什麼是鉻鐵礦?
鉻鐵礦是由鉻、鐵和氧 (FeCr2O4) 組成的氧化物礦物。它呈深灰色至黑色,具有金屬至亞金屬光澤,比重高。它發生在基性和超基性火成岩中,以及含鉻鐵礦受熱或風化改變時產生的變質岩和沈積岩中。
鉻鐵礦很重要,因為它是鉻的唯一經濟礦石,鉻是各種金屬、化學製品和製成品的基本元素。許多其他礦物都含有鉻,但在可以經濟開採以生產鉻的礦床中找不到任何一種。
鉻鐵礦的物理特性
化學分類 氧化物
顏色 深灰色至黑色,很少呈棕黑色
條紋 深棕色
光澤 金屬至亞金屬
透明度 不透明
解理 無
莫氏硬度 5.5 至 6
比重 4.0 至 5.1(可變)
診斷特性 光澤、條紋
化學成分 FeCr2O4 與鎂大量替代鐵
晶體系統等距
用途 鉻礦石
鉻鐵礦的特性 鉻鐵礦
很難識別。必須考慮多種特性才能將其與其他金屬礦石區分開來。鉻鐵礦的手標本鑑定需要考慮:顏色、比重、光澤和特徵性的棕色條紋。鑑別鉻鐵礦的最重要線索是它與超基性火成岩和蛇紋岩等變質岩的關聯。
鉻鐵礦有時具有輕微的磁性。這可能會導致它與磁鐵礦混淆。鉻鐵礦和鈦鐵礦具有非常相似的特性。需要仔細觀察硬度、條紋和比重,以區分手標本中的這些礦物質。
鉻鐵礦和
鉻固溶體紅寶石
您知道嗎?許多寶石的顏色源自微量的鉻。紅寶石的紅色、一些藍寶石的粉紅色和祖母綠的綠色均來自鉻。圖片版權 iStockphoto / ProArtWork。
鎂經常替代鉻鐵礦中的鐵。礦物鉻鐵礦 (FeCr2O4) 和同晶礦物鎂鉻鐵礦 (MgCr2O4) 之間存在固溶體系列。中間試樣可以富含鐵((Fe,Mg)Cr2O4)或鎂((Mg,Fe)Cr2O4)。為方便交流,這些礦物通常統稱為“鉻鐵礦”。
一些礦物學家給出了鉻鐵礦 (Mg,Fe)(Cr,Al)2O4 的廣義化學成分。該組合物識別出鉻鐵礦和鐵鋁尖晶石 (FeAl2O4)、尖晶石 (MgAl2O4)、鎂鉻鐵礦 (MgCr2O4)、磁鐵礦 (Fe3O4) 和鎂鐵礦 (MgFe2O4) 之間的多種固溶路徑。
由於這些固溶體系列中有許多不同的成分,地質學家和冶金學家通常認為“鉻鐵礦”是具有顯著 Cr2O3 含量的固溶體系列中的任何成員。
Bushveld 層狀鉻鐵礦礦床
Bushveld 層狀鉻鐵礦礦床:Bushveld LG6 鉻鐵礦層的實地照片。這清楚地顯示了礦床的層狀性質。美國地質調查局照片由克勞斯舒爾茨拍攝。
層狀、豆狀和海灘砂
在許多類型的岩石中都發現了少量的鉻鐵礦。然而,足夠大的鉻鐵礦礦床通常存在於:1)層狀礦床(從地下岩漿中緩慢結晶的大量火成岩,如紫蘇岩或橄欖岩);2)豆狀沉積物(蛇紋石和其他變質岩源自紫長岩和橄欖岩的蝕變);和,3) 沙灘(源自含鉻鐵礦的岩石風化)。
鉻鐵礦
鉻鐵礦來自南非:鉻鐵礦來自南非德蘭士瓦地區。這個標本大約有 3.5 英寸(9 厘米)寬。
分層存款
層狀沉積物是大量的火成岩,在地下岩漿房中冷卻非常緩慢。在這種緩慢冷卻過程中,鉻鐵礦和伴生礦物在岩漿仍處於非常高的溫度時提前結晶。然後,它們的晶體沉降到岩漿房底部,形成層狀沉積物。這些沉積物中的一些層可以包含 50% 或更多重量的鉻鐵礦。
世界上大部分已知的鉻鐵礦都存在於兩個層狀礦床中:南非的布什維爾德雜岩體和津巴布韋的大堤壩。其他重要的層狀礦床包括:蒙大拿州的斯蒂爾沃特複合體、芬蘭的凱米複合體、印度的奧里薩邦複合體、巴西的戈亞斯、津巴布韋的馬沙巴複合體和馬達加斯加的小型礦床。幾乎所有這些都是前寒武紀時代。
鉻鐵礦
鉻鐵礦來自津巴布韋:鉻鐵礦從Shurugwi,津巴布韋。標本大約有 4 英寸(10 厘米)寬。
腳形沉積物
足狀沉積物是大片的海洋岩石圈,被推上大陸板塊。這些岩石板,也被稱為“蛇綠岩”,可能含有大量的鉻鐵礦。在這些礦床中,鉻鐵礦通過岩石散佈,而不是高度集中在易於開采的層中。在哈薩克斯坦、俄羅斯、菲律賓、津巴布韋、塞浦路斯和希臘已知豆狀礦床。
1800 年代初,馬里蘭州巴爾的摩附近首次發現了豆狀鉻鐵礦礦床。直到 1850 年左右,這些礦床幾乎供應了世界上所有的鉻鐵礦。這些礦床很小,不再生產。
礦物收藏
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沙灘
鉻鐵礦存在於由含鉻鐵礦的岩石和在橄欖岩上發育的紅土土壤風化而成的海灘砂中。有時會開採富含鉻鐵礦和其他重礦物的沙灘沙,經過處理以去除重礦物,然後返回到環境中。
兩個事實使這些鉻鐵礦砂偶爾含有鉻鐵礦的經濟礦床。首先,鉻鐵礦是橄欖岩中更耐風化的礦物之一。這導致它集中在富含鉻鐵礦的岩石上方風化帶中形成的殘餘土壤中。其次,鉻鐵礦比橄欖岩中的其他礦物具有更高的比重。這導致它被波浪和海流作用有選擇地運輸和沈積,將其集中在溪流和海灘的某些位置。這些礦床有時足夠豐富和足夠大,可以開採鉻鐵礦。
鉻鐵礦和鉻
鉻黃塗料的用途
您知道嗎?校車和高速公路上的黃線經常塗上“鉻黃”油漆。“鉻”是指使用鉻作為成分。圖片版權 iStockphoto / 2windspa。
鉻是一種金屬,用於提高鋼的硬度、韌性和耐化學性。生產的合金被稱為“不銹鋼”。當與鐵和鎳形成合金時,它會產生一種稱為“鎳鉻合金”的合金,這種合金耐高溫,可用於製造加熱裝置、烤箱和其他電器。鉻合金薄塗層用作汽車零件、電器和其他產品的鍍層。這些被命名為“鍍鉻”。它還用於製造在噴氣發動機的高溫、腐蝕性和高應力環境中表現良好的高溫合金。
Chromium 的名字來自希臘語“chroma”,意思是“顏色”。鉻在油漆中用作顏料。沿著高速公路中心繪製的熟悉的黃線和校車上使用的黃色油漆通常是“鉻黃”——一種由鉻顏料製成的顏色。鉻是多種油漆、油墨、染料和化妝品中的重要顏料。微量的鉻在許多礦物和寶石中產生顏色。紅寶石的紅色、一些藍寶石的粉紅色和祖母綠的綠色是由微量鉻引起的。