К ним относятся породы, содержащие в своем составе более 50% минералов железа, в первую очередь оксиды, гидроксиды, а также железистые хлориты, карбонаты и сульфиды. По минеральному составу они подразделяются на несколько групп.
Окисные железистые породы (бурые железняки) распространены наиболее широко. Это природные смеси тонкодисперсных, колломорфных разностей гётита, лепидокрокита, называемые лимонитом. В составе бурых железняков в виде примесей отмечаются глинистые минералы, опал, халцедон, кальцит, шамозит, обломочные зёрна. Цвет темно-бурый, буровато-желтый, ржаво-бурый, коричневый. Могут быть рыхлыми, землистыми или плотными. Плотные разности имеют пелитоморфную, оолитовую, бобовую, скорлуповатую, конкреционную структуру. Текстура массивная, кавернозная, ячеистая. Образуют корки мелкопористые (ситовые) и крупноячеистые, жеодистые, оолитовые, оолито-пизолитовые, бобово-оолитовые рудные массы.
Сидеритовые породы. Состоят из сидерита (карбонат железа). В виде примесей присутствуют глинистые минералы, шамозит, магнетит, анкерит. В темноцветных глинах, содержащих органическое вещество, сидерит совместно с глинистым материалом образует конкреции (сферосидериты) – округлые образования радиально-лучистого сложения. Другой морфологический тип сидеритов – пластовые залежи рыхлых и плотных микрозернистых скоплений серого или светлого голубовато-серого цвета.
Шамозитовые породы или лептохлоритовые. В группу входят осадочные породы, сложенные такими распространенными силикатами железа как шамозит, глауконит. Шамозит – сложный ферриалюмосиликат переменного состава из группы хлоритов, по целому ряду свойств близких к слюдам. Глауконит представлен минералами группы слюд переменного состава от силиката Fe, Al, Mg – селадонита до алюмосиликата Fe и Mg – сколита. Обычно в шамозитовых породах присутствуют гидроокислы железа (до 50%), кальцит, обломочный материал, другие железистые хлориты-гриналит, бавалит. Характерны оолитовые, сгустковые, неясно-волокнистые, пластинчатая и чешуйчатая структуры. Цвет зеленый, черно-зеленый. Так же, как породы двух предыдущих групп, руда на железо.
Глауконит часто встречается в виде глобул округлой, овальной и неправильной формы размером от 0,1 до 1 мм. Для них характерно разнообразие состава и строения. Его содержание в осадке и в породе достигает 80%. Замещает минеральные зерна и обломки пород, образует оторочки вокруг зерен, выполняет полости карбонатных и кремнистых организмов, образует колломорфные сгустки. Исходное вещество глауконита часто имеет коллоидную природу и подвергается раскристаллизации при диагенезе.
Сернисто-железистые или сульфидные породы. Характерная часть пород – сульфиды железа, марказит, пирит, мельниковит. Присутствуют в состоянии рассеяния, образуют конкреции, редко группируются в слои, линзы. Указаны случаи, когда конкреции слагают до половины объема породы, в основном глинистой с обилием органического вещества. Помимо глинистых пород, конкреции пирита и марказита известны в карбонатных и угленосных толщах. В Красном море вблизи зон глубинных расколов коры, в зонах срединно-океанических хребтов, образуются современные осадки, содержащие пласты сульфидов железа с полиметаллами. Это не исключает привнос железа в составе поступивших по разлому гидротермальных растворов, а следовательно гидротермально-осадочный генезис скоплений сульфидов.
Метаморфические железистые кварциты (джеспелиты). Представляют собой очень плотные однородные полосчато-микрослоистые породы. Сложены тонко чередующимися прослоями кварца, гематита, магнетита. Содержат также сидерит, железистый хлорит, другие минералы железа. Возраст докембрийский. Слагают мощные в несколько сот метров толщи, прослеживаясь на сотни километров. Это нормально-осадочные морские породы, подвергшиеся после образования метаморфизму. Их формирование связывают с масштабным отложением в центральных частях морских бассейнов коллоидов кремнезема и железа. Важнейшая руда на железо, дающая 60% мировой добычи. Железистые кварциты составляют рудный ресурс таких месторождений как Курская магнитная аномалия, месторождений Кривого Рога на Украине. Часть литологов железистые кварциты не включают в номенклатуру осадочных образований.
Образование железистых пород, которые в большинстве своем являются рудами для получения железа, отличается многообразием и связано с его геологическими свойствами. Двухвалентное железо хороший мигрант, но в зоне гипергенеза, где протекают процессы выветривания, присутствует в основном трехвалентное железо, практически не образуя ионно-растворимых форм. Поэтому из кор выветривания оно выносится, в основном, в форме коллоидов и взвесей, стабилизируясь органическими соединениями. Золи и суспензии гидроксидов железа легко коагулируют в присутствии электролитов, осаждаются и образуют зачастую колломорфные скопления, приобретающие затем оолитовое, конкреционное строение.
Образование скоплений железа в различных минеральных формах происходит в разных обстановках:
– в корах выветривания латеритного типа с образованием железисто-латеритных корок и кор;
– в зонах окисления сульфидных месторождений, входя в состав железных шляп;
– на путях переноса в речных потоках с образованием аллювиальных гетит-гидрогетитовых руд;
– в конечных водоемах стока на континентах.
Мало подвергнутые переотложению элювиально-делювиальные преимущественно остаточные продукты выветривания слагают пластообразные тела неправильной формы зонального строения с содержанием железа до 64%. Рудные скопления, в основном, гетит-гидрогетитового состава с примесью гидрогематита, магнетита имеют брекчевидное пседоолитовое, пизолитовое, губчатое (ячеистое) сложение.
В результате переотложения продуктов латеритных накоплений образуются скопления осадочных железистых бокситов, песчаных бурых железняков и сферосидеритов аллювиально-озерного происхождения.
Здесь формируются оолито-пизолитовые озерно-болотные гидрогётитовые, гётит-гидрогётитовые руды. Основной источник железа – коры выветривания в значительной мере основных, ультраосновных пород.
Железные руды континентального происхождения – в корах выветривания, озерно-болотные, как правило, не образуют достаточно крупных скоплений. Основная масса выносимого из продуктов выветривания железа достигает морских водоемов. Здесь в мелководной зоне, в заливах, лагунах накапливаются значительные объемы осадочных железных руд. Для образования железорудных залежей обязательно наличие в области сноса исходного материала, относительно богатого железом, отсутствие привноса заметного количества песчано-глинистого вещества, влажный климат, особенно тропический и субтропический.
Отмечается приуроченность значительных масс осадочных железистых пород к докембрийскому отрезку геологической истории Земли. Незначительные содержания кислорода в атмосфере и повышение количества CO2, меньшее содержание солей в водах Мирового океана по сравнению с более поздними периодами, увеличивало подвижность соединений железа, обеспечивало его длительную миграцию и осаждение на значительных пространствах бассейнов осадконакопления. Это определило существенные масштабы железорудных скоплений с формированием крупнейших месторождений. На долю осадочных руд железа приходится 70% мировой добычи.