【大地史书】12 什么是BIF铁矿?辽宁鞍山凭什么是共和国钢都?

天哥地说,说点地球的奥秘

去辽宁鞍山一般玩什么?逛逛玉佛寺,爬爬千山,泡泡温泉是吧,汤岗子温泉,亚洲著名温泉。

汤岗子温泉

我呢?去看中国最古老的石头、鞍山铁矿石。。。当然了千山我也爬了,确实不错,有小黄山之称,比想象中有意思多了,强烈推荐。

千山一瞥,看图猜岩性?留言区见

那么这期视频咱们就来聊一聊这鞍山的铁矿石,这种铁矿石叫做BIF,条带状含铁建造,能看见是吧,这一条一条的,白色的就是含石英条带,黑色的就是含铁条带。全世界有80%左右的铁都来自于这种铁矿石,包括澳大利亚的、巴西的、俄罗斯的很多大型铁矿都是产出这种铁矿石。

BIF条带状含铁建造,白色是硅质条带,黑色是铁质条带,采自辽宁鞍山西鞍山

这种铁矿石是怎么形成的?和大氧化事件有什么关系呢?为什么辽宁鞍山产出这种矿石?

首先咱们就去这块矿石本来在的地方——辽宁西鞍山去看一下。这座形似马鞍的西鞍山,就是鞍山这个城市的名字由来。走不远,从一个岔路口进去,我们就可以看到这个黑黑的山,这个就是铁矿。

辽宁鞍山西鞍山铁矿

辽宁鞍山西鞍山铁矿,身后的脚下的手上的都是

来这里就有一个感受,从脑海里的一个知识概念、看的资料、以前学习中遇到的、在别人的视频看到的——BIF,现在亲眼见到了,内心真的还是挺激动的,它也许没什么,就像是一块普通的石头,但是在一个地质爱好者眼里,它就是宝贝呀。地上就是一些散落的铁矿石,可以看到这黑白相间的条带,就是铁矿层和石英层的交错,都是这样的是吧,这些黑色条带的主要成分其实是磁铁矿。

地上散落的BIF

当然了,除了磁铁矿,还有一些赤铁矿,铁矿发红是吧,所以叫赤铁矿。

赤铁矿BIF

赤铁矿BIF

山上转了一圈溜达了一圈,我看着树木葱葱郁郁,植被和黑色的铁矿石还挺和谐,觉得和想象不一样呀,矿山环境可以呀。最后才知道,西鞍山已经停止开采了,在2009年之后做了矿山修复,十年之后,也算是换回了一个自然而又美丽的西鞍山,鞍山这个名字的根与魂算是保住了,因为作为对比,东鞍山的开采,已经几乎把整座山挖平了,西鞍山的“鞍”可不能再丢了,而且现在西鞍山已经逐步在打造矿山地质公园,真的感到非常高兴。

铁矿石与树木和谐共生,这是矿山修复治理的结果

树还是挺多的是吧,西鞍山的植被覆盖率已经达到了90%,因地制宜的重了很多树,别说,还真挺美的。

因地制宜种的一些树木,一副美丽的秋天景象

这铁矿石,是真的重,比普通石头重多了,拿这么一块回来,真的不容易。

带回来的那块铁矿石,真重呐

那这BIF是怎么形成的呢?最根本的这黑色条带里面的铁元素、白色条带里面的硅元素是从何而来呢?大概有三种说法,第一种说法是陆地上的岩石破碎、风化,然后里面的Fe元素和Si元素就会通过诸如像河流、风这样的搬运方式进入海洋;第二种说法是火山活动的时候,从海底会喷出热液,那么这种热液呢就会携带着地下深处的铁元素和硅元素;第三种说法是在火山活动的时候会有酸性的热液,这种酸性的热液呢就会溶蚀在海底里面本来就形成的基性火山岩,将里面的铁元素和硅元素溶解出来。目前比较公认的说法是第二种说法,也就是说火山热液里面携带的铁元素和硅元素是重要的物质来源。

现在材料有了,也就是说铁元素、硅元素都有了,如何形成条带呢。形成条带这是慢慢沉淀下来的呀,海水中溶解的是二价铁,想要沉淀就得氧化成三价铁。

怎么氧化呢?

我们知道在地球早期是一个非氧化环境,因此在38亿到25年之间形成的BIF,主要靠的就是生物氧化作用,以及像紫外光照射这样的氧化作用;而在大氧化事件之后,也就是说在25亿年的时候,地球上的氧气含量差不多增加到了现在的氧气水平。

海洋呢变成了分层海洋,在海洋的上部呢是一个氧化环境,下部呢是一个非氧化环境。这样当火山活动的时候,海底热液携带这铁元素和硅元素喷上来。到达了氧化层之后就会被氧化,二价铁变成三价铁,然后沉淀下来形成铁层。那么硅元素的沉淀呢主要是像硅酸这样的物质,由于过饱和,比如说温度降低,然后沉淀下来的,就形成这一层一层的条带。那么当时呢还是沉积岩,然后最后经过漫长地质演化变成了变质岩,因此这种岩石呢除了叫做BIF,也叫做磁铁石英岩。

大氧化事件之后,分层海洋中BIF的形成

这样的白色含硅质条带和黑色含铁条带,它们的分布不一定是一样的比例,如果黑色条带多一点,也就是说铁质多一点的话,那它就是富矿。比如说像这样一块,它呢就是含铁多一点。

铁含量更多的BIF

此外,我们根据这种BIF,它是在什么地方形成的?是在火山活动比较强的地区,比如说岛弧环境中形成的,还是说和火山作用关系不大的地方形成的,分为阿尔戈马型和苏必利尔湖型。那阿尔戈马型就是和火山活动密切相关的地方形成的BIF,苏必利尔湖型就是和火山关系不太大的。那通过元素等等研究呢,发现鞍山地区的铁矿是阿尔戈马型,也就是说形成于像岛弧这样的火山活动比较强的地区。而通过同位素年龄测定呢,发现鞍山的铁矿石,它的年龄是二十四亿年到二十六亿年前。也就是说在这段时间鞍山地区是一个海洋环境,而且火山频发的这么一个地方。

在辽宁鞍山主要有两个成矿带。一个是近于南北向的,从北向南,像比如说齐大山、承陈台沟、眼前山铁矿,另外一个是东西向,从西向东,比如说像西鞍山、东鞍山、大孤山铁矿。其中大孤山铁矿也是亚洲最深的铁矿。

辽宁鞍山的两个铁矿带

亚洲最深露天铁矿——大孤山铁矿

正是这样一座座优质矿山,使得鞍山成为了共和国的钢都,从新中国成立到现在一直是举足轻重的地位,为新中国的经济建设立下了汗马功劳。而且鞍山的铁呢甚至可以说是一种文化,比如说我在爬千山的时候发现那里的栏杆是做为一种文物的存在。

千山上的栏杆,“此护栏由共和国长子鞍钢生产的第一炉钢制作,具有历史文物价值”

当然了铁矿不光是B I F,还有一些其他类型,比如说菱铁矿、褐铁矿等等,我们会在下一期的岩石与矿物和大家分享。好的,那么这就是这一期的视频,也推荐大家去鞍山去旅游。如果大家觉得我视频还不错的话,希望大家点赞关注,我们下期再见,拜拜。

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