10月10日，山东省自然资源厅官网报道：位于德州市的齐河—禹城地区富铁矿勘查资源量评审认定已于近日完成，探获富铁矿资源量达到1.04亿吨，成为新一轮找矿突破战略行动以来全国首个亿吨级富铁矿资源基地，开创了深覆盖区寻找富铁矿的先河。
中国铁矿资源丰富，储量位列全球第四，但富铁矿严重短缺，因此山东在齐河—禹城地区探获亿吨级富铁矿，众所瞩目。该区取得找矿重大突破的同时，创建了“禹城式”矽卡岩型富铁矿找矿模式。
山东齐河—禹城地区探获的亿吨级富铁矿，最显著的特征是属于“煤下铁”，即煤层下面的铁矿。禹城地区富铁矿体主要产于石炭系—二叠系煤系地层中及其下部。
2014年至今，山东省煤田地质规划勘察研究院以及山东省地质调查院等多家地勘单位对禹城市李屯次级磁异常、齐河县大张次级磁异常和潘店次级磁异常进行查证，发现了厚度较大、品位较高的矽卡岩型铁矿体，新发现李屯、大张、潘店等铁矿床，取得了重大找矿突破，使该区有望成为我国又一个重要的富铁矿基地。勘查和研究过程中发现，李屯铁矿并不产于岩体与奥陶系碳酸盐岩接触带，而是产于石炭系—二叠系的含煤岩系中，并由此构建了“禹城式”矽卡岩型富铁矿模式。
山东齐河—禹城地区的“煤下铁”是怎么形成的呢？中国地质大学教授张招崇等人在冶金地质总局山东正元地质勘察院、山东省煤田地质规划勘察研究院等单位的支持下，通过野外考察，最终基本摸清“煤下铁”的形成原因，相关研究成果形成《“禹城式”矽卡岩型富铁矿的形成机制》一文，发表在教育部主管、中国地质大学主办的学术刊物《现代地质》2024年第1期。
与传统的邯邢式矽卡岩型铁矿产于岩体与碳酸盐岩接触带不同，齐河—禹城地区李屯富铁矿体与围岩呈现截然不同的接触关系，并且矿体附近的围岩发生了强烈的角岩化。因此提出了“煤下找铁”的找矿新思路。煤系地层对富铁矿的形成有何影响？煤层和富铁矿之间是否存在成因联系？矽卡岩型铁矿体为什么不产于岩体与碳酸盐岩的接触带内？针对这些问题，文章研究形成如下个结论：
(1)“禹城式”铁矿以赋存在石炭系—二叠系含煤地层为特征，铁矿体之所以没有出现在岩体与碳酸盐岩的接触带，而是赋存在远离接触带的石炭系—二叠系含煤地层中，是因为上覆的煤系极低的热导率使得含矿热液保持高温状态发生长距离的迁移，不至于在接触带因为降温就发生沉淀。上覆煤层或煤线出现高温变质，以及含煤岩系高强度、大范围的角岩化也是煤层低传导率导致热聚集的结果。
(2)李屯铁矿的形成可能是高温的岩浆流体与低温的大气降水混合导致温度和盐度下降发生快速沉淀的结果，由此也导致了矿体与围岩呈截然接触。
(3)钠长石化导致了岩石“铁的丢失”，为出溶高浓度富铁流体以及富铁矿的形成奠定了重要的物质基础，同时也导致了高盐度流体中的H+浓度的迅速提高，酸度增加，从而增加铁的溶解度，并进一步增加流体中铁的浓度。至于是否有古老基底以及其它地层铁质的加入，目前尚缺乏可靠的依据，高的硫同位素指示反映了有地层硫的参与。
从结论来看，齐河—禹城地区的“煤下铁”的形成，与煤层的存在“正相关”。研究认为，流体中的铁质能经过相对长距离的迁移而不沉淀，一个合理的解释是迁移过程中流体降温速率较低，这一点也可由矿体附近的围岩发生强角岩化得到佐证。那么为何迁移过程中降温速率低?一个合理的解释是存在低热导率的上覆围岩，能起到很好的隔热屏蔽作用以保障成矿流体的热量累积且不易散失，有利于高温流体发生长距离的迁移。
不同岩石的热导率从小到大为：煤<泥板岩<粉砂岩<砂岩<砾岩及泥灰岩<片麻岩<中酸性侵入岩(正长花岗岩、花岗闪长岩、石英斑君、花岗君)<片君<大理君<白云看、角君<石英，由此看出，煤是热导率最低的，所以具有最好的储热效果。齐河—禹城地区位于黄河北煤田内，其上部煤层或煤线出现高温变质，而含煤岩系高强度、大范围的角岩化正是煤层低热导率导致热聚集的结果。热聚集也导致了含矿热液(以 Cl 为络合物的形式)以高温状态发生长距离的迁移，从而沉淀在石炭纪—二叠纪地层。文章推测，李屯铁矿的形成是高温的岩浆流体与低温的大气降水的混合，导致温度和盐度下降，从而引起铁的沉淀。
从全球的角度来看，无论是总的铁矿资源量还是富铁矿石储量，均主要产自沉积变质型铁矿床。在中国，沉积变质型铁矿的资源量最为丰富，但是受长期、多期次的构造岩浆活动的影响，这类富铁矿的形成和保存十分不易。与岩浆活动有关的富铁矿的形成为铁矿资源开采填补了空缺。迄今为止，矽卡岩型富铁矿占中国已探明富铁矿储量的58%，因此矽卡岩型富铁矿找矿已成为我国富铁矿找矿的重点。鲁西地区是华北克拉通乃至中国东部重要的矿集区之一，发育有莱芜、金岭和济南等大型矽卡岩型富铁矿床。建立和完善“禹城式”矽卡岩富铁矿成矿模式，对我国今后找矿具有重要的指向意义。
（大众新闻记者 周学泽）