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铬矿

发布时间: 2023-01-30 06:21:17

1. 铬矿工业类型及成因类型简述

一、铬矿的工业类型

铬的工业矿物高度集中于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,统称铬尖晶石。有工业价值的铬矿,Cr2O3含量一般都在30%以上,主要由以下几种含铬矿物组成,铬铁矿[(Mg,Fe)Cr2O4]Cr2O3含量50%~60%;铝铬铁矿[(Mg,Fe)(Cr,A1)2O4]Cr2O3含量32%~50%;富铬尖晶石[(Mg,Fe)(Cr,A1)2O4]Cr2O3含量32%~38%。

根据不同的工业用途,铬矿石可以划分为冶金级、耐火级、化工级及铸石级4种工业类型,各种类型工业标准也有所不同:

1)冶金级铬矿石:主要用于冶炼各种铬铁合金,进而作为冶炼铬钢、铬合金钢及不锈钢的重要原料。冶金级铬矿石,还可用来冶炼金属铬,金属铬含铬可达98%以上。

目前我国冶炼铬铁合金的方法主要是电炉法和真空碳还原法。铬矿石需要选用富矿或精矿。工业指标见表2-1(姚培慧等,1996)。

表2-1 冶炼铬铁合金用富矿(或精矿)的工业指标

2)耐火级铬矿石:铬矿石主要用来制造镁铬砖、铬砖、铬铝砖等;此外,还可用来制造各种不定型的耐火材料。制造方法,主要有烧结法和电熔法两种。

此种矿石可分两个品级:

一级品:Cr2O3含量≥35%,SiO2≤8%,CaO≤2%。可用作天然耐火材料。

二级品:Cr2O3含量≥30%,SiO2≤11%,CaO≤3%。可用来制造铬砖、铬镁砖等。

3)化工级铬矿石:铬矿石主要用来生产重铬酸盐,并以此为原料生产其他铬化合物产品,常用方法为硫酸法和碳化法。此种用途的铬矿石,其化学成分要求Cr2O3≥30%,Cr2O3/(FeO)≥2~2.5,SiO2少量。

4)铸石级铬矿石:可用来制造辉绿岩铸石及铬菱镁矿制品。其化学成分要求 Cr2O3≥10%~20%,SiO2≤10%。

二、铬矿床成因类型

世界铬矿以原生铬矿为主,且无一例外地产于基性-超基性岩体中,一般呈独立矿种产出,显示了极强的成矿专属性。现将两种成因类型特征简述如下:

层状基性-超基性侵入体中的岩浆结晶分异铬矿,一般规模和储量都比较大,是世界主要的铬矿类型,储量约占世界铬矿储量的70%以上(杨经绥,2010),但产量却不及50%。世界豆荚型铬矿由于质优、易选冶,颇受青睐。据施俊法(2010)统计,产量达到55%。层状铬矿一般产于古老的稳定克拉通内部具张性大陆裂谷环境或大陆边缘,赋矿岩层为基性-超基性层状杂岩体,具有多旋回特点,最著名的有南非布什维尔德、美国斯蒂尔沃特、津巴布韦大岩墙等典型矿床。铬矿呈层状产于基性程度最高或较高的岩层中(图2-1)。

图2-1 斯蒂尔沃特、津巴布韦大岩墙铬矿层位示意图

(转引自施俊法,2010,略作修改)

蛇绿岩型豆荚状铬矿的成因类型比较复杂,国内外学者曾进行过大量研究,有代表性的如:欧美学者创立的早期岩浆结晶堆积说;随后兴起的晚期岩浆分异-残浆成矿说;我国学者王恒升等提出的熔离成矿说(20世纪70年代铬矿会战)等。Thayer首次于1964年将形成于阿尔卑斯山的铬矿命名为“豆荚型铬矿”,20 世纪70年代后,板块构造理论兴起,特别是1972年美国彭罗斯(Penrose)会议确定了蛇绿岩定义以来,由于其与板块构造间的密切关系,引起了各国岩石学家和构造地质学家的重视。在1979~1990年间,国际上就蛇绿岩与大洋岩石圈问题召开过4 次学术讨论会。我国也于1996,1997年连续召开两次蛇绿岩学术讨论会,并出版了相应的论文集。由于蛇绿岩研究的进展,为铬矿的成因理论研究开辟了新的思路,不少学者认识到产于特定环境的豆荚状铬矿与蛇绿岩关系密切,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、鲍佩声等(1999)通过具体矿区工作,与第一线地质入员一起,在对罗布莎、东巧、萨尔托海、大道尔吉等铬矿床深入研究的基础上,提出了蛇绿岩建造中豆荚型铬矿为原始地幔岩高度熔融再造的观点,并对中国豆荚型铬矿床作了系统总结,阐明豆荚型铬矿多产于显生宙以来代表板块缝合带的蛇绿岩带(蛇绿混杂岩)中,是大洋地幔岩高度熔融再造的产物。在蛇绿岩理想剖面中(图2-2),由地幔岩局部熔融形成的豆荚型铬矿,产于岩石莫霍面(I.G.Gass&j.D.Smewing,1973)之下的变质地幔橄榄岩中(即以斜辉辉橄岩为主夹纯橄岩透镜体),部分地区莫霍面上部岩浆房中可能出现具岩浆分异特征的似层状铬矿(矿石围岩主要为纯橄岩)。蛇绿岩通过板块运动的俯冲和碰撞作用,以随机截取的断块(岩片)形式进入大陆地壳。由于构造运动强烈而复杂,导致蛇绿岩原位特征受到破坏,层序完整保存者十分少见,故而判别铬矿产出的层位比较困难。变质地幔橄榄岩(即图2-2中地幔构造岩)中铬矿矿体宏观上常具有塑性变形特征,形态不规则,具有成群出现、成带分布、分段集中特点,一个矿区常由数十至数百个小矿体组成,虽大型矿床不多,但因质优、品位高而具有良好的工业价值。

图2-2 蛇绿岩剖面中铬矿产出位置示意图

(转引自陈征等,2004,略作修改)

我国铬矿也不例外,一类是产于古老陆块区或裂谷带附近基性-超基性岩体中的“似层状”铬矿床,其特征不同于国外巨型层状铬矿床,韵律层往往不明显,规模也小得多。主要产于我国东部陆块区及陆块深断裂附近,含矿岩体多呈条带状分布,面积较广,矿体与围岩呈过渡关系,代表矿床有北京平顶山、放马峪等铬矿床;另一类铬矿产于深断裂附近小基性-超基性岩体中,岩体具有明显的环状结构,由边缘到中央基性程度增高,往往形成中央纯橄岩岩相带,铬矿多分布于基性程度最高的岩相带中,以河北高寺台、四川大槽铬矿为代表。此类铬矿,造矿铬尖晶石化学成分往往以高铁(高钛)为特征,推测铬矿可能属于由大陆地幔派生岩浆经结晶分异作用而成,具有正常的岩浆岩结构,并可与Fe、Cu、Ni、Pt族元素等伴生,工业价值不高。

蛇绿岩型铬矿是我国的主要铬矿类型,如西藏的罗布莎大型铬矿床、新疆萨尔托海中型铬矿床、内蒙古赫格敖拉中型铬矿床。有工业价值的矿体主要产于局部熔融后的地幔橄榄岩中(斜辉辉橄岩夹纯橄岩);少数矿床的矿体赋存于代表岩浆房的堆晶岩底部(基性程度最高的岩相)中。关于蛇绿岩型铬矿的成矿机制,将结合第三章典型矿床成因详述之。

2. 中国的铬矿资源丰富吗

相较其他金属矿资源,我国的铬矿资源是很贫乏的,按其能满足需求的程度看,属短缺资源。总保有储量矿石1078万吨,其中富矿占53.6%。铬矿产地有56处,分布于西藏、新疆、内蒙古、甘肃等13个省(区),以西藏为最主要,保有储量约占全国的一半。中国铬矿床是典型的与超基性岩有关的岩浆型矿床,绝大多数属蛇绿岩型,矿床赋存于蛇绿岩带中。西藏罗布莎铬矿和新疆萨尔托海铬矿等皆属此类。从形成时代分析,中国铬矿的形成时代主要是中、新生代。

3. 铬矿的特性

内生作用条件下铬一般呈三价。六次酸位的Cr3+和Al3+Fe3+的离子半径相接近,故它们之间可以呈广泛的类质同象。此外,可与铬类质同象代替的元素还有Mn、Mg、Ni、Co、Zn等,所以在镁铁硅酸盐矿物和副矿物中有铬的广泛分布。在表生带强烈氧化条件下(碱性介质),Cr3+氧化成Cr6+形式的铬酸根离子,使不活动的铬离子变成易溶的铬阴离子发生迁移。遇极化性很强的离子(如Cu、Pb等),则形成难溶的铬酸性矿物。在自然界中已发现的含铬矿物约有50余种,分别属于氧化物类、铬酸盐类和硅酸盐类。此外还有少数氢氧化物、碘酸盐、氮化物和硫化物。其中氮化铬和硫化铬矿物只见于陨石中。

4. 贺根山式蛇绿岩型铬矿

贺根山式铬矿:产于二连浩特-贺根山-黑河蛇绿岩带,即西伯利亚板块与锡林浩特-松嫩微陆块(属广义的中朝板块)碰撞带,蛇绿岩形成时间为晚泥盆世,侵位时间大约为晚石炭世—早二叠世。岩体由高铝地幔橄榄岩和堆晶岩组成,局熔改造型豆荚状铬矿赋存于中部纯橄岩-斜辉辉橄岩杂岩相中,矿石工业类型以耐火级为主,矿床规模达到中型。堆晶岩相中的结晶分异铬矿,工业价值不大。

一、内蒙古锡林浩特市贺根山铬矿床

(一)概况

贺根山铬矿床位于内蒙古锡林浩特市潮克乌拉苏木乡北西9km,地理坐标:东经116°18'00〞,北纬45°50'00〞。该矿床包括3756、620和733三个矿区,其中以赫格敖拉3756矿区规模最大,由186个矿体群组成,截止1993年底,累计探明C+D级储量129.9万吨,属中型铬矿矿床,也是华北地区最大的铬矿床。矿石Cr2O3含量平均为23.63%~27.26%,铬铁比值Cr2O3/<FeO>=2.18~2.5。矿体主要为富铝型耐火级铬矿,仅有个别矿体为富铬型冶金级铬矿。

1954年东北地质局126队在该区普查找矿发现超基性岩体及铬、镍等多处矿点,1956年该队在3756探井中首次见矿,1963年提交了《内蒙锡林郭勒盟赫格敖拉3756铬矿床最终勘探报告》,提交铬矿储量125.5万吨。此后,1964~1985年不少单位对该矿床进行了不同程度的普查勘探和科学研究,大大加深了对该区铬矿成矿作用的认识,但找矿方面没有新的突破。

1958年,内蒙古锡林格勒盟成立582厂,开始建厂生产。至1962年,共采矿石2万吨,地表矿体已采尽。1971年,由国家投资,计划开采深部矿体,后因一些技术和经济问题,于1986年停止施工。1988年,重新投产,以采富矿石为主,1995年另外开井,采集深部富矿,年产能力3万吨,市区建有铬铁合金厂,目前一期单台炉投产,日产60铬铁合金25 t。销往河南、山西、辽宁等地,后精矿粉因价格问题亏损而停产。

(二)、区域地质概况

二连浩特-贺根山-黑河蛇绿岩带,大地构造位置处于西伯利亚克拉通与华北克拉通之间的天山-兴蒙造山系(任纪舜等,1999),即徐志刚等(2008)在《中国成矿区带划分方案》中划分的东乌珠穆沁旗-博克图Fe-Mo-Sn-W-Cu-Pb-Zn-Ag-Au-CrⅢ级成矿带(Ⅲ-48)(Ⅴm-Ⅰ)。该蛇绿岩带是西伯利亚板块与锡林浩特-松嫩微陆块(属广义的中朝板块)碰撞的标志,碰撞作用始于晚泥盆世,延续至早石炭世,并由此造成沿该线两侧早石炭世维宪期之前生物群有明显差异(郭胜哲,1986),在晚泥盆世出现最早的生物混生(唐克东和张允平,1991)。并由此形成了贺根山蛇绿岩带及蛇绿岩型铬矿(图3-37)。

图3-37 内蒙古中东部蛇绿岩分布示意图

1—第四系;2—侏罗系;3—石炭-二叠系;4—泥盆系;5—寒武-志留系;6—中元古界;7—太古界;8—蛇绿岩带;9—花岗岩

(引自宝音乌力吉等,2009,略作修改)

贺根山蛇绿岩带是内蒙古东北部保存较完整的一个蛇绿岩带,它不仅为我们追溯和反演已消亡的古蒙古洋盆历史提供了宝贵信息,而且也是内蒙古乃至整个华北最重要的铬矿产地。该蛇绿岩带出露长约120km,宽20km左右,面积约2158km2。蛇绿岩岩石组合较为齐全:有最接近原始地幔的二辉橄榄岩,代表亏损上地幔的斜辉辉橄岩-纯橄岩;岩浆房底部的镁铁质堆积杂岩;岩浆房主体的层状-块状辉长岩;以及岩浆房的最终分异物斜长花岗岩以及辉绿岩席状岩墙群、变质基性火山岩和硅质岩及深海沉积物盖层,完全可以和国内外典型蛇绿岩剖面对比。现已查明该蛇绿岩带中有20多个超基性岩体,自西向东包括阿尤拉海、奥约庭格勒、朝格乌得尔、赫格敖拉、赫白、白音敖拉、小坝梁、崇根敖拉、乌斯尼黑等岩体,呈S形分布。除朝格乌得尔、崇根熬拉有较大面积的超基性岩出露外,其余均为隐伏于中、新生代沉积物之下的盲岩体。据物探资料推测阿尤拉海岩体埋深最大,达900m左右,其他岩体埋深不一。其中以赫格敖拉岩体最为重要。

区内最老地层是中泥盆统,出露于岩体的西南端,为一套变基性火山岩、火山碎屑岩、凝灰岩、绿片岩夹薄层燧石、结晶灰岩。岩体东端与上石炭统地层接触,主要为酸性火山碎屑岩、凝灰岩。岩体的北、西、南三面均为下白垩统的泥砾岩、砂砾岩、粉砂岩所不整合覆盖。采自堆晶岩的放射虫硅质岩,经王乃文鉴定为晚泥盆世(鲍佩声等,1999),其形成时间应早于泥盆世,而其侵位时间大约为晚石炭世—早二叠世(内蒙古地质局,1984)。

褶皱构造仅见于中泥盆统和上石炭统地层中。中泥盆统地层组成单斜构造,上石炭统地层呈轴向近南北(区外),向北仰起的向斜。主要断裂构造以正断层为主,其次为性质不明断层。断层走向北东和近东西向,分别向北西和南倾斜,倾角中等。贺根山蛇绿岩侵位受成岩前的近东西向与北北东向两组断裂带控制。

(三)赫格敖拉岩体特征

赫格敖拉基性-超基性岩体主要由堆晶杂岩和局熔(亏损)地幔岩组成。该岩体分布于阿尤拉海赫格敖拉-乌斯尼黑S形岩体群的中段,地表呈椭圆形,东西长约9km、南北宽6km,面积大约50km2(图3-38),岩体走向北东30°,倾向120°,倾角67°~78°,据华北油田钻孔资料,曾于3000多米深处见超基性岩。物探资料推算,最深厚度可达5800 米(与内蒙古地调院会议交流,2011)。岩体四周被广厚的中、新生界地层覆盖,露头极为少见。向东与赫白岩体相连。

出露地表的堆晶岩由强蚀变的斜长石、橄榄石(镁贵橄榄石)及单斜辉石(透辉石)组成;而局熔地幔岩则由约90%的变形变质斜辉辉橄岩和10%的纯橄岩及基性岩脉组成,纯橄岩透镜体成群分布,与斜辉辉橄岩呈迅变或过渡接触关系。主要造岩矿物为橄榄石(镁橄榄石)、斜方辉石(顽火辉石),各类岩石中副矿物铬尖晶石成分变化不大(鲍佩声等,1999)。

根据岩石组合划分出4个岩相带:

1)堆晶杂岩岩相带(Ⅰ带):分布于岩体东北缘,延长数千米,最宽 570余米,面积约0.6km2,占岩体总面积的2%。底部为含长纯橄岩、纯橄岩和浅色橄长岩,三者常互相过渡,含长纯橄岩中普遍有铬矿化。上部为橄榄辉长岩,总厚约40余米。

2)斜辉辉橄岩-纯橄岩-层状基性岩岩相带(Ⅱ带):分布于岩体东侧,呈北东向延伸,宽度变化较大1000~2200m不等,

(斜辉辉橄岩)、φ1(纯橄岩)、v(辉长岩)3种岩石类型频繁交替出现,相当于壳-幔过渡带。该带产出一些小型铬矿床,如基东矿、620矿、820矿等及若干矿化点。

3)斜辉辉橄岩岩相带(Ⅲ带):分布于Ⅱ带西侧,主要由斜辉辉橄岩和零星纯橄岩组成。有少量铬矿化,如B265矿化点。

4)纯橄岩-斜辉辉橄岩杂岩岩相带(Ⅳ带,赫格敖拉3756):为岩体最主要岩相带,分布于岩体近中部,走向北东,主要由斜辉辉橄岩及拉长(具塑性变形)的纯橄岩透镜体组成,二者交互呈条带状杂岩出现,斜辉辉橄岩中辉石含量一般<17%,构成低辉石带;两侧斜辉辉橄岩中辉石含量一般为20%~25%左右。纯橄岩异离体较为密集,呈北东向展布。带内脉岩数量少并蚀变强。这些特征显示该地段的地幔岩具有较高的部分熔融程度及较强的塑性变形,为典型的局熔地幔残渣相岩石。该带赋存了3756等主要有工业价值的中型铬矿床(图3-38)。

岩石普遍具强烈蛇纹石化,并伴有硅化和碳酸盐化,少见矿物残晶。

据内蒙古地调院资料,斜辉辉橄岩平均岩石化学成分为SiO2:35.5%~37.8%,TiO2:0~0.3%,A12O3:0.27%~0.5%,Cr2O3:0.05%~0.17%,Fe2O3:0.71%~3.18%,FeO:1.63%~4.29%,MgO:56.85%~59.28%,CaO:0~0.13%,K2O:0~0.01%,Na2O:0~0.2%。由此表明斜辉辉橄岩镁高,低钛,钾、钠极低。其中3756地段m/f比值为10.56,基性程度最高。41地段m/f比值为9.4,基性程度低。基东地段m/f比值为10.08,介于上述两者之间。斜辉辉橄岩MgO/SiO2比值与辉石含量呈反比,与橄榄石含量成正比。

图3-38 贺根山岩体地质图及剖面图

(据内蒙古地质矿产局109地质队,1980,改编)

1—第四系;2—下白垩统泥砾岩-粉砂岩;3—上石炭统火山碎屑岩-凝灰岩;4—下—中泥盆统变基性火山岩-凝灰岩夹燧石结晶灰岩;5—流纹斑岩;6—花岗斑岩;7—纯橄岩;8—斜辉辉橄岩(低辉方辉辉橄岩);9—含长纯橄岩;10—橄长岩;11—辉长岩;12—岩石莫霍面;13—岩相带界限及编号;14—实测-推测地质界线;15—实测不整合地质界线;16—接触界线或地质产状;17—流面及产状;18—大-小型铬矿床;19—铬矿点;20—铬矿范围;21—向斜轴

纯橄岩岩石化学特征:3756地段m/f、MgO/SiO2值为9.73和2.76;41 地段这两比值最低。含矿纯橄岩与一般纯橄岩相比,Mg含量高,镁硅比值高,表明铬矿形成与富镁纯橄岩关系最为密切。

堆晶岩表现为具有轻稀土亏损和强烈的Eu正异常特点;而局熔地幔岩则具有以REE总量相对较低的Ⅴ形(或U形)(3756矿体的斜辉辉橄岩)或烟斗状(基东矿体的纯橄岩)分配形式及Eu负异常的特征。基本与我国蛇绿岩型铬矿床的岩石稀土特征相同(图3-39、贺根山各类岩石的REE分配形式)。

图3-39 岩体各类岩石的REE分配型式

(据鲍佩声等,1999)

(a)地幔岩的REE型式:1、2、3为3756区斜辉辉橄岩;4、5为3756矿区纯橄岩;6为基东矿区斜辉辉橄岩;7为基东矿区纯橄岩;

(b)堆晶岩的REE型式:8为含长纯橄岩;9为橄长岩;10为层纹状辉长岩;11为基东矿区橄长岩;12为3756矿区辉长岩

(四)矿床特征

赫格敖拉铬矿床有两种类型铬矿:一是产于蛇绿岩套剖面之岩石莫霍面下方,局熔程度较高的地幔橄榄岩(斜辉辉橄岩-透镜状纯橄岩)中的局熔型富铝铬矿床;二是产于超镁铁质-镁铁质堆积杂岩底部的岩浆堆晶型铬矿化(点)。前者以3756中型铬矿床为代表,此外,还有基东、620、820等小型矿床,具有较大的经济价值。后者以D2三角点矿化为代表,工业意义不大。现以3756 铬矿床为例,简述其矿床特征。

赫格敖拉3756铬矿床:地表长830m,宽110~300m,面积约0.13km2,向北东东方向侧伏至垂深440m(4线以北),沿轴向最大延伸已控制930m,沿倾斜最大延深280m。主要矿体群在西南部(25~27线),总体上形成一个北东走向的含矿带。由186个矿体群组成,地表出露仅有20余个,其余全部为盲矿体(图3-40、图3-41)。矿体几乎全部产于Ⅳ岩相带的透镜状纯橄岩中。矿群总体轴向50°~60°,倾向南东,倾角20°~70°。矿体形态较复杂,以透镜体居多,似脉状矿体较稳定。

矿石自然类型,以稠密浸染状为主,占62.04%;中等浸染状矿石占29.69%;致密块状矿石占4.1%;稀疏浸染状矿石占3.67%。矿体呈透镜状、豆荚状,似脉状和囊状等产出。矿体有急剧变薄,尖灭再现的现象,而且产状陡缓变化大,从而造成复杂的矿体形态。

矿体主要以纯橄岩为直接围岩,少数为斜辉辉橄岩。矿体与围岩接触关系呈清晰的迅速渐变或突变关系。近矿围岩蚀变强烈,通常为致密隐晶质-微晶质的绿泥石集合体,多数铬矿体四周发育有几厘米至几十厘米的蛇纹石-绿泥石薄壳,与纯橄岩呈渐变过渡关系。

图3-40 赫格敖拉3756铬矿床地质图

(据张国维等,1996)

Ⅴ—辉长岩及蚀变辉长岩;Mg—菱镁岩;φ2—斜辉辉橄岩;φ1—纯橄岩;1—剖面线;2—铬矿体及编号;3—铬矿点;4—产状;5—实测断层;6—推测断层

图3-41 赫格敖拉3756铬矿床B线纵剖面图

(据内蒙古地矿局109地质队,1976,简缩)

1—第四系;2—古近系—新近系上新统红粘土;3—纯橄岩;4—斜辉辉橄岩;5—斜辉橄榄岩;6—辉长岩;7—铬矿体;8—勘探线编号

铬尖晶石多呈半自形晶、他形粒状集合体散布于蛇纹石、绿泥石等脉石矿物中。粒度多大于1mm。尘点状磁铁矿常呈微粒集合体,沿铬尖晶石边缘、裂隙或与脉石矿物一起交代铬尖晶石,形成残余结构和网状结构。矿石构造包括豆斑状或瘤状构造,大部分属稠密浸染状矿石,少部分为块状矿石;浸染斑点状构造,稠密浸染状及细粒-中粒浸染状矿石具此类构造,为矿床的主要构造类型;条带状构造,条带宽2~5mm,与纯橄岩相间排列,条带为密集程度不同的铬尖晶石集合体;含块状矿石的浸染状构造,多出现在深部矿体中。

矿石矿物:金属矿物以铬尖晶石为主,尘点状磁铁矿为次,极少量黄铁矿、黄铜矿和赤铁矿。脉石矿物以叶蛇纹石为主,绿泥石次之。

铬尖晶石主要为镁质铝铬铁矿,次为富铬尖晶石和富铁铬铁矿。在不同矿石类型中,铬尖晶石化学成分变化规律为:由稀疏浸染状→致密块状矿石,铝镁及Mg/(FeO)、A12O3比值递增。矿石平均化学成分:Cr2O3:23.62%、Fe2O3:1.4%、A12O3:13.27%、SiO2:16.52%、FeO:9.48%、MgO:25.92%、CaO:0.57%、K2O:0.011%、Na2O:0.076%。

成矿物化条件:据白文吉(1986)研究,在海底环境的低压条件下,大约800℃形成堆晶岩中的铬矿体,铬矿形成的氧逸度(ƒo2)为10-6

(五)矿床成因与成矿模式

1.成矿期次及成矿时代

贺根山铬矿床存在两种成因亚型铬矿:一种是产于蛇绿岩剖面岩石莫霍面下方,局熔-改造型富铝铬矿床(简称“局熔型”)。另一种是产于岩石莫霍面上方,超镁铁质-镁铁质堆积杂岩底部的岩浆结晶-分凝型铬矿化(点)(简称“堆晶型”)。

成矿时代:目前尚未见到铬尖晶石成矿年龄的报道,一般借用蛇绿岩套中基性-超基性岩石测年数据,代表铬矿形成时代,对于“堆晶型”铬矿而言,成岩-成矿时间比较接近。而“局熔型”铬矿,矿石的形成可能会较围岩(母岩)更早。本区采自矿区的放射虫硅质岩,经王乃文鉴定为晚泥盆世(鲍佩声等,1996)。包志伟、陈森煌等在贺根山用超基性岩全岩,获得Sm-Nd 等时线年龄403±27Ma、在乌斯尼黑斜辉橄榄岩全岩的K-Ar法年龄为430Ma和285Ma(包志伟,1994)。苗来成等(2005)在贺根山取得3个锆石同位素年龄,分别为:辉长岩295Ma、基性脉岩298ma、基性熔岩293ma,相当于晚石炭世。因此岩带的形成时间应定为晚泥盆世—晚石炭世早期较适宜。

2.矿床成因及成矿要素

贺根山铬矿床两类铬矿的成矿物质,均来源于地幔深部局部熔融的尖晶石二辉橄榄岩。其形成过程可概括如下:①当上地幔熔融程度高时,可形成镁质基性-超基性岩浆(例如玄武岩浆-苦橄岩浆),沿合适通道进入地壳,汇聚成“壳下岩浆房”分异冷凝,岩浆中晶出的铬尖晶石,因重力下沉到岩浆房的底部,在温度不迅速下降的条件下,随着晶体堆积的增多,最终可以形成具有岩浆矿床特征的堆积层状铬矿;②残留在地幔中的物质则在“对流”运动中,通过部分熔融作用,经历了逐区“分馏-精练-萃取”过程,被除去低熔点组分,从而形成以斜辉橄榄岩-斜辉辉橄岩-纯橄岩组合为代表的“地幔残渣”(亏损地幔岩)。这个过程,可视为是一种借助于“热扰动”或“动力扰动”形式出现的壳-幔分异作用。在此过程中,地幔岩中的含铬辉石及副矿物铬尖晶石发生相变,形成富铬矿浆,矿浆在熔体中最初为分散的小熔滴,受地幔塑性流动和重力作用运移并逐渐变大,从而进一步聚集形成铬矿,即“局熔型”铬矿矿石。鲍佩声等(1999)通过对矿物变形研究,贺根山岩体古应力差和应变速率均较低。对铬矿浆熔滴的汇聚是不利的。

(六)找矿模型及预测要素

1)寻找镁质超基性岩是最重要的找矿前提。断裂活动对岩体的侵位有重要的作用,它既是岩体侵位的基本原因,也可能破坏原始壳-幔过渡带的结构。应注意那些可能标志早期洋壳主要遗迹的消减带或缝合带构造带,其次是经过次级扩张又有褶缩关闭的弧后盆地褶皱地带,特别是其边缘的一些断裂带,往往有利于成矿;

2)通过对蛇绿岩套火山岩性质的研究,对“残片”所代表的原始洋底构造部位和性质做出分析和判断,这将有利于寻找曾有过高热流活动构造部位的“遗迹”——成矿有利地区;

3)岩体侵位是一种随机截取,因此,岩体的形态、规模、产状都不是决定因素。岩体的含矿性,取决于早期“壳-幔分异”作用的程度和性质。分异好的,具有以下两个特点:一是保存良好分异的“壳下岩浆房”(堆晶岩发育),二是岩相分带清楚。在查清岩相分带特征的基础上,尽可能恢复原始壳-幔过渡带,进而寻找新的铬矿体。

4)鉴于3756矿床大部分为盲矿体,经实践证明磁法圈定岩体边界效果较好,重力、扭秤仅在几个已知铬矿体上有反映,而电法、化探效果不佳。如5号矿体近南北向重、磁异常综合剖面(图342)所示,重力、扭秤均有明显的异常反映,∆g=0.16×10-5m/s2,Ⅴxz=60×10-91/s2,Ⅴ=116×10-91/s2。∆g曲线基本对称,矿体上显示重力高、磁异常由低到高的过渡带。

图3-42 3756铬矿体上重、磁异常综合剖面图

(据廖昌庆等,1996)

Q—第四系;φδ—纯橄岩;φω—斜辉辉橄岩

如图3-43 所示,620矿体走向北东30°,由3个较大的透镜状铬矿体组成,走向40m,延伸25m,倾向东南,倾角较陡。矿顶埋深4~5m,矿石以细粒稠密浸染状为主。在矿体上反映为重力异常,而磁异常特征不明显。然而在地形条件较复杂的地区,以上方法会受到一定限制。因此,有必要进一步探索新方法,以期取得寻找盲矿体的更好效果。

二、内蒙古乌拉特中旗索伦山铬矿床

索伦山式铬矿床产于西伯利亚古板块与中朝古板块的缝合带西段——索伦山蛇绿岩带。其形成时间应早于泥盆世,而其侵位时间大约为晚石炭世—早二叠世。岩体由亏损地幔橄榄岩和堆晶岩组成。铬矿毫无例外地赋存于各类岩相的纯橄岩中。其中,地幔岩局熔改造型豆荚状铬矿具工业价值,矿石类型因不同岩体而异,总体而论仍为高铝型铬矿,矿床规模属小型。

(一)概况

索伦山铬矿,产于内蒙古巴彦淖尔市乌拉特中旗北东90km处,地理坐标:东经117°18'00〞,北纬49°26'00〞。该地区产出索伦山(察汗胡勒、阿布铬、乌珠尔)等铬矿床(点)。有工业价值的矿体主要分布于索伦山岩体西段的察汗胡勒矿区、中段的察汗奴鲁矿区及东段的土格木矿区。多数为耐火级铬矿矿石,少为冶金级铬矿石。累计探明C级储量10.0万吨,D级39.2万吨,共计49.2万吨;截止1993年,保有C级储量7.7万吨,D级38.3万吨,共计46.0万吨,为小型铬矿床。

图3-43 620矿体重磁综合剖面图

(引自廖昌庆等,1996)

TCr—倒塌的铬矿;1—第四系;2—斜辉辉橄岩;3—辉长岩;4—断层;5—钻孔;6—浅井

该矿床于1957年由内蒙古地质局区调队发现,1958年航磁及地幔磁测圈定超基性岩体。1958~1963年内蒙古地质局组织普查勘探,提交储量报告。期间,北京、天津部分科研单位进行了相关科学研究工作。1962年开始零星开采,1982年由乌特拉中旗计委投资建厂,至1994年采出矿石12万吨,精矿粉送天津、河北化工厂,部分富矿销往太钢。

(二)区域地质概况

索伦山蛇绿岩带西起哈布特盖,向东经索伦敖包、阿不盖敖包(即阿布格)、乌珠尔到哈尔陶勒盖等,为一个东西长约100多千米的狭长地带,已查明岩带中有5个较大的超基性岩体:索伦山、阿布格、乌珠儿、平顶山、哈也(图3-44),分布于索伦敖包-满都拉大断裂北侧,与围岩均为断层接触。多数学者认为该岩带东延可与西拉木伦蛇绿岩带连接(李锦轶等,1987,1998);陆松年等指出,兴蒙造山系中的二连-贺根山洋盆到早泥盆世已闭合,额尔古纳、松辽、佳木斯等地块已拼贴联合,此时,古亚洲洋东段仅保存西拉木伦洋盆。到石炭纪中期至早二叠世,洋壳消减和大陆增生已近尾声,最重要的地质事件是西伯利亚与华北全面碰撞对接,索伦山-西拉木伦是西伯利亚古板块与中朝古板块的分界线,也是古亚洲洋最终消亡的地带。一系列新的研究成果表明,古亚洲洋最终封闭的时间为二叠纪末(248±4ma)(陆松年,2010,内部资料)。据《中国成矿区带划分方案》(徐志刚等,2008),索伦山铬矿床地处白乃庙-锡林浩特Fe-Cu-Mo-Pb-Zn-Mn-CrⅢ级成矿带(Ⅲ-49)(Ⅴm-Ⅰ)。

蛇绿岩带形成时代为志留—泥盆纪,据陶继雄等(2004)取岩体中橄榄辉长岩,测得单颗粒锆石U-Pb年龄值为(433.6±3.6)Ma,侵位于石炭—二叠纪。

(三)岩体特征

索伦山、阿布格(即阿布盖敖包)和乌珠儿岩体是索伦山蛇绿岩带中较大且矿化较好的3个构造岩块。

索伦山岩体东西长32km,南北宽2~6km,面积72km2,向北进入蒙古境内,由斜辉辉橄岩和纯橄岩组成,局部含少量二辉橄榄岩。纯橄岩以复杂多变的透镜状、条带状、似脉状体广泛分布于斜辉辉橄岩中,含量约占10%,主体为斜辉辉橄岩,二者界线截然。岩体岩相分带不明显,仅在索伦山主峰以北见少量斜辉辉橄岩-二辉橄榄岩,其他均为斜辉辉橄岩-纯橄岩岩相。

阿布格岩体位于索伦山岩体东28km,岩体东西长9.5km,宽0.18~3.5km,主要由纯橄岩、斜辉辉橄岩组成,含少量异剥橄榄岩、辉石岩、辉长岩等透镜体。纯橄岩出露占岩体总面积30%,从南到北,以纯橄岩-斜辉辉橄岩岩相带、纯橄岩岩相带交替出现。岩体地表风化甚强,主要为硅化和碳酸盐化,蚀变深度可达数十米。

乌珠儿岩体位于阿布格岩体东18km,东西长3.5km,宽0.7~1.5km,岩体由纯橄岩-斜辉辉橄岩、辉长岩及枕状熔岩组成,为该区出露较完整的蛇绿岩组合,但缺少岩墙群。可分为纯橄岩岩相带、纯橄岩-斜辉辉橄岩杂岩岩相带及二辉橄榄岩3个岩相带。

3个岩体岩石化学成分差别不大,相比较而言,索伦山岩体铬含量较阿布格和乌珠儿略高。岩体蛇纹石化均较强,特别是阿布格岩体,除蛇纹石化外还具有强烈的硅化和碳酸盐化。

(四)矿床地质特征

索伦山岩体中绝大部分工业矿体,无例外地产于斜辉辉橄岩-纯橄岩杂岩带之纯橄岩透镜体中,并有成群出现、成带分布特点,且以北部居多,往南减少。自西向东包括察汗胡勒、察汗奴鲁和土克木3个矿区(图3-44,图3-45),共发现100多个矿体,其中近80%为盲矿体。矿体形态复杂多样,以透镜状、豆荚状、脉状、网脉状、囊状、巢状、筒状及不规则状等为主。规模可由数十至300m。矿石类型以浸染状为主,造矿铬尖晶石为铬矿(富铬型),Cr2O3变化较大,可由10.68%~31.59%,个别可大于 40%~50%;Cr2O3/<FeO>可达 3.03~3.06。探明储量占全区(索伦山全岩体)73.45%。

图3-44 索伦山岩体察汗胡勒矿区地质图

(据内蒙古地矿局地质研究队,1984)

1—斜辉辉橄岩;2—纯橄岩;3—铬矿体;4—断层;5—矿体产状;6—勘探剖面线

阿布格岩体矿化较为普遍,主要有两个矿群Cr209、Cr207,共发现37个矿体,地表仅出露4个,矿体一般长数十至百余米,厚数米。探明储量占全区9.8%。

乌珠儿岩体有Ⅰ、Ⅲ两个矿群,由18个矿体组成,仅有2个矿体出露地表,其他均为盲矿体。探明储量占全区16.9%。

矿石矿物成分主要为铝铬铁矿,较之贺根山铬矿含铁略高,可能与蚀变作用较强有关。此外,含少量磁铁矿、赤铁矿、磁黄铁矿和镍黄铁矿。脉石矿物以叶蛇纹石为主,绿泥石、菱镁矿次之。

矿石呈他形-半自形晶结构、碎裂结构、碎斑结构、交代结构、网脉状结构及塑性变形结构。矿石构造复杂,主要为浸染状矿石,其次为致密块状、条带状、巢状、囊状、斑杂状、反斑杂状构造。

图3-45 索伦山察汗奴鲁矿区Ⅱ矿群4勘探线剖面图

(据内蒙古地矿局地质研究队,1984)

1—斜辉辉橄岩;2—纯橄岩;3—碳酸盐化超基性岩;4—辉绿岩;5—铬矿体;6—推测断层;7—岩相界线;8—钻孔

(五)找矿建议

内蒙古地区是我国较早开展铬矿找矿工作地区之一,并在贺根山—索伦山一带找到了中型矿床一处;小型矿床2处;矿点、矿化点36处,其中近80%为盲矿体。足以证明该地段具有良好的找矿潜力。提出以下几点找矿建议:

1)内蒙古具工业价值的铬矿均为蛇绿岩型铬矿。索伦山蛇绿岩带又是西伯利亚古板块与中朝古板块的缝合带。因此,应加强区域蛇绿岩带的研究,寻找成矿有利地段,加大找矿勘查力度,有希望取得新进展。

2)加强方法研究。找矿方法的成功,往往可以带动找矿突破。鉴于内蒙古第四系覆盖面积较大,以往找到的矿体,大部分为盲矿体,积累了一定的经验,很有必要进一步加强研究物探综合方法在寻找铬矿方面的应用研究,力争有所突破。

3)关注国内外新的成矿理论,深入研究中国铬矿成矿规律,并结合深部找矿的趋势,重点研究深部找矿的技术方法,以点带面。

5. 长治有铬矿吗

有。山西万斯特实业贸易有限公司创始于2000年3月9日。根据查询得知,长治市有铬矿位于山西万斯特实业贸易有限公司。该公司主要经营:铬矿,锰矿等产品,我们始终坚持诚信和让利于客户,坚持用自己的服务去让客户满意。

6. 铬铁矿和铬矿的区别

你刚好理解反了!
铬矿应该是指含铬(Cr2O3)达到一定数值的矿石,理解成含铬矿物的统称也行。
自然界含铬矿物约30种,但具有工业价值的只有铬铁矿,中国常见的有铬铁矿、铝铬铁矿和富铬尖晶石。
铬矿一般含Cr2O3 4~20%(能经济开发的工业品位要达到8~10%),需通过重选、磁选等选矿方法提纯出较纯的铬铁矿,当Cr2O3 含量达到32%以上就可以当铬铁矿精矿买了。
用于火法炼铬铁合金的铬铁矿精矿品级按Cr2O3含量分成四级(不小于)32%、40%、45%、50%。
用于耐火材料的铬铁矿按Cr2O3含量分成不小于35%、不小于32%。
另外,铬铁矿精矿品级除了Cr2O3 达到要求外,对Cr2O3/FeO(铬铁比)和SiO2还有要求,一般Cr2O3/FeO在2.4~3;SiO2小于10%,50%品级的高级精矿SiO2 要小于1.2%
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7. 铬矿的介绍

在冶金工业上,铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。 铬矿铬铁合金作为钢的添加料生产多种高强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化的特种钢,如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、工具钢等。

8. 世界铬矿资源概况

世界范围内铬矿,以原生铬矿床为主,主要有两种类型:一类是基性-超基性岩型层状铬矿床,它主要产于古老陆块(克拉通)层状镁铁-超镁铁杂岩内,以南非布什维尔德(图1-1中的1)、美国斯提尔沃特(图1-1中的46)以及津巴布韦大岩墙(图1-1中的2)等铬矿为代表;另一类为蛇绿岩型豆荚状铬矿,它多产于显生宙以来各造山带的蛇绿岩(蛇绿混杂岩)中,著名的有哈萨克斯坦肯皮尔赛(图1-1中的9)、俄罗斯萨拉诺夫(图1-1中的8)、阿尔巴尼亚布尔其泽(图1-1中的5)、土耳其古里曼(图1-1中的6)、菲律宾三描礼士(图1-1中的11)等。

据郝梓国等(2011,尚未出版)研究,世界五大洲共有76个国家和地区有铬矿床或矿化点,资源量并不紧缺,但分布极不均匀,世界铬矿资源总量超过120亿吨,大型-超大型铬矿床集中在南非、哈萨克斯坦、印度等少数国家,其铬矿资源量占世界探明资源量的98%(马建明,2013,世界矿产资源年评)。2012年世界探明储量约为4.6亿吨,足以满足世界数百年的需求。除南非、哈萨克斯坦、印度铬矿资源丰富外,芬兰、巴西、土耳其、阿尔巴尼亚以及伊朗的铬矿资源也较为丰富,中国、日本、越南、菲律宾、伊拉克、巴基斯坦、阿富汗、缅甸、美国、加拿大、古巴、澳大利亚等40多个国家也拥有铬矿资源(图1-1;表1-1)。

图1-1 全球重要铬矿分布概图

(据熊发挥等,2013)

1—南非布什维尔德铬铁矿;2—津巴布韦大岩墙铬铁矿;3—芬兰铬铁矿;4—巴西铬铁矿;5—阿尔巴利亚铬铁矿;6—古勒曼区铬铁矿;7—俄罗斯拉依兹铬铁矿;8—乌拉尔萨拉诺夫铬铁矿;9—乌拉尔肯皮尔赛铁铁矿;11—菲律宾铬铁矿;12—马达加斯加铬铁矿;13—塔桑尼亚铬铁矿;14—苏丹铬铁矿;15—埃及铬铁矿;16—多哥铬铁矿;17—加纳铬铁矿;18—塞拉利昂铬铁矿;19—挪威铬铁矿;20—英国设得兰岛铬铁矿;21—前苏联乌克兰铬铁矿;22—前苏联外高加索铬铁矿;23—南斯拉大铬铁矿;24—希腊铬铁矿;25—土耳其其他各区铬铁矿;26—塞浦路斯铬铁矿;27—伊朗北部铬铁矿;28—伊朗南部铬铁矿;29—阿富汗铬铁矿;31—印度迈索尔帮铬铁矿;32—缅甸北部铬铁矿;33—缅甸南部铬铁矿;34—中国西藏罗布莎铬铁矿;35—中国西藏东巧铬铁矿;36—中国新疆萨尔托海铬铁矿;37—中国甘肃肃北铬铁矿;38 —中国青海祁连铬铁矿;39—中国内蒙古乌盟铬铁矿;40—中国内蒙古锡盟铬铁矿;40—日本本州、北海道铬铁矿;42—澳大利亚铬铁矿;43—新西兰铬铁矿;44—新喀里多尼亚铬铁矿;45—新几内亚铬铁矿;46—美国(Sti11water)铬铁矿;47—加拿大铬铁矿;48—越南铬铁矿;49—古巴铬铁矿;50—危地马拉铬铁矿;51—阿曼铬铁矿

表1-1 世界铬矿储量、基础储量(商品级矿石)、产量一览表

储量单位:万吨(矿石);产量单位:万吨。

数据来源:2007~2008年,带*号者及2013年世界矿产资源年评(国土资源部信息中心)。

2012年世界铬矿的产量为2491.4万吨,比2011年下降了6.0%,铬矿生产国格局变化不大,南非、哈萨克斯坦、印度3国铬矿产量为1825.6万吨,占世界铬矿总产量的73.3%,但消费格局发生了巨大变化。世界铬矿主要用于冶金工业,生产不锈钢(不锈钢平均含铬10.5%)和抗高温钢材,且消费的重心逐渐向东亚地区转移,日本、中国、韩国、印度等是主要铬矿消费国家。目前,中国已成为世界上最大的不锈钢生产国,2012年中国不锈钢产量约占世界产量的45%(表1-2)。因而,从世界范围而言,中国是一个铬矿资源储量及产量都较为贫乏而工业需求量却非常大的国家。

出于对环境问题的担忧,铬作为化学工业级耐火材料的应用不断减少。

表1-2 世界主要国家(地区)不锈钢产量一览表

储量单位:万吨。

数据来源:2013年世界矿产资源年评(国土资源部信息中心)。

图1-2 世界主要铬矿生产国基础储量柱状图

9. 中国铬矿资源现状

我国是一个铬矿资源较为贫乏的国家。从20世纪50年代起,鉴于国家对铬矿资源的迫切需求,为保证国家基本钢材和尖端工业的需要,我国铬矿地质工作者在全国开展了大规模的地质勘查和科学研究工作。特别是,1964年原地质部组织了“新疆铬矿会战指挥部”以新疆铬矿为重点,掀起了全国铬矿找矿热潮,随着一批铬矿产地的发现和勘探,结束了我国无铬矿的历史。至大会战结束(1980年底),铬矿勘查区已达49处,探明资源量1053.1万吨,积累了大量铬矿和基性-超基性岩资料,基本查明了我国铬矿分布的总体格局。在此阶段,我国共投入铬矿找矿地质勘查事业费约4.28亿元,完成钻探工程量约292.6万米,坑探5.8万米;提交科研报告约223份,发表论文约278 篇;查明我国基性-超基性岩岩体总数约11443个,出露面积11147km2,其中超基性岩体8635个,总面积4516km2(姚培慧等,1993)。此外,对铬矿的找矿勘查方法也作了一些探索。80年代后,铬矿勘查资金逐年减少,找矿规模不断缩小,资源量仅有少量增加,铬矿工作的重点也由找矿勘查转向铬矿地质科学研究。不少学者对超基性岩及铬矿的成岩成矿理论进行了探索和研究,发表了大量论文和专著,对进一步找矿、勘查工作起到了积极作用。

一、我国铬矿资源家底

我国铬矿勘查工作始于20世纪50年代。60~70年代是我国铬矿勘查的黄金时期,先后发现了罗布莎、萨尔托海、大道尔吉等中型以上的铬矿床,在检查物探异常时发现了萨尔托海东南6km处隐伏的鲸鱼矿床。此时,铬矿资源量快速上升。历年获得的资源量见表1-3。

表1-3 中国铬矿历年储量、资源量一览表

储量单位:万吨、矿石。

从上表可以看出:

1)我国铬矿资源量增长主要在20世纪60年代至70年代铬矿大会战时期,至1980年累计探明储量已达1053.1万吨,此后至1993年仅增加252.2万吨,达1305.3万吨,保有储量为1121.8万吨,而此时期,铬矿的消耗量逐年递增。

2)1999年至2000年,铬矿保有储量有所下降,至2000年,仅有978.2万吨。

3)2001年后,全国进行矿产储量套改,以与“国际标准接轨”。使用中发现新旧资料对比仍有一定困难,仅过去的保有储量与现在的查明资源储量较为接近,可作为对比参数。可以看出从2000年到2005年,查明资源储量逐年下降,2006年后,新增资源量较多,累计221.72万吨。而这些新增资源量绝大部分为西藏罗布莎矿区贡献(后文还将详述)。

二、我国铬矿资源特征

据2012年国土资源部发布的储量通报,全国已开展勘查工作的铬矿矿区64处,查明铬矿资源储量仅有1149.87万吨(表1-3,应为当年查明保有资源储量),不及世界基础储量的百分之一。我国铬矿具有矿床规模小、区域分布差异明显、矿床成因类型单一以及冶金级富矿石所占比例不高等特点。且矿石生产水平较低,年产量一直徘徊在10~20万吨之间,而我国铬矿年消耗量,近几年则一直维持在百万吨以上,产量远远不能满足国内的需求,主要依靠进口来缓解国内铬矿供不应求的局面,资源紧缺程度极为突出。

我国铬矿资源特征:

1)小型矿床居多。通过本次资源潜力评价工作查明,全国已发现铬矿床,矿点、矿化点达350个,主要分布于全国12个省(市、自治区)(图1-3a、1-3b),但成型矿床并未增加,绝大多数仍为矿点、矿化点。全国仅有1个大型矿床,4个中型矿床,分别是西藏的罗布莎铬矿床(据西藏地矿局2013年统计,罗布莎矿区已探获资源储量超过500万吨,为大型矿床。香卡山矿区资源量超过100万吨可达中型规模);内蒙古赫格敖拉矿区(累计资源储量约288.6万吨)、新疆萨尔托海矿区(累计资源储量约219.5万吨)、甘肃大道尔吉矿区(累计资源储量200.5万吨)(表1-4)。上述的5个(包括1个大型、4个中型)铬矿床都由数百个大小不一的矿体组成,具有成群出现、呈带分布、分段集中的特点。

图1-3a 各省(市、自治区)铬矿查明资源储量分布饼状图

图1-3b 各省(市、自治区)铬矿床(点)数量统计图

2)矿床类型单一。世界原生铬矿床有两种类型:一类是层状铬矿床,它主要产于古老陆块区层状镁铁-超镁铁杂岩内,以布什维尔德、斯提尔沃特以及津巴布韦大岩墙等铬矿为代表;另一类为蛇绿岩型铬矿,多产于显生宙以来各造山带中蛇绿岩(蛇绿混杂岩)中。我国铬矿的成因类型较为单一,具工业价值的铬矿以蛇绿岩型铬矿为主,至今尚未发现典型层状基性-超基性岩型铬矿(图1-4)。

图1-4 中国铬矿分布图

表1-4 全国有关省(市、自治区)铬矿产地数量与源量储量一览表

注:表中探明资源量均为累计查明资源量(其中包括部分未上表资源量),数据引自各省(市、自治区)成矿规律组报告;预测资源量由预测组提供。

3)优质矿石量少。高品位冶金级矿石主要分布于西藏、青海等地,其资源量仅占总保有资源储量的38.6%;耐火级矿石主要分布于新疆萨尔托海等地区;化工级矿石主要分布于内蒙古、甘肃等地(图1-5)。

图1-5 各省不分类型铬矿查明富矿与总资源储量直方图

(数据来自2012年储量通报)

三、我国铬矿资源形势

1)铬矿是发展优质钢铁的重要原料。我国铬矿资源短缺,国内铬矿产量不足消费需求的3%(中国矿产资源年报,2011),对外进口逐年增加。从1980年到2012年,我国铬矿资源量(表1-3,2000年前用保有资源储量,2000年后为查明资源储量)仅增加了107.63万吨。基础储量由2000年595.2万吨,到2005年仅为520.9万吨,2012年下降为405万吨,逐年下降趋势明显(图1-6)。如不能找到新的接替资源,不远的将来,我国的铬铁矿资源可能枯竭。

图1-6 1963~2012年中国铬矿基础储量变化情况(单位:万吨)

注:1963~1970年数据出自张建博士论文“新疆西准噶尔地区铬铁矿资源潜力评价研究”,其中基础储量为保有储量,2000~2012年数据据国土资源部公报。

2)我国铬铁矿开采、生产水平一直较低。1970年,铬矿年产量仅为3万吨,2007年产量最高,总产量达28.2万吨,此后,铬矿产量略有下降(图1-7)。铬矿主要产区有西藏,新疆、甘肃以及内蒙古。据马建明(2007)统计,全国共有铬矿矿山23处,无大型矿山,仅有中型矿山1处,小型矿山12处,小型铬矿采矿点11处,从业入员1842入,工业总产值7.66亿元。其中,西藏2007年铬铁矿石产量为14.3万吨,采矿实际回收率平均为77.5%,矿产品销售收入5.39亿元,年利润总额约2.65亿元。

图1-7 1970~2010年中国铬铁矿产量变化情况(单位:万吨)

数据来源:张建(2009);国土资源部信息中心(2011),《中国矿产资源年报》(内部)

1957~1996年数据来源于中国矿业网;1999~2005年数据来源于USGS Minera1yearbook2000,2003,2005,2006

3)由于我国工业的高速发展,近年炼制不锈钢的铬铁合金产量呈上升趋势,2005年,世界铬铁合金生产总量约为657万吨,主要的生产国有南非(258万吨)、哈萨克斯坦(116万吨)以及中国(75万吨)。解决我国铬矿资源供不应求的矛盾,主要依靠进口。1957年,我国进口铬矿仅1.94万吨,至2012年进口量达到929.3万吨,主要来自:南非448.6万吨、土耳其183.6万吨、澳大利亚50.1万吨、巴基斯坦47.4万吨、伊朗44.8万吨、阿曼42.5万吨、印度31.7万吨(马建明,2013)。以上7国合计848.0万吨,占我国进口总量的91.3%。中国已成为世界最大的铬矿进口国。

虽然,从全球角度来看,铬矿资源并不紧缺,但由于分布不均匀,价格容易受入为因素控制。目前世界主要的铬合金产地,已逐步转移到具有丰富铬铁矿资源的国家(南非、哈萨克斯坦、俄罗斯、印度等)(国土资源部信息中心,2013,《世界矿产资源年评》),这些国家可能会对铬矿石的出口采取限制、提价等措施,从而对我国的经济发展带来负面影响。2007年,我国进口铬矿平均到岸价为254.2美元/t,2008年则猛增至396.7美元/t,2011年有所回落,平均到岸价为282.1美元/t,价格变化的主动权不在我国。因此,我们应认真研究新的对策,立足国内,寻找新的铬矿矿产地。同时也要协助国内企业寻找条件较好的国家、地区,走出去。通过两个市场,两种资源,解决我国铬矿资源紧缺问题,从而可以较小的代价获得较多的资源,以支撑我国国民经济发展需要。

通过科技创新寻找铬的替代品也是需要考虑的重要方向。