Chromite

铬铁矿是尖晶石族的一种矿物，主要由氧化亚铁和氧化铬组成，化学式为FeCr2O4。镁可以以不同比例替代铁，与镁铬铁矿（MgCr2O4）形成固溶体。铝也可以替代铬，生成铁尖晶石（FeAl2O4）。如今，铬铁矿主要被开采用于生产不锈钢，通过制造铁铬合金（FeCr）——一种铁铬合金来实现。铬铁矿颗粒通常存在于大型镁铁质火成侵入岩中，例如南非的布什维尔德杂岩体和印度的矿床。该矿物呈铁黑色，具有金属光泽，暗棕色条痕，莫氏硬度为5.5。铬铁矿主要产于镁铁质-超镁铁质火成侵入岩中，有时也出现在变质岩中。它形成层状矿床，长度可达数百公里，但厚度仅有几米。铬铁矿在铁陨石中也很常见，与硅酸盐和陨硫铁共生。其成分FeCr2O4中铁为+2氧化态，铬为+3氧化态。该矿物结构呈板状，沿薄弱面易裂开。在薄片中，铬铁矿呈浸染状、自形至半自形晶体。它含有镁、亚铁、铝和微量钛。由于铬铁矿属于尖晶石族，它与该族的其他成员形成完全固溶体系列，包括辰明矿（FeCr2O4）、谢氏矿（FeCr2O4）、镁铬铁矿（MgCr2O4）和磁铁矿（Fe²⁺Fe³⁺₂O₄）。辰明矿和谢氏矿是铬铁矿的同质多象变体，而镁铬铁矿和磁铁矿与其具有等结构。铬铁矿呈块状和粒状晶体；八面体晶体非常罕见。双晶遵循尖晶石律，发生在{III}晶面。颗粒通常较小，但已发现一些可达3厘米的晶体。这些大颗粒晶体在低铬和低氧条件下从陨石体的熔体中结晶，与稳定的过饱和状态有关。铬铁矿有助于确定岩石的形成条件。它与一氧化碳和二氧化碳等气体反应，还原铬铁矿并形成铁铬合金以及可能的金属碳化物。铬铁矿在冷却过程中早期结晶，因此能抵抗变质作用中高温高压的蚀变。它可以不变地通过变质系列，而较不稳定的矿物则蚀变为蛇纹石、黑云母或石榴石。铬铁矿以正堆积透镜体形式产于地幔橄榄岩中，也出现在层状超镁铁质侵入岩以及某些蛇纹岩等变质岩中。矿石矿床作为早期岩浆分异产物形成，常与橄榄石、磁铁矿、蛇纹石和刚玉共生。南非的布什维尔德火成杂岩体含有高达90%铬铁矿的层位，形成了罕见的铬铁岩。蒙大拿州的斯蒂尔沃特火成杂岩体也蕴藏着重要的铬铁矿。具有商业开采价值的矿床仅限于少数大型矿点。存在两种主要类型：层状矿床（产于层状侵入体中，占全球储量的98%），分布于南非、加拿大、芬兰和马达加斯加；豆荚状矿床，分布于哈萨克斯坦、土耳其和阿尔巴尼亚。津巴布韦是唯一拥有这两种类型显著储量的国家。这些矿床在层状镁铁质至超镁铁质火成杂岩体中形成大型板状体，通常为前寒武纪年龄，位于克拉通内。这些侵入体可能进入含有花岗岩或片麻岩的大陆地壳。它们呈板状或漏斗状。板状侵入体（例如斯蒂尔沃特和伯德河）以岩床形式出现，具有平行层理。漏斗状侵入体（例如布什维尔德和大岩墙）向中心倾斜，形成向斜。铬铁矿出现在多层铬铁岩中，每层厚度从1厘米到1米不等，横向延伸可达70公里。铬铁岩在这些层中占50%–95%。