Mỏ sắt Thạch Khê nằm trên dải cồn cát ven biển thuộc địa phận huyện Thạch Hà, Hà Tĩnh. Theo GS-TSKH Đặng Trung Thuận - Chủ tịch Hội Địa hóa Việt Nam, đây là mỏ sắt lớn nhất Việt Nam, thuộc nhóm mỏ skarn, hình thành tại nơi tiếp giáp của đá magma với các đá cacbonat.


Theo tài liệu địa chất, quặng sắt nằm dưới mực nước biển, ở độ sâu từ -8m đến -550m, có chỗ còn sâu hơn. Trữ lượng quặng tại mỏ Thạch Khê đã được thăm dò đánh giá là 544 triệu tấn. Thành phần quặng sắt gồm các khoáng vật manhetit (Fe3O4), rất ít hematite (Fe2O3), hàm lượng sắt dao động khoảng 45-68%. Trong quặng có các sunfua: Pyrite, sfalerit, chancopyrit. Quặng thuộc loại giàu, chất lượng tốt. Các nguyên tố đi kèm như Mn, Cu, Zn, S không đáng kể. Riêng Zn có hàm lượng tương đối cao, là một trở ngại cho luyện kim.

Sơ đồ địa chất mỏ sắt Thạch Khê.

Lớp đất phủ trên mỏ sắt là tầng trầm tích Đệ tứ, chủ yếu là cát màu trắng và màu vàng, lẫn ít sét. Ở chân tầng cát chứa nhiều sét. Độ dày tầng phủ từ 8-40m, nếu khai thác lộ thiên thì phải đào, bốc xúc một khối lượng lớn đất cát, sét đem đổ thải nơi khác.

Mỏ sắt Thạch Khê được phát hiện bằng phương pháp đo từ tính bằng máy bay năm 1960, đánh giá trữ lượng vào những năm 1965-1985.

Thân quặng kéo dài theo phương Bắc - Nam, ở giữa rộng 400-550m, hai đầu hẹp. Đá vây quanh thân quặng gồm các loại chính: Đá cát bột kết, sét kết, đá vôi, đá granit. Theo mặt cắt Tây -Đông và những mặt cắt khác, lớp phủ bở rời cát sét trung bình khoảng 40-50m. Tiếp theo là tầng quặng deluvi-oxy hóa, xuống sâu là quặng manhetit dạng khối và đá skarn. Phần trên thân quặng có dạng hình nấm. Phần dưới thân quặng xen những trụ đá các loại. Quặng kết thúc ở độ sâu khoảng 550m.