澳大利亞的鐵礦石為什么特別好的科學故事

鐵是從哪兒來的呢？鐵礦分為兩大類：一類是地表形成的沉積礦床—全球鐵儲量大多數來源于此；另一類是地球內部巖漿、熱液形成的內生礦床。大型、超大型鐵礦往往與條帶狀磁鐵礦有關。條帶狀磁鐵礦又稱為硅鐵建造，絕大多數形成于20億年前，規模非常大，單個礦床就可以有數百米厚、數千米寬、數十萬米長。這種鐵礦由條帶狀的石英和磁鐵礦組成，含鐵量通常超過15%，但一般不是富鐵礦，也就是說不經過分選是無法直接冶煉的。條帶狀磁鐵礦經過風化、與水等流體的交代反應及變質作用，可以進一步富集，形成可以直接冶煉的富鐵礦。澳大利亞的富鐵礦基本上是這么來的。澳大利亞鐵礦石特別好的原因可以簡單地概括為四個字：古老、穩定。

在距今23億年以前，地球大氣圈中的氧氣含量遠遠低于現在，海水中硫的含量也很低，因此鐵大量以二價鐵離子的形式存在于海水中。到了距今23億年左右，地球大氣中的氧氣含量升高到了現今含量的一半左右，這時二價鐵離子不再穩定，而是與二氧化硅、碳酸鹽等一起沉積，形成了條帶狀磁鐵礦。而且隨著地表的風化過程，有大量的鐵被輸送到海洋，所以近海及湖泊的鐵含量往往高于遠洋，更有利于成礦。

澳大利亞是一塊古老的大陸，全世界目前為止發現的最古老的礦物就是來自西澳大利亞杰克山。同時，澳大利亞大陸非常穩定，在地球演化早期長期處于淺海環境，接受來自大陸的沉積，形成了豐富的條帶狀磁鐵礦。條帶狀磁鐵礦經過長期的地質作用再富集，形成了一系列超大型的富鐵礦。由于地質穩定，沒有大規模的造山運動，這些富鐵礦經歷了數十億年仍保存完好。著名的澳大利亞帕那沃尼卡就是條帶狀磁鐵礦風化形成的巨型富鐵礦。整個礦床沿古河道分布，出露地表，易于開采。鐵礦石很純，可以直接進行冶煉。

說到澳大利亞的鐵礦，還有一個有趣的故事。澳大利亞是當今世界最大的鐵礦出口國，其總儲量估計在1000億噸左右。但是20世紀50年代前，澳大利亞人一直認為自己的鐵礦資源很少，因此禁止出口鐵礦。1952年澳大利亞一農場主漢考克和夫人乘坐私人飛機前往西澳大利亞首府佩斯。在途中遇到暴雨，誤入一個巨大的峽谷，意外發現峽谷兩側的峭壁如同鐵銹一般，結果發現了世界上迄今為止蘊藏量最大的鐵礦，一舉改變了澳大利亞乃至全球鐵礦的格局。

澳大利亞的鐵礦石為什么特別好的科學故事點評

澳大利亞具有如此得天獨厚的地質條件，除了鐵礦外，鈾礦資源也非常豐富，僅奧林匹克壩的鈾儲量就占全球探明總儲量的40%左右。此外，澳大利亞還有很多鋁土礦，也屬于沉積型礦床，在一馬平川的平原，撥開幾米厚的覆土就是優質的鋁土礦。澳大利亞的金剛石儲量也在全球名列前茅。