Khám phá Trái đất – 10 vạn câu hỏi vì sao
Sắt là từ quặng sắt tinh luyện mà thành. Theo trình độ luyện kim hiện nay, hàm lượng sắt trong quặng sắt tối thiểu phải đạt mức 20 – 30%. Trong vỏ Trái Đất hàm lượng sắt khoảng 5%, đó là con số bình quân thu được qua phân tích hoá học đối với nham thạch cấu tạo nên vỏ Trái Đất.
Nếu căn cứ thành phần hoá học của các vẫn thạch rơi xuống Trái Đất mà suy đoán thì sắt trong toàn bộ Trái Đất chiếm khoảng 35%. Trong lòng đất sắt rất nhiều, vật chất cấu tạo nên nhân Trái Đất gần như toàn bộ là nguyên tố sắt. Nhưng vì sự hạn chế của kỹ thuật khai thác, cho nên chúng ta không thể lợi dụng hết số sắt này.
Trước mắt chỉ có thể khai thác những mỏ sắt cạn gần với mặt đất. Hàm lượng bình quân sắt trong vỏ Trái Đất không cao. Nguyên tố sắt nhất định sẽ tập trung ở một chỗ nào đó mới có thể hình thành mỏ sắt. Vậy sắt tập trung thành mỏ như thế nào?
Nham thạch phân tán khắp nơi đều chứa sắt, qua tác dụng mưa nắng lâu ngày, chúng bị phong hoá tan rã, sắt trong đó bị oxy hoá, oxit sắt này tan ra hoặc trôi nổi trong nước bị nước cuốn trôi đến tập trung lại một chỗ, dần dần trầm tích lại dưới đất mà hình thành những vỉa quặng tập trung.
Trong quá trình tích tụ, nhiều sinh vật, như một số vi khuẩn nào đó đã có tác dụng tích cực. 90% các mỏ sắt lớn trên thế giới đều thông qua quá trình tích tụ như thế, chủ yếu là được hình thành ở thời kỳ lịch sử địa chất cách đây 500 – 600 triệu năm trước.
Sau khi mỏ sắt hình thành, qua nhiều lần biến đổi, ví dụ tác dụng của áp suất cao và nhiệt độ cao trong vỏ Trái Đất, có lúc còn có sự tham gia của chất lỏng nóng bao gồm nhiều chất khác, khiến cho quặng sắt trầm tích lại, hoặc những nham thạch chứa nhiều sắt biến chất mà thành quặng với quy mô lớn như ngày nay. Những mỏ sắt này lại thông qua phong hoá, dần dần tập trung lại tạo nên những mỏ sắt có hàm lượng cao.
Còn có một số mỏ sắt là do nham tương hoạt động cấu tạo nên. Nham tương khi ngưng kết dưới mặt đất hoặc gần mặt đất, có thể phân ly ra quặng sắt và tập trung ở những chỗ nhất định. Khi nham tương tiếp xúc với các nham thạch chung quanh, nếu gặp điều kiện thích hợp cũng có thể tác dụng lẫn nhau phát sinh biến đổi, hình thành quặng sắt.
Những quặng sắt chủ yếu trên thế giới đều được hình thành ở thời kỳ xa xưa nhất của lịch sử Trái Đất. Ví dụ ở đại Cổ xưa (Thái cổ) cách đây 3,5 – 2,5 tỉ năm, ở đại Nguyên cổ (Nguyên sinh) cách đây 2,5 – 0,6 tỉ năm và ở kỷ Đêvôn cách đây 0,41 – 0,35 tỉ năm.
Điều đó không những vì sự hình thành quặng sắt đòi hỏi thời gian dài mà còn vì hồi đó vỏ Trái Đất khá mỏng, nên sự gãy nếp sâu và nhiều, núi lửa hoạt động nhiều lần.
Vì vậy cùng với sự phun ra của các nham tương, một lượng lớn nham tương có hàm lượng sắt cao nằm ở phần trên lớp cùi cũng được phun ra.
Điều đó làm cho một lượng lớn sắt nằm sâu trong Trái Đất, tạo điều kiện để hình thành những mỏ sắt lớn. Tóm lại, sự hình thành các mỏ sắt trên Trái Đất là một quá trình diễn biến lâu dài, trải qua những tác dụng địa chất phức tạp.