铬矿的工业类型和成因类型简介
铬的工业矿物高度集中在铬尖晶石亚族矿物中。化学通式为(RO R2O3)，即(Mg，Fe2+)(Cr，A1，Fe3+)2O4或(Mg，Fe2+) O (Cr，A1，Fe3+)2O3。具有工业价值的铬矿中Cr2O3含量一般在30%以上，主要由以下含铬矿物组成:铬铁矿[(Mg，Fe) Cr2O3] Cr2O3含量为50% ~ 60%；铬铁矿[(Mg，Fe)(Cr，A1)2O4]Cr2O3含量为32% ~ 50%；富铬尖晶石[(Mg，Fe)(Cr，A1)2O4]Cr2O3的含量为32% ~ 38%。
根据工业用途的不同，铬矿可分为冶金级、耐火级、化学级和铸石级四种工业类型，每种类型的工业标准也各不相同:
1)冶金级铬矿:主要用于冶炼各种铬铁合金，然后作为冶炼铬钢、铬合金钢、不锈钢的重要原料。冶金级的铬矿也可以用来冶炼金属铬，铬的含量可以超过98%。
目前，我国铬铁合金的冶炼方法主要有电炉法和真空碳还原法。铬矿需要富矿或精矿。工业指标见表2-1(姚培辉等，1996)。
表2-1冶炼铬铁合金的富矿(或精矿)工业指标
2)耐火铬矿:铬矿主要用于制造镁铬砖、铬砖、铬铝砖等。此外，它还可以用来制造各种不定型耐火材料。制造方法主要有两种:烧结法和电熔法。
这种矿石可分为两个等级:
一等品:Cr2O3含量≥35%，SiO2≤8%，CaO≤2%。可用作天然耐火材料。
二等品:Cr2O3含量≥30%，SiO2≤11%，CaO≤3%。可用于制造铬砖、铬镁砖等。
3)化学级铬矿:铬矿主要用于生产重铬酸盐，作为原料生产其他铬化合物产品。常见的方法有硫酸法和碳化法。为此目的的铬矿化学成分要求Cr2O3≥30%，Cr2O3/(FeO) ≥ 2 ~ 2.5，含少量SiO2。
4)铸石级铬矿:可用于制造辉绿岩铸石和铬镁砂制品。其化学成分要求Cr2O3 ≥ 10% ~ 20%，SiO2≤10%。
二。铬矿床的成因类型
世界上的铬矿主要是原生铬矿，无一例外都产于基性-超基性岩中，一般作为独立矿物出现，表现出很强的成矿专属性。这两种遗传类型的特征简述如下:
层状基性-超基性岩体中的岩浆结晶分异铬铁矿是世界上铬铁矿的主要类型，规模和储量都很大，占世界铬铁矿储量的70%以上(杨景穗，2010)，但产量不到50%。豆荚型铬矿因其质量高、易选冶而在世界上备受青睐。据石俊发(2010)统计，产量达到55%。层状铬矿一般产于古代稳定克拉通中的伸展大陆裂谷环境或大陆边缘。含矿地层是具有多旋回特征的基性-超基性岩层状复合体。最著名的矿床有南非Bushveld、津巴布韦Stilwalt等典型矿床。铬矿呈层状分布在碱度最高或更高的岩层中(图2-1)。
图2-1津巴布韦Stilwalt铬铁矿层示意图。
(引自石俊发，2010，略有修改)
蛇绿岩型豆荚状铬矿的成因类型复杂，国内外学者做了大量的研究，如:欧美学者创立的早期岩浆结晶堆积理论；后来出现了晚期岩浆分异-残余岩浆成矿理论；中国学者王恒升等人提出了拆离成矿理论(70年代铬矿之战)等等。塞尔在1964年首次将阿尔卑斯山形成的铬矿命名为“荚铬矿”。20世纪70年代以后，板块构造理论兴起，特别是1972年美国彭罗斯会议确定了蛇绿岩的定义。由于它与板块构造的密切关系，引起了全世界地质学家和构造地质学家的关注。1979 ~ 1990期间，召开了四次蛇绿岩和大洋岩石圈国际学术研讨会。中国还在1996和1997连续召开了两次蛇绿岩专题讨论会，并发表了相应的论文集。蛇绿岩研究的进展，为铬矿成因的理论研究开辟了新的思路。许多学者已经认识到特定环境下产生的豆荚状铬矿与蛇绿岩关系密切，并提出了一些成因解释，但缺乏系统的分析和总结。20世纪80年代，我国学者王希斌、鲍培生(1999)与一线地质学家一起，提出蛇绿岩建造中的豆荚型铬矿是由原始地幔岩石高度熔融改造而成的观点，对我国豆荚型铬矿进行了系统总结。在蛇绿岩的理想剖面(图2-2)中，地幔岩石局部熔融形成的豆荚状铬矿产于莫霍面以下的变质地幔橄榄岩中(即Gass & J.D. Smeving，1973)，即部分地区有纯橄榄岩透镜体的斜长橄榄岩。蛇绿岩通过板块运动的俯冲和碰撞，以随机截取的块体(岩石)形式进入大陆地壳。由于强烈而复杂的构造运动，蛇绿岩的原地特征被破坏，完整的层序十分罕见，铬矿产出层位难以识别。变质地幔橄榄岩中的铬铁矿体(即图2-2中的中地幔构造岩)往往具有塑性变形、形状不规则、成群出现、带状分布、分段富集的特点。一个矿区往往由几十个到几百个小矿体组成。虽然大型矿体不多，但由于质量好、品位高，具有较好的工业价值。
图2-2蛇绿岩剖面铬矿赋存位置示意图
(引自陈正等人，2004年，略有修改)
中国的铬矿也不例外。一种是“层状”铬矿，产于古代陆块或裂谷带附近的基性-超基性岩中。其特征与国外巨型层状铬矿不同，韵律层往往不明显，规模也小得多。主要产于中国东部陆块地区和陆块深断裂附近。含矿岩体多呈带状分布，面积较大，矿体与围岩呈过渡关系。代表性矿床有北京平顶山、放马峪等铬矿。另一种类型的铬矿位于深断裂附近的小型基性-超基性岩体中。岩体具有明显的环状结构，从边缘向中心基性程度增加，往往形成一条中心纯橄榄石岩相带。铬矿主要分布在基性程度最高的岩相带，如河北的高寺台和四川的大槽。这类铬矿中成矿铬尖晶石的化学成分往往以高铁(高钛)为特征。推测铬矿可能由大陆地幔来源的岩浆结晶分异形成，岩浆结构正常，可与铁、铜、镍、铂族元素等共生。，其工业价值不高。
蛇绿岩型铬矿是我国铬矿的主要类型，如西藏罗布莎大型铬矿、新疆萨尔托海中型铬矿和内蒙古和歌奥拉中型铬矿。具有工业价值的矿体主要产于部分熔融后的地幔橄榄岩中(斜长石夹纯橄榄岩)；少数矿床的矿体产于代表岩浆房的堆积岩(最基本的岩相)底部。第三章将结合典型矿床的成因详细阐述蛇绿岩型铬矿的成矿机制。