Mỏ sắt được hình thành như thế nào?

Sắt được luyện ra từ quặng sắt. Với trình độ luyện kim hiện nay, quặng sắt muốn có giá trị khai thác thì hàm lượng sắt tối thiểu phải đạt khoảng 20 - 30%. Trong vỏ Trái Đất, hàm lượng sắt trung bình chỉ khoảng 5%, con số này có được từ việc phân tích hóa học các loại nham thạch cấu tạo nên vỏ Trái Đất. Nếu suy đoán từ thành phần hóa học của các vẫn thạch rơi xuống Trái Đất, sắt trong toàn bộ Trái Đất có thể chiếm khoảng 35%. Thực ra trong lòng đất có rất nhiều sắt, vật chất cấu tạo nên nhân Trái Đất gần như chủ yếu là nguyên tố sắt. Nhưng do kỹ thuật khai thác còn hạn chế, con người chưa thể sử dụng hết lượng sắt ấy; trước mắt chỉ có thể khai thác những mỏ sắt nằm nông, gần mặt đất.

Hàm lượng sắt trung bình trong vỏ Trái Đất không cao. Muốn hình thành mỏ sắt, nguyên tố sắt phải được tập trung lại ở một nơi nào đó. Vậy sắt đã tập trung thành mỏ bằng cách nào?

Các loại nham thạch phân bố khắp nơi đều có chứa sắt. Qua thời gian dài chịu mưa nắng, chúng bị phong hóa và tan rã; sắt bên trong bị oxy hóa, các oxit sắt hòa tan hoặc trôi nổi trong nước rồi bị cuốn đi và tập trung ở một chỗ, sau đó dần dần lắng đọng dưới đất, tạo thành các vỉa quặng. Trong quá trình tích tụ ấy, nhiều sinh vật, chẳng hạn một số loại vi khuẩn, cũng đóng vai trò tích cực. Khoảng 90% các mỏ sắt lớn trên thế giới hình thành thông qua quá trình tích tụ như vậy, chủ yếu trong thời kỳ địa chất cách đây 500 - 600 triệu năm. Sau khi mỏ sắt xuất hiện, chúng còn trải qua nhiều lần biến đổi như tác dụng của áp suất cao, nhiệt độ cao trong vỏ Trái Đất; đôi khi còn có sự tham gia của chất lỏng nóng chứa nhiều thành phần khác, khiến quặng sắt trầm tích hoặc các nham thạch giàu sắt biến chất thành những thân quặng quy mô lớn như ngày nay. Những mỏ sắt này tiếp tục chịu phong hóa, rồi dần tập trung lại thành các mỏ có hàm lượng cao.

Một số mỏ sắt khác lại do hoạt động nham tương tạo nên. Khi nham tương nguội và ngưng kết dưới mặt đất hoặc gần bề mặt, quặng sắt có thể tách ra và tập trung tại những vị trí nhất định. Khi nham tương tiếp xúc với các nham thạch chung quanh, trong điều kiện thích hợp, các phản ứng giữa chúng cũng có thể tạo thành quặng sắt.

Những mỏ sắt chủ yếu trên thế giới đều được hình thành trong các giai đoạn rất xa xưa của lịch sử Trái Đất, như đại Cổ xưa (Thái cổ) cách đây 3,5 - 2,5 tỉ năm, đại Nguyên cổ (Nguyên sinh) cách đây 2,5 - 0,6 tỉ năm và kỷ Đêvôn cách đây 0,41 - 0,35 tỉ năm. Điều này không chỉ vì quá trình tạo quặng sắt cần thời gian rất dài, mà còn vì thời ấy vỏ Trái Đất khá mỏng, các đới đứt gãy sâu và nhiều, hoạt động núi lửa cũng diễn ra liên tiếp. Nhờ các đợt phun trào nham tương, một lượng lớn vật chất giàu sắt từ phần trên lớp cùi được đưa ra, tạo điều kiện hình thành những mỏ sắt lớn.

Tóm lại, các mỏ sắt trên Trái Đất được tạo ra qua một quá trình diễn biến lâu dài, gắn với nhiều tác dụng địa chất phức tạp.