淺談褐鐵礦化現象在地質找礦中的應用

遼寧省第八地質大隊 117000

摘要：褐鐵礦在地表風化巖石里面，是很好辨認的，它經常與金和金屬硫化物礦床有著密切的關系。也因為它的這個特性，對于幫助我們尋找金和金屬硫化物等這類的礦床提供了直接或間接的信息和幫助。本文主要論述了褐鐵礦的形成過程及與其相關的礦床類型，及褐鐵礦化對于找礦過程中的重要作用。希望能引起大家對褐鐵礦的充分認識，并對其引起足夠的重視，讓其在地質找礦工作里面，發揮應有的作用，對找礦工作產生重要的作用。

關鍵詞：褐鐵礦；褐鐵礦化；找礦工作

在日常的地質找礦工作里面，我們經常會見到褐鐵礦化，也就是褐鐵礦（Fe2O3· nH2O）。

一、前言

褐鐵礦化實際上并不是一種單獨礦物，而是由水針鐵礦、針鐵礦、水纖鐵礦、纖鐵礦、更富含鋁的氫氧化物、水的氫氧化鐵膠凝體、以及含水的泥質、氧化硅等常共同產出而形成；含鐵量達 30% ～40%，一般情況下，通過肉眼是很難進行區分的，成分變化也比較大。褐鐵礦經常呈現出塊狀、鐘乳狀、土狀或是葡萄狀，深褐色或者是黃褐色。因為褐鐵礦一般均比較好辨認，所以褐鐵礦化也就很容易辨認。

二、褐鐵礦簡介

1、褐鐵礦的定義

褐鐵礦以針鐵礦FeO（OH）或水針鐵礦FeO（OH）·nH2O為主，并含纖鐵礦、鋁的氫氧化物、含水二氧化硅、黏土礦物等天然多礦物的混合物。更是提取鐵，制造生鐵、鋼、純鐵的礦物原料。

2、關于褐鐵礦

褐鐵礦作為主要的鐵礦物之一，屬于含鐵礦物的風化產物（Fe2O3·nH2O），它以含水氧化鐵為主要成分的、褐色的天然多礦物混合物。但它的含鐵量并不高，硬度隨礦物形態而異，無磁性。

褐鐵礦呈多種色調的褐色，一般為鐘乳狀、葡萄狀、致密的或疏松的塊狀甚至土狀，也有像黃鐵礦那樣的晶體形狀（稱為假象）。褐鐵礦除了能提煉鐵外，還可用作顏料。黃土的顏色主要也是由于含有它們而形的。早先認為褐鐵礦是成分為 2Fe2O3·3H2O的一種獨立礦物，但X射線衍射分析表明，它們大部分是隱晶質的針鐵礦，可混有纖鐵礦、赤鐵礦、石英、粘土等，含吸附水及毛管水，成分可變，但基本上為 FeO（OH）·nH2O。物理性質亦可變，但總是呈各種色調的褐色，條痕黃褐色。褐鐵礦是氧化條件下極為普遍的次生物質，在硫化礦床氧化帶中常構成紅色的“鐵帽”，可作為找礦的標志。

3、褐鐵礦的分類

褐鐵礦可分為高硅型褐鐵礦和矽卡巖褐鐵礦兩大類。

其中，矽卡巖褐鐵礦占了66%，而高硅型褐鐵礦占34%，高硅型褐鐵礦主要由赤鐵礦、針鐵礦、褐鐵礦和石英組成；矽卡巖褐鐵礦主要由赤鐵礦、石英、褐鐵礦組成。而褐鐵礦石中的礦物種類有26種之多，但主要是褐鐵礦及石英，其他的含量均很微少的。

三、褐鐵礦的形成過程

褐鐵礦的形成主要是由黃鐵礦和黃銅礦在地表氧化的情況下，同時通過有水的參與而發生變化形成的。它們跟氧及水發生化學反應進而產生了褐鐵礦。

1、黃鐵礦（FeS2）形成褐鐵礦，具體公式如下：

2FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4

這種狀態下，由于形成的硫酸亞鐵并不穩定，它將繼續氧化并變為高價鐵的硫酸鹽。其公式如下：

12FeSO4+3O2 + 6H2O=4Fe2（SO4）3+4Fe（OH）3

或者是

4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2（SO4）3+3H2SO4

而高價鐵的硫酸鹽在中性或者是弱酸性的溶液中同樣表現出不穩定狀態，經常發生水解作用，最終在與水作用下轉變為氫氧化鐵。具體公式如下：

Fe2（SO4）3+6H2O = 2Fe（OH）3+3H2SO4

氫氧化鐵是一種容易凝結的水溶膠，而這些沉淀的凝膠能夠形成各種各樣的表生鐵礦物，其中分布最為廣泛的便是水赤鐵礦、針鐵礦及褐鐵礦。

2、黃銅礦（CuFeS2）形成褐鐵礦

黃銅礦（CuFeS2）形成褐鐵礦，首先是CuFeS2分解成為CuSO4和FeSO4的溶液，當CuSO4跟富含碳酸的水溶液發生反應之時，或跟碳酸鹽巖石（如石灰）發生交代作用的情況下，則會產成表生礦物孔雀石Cu2[CO3]（OH）2；而由于FeSO4是極易氧化為Fe2（SO4）3的，而Fe2（SO4）3在形成之后又容易水解成為氫氧化鐵Fe（OH）3，最后氫氧化鐵成膠體凝聚在地表上，最終便形成了表生褐鐵礦Fe2O3·nH2O。

硫化鐵在氧化帶中化學改造的各個環節大致的公式可歸納如下：

FeS2→ FeSO4→ Fe2（SO4）3→ Fe（OH）3 → 2Fe2O3·3H2O

上面所說的黃鐵礦及黃銅礦經過氧化而形成的褐鐵礦的過程，同時也是硫化物礦體上部 的“鐵帽” 的形成過程。

四、與褐鐵礦化有關的礦床

1、褐鐵礦化礦床的形成原因

褐鐵礦床是由酸性殘余火成巖跟石灰巖吉行接觸并發生交換的硫化作用，同時還經過了后期長時間的氧化作用，形成了黃鐵礦矽卡巖型的鐵帽狀的褐鐵礦床，而在整個礦床平均含鐵地質品位是37%以上，石英、褐鐵礦石占總量的90%以上，而里面的石英占10%～40%，與褐鐵礦形成了此消彼長的關系。

2、褐鐵礦的主要產地分布

褐鐵礦的含鐵量雖然是低于磁鐵礦及赤鐵礦，但由于它具有較疏松的特點，冶煉比較容易，所以也是一種相當重要的鐵礦石。世界的著名礦產地有法國的洛林、德國的巴伐利亞及瑞典等這些地方。

五、與褐鐵礦化有關的礦床

其實有許多的礦床里的礦石礦物在其地表均可氧化形成褐鐵礦，而與褐鐵礦化有關的礦床。如金礦床及金屬硫化物礦床里面，我們可以看到與褐鐵礦化有關的礦床全部均現黃鐵礦及黃銅礦有關，其主要礦石礦物里面均含有黃鐵礦或黃銅礦，由此可見，黃鐵礦跟黃銅礦是褐鐵礦化形成的重要前提。

在金屬硫化物礦床里面閃鋅礦、黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等礦物呈現出經常性的密切共生或者是伴生在一起，在金礦床及金屬硫化物的礦床里面，經常可以見到黃鐵礦化、黃鐵絹英巖化，而不管是這種主要礦物也好，蝕變礦化也罷，它們位于近地表并經過次生氧化的作用最終也必然性地形成褐鐵礦化，這些數據和結論，便為我們在找礦過程中，有針對性地，更快地尋找上述的各種各類礦床提供了直接或間接的重要信息。

六、結語

在日常的找礦工作里面，理所當然地，我們絕對不能僅僅單通過依靠褐鐵礦化的方法來完成，實現找礦的目的。經常情況下會遇到不少是跟褐鐵礦化及其相關的形成礦產沒有一點關系的，但是不可否認褐鐵礦化由于其具有近地表、好辨認這種特性，并且與多種礦床緊密地結合在一起，因而褐鐵礦化便在找礦工作中扮演著不可忽視的重要作用。正因為，它與金、鐵、銅、鉛、鋅等多種的金屬礦產有著密切的關系，易于相對應地能更迅速更方便地找尋到相對應的礦床，我們應該充分的重視起來，將這種化學組成和特質的知識進行廣泛和科學的普及，使其在地質找礦工作里面，能夠發輝更大的作用。