和Fe⁰。亚铁盐在中性溶液中被空气中的氧氧化时，其速度远较在酸性溶液中为快，在醇溶液中其氧化速度较在水溶液中为快；在反应过程中，pH、温度及盐类等条件对反应均有影响。反应结果往往有碱式盐生成：

4Fe^2＋＋O₂＋2Cl^-→2FeOCl＋2Fe^3＋

在酸性溶液中的亚铁比在碱性或中性溶液中稳定得多。氢离子浓度越大，其氧化反应越不容易进行。因此，要氧化酸性溶液中的亚铁成为Fe^3＋，必须采用相当强的氧化剂。许多具有强氧化性的含氧酸盐，如高锰酸盐、重铬酸盐、钒酸盐、氯酸盐、高氯酸盐等，均可在酸性环境中氧化亚铁为氧化铁。其中高锰酸盐、重铬酸盐等可配成标准溶液直接滴定亚铁。

（三）三价铁的氧化还原性质

三价铁是铁的最稳定状态。在酸性溶液中，三价铁是缓和的氧化剂，一般情况下只有较强的还原剂才能将它还原。这些还原剂有硫化氢、硫代硫酸钠、亚硫酸钠、氯化亚锡、碘化钾、亚钛盐、亚汞盐、金属锌或铝以及一些有机还原剂如盐酸羟胺、抗坏血酸、硫脲等。其中硫酸亚钛、硝酸亚汞可用来直接滴定三价铁，氯化亚锡在铁的容量法中的应用亦为大家所熟知。

（四）铁的配位性质

1.铁的无机配合物

三价铁和亚铁的硫酸盐都可与硫酸盐或硫酸铵形成复盐。其中最重要的是（NH₄）₂SO₄·FeSO₄·6H₂O。此复盐的亚铁的稳定性较大，在分析中可用它来配制亚铁的标准溶液。三价铁的复盐中，铁铵钒（NH₄Fe（SO₄）₂·12H₂O）也常被用来配制三价铁的标准溶液。

铁离子和亚铁离子可分别与氟离子、氯离子形成配位数不同的多种配合物。分析中常利用［FeF₆］^3-配离子的形成以掩蔽Fe^3＋，在盐酸溶液中Fe^3＋与Cl^-形成的配离子为黄色，可借以粗略判定溶液中Fe^3＋的存在。

铁离子与硫氰酸根离子形成深红色配合物。此反应可用于Fe^3＋的定性分析和比色法测定。

在过量磷酸根离子存在下，铁离子可形成稳定的无色配离子，在分析中可借此掩蔽Fe^3＋。此外，在用磷酸分解铁矿石的过程中，也利用了三价铁与磷酸根离子形成稳定配合物的反应。

2.铁的有机配合物

EDTA与三价铁的配位反应应用十分广泛。亚铁的EDTA配合物不如三价铁的EDTA配合物稳定，因此在分析中主要应用三价铁与EDTA的配位反应以掩蔽Fe^3＋或进行容量法测定。

邻啡罗啉与亚铁离子形成较稳定的红色配合物，反应的灵敏度很高，可用于亚铁的分光光度法测定。

其他的许多配位剂，如铜试剂、三乙醇胺、柠檬酸盐、酒石酸盐等与三价铁离子形成配合物的反应，在分离、掩蔽中都有应用。

三、铁矿石的分解方法

铁矿石的分解，通常采用酸分解和碱性熔剂熔融的方法。酸分解时，常用以下几种方法：

（1）盐酸分解：铁矿石一般能为盐酸加热分解，含铁的硅酸盐难溶于盐酸，可加少许氢氟酸或氟化铵使试样分解完全。磁铁矿溶解的速度很慢，可加几滴氯化亚锡溶液，使分解速度加快。

（2）硫酸-氢氟酸分解：试样在铂坩埚或塑料坩埚中，加1∶1 硫酸10 滴、氢氟酸4～5mL，低温加热，待冒出三氧化硫白烟后，用盐酸提取。

（3）磷酸或硫-磷混合酸分解：溶矿时需加热至水分完全蒸发并出现三氧化硫白烟后，再加热数分钟。但应注意加热时间不能过长，以防止生成焦磷酸盐。

目前采用碱性熔剂熔融分解试样较为普遍。常用的熔剂有碳酸钠、过氧化钠、氢氧化钠和氢氧化钾等在银坩埚、镍坩埚或高铝坩埚中熔融。用碳酸钠直接在铂坩埚中熔融，由于铁矿中含大量铁会损害坩埚，同时铂的存在会影响铁的测定，所以很少采用。

在实际应用中，应根据矿石的特性、分析项目的要求及干扰元素的分离等情况选择适当的分解方法。对于含有硫化物和有机物的铁矿石，应将试样预先在550～600℃温度下灼烧以除去硫及有机物，然后以盐酸分解，并加入少量硝酸，使试样分解完全。

四、铁的分析方法

（一）重铬酸钾容量法

（1）无汞重铬酸钾容量法：试样用硫酸-磷酸混酸溶解，加入盐酸在热沸状态下用氯化亚锡还原大部分三价铁。在冷溶液中以钨酸钠为指示剂，滴加三氯化钛还原剩余三价铁，并稍过量，在二氧化碳气体保护下，用重铬酸钾氧化过量三氯化钛，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定到终点。根据消耗的重铬酸钾标准溶液的体积计算试样中全铁百分含量。

（2）有汞重铬酸钾容量法：在酸性溶液中，用氯化亚锡将三价铁还原为二价铁，加入氯化汞以除去过量的氯化亚锡，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定至紫色。反应方程式：

岩石矿物分析

岩石矿物分析

岩石矿物分析

经典的重铬酸钾法测定铁时，采用氯化亚锡将溶液中的Fe^3＋还原为Fe^2＋。然后用氯化汞除去过量的氯化亚锡，汞盐会造成污染，因此中国在20世纪60年代以来发展了“不用汞盐的测铁法”。

（二）EDTA配位滴定法

铁矿石经浓盐酸溶解，低温加热直至溶解完全后冷却，加水将溶液稀释至一定浓度，再加入硝酸和氨水调节溶液pH＝1.8～2，以磺基水杨酸为指示剂，用EDTA标液滴定，终点由紫红色变为亮黄色。

本法与经典法对铁矿石中全铁量测试结果准确度、精密度是一致的，本法可以避免因为加入HgCl₂溶液而造成环境污染，有害于人的身体健康的弊病，且本法操作比经典法简便，完全可以采用。

（三）邻啡罗啉比色法

以盐酸羟胺为还原剂，将三价铁还原为二价铁，在pH＝2～9的范围内，二价铁与邻啡罗啉反应生成橙红色的配合物［Fe（Cl₂H₈N₂）₃］^2＋，借此进行比色测定。其反应如下：

4FeCl₃＋2NH₂OH·HCl→4FeCl₂＋N₂O＋6HCl＋H₂O

Fe^2＋＋3Cl₂H₈N₂→［Fe（Cl₂H₈N₂）₃］^2＋（橙红色）

这种反应对Fe^2＋很灵敏，形成的颜色至少可以保持15天不变。当溶液中有大量钙和磷时，反应酸度应大些，以防CaHPO₄·2 H₂O沉淀的形成。在显色溶液中铁的含量在0.1～6mg/mL时符合Beer定律，波长530 nm。

（四）原子吸收光谱法

利用铁空心阴极灯发出的铁的特征谱线的辐射，通过含铁试样所产生的原子蒸汽时，被蒸汽中铁元素的基态原子所吸收，由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中铁元素的含量。铁的最灵敏吸收线波长为248.3nm，测定下限可达0.01mg/mL（Fe），最佳测定浓度范围为2～20mg/mL（Fe）。

（五）X射线荧光分析法

X射线荧光光谱分析法具有分析速度快、试样加工相对简单、偶然误差小及分析精度高的特点，已广泛应用于各种原材料的分析中，并逐步应用于铁矿石的分析中。但由于铁矿石成分非常复杂，主成分含量较高，变化范围大，使基体变化大，对X射线荧光分析造成不利影响，致使在用通常压片法进行铁矿石分析时，其准确度不如化学法高。采用玻璃熔片法对样品进行熔融稀释处理，可以有效地消除荧光分析中的基体效应，提高荧光分析的准确度。

X射线荧光分析法的优点之一是各元素的特征谱线数量少。测定铁通常选用的是K_α线，其波长为1.93Å（1Å＝0.1nm）。

五、铁矿石的分析任务及其分析方法的选择

基于被测试样中铁含量的高低不同以及对分析结果准确度的要求不同，可采用的测定方法有很多。目前，岩石矿物试样中高含量铁的测定主要采用容量分析法。其中重铬酸钾容量法应用最广泛。此外，以氧化还原反应为基础的测定铁的容量法还有高锰酸钾法、铈量法、碘量法、硝酸亚汞法以及钛量法等。以配位反应为基础的容量法中较常采用的是EDTA法。试样中低含量铁的测定，常用的有磺基水杨酸分光光度法和邻菲罗啉分光光度法以及原子吸收分光光度法。X射线荧光分析法也已用于岩石矿物试样中铁的测定。

氯化亚锡还原-重铬酸钾容量法具有稳定、准确、简易、快速等许多优点，但由于使用了剧毒的氯化汞，严重污染环境，危害人体健康。为了避免使用汞盐，近年来常采用氯化亚锡、三氯化钛联合还原-重铬酸钾容量法。原子吸收法操作简单、快速，结果的精密度、准确度高，但铁的光谱线较复杂，例如，在铁线248.3 nm附近还有248.8 nm线；为克服光谱干扰，应选择最小的狭缝或光谱带。

邻菲罗啉能与某些金属离子形成有色配合物而干扰测定。但在乙酸-乙酸铵的缓冲溶液中，不大于铁浓度10倍的铜、锌、钴、铬及小于2mg/L的镍，不干扰测定，当浓度再高时，可加入过量显色剂予以消除。

技能训练

实战训练

1.实训时按每小组5～8人分成几个小组。

2.每个小组进行角色扮演，利用所学知识并上网查询相关资料，完成铁矿石委托样品从样品验收到派发样品检验单工作。

3.填写附录一中表格1和表格2。

B. 铁矿勘查物探方法技术

物探在铁矿勘查中是最重要的勘查方法。同时，铁矿也是物探最能发挥直接找矿作用的重要金属矿矿种之一。铁矿勘查过程中，在发现隐伏矿、扩大已知矿规模、详细圈定矿体形态等方面，物探发挥的重要作用已成为共识。当前，我国找铁矿面临的主要任务是发现新矿带，在已知矿区深部或外围寻找新矿体。物探找铁矿所采用的方法除主要磁法外，还有电测深类方法和重力、井中物探等方法。

对于寻找隐伏铁矿而言，高精度磁法的运用是最广泛也是最为有效的方法。地面高精度磁测(总误差≤5nT)，可验证航磁异常存在与否，圈定磁性体位置和范围，推断磁性体的埋深与产状;井中三分量磁测可较精细了解井底及井旁是否存在盲矿体，还可判定钻孔终孔是否合理等问题。在传统物探手段对深部探测效果不明、地形条件复杂、噪声干扰强的情况下，采用可控源音频大地电磁法(CSAMT)、瞬变电磁法(TEM)等具有探测深度大的电磁法，能较好地反映出深部大的隐伏铁矿，大致推断矿体形态与边界。在铁矿勘查中，多种物探方法合理运用，可为钻探工程布设提供重要依据。

航空磁测因效率高、测网规则、投资少、信息量大，在区域地质调查、成矿地质构造勘查中发挥了重要作用，为区域地质构造研究、成矿预测提供了极丰富的资料，尤其在铁磁性类矿找矿勘查中发挥了特别重要的作用。在我国航空磁测首先是用于普查找磁性铁矿，是铁矿勘查中最主要、最有效、取得成果最多的一种物探方法。一般情况下，普查(大面积，中小比例尺)采用航空磁测发现异常，经地面物探方法(地磁法)查证后，进入下一步以找矿为目标的普详查和勘探工作阶段。

在当前航空磁测仪器测量精度、补偿技术、定位精度极大提高的基础上，高寒山区1∶5万高精度航磁将提供更重要的信息。2007～2010年，新疆维吾尔自治区选择西天山阿吾拉勒、喀喇昆仑、西昆仑、阿尔金－祁曼塔格等不同地貌景观、不同成矿地质背景和不同地球物理条件区开展了1∶5万航磁测量，获得了丰富的异常信息，区域异常得到有效分解，在多个项目中实现了“当年飞行、当年查证、当年见矿”的找矿成果。

磁测数据处理方法和复杂地质体正反演方法技术的发展，为研究复杂磁异常、低缓磁异常，以提高异常定量解释水平奠定了基础。多种电测深类电法探测深度的加大以及带地形的二维反演方法的成熟化，对区分磁异常性质、减少磁法定量解释中的多解性等方面提供了有力的技术手段。

本章收录了10篇铁矿床勘查案例，其中物探技术尤其是磁测技术在这些矿床勘查中发挥了重要作用。

C. 矿床变化与保存的研究方法

成矿作用过程是比较复杂的，再加上成矿后变化就更为复杂，前一作用过程的产物又被后来的多次作用过程所改造、叠加或破坏。只能根据现在保存下来的混杂的地质作用产物来推断其初始组成与结构，并推断其演变过程。因此，应用科学的思维方法和精密的探测、分析、测试技术来研究矿床变化和改造。常用的方法有：

（一）矿化区地质填图（大、中比例尺）

是研究矿床变化保存的基本方法。通过周密的地质观测、制图和相关的测试、鉴定工作，可以查明矿体、矿床、矿田内与矿化有关地质体的空间展布、相互关联和时间序次，包括穿插、包裹、蚀变、剥蚀、掩盖、错动等反映原生与次生、早成与后成的各种信息。制图比例尺可根据研究对象的尺度而有所不同。也可根据需要进行专门制图，如水文地质制图、构造地球化学制图以及各种精细的地表露头和坑内地质素描等。

（二）构造解析法

构造活动是控制矿床变化改造的基本因素之一。按构造与成矿的时间关系可大体划分为成矿前构造、成矿期构造和成矿后构造。成矿前、成矿期构造在成矿后的持续活动常使矿体产状和结构复杂化，而新生的成矿后构造对矿床的破坏和改造最为直接和显着（翟裕生等，1993，1997）。

（三）矿物学和蚀变岩石学研究

矿床的变化和改造集中地表现在原生矿物和岩石的改造（结构的、构造的、化学成分的）。详细地对比研究原生矿物、岩石和次生矿物、岩石（包括蚀变岩石）的组构和成分的差异，及其所占有的空间和发生的时间，十分有助于判断矿床发生变化的类型和强度，并有可能做出定量的分析。也可探索并识别出矿床被改造程度的次生标型矿物（组合），作为一种实际的判别标志。

（四）地球化学方法

运用地质和地球化学方法，可以从水系沉积物、土壤和岩石的元素地球化学测量结果（异常图）中，区分开矿化原生异常场和成矿后次生异常场。再结合含矿区域和矿床的地质构造条件分析，去追溯矿床或矿集区中成矿元素及伴生元素的后生迁移路径、迁移距离和分带情况，从而提供有关矿床变化、改造的有用信息。运用生物地球化学方法还可查明生物有机质对矿床中有用物质的改造和再迁移作用。

（五）地球物理方法

地球物理勘查获得的丰富信息不仅用于找寻矿床，还可用于研究矿床中矿体、围岩等物理性质的变化。譬如，具强磁性含矿侵入体中局部弱磁异常可能是岩体的被蚀变部分，或是后来弱磁性岩墙的侵入部位。含多量硫化物的斑岩体有较强的电异常，但硫化物氧化为褐铁矿后，则电异常显着减弱。这些情况说明，结合地质情况，充分利用物探信息，也是研究矿床变化的一种手段。

（六）地理学和气象学的方法

这对研究地表矿床的风化剥蚀过程是很有必要的。不同的地理空间和地貌景观如经纬度、海拔高度、高山、丘陵、平原、洼地、河流、湖泊、海岸等各有不同的风化剥蚀强度，而气象因素如气温、气压、湿度、降雨量、风力及风向、冰冻、积雪等又直接左右表生风化作用进行。这些因素都控制着矿床露头的变化改造作用。

（七）矿床形成年代、改造年代和变化时段的测定

运用同位素定年方法，结合地质分析，可从时间维去认识矿床变化改造的地质年龄、经历的时间、变化的速率等，帮助了解矿床变化的阶段性及每个阶段的变化特征。目前，在矿床成矿年龄方面已积累了大量的测定数据，还需密切结合地质体时-空关系来慎重比较和厘定，而关于矿床改造年龄方面研究刚刚起步，需要积累资料和经验。

（八）模拟实验

现有的成岩成矿实验大都是模拟矿床形成过程的物理化学作用及控制参量（高温高压、常温常压及其他），而很少注意到对矿床改造破坏过程的实验研究。应该有重点地开展这类研究，以便获得规律性认识；还可为研究矿床表生变化中有害元素分散对生态环境的损害作用提供可借鉴的资料。

D. 如何勘探铁矿石

新华网北京1月15日电(记者王立彬)国土资源部15日宣布，我国已在鞍本、冀东、兖州、攀西、庐枞等地区探获铁矿石资源量近50亿吨，其中10亿吨为探明资源储量。人们感兴趣的是，50亿吨储量能否缓解我国铁矿石需求压力，会不会对新一轮国际铁矿石谈判产生影响？

答案都是肯定的。

目前，我国正处于加快工业化、城市化进程中。某种意义上说，钢铁是工业化、城市化的支撑。50亿吨天量铁矿石储量，对我国钢铁工业具有重大意义。从长期看是这样，从近期看也是如此。例如河北冀东马城铁矿探明铁矿资源储量达10．44亿吨，是自上世纪80年代以来，我国探明的单矿床规模最大的铁矿资源产地。由于埋藏浅、易开采，目前已经进入国家建设计划。

从长期来看，仅一个年度就能新增50亿吨铁矿资源量，预示着无论我国东部地区，还是西部地区，都还有很大的铁矿找矿潜力。家里有铁，心里不慌。50亿吨铁矿储量，使我们心里有了底。可以说我国立足国内、保障资源安全的战略是有把握的。

眼下，新一轮国际铁矿石谈判开始了，多年来依赖又要挟中国需求的全球铁矿石博弈进一步加剧。国土资源部总工程师张洪涛明确表示，立足国内、年度发现50亿吨铁矿，肯定会对国际铁矿谈判产生积极影响。据透露，河北发现的10．44亿吨铁矿石探明储量，已经正式列入我国钢铁重镇的河北钢铁集团2010年工作计划，效益可谓立竿见影。随着时间推移，50亿吨铁矿储量将对全球铁矿石供需产生越来越大的影响。

E. 矿床学研究内容和方法

矿床学研究内容通常可概括为研究矿床的特征及其形成条件、形成作用与过程时空分布及其控制因素。前者即阐明矿床的成因，后者即查明矿床的分布规律。矿床学正是围绕着这些问题的提出和解决不断发展起来的。

现代矿床学已包括以下一些相对独立而又互有联系的研究领域。成因矿床学或称矿床地质学讨论矿床成因和分布的基本理论问题。金属矿床学研究各种金属富集成矿条件及矿床类型。非金属矿床学研究各类非金属矿产形成条件和矿床类型。矿相学在显微镜下研究金属矿石的矿物组成和微观组构。区域成矿学主要是通过分析区域成矿背景，阐释成矿作用演化和矿床分布规律。还有矿床地球化学是矿床学与地球化学的边缘学科，从 20世纪30～40年代开始把地球化学理论和方法应用到矿床研究以来，显着地扩展了矿床研究的广度和深度。

矿床研究工作一般是结合着矿床的发现、勘查与开采过程而进行的。研究一个具体矿床的工作内容大体包括以下方面：①区域地质特征，矿床在区域地质构造分区中的位置，该地区的沉积作用、岩浆作用，构造发展和成矿的有利背景。②矿区地质特征，区内的岩石、构造类型和特点，矿床的产出条件及分布。③矿体的产状和形态及其空间位置的控制，矿体内外矿化特征变化的查明。④矿石的类型，矿石的组成和组构，有用组分的存在形式，影响矿石质量的因素。⑤综合研究，矿床成因和类型的确定，矿床的评价。在不同工作阶段中研究的内容有所侧重，在矿床寻找和发现初期，着重研究区域和矿区与成矿有关的基础地质问题，对该地区成矿条件作出远景评价。在矿床勘查阶段，研究工作更多地围绕矿床本身。通过详细的地质工作和各项勘探工程所取得的资料数据的整理分析，总结矿床的特点并作出对矿床的工业评价。在勘查工作进程中以及开采过程中也常常需要针对生产中遇到的问题进行某些专题性研究工作。总的来说，矿床研究始终是围绕这两个中心，一是尽可能获取矿床成因信息，二是取得充分的矿床评价的资料和数据。

矿床研究内容的多层次性和综合性，要求多种矿床研究方法的相互配合与补充。矿床研究要应用矿物学、岩石学、地层学、构造地质学等各基础学科的理论和方法。当然，更要应用和发展矿床地质学、矿相学这些矿床学自身的理论和方法。随着矿床地球化学已成为研究矿床不可缺少的内容，许多借助现代分析测试技术进行分析对比的矿床地球化学研究方法已得到迅速发展和广泛应用。下面对野外现场地质研究和实验室研究重要方法及特点作一概略介绍。

野外或现场地质观察研究：在收集和研究前人工作成果资料的基础上进行工作区地质路线和重点地段的踏勘调研，实际了解区域地质特点及成矿条件。对矿区内地表露头和揭露矿体的各种勘探工程、钻孔岩心进行全面的观察和描述，同时采集各类标本、样品，并作系统的编录，为进一步实验室研究准备材料。

地质填图是区域和矿区地质研究的基本方法，一般区域地质图采用中比例尺，矿区地质图采用大比例尺。随着矿床类型的不同，进行中大比例尺填图时都带有专门地质测量的性质。如针对沉积岩区、火山岩区、侵入岩区、构造简单或构造复杂地区都有相应的岩石学研究和构造测量与解析等不同研究内容和方法特点。

利用各种类型勘探工程成果补充地面地质观察研究是矿床地质研究的重要特点和优点。经过合理选择和精心布置的探槽、浅井、坑道及钻孔，揭露和控制了矿体的分布和产状形态变化。在山地工程的工作面上和对钻孔的岩心进行详细观察、素描和描述，并系统采样分析，确定矿体边界，并获得对矿石类型、特征与质量变化的了解。整理各项工程资料，编制出适当比例尺的坑道平面图，勘探线剖面图，以及纵剖面图等地质图件，这些图件是获得对矿床从局部到整体的认识和客观反映矿体特征以及正确进行矿床评价的基本依据。

实验室研究：包括传统的岩石学、矿相学方法和有了很大发展的包裹体研究方法以及在现代分析测试技术基础上发展起来的矿床地球化学研究方法。

岩石学和矿相学：在透射光和反射光显微镜下研究矿区岩石和矿石的类型、矿物组成和组构特点，确定矿物共生组合和生成顺序，划分成矿阶段，查明一些矿物的赋存状态，以及测量矿物颗粒大小和交生关系等影响矿石加工工艺的性质。显微镜下观察一方面弥补了肉眼观察尺度的限制，另一方面又为作进一步微区、微量组分研究指示方向，它是一个重要的中间环节。

矿物包裹体研究：包裹体研究是在矿床研究中早已应用的方法之一，近年来有了很快的发展，这里包裹体指的主要是矿石中某些矿物内部的气液相包裹体，它们是当矿物形成时被捕获在其晶体缺陷中的少量成矿流体。这类包裹体多数＜100μm，在显微镜和冷、热台上研究改变温度时气液相包裹体的变化可测得或计算出成矿时的温度、压力，也可以测定其盐度、密度、PH值、氧化还原指标等。借助新的技术也已能够进行包裹体内微区微量成分分析和流体的稳定同位素组成的分析，而获取到更多的成因信息，包裹体研究是现在研究成矿流体最直接有效的方法之一。

现代分析测试技术方法的应用：在一般岩矿鉴定基础上，针对某些特殊需要还可以选择应用光谱（发射光谱、吸收光谱、拉曼光谱）、极谱（汞电极极谱）、质谱（气体质谱和固体质谱）、色谱（气相色谱、液相色谱）、能谱分析（如中子活化法），确定有关岩石和矿物的化学成分，包括微量成分和矿物微区的成分。也可以选择利用 X射线分析、热分析、电子显微镜分析（透射电镜、反射电镜及扫描电镜即电子探针）和矿物谱学（红外、核磁共振、穆斯堡尔谱等）研究其结构和原子价态，有的也涉及矿物成分。

现代分析测试应用到研究地球化学以来已经积累了大量的各类数据，对这些数据进行了整理研究和统计计算，已经大大丰富和深化了对各种地球物质的化学组成、化学作用和化学演化规律的认识。矿床地球化学研究方法主要就是通过分析测试取得研究对象分析测试的结果后与已有数据、已建立起来的规律性进行对照和比较，作出有关成矿物质来源、成矿物理化学条件等的判别与解释。现在应用最多的是微量元素研究和同位素研究。

微量元素研究：微量元素一般是指地壳中丰度较小、主要以类质同象或混入形式存在于主元素矿物或岩/矿石中的一些元素，各种金属矿物内有不同的微量元素组合，例如铅锌矿石内有Cd、In、Ga、Ge、Se、Te、T1，钨锡矿石内有Nb、Ta、Sc、Te、Bi、In、稀土元素等。已知在内生和外生成矿作用过程中微量和常量元素出现一定的演化序列，微量元素与相关常量元素的比值可作为地壳物质演化与成矿作用的标志。一些矿物或共生的矿物对微量元素的含量可用作地质温度计。研究地区岩石和矿石中微量元素含量与已经计算出来的地球层圈、各类岩浆岩、沉积岩中微量元素丰度值的比较可用于成岩成矿物质来源的探索和构造环境的推断。特别是稀土元素中14个元素的含量经标准化后作出的REE配分型式以及稀土元素总量、重稀土元素的比值、Eu 和Ce元素组成与标准的偏离（δEu，δCe）等参数都已用于判别成矿物质来源、成矿过程物理化学条件。

同位素研究：首先稳定同位素地球化学研究能获得许多成岩成矿信息。应用硫化物硫同位素组成与陨石硫作标准的对比（δ³⁴S）可以判断硫的来源，区分出陨石硫、海相硫酸盐型硫、生物硫或其间的过渡类型。应用氢、氧同位素组成与大洋水标准对比（δD、δ¹⁸O）可获得成矿流体水的类型和来源，区分出是大气降水、盆地地下水、地层水、变质水与岩浆水等。同样，利用碳酸盐矿物中的δ¹⁸O、δ¹³C也可以判别流体的起源与演化。成矿系统中硫和碳同位素结合起来研究可以确定成矿流体的温度和fo₂、fs₂、fco₂等物理化学参数及矿石沉淀机理。一些硫化物矿物对的同位素组成也可作为地质温度计。

同位素年龄测定是应用放射性同位素衰变的基本原理，确定岩石和矿物形成时间的方法。一个计时的同位素系统包括放射性母体和稳定子体。研究工作主要是对选送样品分析得到的数据进行整理、计算和作图，得出其年龄值。要根据矿床类型选择适合的测定对象和测定方法，如岩浆矿床可以用同时形成的含矿围岩确定；铀矿床可用晶质铀矿等矿石矿物用 U-Pb法测定；稀土矿床用独居石进行 Th-Pb或 Sm-Nd法测定得出准确成矿年龄；对硫化物矿床可用其中的黄铁矿进行Re-Os法和⁴⁰Ar-³⁹Ar法测定；方铅矿进行矿石铅-铅法测年。有的矿床也可以用成矿期间蚀变矿物进行测年。另外，要考虑不同成矿时代的矿床用不同的测定方法。如元古宙以前的矿床用 Sm-Nd全岩等时线法，晚元古代至古生代矿床用Rb-Sr全岩等时线法较好，新生代以来的矿床可用⁴⁰Ar-³⁹Ar 法、K-Ar法。现代成矿作用时代研究用¹⁴C法。

在矿床研究方法中，还应该提到成矿作用实验研究和热力学研究，这些研究显然更具有理论研究的意义。矿床学文献中早已引用了一些建立在实验基础上的各种热力学相图，用以说明成矿作用发生的物理化学条件和地质地球化学机理。现在的实验研究就内容来看，不仅研究金属元素在岩浆和热液中的行为，而且已研究了挥发性组分在岩浆分异作用中和非岩浆成因低温成矿作用中的行为与成矿的关系。由于矿床形成的复杂性和长期性，很难完全进行实验模拟，因此实验地球化学研究结果只是近似的，其应用是有条件的。此外，由于成矿作用实验研究需要特殊的实验设备和条件，其应用受到很大的限制。随着成岩成矿模拟实验的发展，矿物热力学数据的不断积累，可以用矿物组合的热力学数据作为已知条件，用计算方法获得有关矿物组合平衡温度、压力与逸度、酸碱度及氧化还原电位之间的函数关系式，并绘制出温度-压力、温度-逸度或酸碱度-氧化还原电位的矿物平衡相图，从而取得矿床形成物理化学条件某些定量或半定量的数据。现在，热力学研究在成矿流体性质、金属元素迁移和沉淀条件与机理、矿物组合的平衡关系、流体-岩石相互作用等方面都已取得了很好的成果。

F. 对铁矿石有研究

关于铁矿石哪方面的问题

G. 铁矿石开采方法

需要的设备有：(1)反击式破碎机
(2)板式给料机
(3)移动式上料机
(4)埋藏式刮板上料机
(5)震动筛选机
(6)输送机.带
(7)洗矿机
(8)磁选机
流程有：矿床开采新模式与勘察开采新技术
第一矿床概述
第二高产高效开采模式类别与选择
第三矿井高产高效新技术
第四矿产勘察的经验与展望
矿山开采可行性分析研究方案与步骤
第一矿山建设项目可行性分析研究
第二矿山建设项目经济评价
第三矿床工业指标的确定方案
第三矿井开采方法模式设计与矿井开采工作流程
第一采矿方法的选择及其设计
第二矿井开拓
第三矿井建设施工方案设计 .
矿石分析试验方法技术及试验流程
第一矿石物理分离方法
第二矿物化学提纯方法
第三铁矿石试验方法流程
第四石英岩试验方法流程
矿石产品分析试验标准
1.矿石产品综合标准
优质铁烧结矿
青刚玉
2.矿石产品取样及制样方法标准
3.矿石理化检验方法标准

H. 　找矿哲学的研究方法

找矿哲学的研究方法主要有以下5种：

一、联系分析法

联系分析法有5重含义：一是运用唯物辨证法的基本原理和方法联系找矿实践，分析处理矿产勘查中的各种问题；二是把矿产勘查作为国民经济大系统中的一个要素与该系统中其他要素联系起来考虑，分析处理矿产勘查工作问题；三是将找矿工作各层次、各要素联系起来分析研究；四是将一个勘查项目与其周围区域地质条件联系起来分析研究；五是将一个勘查项目（一个地区或一个矿床）地质条件方面的各个要素联系起来分析研究。其中第一条即理论联系实际的方法，是找矿哲学的最基本的方法。

二、类比分析法

类比分析法可以多方面进行，如地质条件类比与矿床类型类比等。不同地区地质条件类比往往是以某个在矿产勘查后已知有重要发现的地区作为类比标准，对照未有重要发现但属选择对象的地区的地质条件，从而确定该地区是否可作为矿产勘查工作靶区。矿产类型类比，是把已知的某些规模大、矿石质量好、便于开发利用的矿床，对照工作区内远景情况还不明朗的矿床或矿点，找出其中相似的条件进行推断，作为选择具体勘查项目的重要依据。如黔西南地区大型微细粒金矿就是通过与美国卡林型金矿类比而发现的。又如浙江长兴县李家巷大型硅灰石矿，就是在考察江西上高—新余县月光山特大型大型硅灰石矿，并在两个地区地质条件类比分析之后发现的。该矿现已建成年产3万吨硅灰石的矿山。

当然，在运用类比分析法时要注意不能简单地生搬硬套，因为各个矿床类型或各种地质条件之间虽然存在着许多共性的东西或相似之处，但由于矛盾的特殊性，又使得每一个矿床及其他地质条件都有其独特的个性。因此，在运用类比分析的基础上还要具体问题具体分析。从共性和个性上去把握认识对象，从而达到找矿的目的。

三、综合分析法

综合分析法，一般分为3个步骤：第一步要将矿产勘查工作作为一个系统，将原始资料尽可能收集到一起；第二步将资料分类归纳整理成体系资料；第三步对加工整理的材料作出分析、判断、推理，得出一定的结论，进行综合分析。这是一个“去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里”的加工制作过程。

四、矛盾分析法

矿产勘查过程中充满着矛盾。矿产勘查过程也就是正确认识与科学处理这些矛盾的过程。找矿哲学的范畴，如矿和非矿、大矿和小矿、已知和未知、地表和地下、重点和一般、新区和老区、目的和手段等等，就充分反映与体现了矿产勘查活动中矛盾存在的普遍性。运用矛盾分析法，首先，要注意研究矛盾的同一性和斗争性这两种根本属性，找出矛盾双方相互对立、相互依存、相互转化的条件，推动矛盾向着有利于找矿实践的方面发展。其次，要注意揭露包括内部矛盾和外部矛盾在内的矛盾的各个方面，力求全面、完整、系统地把握情况。再次，要从复杂繁多的矛盾中抓住起主导支配作用的主要矛盾和决定事物性质的主要矛盾方面，以使问题迎刃而解。最后，要注意矛盾的共性和个性，把应用一般的勘查理论、方法和原则与具体矿产勘查工作的实际很好地结合起来，一切随时间、地点、条件而转移，做到具体问题具体分析。

五、反复分析法

由于对客观矿产的认识需要一个过程，找矿工作的性质具有探索性，所以对于一个地区一个矿床要反复实践，才能深化认识。即使同一个矿床，在不同勘查阶段，对不同时间的地质资料，也要分析研究，才能获得比较正确的认识与评价。实际工作中，对资料反复分析还有这样两方面的原因：一是找矿科学理论的发展，出现新的找矿思路，需要对原有资料重新分析与认识；二是由于技术进步，也可通过对原有资料的重新处理而获得新的认识。由于以上原因，反复分析法也是广大地质工作者常用的方法。如安徽龙桥地区铁矿的发现，就是对原有物探资料重新分析、重新处理之后再次进行钻探检查验证后而发现的。云南滇东北地区有色金属矿产远景的扩大，也是对地质资料的再次开发、反复研究的结果。一些油气田也是通过改进地震方法与计算机处理发现的。山东胶东地区是我国产金最多的地区，对这个地区及矿源的认识，也是通过反复研究地质资料，反复野外勘查而逐步获得的。

世界上也有许多成功的范例。如原苏联库尔斯克磁异常铁矿区，有铁矿储量426亿吨，其中富矿261亿吨，是世界上少数几个最大铁矿区之一。早在1783年人们就发现库尔斯克附近有强磁异常。由于误认为有高磁异常才有富矿，所以把钻孔布在高磁异常上，结果在1930年以前所施工的20多处钻孔中，只有一孔见到富矿。地质学家对地质资料反复研究后，发现富矿主要由赤铁矿组成，于是改进技术方法，采用重力与磁法相结合的方法，重点转向测量重力异常，并用钻探验证，结果发现富铁在弱磁异常和高重力值区。据此指导下一步找矿，获得成功。

南非兰德金铀砾岩矿床是世界上已知金矿中最大的几个矿床之一。该矿于1886年发现，至今开采黄金3600吨，目前保有储量18040吨。对该矿的认识也是反复研究，分析地质资料，并不断采用新方法，不断获得新知识，而逐步取得成果。该矿引进物探方法找矿取得重大突破，应用地面磁测发现了韦尔科姆矿田，应用重力测量发现了斯提尔方丹矿田，应用航磁与地面磁测，发现了埃文德尔矿田，应用浅层地震反射波法，在卡尔科思克朗思找到金矿床。

美国内华达州的卡林金矿，矿石品位低，属以沉积岩为容矿岩石的微细粒型金矿。原勘探深度仅在100～300米范围内。经反复研究，认为深部尚有找到新矿体的可能。于是打了7个深孔，结果在深部发现了大而富的波斯特—贝茨金矿床，使储量扩大了1倍以上，总储量已达31吨，高品位地段矿石含金量为32克/吨。

加拿大赫姆洛绿岩带型金矿，也是世界上大型金矿之一。该矿发现于1969年，因规模小，于1978年放弃。后来，地质学家反复研究资料，认为还值得重新开发，于1979年重新勘探，依靠物探与地质结合，圈出远景地，通过钻探验证，在覆盖很厚的地区找到了金矿。目前已知储量为597吨，品位为4～16克/吨，平均7.78克/吨。

以上5种方法可归纳为3个层次。第一，运用哲学的理论与方法，研究矿产勘查活动和理论中的具体问题。这种研究是将矿产勘查活动中各个环节、因素进行研究，从中抽象出哲学问题，形成相应的哲学方法论，从而指导各个找矿环节的具体实践。这种研究易于直接、具体地指导找矿实践和理论研究，并且是哲学从找矿实践中吸取养料过程的最基本的一步。第二，研究各种勘查活动和理论中共同的哲学问题，运用马克思主义哲学对各种矿产勘查活动和理论进行分析，根据哲学的内在逻辑与规范，分别对矿产勘查活动中的哲学问题进行抽象概括，从而提出找矿的认识论、辩证法以及找矿与生产力和生产关系等方面的问题。这种研究在第一层次研究的基础上进行，比较抽象，也比较概括。第三，综合以上两种研究，根据矿产勘查与哲学共同的内在逻辑，进行找矿与哲学的交叉，综合的思考，建立具有自身内在逻辑结构和独特内容的理论体系。如果说第一种方式是一种横向思考，第二种方式是一种纵向思考，那么第三种方式便是一种横向、纵向交叉的思考。

I. 菱铁矿的相关研究

菱铁矿属于方解石族的矿物，族中的矿物彼此异质同型（isomorphous）：由于各矿物的结晶构造相似，因此它们具许多相似的物理性质，包括：属于六方晶系、三方（次）晶系（trigonal）－－晶型多为菱面体或scalenohedron，有三组发育优良的菱面体解理，透明菱面体结晶具有双折射（doublerefraction）现象等。实际上，矿物组成中的阳离子之间，彼此可以完全地相互取代，形成一系列的固溶液（solidsolution），因此矿物之间的分辨可能变得较为困难。
前述曾经提及菱铁矿会产自具有有机组份的沉积岩中，例如黑色页岩、煤层中，我们不妨想象一下菱铁矿的形成环境：一个古代的沼泽地区，许多植物的残块，举凡木干、枝叶等散布其中，这是未来煤矿、煤炭形成的温床，由于这个环境中有水、有溶解的铁质，是个缺氧的环境，因此也适合菱铁矿的形成，这就是含煤沉积岩中常见菱铁矿的原因。
这些沉积岩中的菱铁矿多以层状或结核（nole，concretion）产出，所谓的结核，是菱铁矿晶体堆积、包覆着一个核心，然后再向外层层包覆、生长而形成，这个核心大多是其他矿物，例如：黄铁矿、闪锌矿、燧石（chert）等，但是在美国伊利诺州MazonCreek地区的页岩中，菱铁矿结核中包覆的不是矿物，而是在那古沼泽地区、与煤矿物源共同生活的植物与动物们。这种包覆动物或植物化石的菱铁矿结核，以伊利诺州的最为着名，不过除此之外，印度西部等其他地区也有产出，并不是只有一个地方看的到。