Ảnh 2.2. Ảnh 2.2. Quang phổ vạch của sắt
2.1.3.1. Phõn loại cỏc kiểu mỏ ủịa chất cụng nghiệp của sắt trờn thế giới
2.1.3.1.1. Phân loại trên thế giới.
Khoỏng sản sắt trờn thế giới cú số lượng mỏ rất lớn và nguồn gốc cũng rất ủa dạng. Tựy theo từng mục ủớch nghiờn cứu cỏc mỏ sắt ủược cỏc tỏc giả phõn chia theo các nguyên tắc khác nhau. Trong nghiên cứu sinh khoáng các mỏ khoáng
thường ủược phõn loại theo nguồn gốc và kiểu ủịa chất cụng nghiệp như sau: Mỏ magma, mỏ skarn, mỏ cacbonatit, mỏ phong hóa (laterit), mỏ trầm tích, mỏ biến chất. Hai kiểu sau cựng cú ý nghĩa lớn nhất, cũn lại thường cú ý nghĩa ủịa phương.
* Mỏ magma:
Nhúm mỏ này ớt phổ biến, quy mụ khụng lớn, ủứng hàng thứ yếu về mặt trữ lượng và sản lượng khai thác quặng sắt trên thế giới. Có thể phân ra 2 thành hệ quặng:
- Thành hệ quặng titanomanhetit: Cú liờn quan chặt chẽ với cỏc ủỏ gabro, anoctozit – norit. Thân quặng có dạng mạch, thể dị li, ổ và xâm tán trong khối xâm nhập mẹ. Thành phần quặng gồm chủ yếu manhetit hoặc titanomanhetit, ủụi khi cú rutin, các khoáng vật sunfua (chalcopyrit, bocnit…), cromit và khoáng vật Pt.
Quặng cú kiến trỳc sideronit và kiến trỳc phõn huỷ dung dịch cứng rất ủặc trưng.
Quặng có hàm lượng Fe 50-55%; Ti 8-12%; V 0,5-1%. Mỏ thường có quy mô nhỏ, ựôi khi rất lớn (1-1,5 tỷ tấn). Vắ dụ: đông Uran ( Liên Xô), Thuỵ điển (mỏ Tabecgơ), Mỹ, Na Uy, Nam Phi (Bushveld), Ấn ðộ, Canada. Việt Nam có ở Cây Châm, Thái Nguyên.
- Thành hệ manhetit – apatit: Về ngồn gốc cú liờn quan với cỏc ủỏ sienit, sienit – diorit. Thân quặng có dạng thấu kính. Thành phần chủ yếu là manhetit (80- 90%), apatit (2-10%), một ít hematit, mica, fluorit, sacpolit, anbit, tuamalin và sunfua Cu. ðặc ủiểm loại mỏ này là hàm lượng quặng sắt cao (55-70%); P (2-4%
hoặc lớn hơn). Ví dụ: Thụy ðiển (Kirunavara), Na Uy, Mỹ, Nga, Chile. Trữ lượng quặng manhetit bắc Thụy ðiển là 5 tỉ tấn (62-65%), là nơi tập trung manhetit lớn nhất thế giới.
* Mỏ scacnơ
Loại mỏ này thuộc loại hình công nghiệp thứ yếu của trên thế giới. Chúng phõn bố ở phần tiếp xỳc giữa cỏc ủỏ xõm nhập granitoit axit vừa và ủỏ cacbonat hoặc ủỏ trầm tớch phun trào. Thõn quặng dạng xõm nhiễm, ổ, thấu kớnh, dạng vỉa.
Thành phần chủ yếu là manhetit, một ít hematit với granat, pyroxen… Khoáng vật quặng chủ yếu có sunfua: pyrit, chalcopyrit, arsenopyrit, sfalerit, arsenua Ni và Co.
Quặng chứa Fe (20-25% ủến 60-70%) thường 35-45%; S (1-2%); ủụi khi cú ớt Co, Ni, As, Cu. Cỏc mỏ Fe scacnơ thường cú quy mụ nhỏ và trung bỡnh ủụi khi gặp mỏ có quy mô lớn. Trên thế giới có ở Liên Xô mỏ Custanai có trữ lượng 1 tỉ tấn, ngoài ra ở Rumani, Marốc, Tây Ban Nha, Mỹ, Nhật, Trung Quốc cũng có những mỏ có trữ lượng lớn.
* Mỏ nhiệt dịch
Loại mỏ này khụng ủiển hỡnh cho quặng sắt, ớt gặp những nơi tập trung trữ lượng quặng kiểu này. Phụ thuộc vào thành phần quặng và ủiều kiện thành tạo cú thể chia ra:
- Cỏc mỏ nhiệt dịch nhiệt ủộ cao quặng manhetit (kiểu chuyển tiếp khớ hoỏ nhiệt dịch) gặp ở Liên Xô.
- Cỏc mỏ nhiệt dịch nhiệt ủộ trung bỡnh – siderit (ðức) và tập hợp mỏ trao ủổi trong thành tạo cacbonat ( Liên Xô, ðức, Tây Ban Nha).
* Mỏ trầm tích
Loại hình này rất phổ biến, có giá trị công nghiệp quan trọng, thường có quy mụ lớn với trữ lượng hàng chục tỉ tấn. Mỏ ủược thành trong nhiều thời ủại ủịa chất:
PR - ở Liên Xô, Nam Phi (bị biến chất); Silua sớm - mỏ ở Nocmandi, Tiuringi, Bohêmi; Silua muộn - mỏ Clinton (Mỹ); Devon ở Thổ Nhĩ Kỳ, Trung Quốc, ðức;
Cacbon sớm - mỏ ở Balan, ðức, Anh; Creta - ở Antai, ðức, Balan; Jura - mỏ Loranh (Pháp).
Mỏ trầm tích nổi tiếng trên thế giới là mỏ Loranh (Pháp) có trữ lượng quặng 15 tỉ tấn, là nguồn cung cấp quặng sắt chủ yếu cho ngành công nghiệp của Pháp và ðức.
* Mỏ biến chất.
Thực chất là mỏ trầm tớch bị biến chất phỏt sinh trong nguyờn ủịa AK, PR.
Mỏ có quy mô cực lớn, cung cấp 50% sản xuất quặng Fe của thế giới. Mỏ có dạng lớp dày gồm những dải quarzit Fe, ủỏ sừng với những dải mỏng manhetit – hematit và silic. Hàm lượng Fe trung bình 25-40%, ở những lớp quặng giàu 40-70% Fe, hợp chất cú hại khụng ủỏng kể. Cỏc mỏ sắt biến chất phổ biến ở Liờn Xụ (mỏ
Crivoiroc), Ấn ðộ (mỏ Orixa, Bihac), Braxin (mỏ Itabira), Mỹ (Hồ Thượng), ở Tây Úc (mỏ Airon-Monarch).
Trữ lượng các mỏ này rất lớn, quặng giàu và có chất lượng cao. Mỏ Crivoiroc (Liên Xô) nằm trong phạm vi khiên Ucraina, chiếm diện tích 300km2 gồm gần 300 thân quặng. Quặng chủ yếu là manhetit, hematit. Hàng năm khai thác khoảng 45 triệu tấn quặng.
* Mỏ phong hoá
Nhóm mỏ này hình thành do quá trình oxi hoá các mỏ sắt gốc hoặc do phong húa cỏc ủỏ mafic tạo thành laterit Fe. Quặng bao gồm hidroxit Fe ủụi khi chứa Cr, Ni, Co, Mn. Mỏ sắt phát sinh do oxi hóa phần trên các thân quặng sunfua hoặc siderit. Cỏc mỏ kiểu này liờn quan chủ yếu với cỏc vựng khớ hậu nhiệt ủới ở Philipin, Indonexia, Braxin, tõy Chõu Phi… Kớch thước mỏ loại này ủụi khi lớn cú trữ lượng hàng trăm triệu tấn (Cu Ba – 2 tỉ tấn). Mỏ sắt thấm ủọng quặng dưới dạng siderit hoặc limonit ủược biết cú ở Liờn Xụ, Anh.
2.1.3.1.2. Tình hình thăm dò khai thác quặng sắt a. Thế giới
Trữ lượng quặng sắt của một số nước thuộc châu Á và vùng Thái Bình Dương nêu trong bảng 2.3.
Ngoài Úc, Ấn ðộ và Trung Quốc, các nước có trữ lượng quặng sắt lớn là Brazil, Canaủa, Na Uy, Nga, Ucraina, Thuỵ ðiển, Nam Phi. Nhỡn chung, khu vực đông Nam á có trữ lượng quặng sắt không ựáng kể. Trong số các quốc gia của khối ASEAN, Việt Nam có trữ lượng quặng sắt lớn nhất. Do vậy, quặng sắt ở Việt Nam cú giỏ trị lớn về kinh tế và ủịa lý, chỳng cần ủược khai thỏc, sử dụng hợp lý và tiết kiệm.
Bảng 2.3. Trữ lượng quặng sắt của một số nước từ năm 2007-2011 (triệu tấn)
Tên nước Năm 2007 2008 2009 2010 2011
Mỹ 44.490.000 47.280.000 46.460.000 43.300.000 44.000.000 Australia 736.896 867.117 1.035.094 1.071.937 1.157.643 Ân ðộ 17.845.200 19.151.200 23.951.300 18.664.100 22.179.100 Mexico 8.032.273 8.808.714 7.445.025 8.634.098 9.361.454
Tên nước Năm 2007 2008 2009 2010 2011 Trung Quốc 61.669.700 66.644.300 66.627.900 70.377.600 64.294.000
Nga 2.200.000 1.800.000 1.600.000 2.000.000 2.000.000
Canada 11.862.466 14.410.137 14.650.895 10.537.488 12.624.548 Ukraine 5.547.852 4.425.317 5.394.512 4.908.186 5.938.000
Indonesia 700.000 700.000 720.000 720.000 720.000
Nhật Bản 1.138.000 1.132.000 1.095.000 1.122.000 978.000 Brazil 6.986.091 6.800.000 6.800.000 7.030.332 7.000.000 Pakistan 1.883.280 2.089.468 1.948.779 2.118.313 2.140.408
Philippin 437.689 510.059 516.066 557.644 720.146
Hàn Quốc 500.000 500.000 500.000 500.000 500.000
Việt Nam 856.900 717.500 679.000 975.300 928.900
Toàn thế giới 255.000.000 270.400.000 279.000.000 277.700.000 281.800.000 (Theo WORLD MINETAL SATTISTICS 2007-2011)
Có 4 loại quặng có tầm quan trọng trong thương mại là magnetit (Fe3O4), Hematit (Fe2O3), limonit (FeO2) và Siderit (FeCO3), các loại quặng này có chứa khá nhiều tạp chất nên tỷ lệ kim loại trong quặng giảm. Vùng Siberia (Liên Xô cũ) là vựng cú trữ lượng sắt ủược xem như lớn nhất thế giới. Cụng nghiệp sản xuất thộp trên thế giới ngày càng tăng theo sự phát triển của nền công nghiệp.
Bảng 2.4. Tình hình quặng sắt khai thác trên thế giới năm 2011
Quốc gia Sản lượng
Trung Quốc 900
Úc 420
Brazil 370
Nga 260
Ấn ðộ 100
Các nước khác 350
Toàn thế giới 2400
Kết quả nghiên cứu thị trường quặng sắt trên thế giới của Công ty Mitsubishi cho thấy nhu cầu quặng sắt ủó và sẽ tăng ủỏng kể, từ 889 triệu tấn năm 1995 tới 1069 triệu tấn vào năm 2010 (Bảng 2.5).
Bảng 2.5. Dự bỏo quan hệ cung cầu quặng sắt trờn thế giới ủến năm 2010 ( triệu tấn)
Loại quặng Năm Cầu Cung Cõn ủối
1995 217 224 +7
Quặng vê viên 2000 264 258 - 6
2010 293 273 - 20
1995 156 158 + 2
Quặng cục 2000 175 174 - 1
2010 190 189 - 1
1995 516 521 + 5
Quặng cám 2000 539 548 + 9
2010 586 587 + 1
1995 889 903 + 14
Tổng 2000 978 980 + 2
2010 1069 1049 - 20
Trong 10 năm qua giỏ quặng sắt cú biến ủổi nhưng khụng lớn và xuống thấp nhất gần 3 năm trở lại ủõy.
Hỡnh 2.1. Tỡnh hỡnh biến ủộng giỏ quặng sắt 5 năm qua
Giá thép Trung Quốc cũng xuống thấp nhất gần 3 năm, cho thấy sự suy giảm nghiêm trọng của nền kinh tế lớn thứ 2 thế giới. Tuy nhiên, các nhà sản xuất thép
nước này vẫn tiếp tục tăng sản lượng bất chấp giá giảm sâu.
Theo số liệu của Hiệp hội Sắt Thép Trung Quốc (CISA), sản lượng thép Trung Quốc tăng 1,1% vào đầu tháng 8 bất chấp dự đốn giảm sản lượng của các chuyên gia. Sản lượng trung bỡnh trong 10 ngày ủầu thỏng 8 ủạt 1,9699 triệu tấn/ngày, tăng so với mức 1,9494 triệu tấn/ngày trong 10 ngày cuối tháng 7.
ðiều này càng gây lo ngại lớn hơn cho ngành công nghiệp thép nước này. Giá có nguy cơ tiếp tục lao dốc nếu nhu cầu của Trung Quốc không tăng mạnh trở lại trong thời gian tới. Tháng trước, số liệu từ Hiệp hội Sắt Thép Trung Quốc cho biết, lợi nhuận cỏc nhà sản xuất thộp nước này giảm 96% trong nửa ủầu năm 2012 so với cùng kỳ năm ngoái.
b. Phân loại quặng sắt ở Việt Nam
Nguồn gốc của cỏc mỏ và ủiểm quặng sắt ở Việt Nam ủược nghiờn cứu với mức ủộ khỏc nhau, chủ yếu ở mức ủộ sơ bộ và vẫn cũn nhiều ý kiến tranh cói.
- Quặng sắt nguồn gốc magma: mới chỉ gặp ở ủiểm quặng Tam Kỳ (Quảng Nam ) trong khối xâm nhập mafic. Quặng magnetit hàm lượng nghèo (25-45% Fe), ít có ý nghĩa kinh tế.
- Quặng sắt nguồn gốc skarn: phõn bố ở mỏ sắt Thạch Khờ, nhúm mỏ, ủiểm mỏ sắt ở Cao Bằng. Quặng sắt nguồn gốc skarn thường cú cấu tạo ủặc xớt, hàm lượng sắt cao, phõn bố tại ủới tiếp xỳc của granit với ủỏ vụi (Thạch Khờ); của gabro, diorit với ủỏ vụi, ủỏ phiến (Cao Bằng), cỏc thõn quặng thường cú hỡnh thỏi phức tạp. Loại quặng này có giá trị cao ở Việt Nam.
- Quặng sắt cú nguồn gốc nhiệt dịch, biến chất trao ủổi: cú thành phần chủ yếu magnetit, ít hơn là hematit có hình thái thân quặng dạng mạch, thấu kính quy mô không lớn, cấu trúc phức tạp như Tùng Bá - Bắc Mê, Làng Mỵ Hưng Khánh;
một số ủiểm quặng sắt vựng Lào Cai. Ít hơn là quặng siderit trong tầng lục nguyờn – carbonat như Bản Phắng (Ngân Sơn, Bắc Kạn).
- Quặng sắt nguồn gốc trầm tớch: phõn bố ở cỏc ủiểm quặng Tuyờn Quang (Thạch Thành, Thanh Hoá), Khe Mỏ Hai (Tân Lâm, Quảng Trị). Quặng phân bố
trong hệ tầng Yên Duyệt và Cam Lộ tuổi Permi muộn. Quặng có chất lượng thấp, quy mụ khụng ủỏng kể, khụng cú giỏ trị cụng nghiệp.
- Quặng sắt có nguồn gốc trầm tích biến chất: mặc dù diện tích phân bố của cỏc ủỏ biến chất tiền Cambri khỏ rộng rói ở Việt Nam nhưng chưa cú cỏc mỏ sắt cú nguồn gốc trầm tớch biến chất ủiển hỡnh. Cú thể xếp vào nhúm mỏ này cỏc ủiểm quặng sắt vùng Xóm Giường (Phú Thọ). Quặng sắt có hàm lượng không cao, tạo thành các vỉa có quy mô không lớn, chưa có ý nghĩa kinh tế.
- Quặng sắt có nguồn gốc phong hoá: quặng limonit có nguồn gốc phong hoỏ từ cỏc mạch quặng giàu sulfur, phong hoỏ từ siderit (Bản Phắng, một số ủiểm quặng phõn bố ở vựng Quảng Ninh, Hải Phũng). Ngoài ra, phải kể ủến cỏc vựng phỏt triển laterit sắt cú diện tớch ủỏng kể ở nhiều nơi.
- Quặng sắt chưa rừ nguồn gốc: bao gồm nhiều ủiểm quặng limonit quy mụ khỏc nhau, trong ủú ủỏng kể nhất là mỏ sắt Quý Xa, Mộ ðức.
2.1. 4. Các loại quặng sắt ở Việt Nam
a. Theo thành phần khoỏng vật, quặng sắt ở Việt Nam ủược phõn chia thành hai loại quặng chủ yếu sau ủõy:
Quặng magnetit phân bố chủ yếu trong các mỏ sắt nguồn gốc skarn: Thạch Khê (Hà Tĩnh), nhóm mỏ khoáng Cao Bằng; nguồn gốc nhiệt dịch: Tòng Bá - Bắc Mê (Hà Giang), Làng Mỵ - Hưng Khánh (Yên Bái), các khu vực Thái Lạc 1, Thái Lạc 3, Hàm Chim, Kim Cương, Núi Quặng thuộc mỏ Trại Cau (Thái Nguyên).
Quặng thường có hàm lượng sắt cao.
Quặng limonit (sắt nõu) gồm limonit, gơtit, hyủrụgơtit, phõn bố chủ yếu trong cỏc mỏ khoỏng, ủiểm quặng cú nguồn gốc phong hoỏ hoặc chưa rừ nguồn gốc.
b. Theo hàm lượng sắt, quặng ủược phõn ra:
Quặng giàu (hàm lượng Fe lớn hơn 50%), phân bố chủ yếu trong mỏ sắt Thạch Khê, Trại Cau, Cao Bằng, Quý Xa.
Quặng trung bỡnh (hàm lượng Fe từ 40 ủến 50%), phõn bố trong cỏc mỏ Quý Xa, Tiến Bộ và một số mỏ, ủiểm quặng sắt nõu.
Quặng nghốo (hàm lượng Fe từ 20 ủến 40%), phõn bố trong cỏc vựng Tũng Bá - Bắc Mê, Làng Mỵ – Hưng Khánh, Xóm Giường.
c. Theo ủặc ủiểm phõn bố, quặng sắt ủược phõn chia thành quặng deluvi – eluvi và quặng gốc.