文庫(kù)發(fā)布：一鐵的性質(zhì)

page1二、鐵（一）鐵的性質(zhì)、用途及礦產(chǎn)資源概況1.鐵的性質(zhì)灰白色金屬，具延展性。比重＝7.87，硬度60~70Kg/Mm2，熔點(diǎn)1535℃。鐵族元素：Ti,V,Cr,Mn,Co,Ni，由於離子半徑小，多在巖漿作用的早期晶出。原子半徑：1.26?，離子半徑Fe2+=0.82?，F(xiàn)e3+=0.67?自然產(chǎn)出：氧化物 Fe2O3最穩(wěn)定－赤鐵礦 Fe3O4分佈最廣泛－磁鐵礦 硫化物：黃鐵礦(FeS2)，磁黃鐵礦() 鹵化物：氟化鐵、氯化鐵、溴化鐵2.鐵的用途含碳量(%)名稱0.04-0.2熟鐵0.2-1.5鋼1.5-2.5鋼質(zhì)生鐵2.5-4生鐵特殊鋼＝碳素鋼加Mn,Cr,V,Ni,Co,Mo,W3.鐵礦資源概況世界儲(chǔ)量約400x108噸，以蘇聯(lián)(30%)、巴西(20%)、加拿大(10%)、澳洲(10%)為主。（二）鐵的地球化學(xué)特徵1.鐵的地球化學(xué)特徵佔(zhàn)地球的35%，佔(zhàn)地殼6%為其組成元素之第四位。主礦物除上述之外，尚有軟錳礦(MnO2)，鉻鐵礦(FeCr2O4)、鈦鐵礦(FeTiO3)、硫鈷礦(Co3S4)、鎳黃鐵礦[(Fe,Ni)S]、黃銅礦(CuFeS2)。2.內(nèi)生成礦作用中鐵礦形成的物理化學(xué)條件所形成的鐵礦，其鐵質(zhì)源於地球內(nèi)部的矽酸鹽熔體。如玄武巖和安山巖含鐵6-8%，花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖含鐵3-4%。3.外生成礦作用中鐵礦形成的物理化學(xué)條件鐵的溶解、沈澱、富集主要取決於環(huán)境的氧化還原電位，介質(zhì)的酸鹼度和化學(xué)成分。風(fēng)化中的氧化作用使亞鐵礦物生成高價(jià)鐵氧化物如赤鐵礦，和水化物（褐鐵礦，Limonite，為含水氧化鐵的通稱），其主要礦物為針鐵礦(Goethite,-Fe2O3．H2O)及纖鐵礦(Lepidocrocite,-Fe2O3．H2O)。另硫化物氧化時(shí)則形成FeSO4Fe2(SO4)3Fe(OH)3（pH值小）之反應(yīng)。4.變質(zhì)成礦作用中鐵礦形成的物理化學(xué)條件變質(zhì)作用中，形成鐵礦的主要因素是溫度、壓力和原生含鐵類型。石英－鐵氧化物組合：原生沈積物的燧石、碧玉（或石英）和磁鐵礦（或赤鐵礦）或兩者的微細(xì)條帶的混合物，隨變質(zhì)程度增高而發(fā)生重結(jié)晶作用，使原生的氧化物變?yōu)榇至５募象w。石英－碳酸鹽鐵礦組合：原生沈積相由燧石（石英）、菱鐵礦(Siderite)組成。當(dāng)變質(zhì)作用有赤鐵礦存在時(shí)，在較低溫（300℃）和低壓(Pco2=2108Pa)條件下產(chǎn)生之反應(yīng)為：。無(wú)赤鐵礦存在時(shí)，若Pco2高，可阻止之分解，只產(chǎn)生重結(jié)晶作用。反之，產(chǎn)生下列反應(yīng)：(Fe,Mg)CO3+SiO2=(Fe,Mg)SiO3+CO2 菱鐵礦 輝石石英－矽酸鹽鐵礦組合：成巖作用常產(chǎn)生的穩(wěn)定矽酸鹽（如鐵滑石）。在變質(zhì)作用下（250-280℃），鐵滑石經(jīng)去水作用轉(zhuǎn)變?yōu)殍F閃石[Grunerite,(Fe,Mg)7Si8O22(OH)2]，這可視為綠片巖相變質(zhì)作用的開(kāi)始。（三）鐵的工業(yè)礦物及礦石類型1.鐵的工業(yè)礦物磁鐵礦 Fe3O4(Fe72.4%)赤鐵礦* Fe2O3(Fe70%)褐鐵礦 Fe2O3．nH2O(Fe48-63%)針鐵礦 Fe2O3．H2O(Fe48-63%)菱鐵礦 FeCO3(Fe48.3%)*結(jié)晶的鱗片狀赤鐵礦稱鏡鐵礦（Specularite或specularironore）2.鐵礦石類型依礦物成分：磁鐵礦礦石，赤鐵礦礦石，褐鐵礦礦石，鈦鐵礦礦石，菱鐵礦礦石。依鐵含量分為：富鐵礦石－Fe達(dá)45%以上的磁鐵礦礦石及赤鐵礦礦石 Fe達(dá)30-35%以上的菱鐵礦礦石貧鐵礦石－Fe達(dá)25-45%的磁鐵礦礦石及赤鐵礦礦石 Fe達(dá)20-30%的菱鐵礦礦石依氧化程度分為：氧化礦石，原生礦石。tFe代表礦石的全鐵，包括可溶鐵和矽酸鐵（冶煉時(shí)一般不能提取）3.鐵礦石的工業(yè)特徵貧鐵礦石在冶煉前需先進(jìn)行選礦。磁鐵礦－磁選法，包括乾磁選（粗粒礦石）和溼選法（細(xì)粒礦石）。赤鐵礦和褐鐵礦－先磁化焙燒後再進(jìn)行磁選。上兩礦石（以赤鐵礦為主）有時(shí)亦用重力選礦，包括洗選，淘汰選，淘汰盤(pán)精選和重懸浮液選礦。細(xì)粒浸染狀礦石常以浮懸法，此法對(duì)磁鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦效果較好，對(duì)褐鐵礦較差。4.工業(yè)上對(duì)鐵礦石的要求礦石中之有益組分－Mn,Ni,Co,V,Cr,Mo,W礦石中之有害組分－S,P,Pb,Zn,Sn（四）鐵礦床類型及典型礦床實(shí)例1.巖漿型鐵礦床泛指產(chǎn)在基性、超基性侵入巖中的釩鈦磁鐵礦礦床，礦石富含釩和鈦。此類礦床在中國(guó)儲(chǔ)量甚豐（約佔(zhàn)14%），主要產(chǎn)地為四川攀西地區(qū)（攀枝花、西昌）。礦石鐵含量一般為26-46%，屬於貧鐵礦石。TiO2含量4-10%，V2O5含量0.2-0.4%。實(shí)例：攀枝花屬規(guī)模巨大的巖漿型礦床，含礦巖體主為古生代晚期的輝長(zhǎng)巖，以鈦磁鐵礦，鈦鐵礦和尖晶石為主要金屬礦物。2.火山成因鐵礦床指與鈣鹼性富鈉質(zhì)火山巖－次火山巖建造有關(guān)的鐵礦床，其形成與火山噴溢作用、火山噴發(fā)沈積作用或火山熱液作用關(guān)係密切，根據(jù)礦床地質(zhì)特徵及成因可分為：火山噴溢巖漿型鐵礦床實(shí)例：智利拉科(ElLaco)鐵礦，呈熔巖狀鐵礦體，惟此種類型甚少。最近的研究認(rèn)為其來(lái)源可能是深部老地層中的沈積變質(zhì)鐵礦，在更新世巖漿活動(dòng)時(shí)重熔而成的鐵礦漿。玢巖型鐵礦床實(shí)例：安徽寧蕪（馬鞍山）鐵礦床3.沈積型鐵礦床指在淺海環(huán)境中由沈積作用形成的鐵礦床，一般在空間和時(shí)間上分佈十分廣泛，在中國(guó)佔(zhàn)鐵礦總儲(chǔ)量13%左右。此等礦床礦體呈層狀，常產(chǎn)於砂頁(yè)巖向鈣質(zhì)頁(yè)巖遞變的層位中，其上覆巖層常為黑色頁(yè)巖，下伏巖層常為砂質(zhì)巖石。礦石礦物一般以赤鐵礦和菱鐵礦為主，部分為黃鐵礦或鮞綠泥石。在淺海處由於氧氣充足和溫度較高，易於形成赤鐵礦，在較深處或近岸坳陷處，海水穩(wěn)定，有機(jī)物不斷分解釋出二氧化碳，在弱鹼性和半還原的條件下，易形成菱鐵礦。中國(guó)沈積鐵礦的礦床分佈廣，北方有中元古代的宣龍式鐵礦，南方有中、晚泥盆紀(jì)的寧鄉(xiāng)式鐵礦，西部新疆一帶則有早石炭紀(jì)的靜和式鐵礦。4.變質(zhì)型鐵礦床此類礦床在世界鐵礦床中是最重要的，佔(zhàn)世界鐵礦總儲(chǔ)量的60%，主要產(chǎn)於世界各地前寒武紀(jì)地盾和地臺(tái)區(qū)，故礦床的形成與前寒武紀(jì)地殼演化有密切關(guān)聯(lián)，根據(jù)形成時(shí)代及含礦層的不同，可分為阿爾戈馬型(Algomatype)，蘇必略湖型(LakeSuperiortype)和基魯納型(Kirunatype)三種鐵礦床(ironformation)。阿爾戈馬型主要形成於晚太古代（約2500Ma），與綠色巖帶(greenstonebelt)有密切關(guān)聯(lián)，即常與綠色巖帶上部的火山碎屑巖相伴生，其鐵礦層的硫化物相或碳酸鹽相產(chǎn)在靠火山活動(dòng)中心處，氧化物相常遠(yuǎn)離中心，矽酸鹽相位於兩者之間，常由灰色的鐵質(zhì)燧石和赤鐵礦或磁鐵礦組合成帶狀構(gòu)造，一般都受了綠色片巖相和角閃巖相的變質(zhì)作用。主要分佈於加拿大地盾南部的阿比提比綠巖帶上的克科蘭德湖(KirklandLake)地區(qū)。此外，美國(guó)的佛米利恩地區(qū)(VermillionRange)，俄羅斯的庫(kù)爾斯克磁異常區(qū)(KurskMagneticAnomaly)，中國(guó)遼寧的鞍本（鞍山、本溪）地區(qū)亦屬類似之礦床。遼寧鞍山鐵礦屬阿爾戈馬型之代表，但在中國(guó)則稱為鞍山式鐵礦床，位於中朝古陸之東北部，是太古代火山－矽鐵層受中高度變質(zhì)的產(chǎn)物。礦床重要特徵之一是礦石呈條帶構(gòu)造，黑色條紋含較多的鐵礦物外加石英及鐵鎂矽酸鹽礦物，白色條紋主要由石英組成。鐵礦物為磁鐵礦、赤鐵礦，鐵鎂礦物隨變質(zhì)度的不同可為綠泥石、閃石類、鐵石榴石、黑雲(yún)母等。蘇必略湖型主要形成於早元古代(2200-1800Ma)的海盆中，為標(biāo)準(zhǔn)的條帶狀鐵礦床(bandedironformation，簡(jiǎn)稱BIF）。鐵礦層的層序自下而上一般為：白雲(yún)巖、石英巖、紅色或黑色鐵質(zhì)頁(yè)巖、鐵礦層、黑色頁(yè)巖和泥質(zhì)板巖。鐵礦層中含鐵礦物與燧石組成條帶狀礦石，含鐵礦物中，氧化物相為磁鐵礦或赤鐵礦（及其混合物），碳酸鹽相以菱鐵礦為主，硫化物相主要是黃鐵礦。此型鐵礦多沿古老地臺(tái)邊緣分佈，一般可長(zhǎng)達(dá)數(shù)十公里，厚達(dá)百米，常不整合於強(qiáng)烈變質(zhì)的片麻巖、花崗巖或角閃巖之上，大多未遭變質(zhì)或僅遭淺變質(zhì)（綠色片巖相）。此類鐵礦在各大陸皆有分佈，著名的有澳洲的哈默斯利(HamersleyRange)，巴西的米納斯吉賴斯(MinasGerais)，北美的蘇必略湖區(qū)，加拿大的魁北克－拉布拉多山脈(Quebec-LabradorRanges)，南非的波斯特馬斯堡(Postmasburg)以及印度的比哈爾－奧里薩(Bihar-Orissa)等地。實(shí)例為米契皮科坦鐵礦(MichipicotenIsland)：位於蘇必略湖區(qū)東北部晚太古代綠巖帶及上覆的含鐵盆地中。在盆地西邊，鐵礦層被沈積巖所包圍；在中部和東邊，則產(chǎn)在長(zhǎng)英質(zhì)和鐵鎂質(zhì)火山巖之間的接觸面上，自上而下分為條帶狀燧石相，硫化物相及碳酸鹽相。條帶狀燧石相由互層的燧石和含鐵礦物（主要為菱鐵礦，其次為磁鐵礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦）組成，向下因黃鐵礦含量增加而過(guò)渡為硫化物相，再往下過(guò)渡為碳酸巖相。基魯納型鐵礦是泛指與細(xì)碧角斑巖有密切關(guān)聯(lián)的鐵礦層，成因與富鹼質(zhì)中酸性海底火山活動(dòng)有關(guān)，礦床常由噴氣－沈積作用形成的，常見(jiàn)於寒武紀(jì)的斑狀長(zhǎng)英質(zhì)變粒巖中，巖石偏鹼性，鹼金屬總量10-20%，且鉀多於鈉。鐵的品位最高可達(dá)71%，礦石中的主要礦物是磁鐵礦和磷灰石。此類鐵礦之代表為瑞典北部基魯納一帶，另在芬蘭和挪威也有。5.古風(fēng)化殼型富鐵礦床這類富鐵礦床是磁鐵石英巖層露出地表後，經(jīng)風(fēng)化淋積作用使SiO2溶解並被帶走而形成的，礦床的規(guī)模一般都較大、高品位、易採(cǎi)、易選。俄羅斯的庫(kù)爾斯克和澳洲的哈默斯利風(fēng)化淋積富鐵礦床平均品位可達(dá)64%，印度的比哈爾－奧里薩和美國(guó)蘇必略湖鐵礦原始品位只有25%，風(fēng)化淋積富集後的品位可達(dá)55-58%，巴西的米納斯吉賴斯鐵礦風(fēng)化後含鐵達(dá)68.7%。此型富鐵礦床的礦石主要是針鐵礦－赤鐵礦和粉末狀赤鐵礦。6.其他類型鐵礦床世界各地尚有不少著名鐵礦是經(jīng)歷兩個(gè)以上成礦期逐次疊加所形成的，由於成礦過(guò)程十分複雜，多期成礦作用中係由何期所主導(dǎo)尚不能肯定，故列為其他類型。實(shí)例為內(nèi)蒙白雲(yún)鄂博鐵礦床：位於包頭以北，是中國(guó)巨大的鐵－稀土金屬礦床（世界目前最大的稀土礦床）。主要礦層為元古代的白雲(yún)巖，被海西期的花崗巖所侵入（同位素年齡為255-264Ma）。主要鐵礦石類型為：螢石－鈉輝石－鈉閃石－磁鐵礦－赤鐵礦，螢石－赤鐵礦－磁鐵礦，白雲(yún)石－磁鐵礦－菱鐵礦，黑雲(yún)母－磁鐵礦。礦中全鐵(tFe)大致為32-36%，礦石平均品位在50%以上，鐵礦石普遍含鈮、稀土元素和氟。（五）鐵礦床在時(shí)間和空間上的分佈鐵礦主要形成於前寒武紀(jì)，其中又以早元古代最為集中。前寒武紀(jì)*古生代中生代75%5%15%*其中早元古代佔(zhàn)48%表2-1各種成因的鐵礦床在世界各國(guó)的鐵礦儲(chǔ)量礦床類型世界中國(guó)蘇聯(lián)巴西加拿大印度澳大利亞美國(guó)變質(zhì)型（%）6049449985906076沉積型（%）181536－3－23巖漿型（%）71411－6<1－11矽卡巖型（%）29.54－<1－－<1熱液型（%）211<1－<<1－－<1未劃分及其他（%）111.54.5－69389

三、錳（一）錳的性質(zhì)、用途及礦產(chǎn)資源概況1.錳的性質(zhì)和用途金屬錳質(zhì)硬性脆，呈銀白色，比重7.3，熔點(diǎn)1244℃，是一種難熔金屬，化性活潑，易溶於酸。錳是煉鋼時(shí)不可缺少的原料，95%以上的錳都用於冶金工業(yè)，主要作為脫氧劑和煉製合金，通常是將錳礦石煉成錳鐵合金再加入鋼中。含錳的鋼種類很多，錳達(dá)15%的錳鋼具高硬度及高強(qiáng)度，可用以製造粉碎機(jī)、球磨機(jī)和鋼軌等。錳有各種價(jià)態(tài)的氧化物：MnO,Mn3O4,Mn2O3,MnO2,Mn2O7，以MnO2最重要，軟錳礦(MnO2)即為冶煉錳鐵合金的主要原料。在製造玻璃時(shí)，加入少量二氧化錳作脫色劑（將二價(jià)鐵鹽氧化成三價(jià)鐵鹽而退色）。二氧化錳也可作火柴工業(yè)的助燃劑，電池工業(yè)的氧化劑，油漆和油墨的催乾劑，與氫氧化鉀混合可製成高錳酸鉀(KMnO4)。2.錳礦資源概況陸上錳（金屬）儲(chǔ)量約為，海底錳潛在儲(chǔ)量約。世界上錳礦絕大部分集中在南非、前蘇聯(lián)、澳洲、加彭、巴西、印度六國(guó)，其中南非的錳礦集中在開(kāi)普省的庫(kù)魯曼(Kuruman)地區(qū)，成礦時(shí)代為寒武紀(jì)。前蘇聯(lián)四分之三分佈在烏克蘭的尼科波爾盆地(NikopolBasin)和喬吉亞共和國(guó)的奇阿圖拉盆地(ChiaturaBasin,GeorgiaRepublic)中，成礦時(shí)代為早第三紀(jì)。海底錳結(jié)核(manganesenodule)在三大洋中均有廣泛分佈，其錳含量為8-50%。（二）錳在地質(zhì)作用中的行為錳在地殼中的含量約為0.1%，是鐵族元素之一，在巖漿作用中，常置換鐵鎂礦物中的二價(jià)鐵。海洋中的錳結(jié)核大部分是圍繞著海底碎屑物生長(zhǎng)，常為鋇鎂錳礦(Ba-Mg-MnOre)。沈積物含錳碳酸鹽受變質(zhì)作用可變?yōu)榈推肺坏牧忮i礦、方錳礦或黑錳礦等。（三）錳的工業(yè)礦物和礦石類型含錳礦物約150餘種，但主要為軟錳礦(Pyrolusite)、硬錳礦(Psilomelane，mMnOMnO2nH2O)，方錳礦(Manganosite,MnO)，菱錳礦(Rhodochrosite，MnCO3)，錳方解石[(Ca,Mn)CO3]，錳菱鐵礦[(Fe,Mn)CO3]，和錳土(Wad，MnO2nH2O)。（四）錳礦床類型及典型礦床實(shí)例1.海相沈積錳礦床此類錳礦床是工業(yè)價(jià)值最大者，多形成於淺海盆地：礦床多位於海侵巖系的底部，與碎屑巖、泥質(zhì)巖伴生，礦石朝遠(yuǎn)離海岸方向由氧化物相逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釒r相，即由軟錳礦－硬錳礦變?yōu)榱忮i礦。屬於這類礦床最重要的是喬治亞共和國(guó)的奇阿圖拉(Chiatura)，是世界上此類型最大的錳礦；其他尚有烏克蘭早第三紀(jì)的尼科波爾(Nikopol)、和澳洲早白堊紀(jì)的格魯特島(GrooteEylandt)。2.火山－沈積錳礦床此型礦床是由火山活動(dòng)（包括熱液和噴氣）帶來(lái)的成礦物質(zhì)在盆地中經(jīng)沈積作用形成的，時(shí)代的分佈較廣，從前寒武紀(jì)到第四紀(jì)均有產(chǎn)出。礦床主要與酸性和基性的海底火山噴發(fā)有關(guān)，含礦巖系有粗面－流紋巖、細(xì)碧－角斑巖等，礦體在熔巖和凝灰?guī)r中，礦石有氧化物也有碳酸鹽。礦床在環(huán)太平洋火山帶中很常見(jiàn)，如日本東海岸和美國(guó)華盛頓州及加州。此外的產(chǎn)地為西非的加彭和加納，其中規(guī)模較大的是加彭的莫安達(dá)(Moanda)、加納的恩蘇塔(Nsuta)。3.風(fēng)化型錳礦床此型礦床是各種原生錳礦或含錳巖石，經(jīng)地表氧化和淋餘等表生作用後富集而形成的，依形成的方式和產(chǎn)出部位可分為：錳帽型礦床主要經(jīng)氧化作用形成的，礦床多在氧化帶的上部。礦石由疏鬆的高品位氧化礦物組成，主要為軟錳礦和硬錳礦。淋積型錳礦床主要經(jīng)風(fēng)化淋餘作用，錳質(zhì)富集於底部圍巖的構(gòu)造裂隙或卡斯特溶洞中而形成的，故礦石常呈結(jié)核狀、葡萄狀、鐘乳狀和網(wǎng)脈狀構(gòu)造，礦石礦物主為硬錳礦、軟錳礦和褐錳礦。殘積型錳礦床礦床產(chǎn)於第三紀(jì)或第四紀(jì)的殘坡積層中，係風(fēng)化作用後，原生或新生（或次生）的錳礦物在地表堆積而成，故常在原生錳礦體的頂部或附近。組成礦物有硬錳礦、軟錳礦、恩蘇塔礦（nsutite，即）、錳土等。（五）錳礦床在時(shí)間和空間上的分佈目前全球錳礦儲(chǔ)量95%以上在南非、前蘇聯(lián)、澳洲、加彭、巴西和印度。以時(shí)代來(lái)看，除蘇聯(lián)錳礦床形成時(shí)代為早第三紀(jì)外，餘皆為前寒武紀(jì)。以礦床類型而言，儲(chǔ)量和產(chǎn)量最大的是沈積礦床。

四、鉻（一）鉻的性質(zhì)、用途及礦產(chǎn)資源概況鉻是一種銀白色金屬，熔點(diǎn)1800℃，常溫常壓下有抗氧化和抗腐蝕的能力，亦易與其他金屬組成合金，如鉻鐵合金是良好的不銹鋼(Cr18%,Ni8%)，又鉻鋼具較強(qiáng)的韌性、硬度及防腐性能，是運(yùn)輸工業(yè)和國(guó)防工業(yè)的重要材料。金屬鉻也是重要的鍍膜材料，可大幅提高防氧化能力。鉻的儲(chǔ)量約為。（二）鉻的地球化學(xué)特徵及其在地質(zhì)作用中的行為鉻：化學(xué)價(jià)為Cr3+及Cr6+，離子半徑分別為0.64?和1.25?。具親鐵性和親石性，故主要以氧化物（鉻鐵礦）形式存在。鉻鐵礦熔點(diǎn)高，在巖漿結(jié)晶早期與橄欖石、輝石同時(shí)或更早晶出。鉻鐵礦（或鉻尖晶石族礦物）一般很穩(wěn)定，故常殘留原地或經(jīng)搬運(yùn)成砂礦床。（三）鉻的工業(yè)礦物、礦石類型及工業(yè)上對(duì)鉻礦石的要求含鉻的礦物只有鉻尖晶石族礦物才具工業(yè)價(jià)值，主要包括：鉻鐵礦()、鎂鉻鐵礦和鋁鉻鐵礦，由於性質(zhì)相近不易以肉眼區(qū)分，故通稱鉻鐵礦。礦石的工業(yè)價(jià)值取決於Cr2O3和FeO的含量，冶金工業(yè)要求礦石Cr2O3≧32%，Cr2O3/FeO≧2.5；耐火材料工業(yè)要求Cr2O3≧30%，Cr2O3/FeO≧2~2.5?？@密塊狀的富礦石可不經(jīng)選礦而直接利用，浸染狀礦石大都需要選礦。（四）鉻礦床類型及典型礦床實(shí)例目前已知的鉻鐵礦礦床，除少數(shù)砂礦外，均為與基性或超基性巖有關(guān)的巖漿型礦床，依據(jù)巖性，巖石組合、結(jié)晶分量程度以及產(chǎn)狀，可分為下述三種類型：1.層狀基性、超基性雜巖中的巖漿分凝型層狀鉻鐵礦礦床產(chǎn)在層狀基性、超基性巖體中的巖漿分凝型層狀鉻鐵礦礦床，規(guī)模巨大，是此礦床的主要類型。組成層狀雜巖體的上部以基性為主（蘇長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)巖等），下部為超基性巖（輝石巖、輝橄巖、純橄巖等）。鉻鐵礦礦體亦呈層狀，產(chǎn)在超基性巖相中，單層礦體可達(dá)一米以上，其鉻鐵礦以細(xì)粒自形晶為主。典型含有此類型的礦床為南非布什維爾德雜巖體(BushveldComplex，巖體面積近4萬(wàn)平方公里，厚達(dá)數(shù)千米)，辛巴布威大巖牆巖體(GreatDykeComplex)，美國(guó)斯提爾沃特雜巖(StillwaterComplex,Montana)和加拿大的默斯考克斯侵入體(MuskoxIntrusion)。BushveldComplex礦床世界著名，層狀雜巖體及其中的層狀鉻鐵礦礦床形成於南非古老基底的一個(gè)廣闊而且深邃的沈降帶內(nèi)。巖漿在此沈降帶發(fā)育出末期造山運(yùn)動(dòng)平靜階段的侵入，經(jīng)結(jié)晶分化作用和熔離作用形成舉世無(wú)雙的層狀鉻鐵礦礦床，並有鉑礦床和和銅鎳硫化物礦床。2.基性、超基性巖體中的貫入型脈狀、凸鏡狀鉻鐵礦礦床礦體基性巖所佔(zhàn)的比例較大。鉻鐵礦常產(chǎn)於超基性巖相中，礦體常呈脈狀和凸鏡狀，亦有囊狀及不規(guī)則的礦帶，其中較重要的是蘇聯(lián)烏拉山礦帶的薩拉諾夫(Saranovskoe)礦床。巖體較小，面積僅0.22平方公里，但礦床規(guī)模卻很大，但卻是世界大型礦床之一。

五、釩鈦（一）釩鈦的性質(zhì)、用途及礦產(chǎn)資源概況釩是較稀少金屬，化性穩(wěn)定，不易揮發(fā)，熔點(diǎn)達(dá)1680-1760℃。硬度60Kg/mm2，比重5.5-6.0。主要用途在冶金工業(yè)，其中鋼鐵使用最多（佔(zhàn)85%）。其合金有很高的抗張、抗壓、抗彎和抗磨能力，適合製造各種器械。玻璃工業(yè)中利用釩製造綠色和淺藍(lán)色能吸收紫外線的特種玻璃。釩的儲(chǔ)量和產(chǎn)量以南非和美國(guó)最多；世界儲(chǔ)量約為，僅南非就佔(zhàn)。釩主要是從釩鈦磁鐵礦礦石中獲得，其次是從鈾礦石中作為副產(chǎn)品回收。鈦也是一種高熔點(diǎn)(1600℃)的金屬，比重4.35-4.52。金屬鈦具兩種結(jié)晶形，其轉(zhuǎn)化點(diǎn)為800℃，其電阻和熱阻約為銅的27倍。鈦及其合金之強(qiáng)度高、耐熔性高、抗腐性強(qiáng)，常態(tài)下不易氧化。鈦合金中，鈦鋼十分堅(jiān)固，鋁鈦合金堅(jiān)硬、耐腐、量輕、堅(jiān)固，故廣泛用於航空工業(yè)。碳化鈦和鈷合金則用於航太工業(yè)。此外，鈦在冶金工業(yè)，作脫氧劑及磨料、油漆及耐火玻璃；在電氣工業(yè)中製造弧光燈、白熾燈、探照燈、壓電晶體；在染料工業(yè)中用於漂白和浸染布料；製革工業(yè)中作鞣料；橡膠工業(yè)中作催化劑?？衫玫暮伒V物，鈦鐵礦約佔(zhàn)85-95%，金紅石5-15%。全球鈦儲(chǔ)量約為，60%的鈦資源集中在南非和坦桑尼亞。鈦鐵礦生產(chǎn)國(guó)主要為美國(guó)、澳洲、蘇聯(lián)，每年產(chǎn)量約；金紅石生產(chǎn)國(guó)主為澳洲，每年產(chǎn)量約。（二）釩鈦的地球化學(xué)特徵釩在地殼中的含量為0.02%，有V2+，V3+，V4+，V5+等價(jià)數(shù)。鈦磁鐵礦中大多含釩，一般佔(zhàn)0.2-1.4%，是釩主要的來(lái)源。鈦的分佈較為廣泛，在地殼中的含量為0.6%，佔(zhàn)第十位。月巖成分中鈦含量達(dá)10%。鈦的化合價(jià)是Ti4+，常與鐵、釩共生，在基性、超基性巖中形成鈦磁鐵礦礦床。在風(fēng)化條件下，鈦鐵礦、金紅石、板鈦礦等可形成砂礦床。變質(zhì)作用可使含鈦泥質(zhì)巖結(jié)晶出金紅石，也可使輝長(zhǎng)巖中的鈦磁鐵礦分解成金紅石。（三）釩鈦的工業(yè)礦物和礦石類型釩的工業(yè)礦物有：釩雲(yún)母(Roscoelite) KV2(AlSi3O10)(OH)2，含V2O519-29%；綠硫釩礦(Patronite) VS2或V2S5，換算V2O5＜25%；釩酸鉀鈾礦(Carnotite) K2U2(VO4)2O4·3H2O，含V2O5~20%；釩鈦磁鐵礦 含V2O5＜5%（工業(yè)上的要求V2O5不少於0.7%）。具有工業(yè)價(jià)值的鈦礦物為：鈦鐵礦 FeTiO3 （FeO=37%，TiO2=53%）鈦磁鐵礦 Ti-Fe3O4 （TiO2＜10%）金紅石(-TiO2)、銳鈦礦Anatase(-TiO2)、板鈦礦Brookite（-TiO2） TiO2 （TiO2~100%）鈣鈦礦*(Perovskite) CaTiO3 （TiO2~59%）*同族礦物尚有鈰鈣鈦礦、鈦鈮鐵鈣礦、鋯鈦礦、鈦鈮鈣鈰礦等。（四）釩鈦礦床類型及典型礦床實(shí)例在內(nèi)生作用中，釩與鈦緊密伴生於基性、超基性巖中。在外生作用中，釩的沈積型和風(fēng)化型較具工業(yè)價(jià)值，鈦則主要靠海濱砂礦床。釩、鈦礦床成因類型如下：1.巖漿型釩鈦磁鐵礦礦床這是釩、鈦的主要礦床類型，佔(zhàn)一半以上。依巖石成分、侵入體形狀及構(gòu)造條件可再分為：晚期巖漿分異型：此為釩鈦磁鐵礦礦床的重要類型，規(guī)模大、分佈廣，伴生一些鈷、鉑。礦床地質(zhì)特徵一如鐵礦床，主要實(shí)例為四川攀枝花。晚期巖漿侵入型：礦床主要產(chǎn)於斜長(zhǎng)巖和輝長(zhǎng)巖中，所含鈦鐵礦－磁鐵礦礦石由斜長(zhǎng)巖－輝長(zhǎng)巖巖漿經(jīng)結(jié)晶分化作用後，殘餘礦漿貫入而成。礦床規(guī)模大小不等，以礦脈及凸鏡狀為主，實(shí)例為河北大廟。鹼性雜巖中巖漿型鈦、鈮、鉭、稀土礦床：礦床形成與鹼性巖石密切關(guān)聯(lián)。2.沈積型釩礦床在一些沈積礦床中有較高量的釩，惟多以伴生元素賦存於沈積的鐵、鋁、錳礦床及煤層中。一些頁(yè)巖中也常含釩，分佈範(fàn)圍可很廣，主要是炭質(zhì)或黑色頁(yè)巖（含釩約1~2%）及矽質(zhì)頁(yè)巖（含釩約0.2%~0.3%）。實(shí)例為位於秦嶺構(gòu)造帶末段的湖北黑色頁(yè)巖。3.淋積型釩礦床也是釩的重要來(lái)源，礦石品位較富，礦床存於含釩巖石的氧化帶。礦石礦物多以隱晶質(zhì)、細(xì)粒狀存於砂巖膠結(jié)物中，成分複雜常為多種元素組合，如釩－鉀－鈾，礦物主為釩酸鉀鈾礦（鮮黃色粉末狀）釩鈾雲(yún)母。釩鈾雲(yún)母散佈砂巖中可達(dá)20%，含UO30.5%，V2O51-1.5%，故鈾是主要組分，釩是副產(chǎn)品。著名的礦床有秘魯?shù)拿骷{斯拉格拉(Minasragra)礦床，辛巴布威的阿本那布(Abenab)特大型礦床等。4.現(xiàn)代濱海金紅石砂礦床濱海鈦砂礦床主要是開(kāi)採(cǎi)金紅石，主要分佈在澳洲沿昆士蘭－新南威爾斯邊界兩側(cè)，延伸75公里，寬0.8公里，重砂中金紅石佔(zhàn)14~63%，約。5.變質(zhì)鈦礦床含鈦較高的粘土巖受到強(qiáng)烈變質(zhì)時(shí)可形成金紅石或鈦鐵礦。其他含鈦較多的侵入巖和變質(zhì)巖遭受變質(zhì)也能形成金紅石和鈦鐵礦，如美國(guó)哈爾沃德(HowardPass)前寒武紀(jì)由輝長(zhǎng)－輝石巖變質(zhì)而成的綠泥石片巖帶，含金紅石可達(dá)16%，其他礦床實(shí)例為烏拉山脈西北的庫(kù)玆涅契赫(Kuzniechnoe)金紅石礦床，是角閃巖帶的一條金紅石浸染礦帶。

六、鎳鈷（一）鎳鈷的性質(zhì)、用途及礦產(chǎn)資源概況鎳：銀白色金屬，比重8.8-8.9，摩氏硬度5，熔點(diǎn)1453℃，沸點(diǎn)2732℃。金屬鎳具良好可鍛性和延展性，在空氣中不易氧化，在液體和氣體中具強(qiáng)抗蝕性。鈷：熔點(diǎn)1498℃，沸點(diǎn)3185℃。金屬鈷質(zhì)地堅(jiān)硬，具強(qiáng)磁性。冶金工業(yè)中，鎳被用於冶煉各種合金及不銹鋼，鎳鋼具有高強(qiáng)度、彈性、延展性及硬度。鈷則被用於製造合金及特種鋼，如高速切削刀具及鑽頭等。鎳的產(chǎn)量於80年代僅在加拿大、美國(guó)、蘇聯(lián)、紐卡里多尼亞等地已達(dá)，鎳礦儲(chǔ)量中巖漿型硫化物礦床約佔(zhàn)24%，風(fēng)化殼型鎳礦床約佔(zhàn)76%。鈷的產(chǎn)量以薩伊最重要，約佔(zhàn)世界估產(chǎn)量的70%，其次為桑比亞和摩洛哥，故非洲大陸即已提供世界80~85%的鈷，其次為美、加。70年代所估計(jì)鈷的儲(chǔ)量約。（二）鎳鈷的地球化學(xué)特徵及其在地質(zhì)作用中的行為鎳在地殼含量約0.008%，但在地核推估達(dá)5-50%，化學(xué)價(jià)為Ni2+和Ni3+；鈷含量約為0.002%，化學(xué)價(jià)為Co2+和Co3+。兩者地球化學(xué)行為相近，故常共生。鎳和鈷主要存於基性和超基性巖漿中，可置換Fe2+和Mg2+進(jìn)入橄欖石和輝石。若巖漿中含硫較多時(shí)，兩者常和銅及部分鐵形成硫化物熔體，溫度降低時(shí)此熔體與矽酸鹽巖漿分離，晶出銅鎳硫化物礦物，可形成巨大的銅鎳礦床。一般這類礦床，鈷不另形成獨(dú)立礦物而含於其中。在酸性巖漿中，鎳和鈷並不進(jìn)入造巖礦物，而與砷、硫、銀、鉍、鈾等進(jìn)入熱液，生成鎳、鈷硫化物和砷化物的脈狀礦床。（三）鎳鈷的工業(yè)礦物和礦石類型已知鎳礦物有46種，內(nèi)生作用主要形成鎳的硫化物、砷化物和銻化物，風(fēng)化作用可形成鎳的含水矽酸鹽類礦物。鎳的主要工業(yè)礦物如下：礦物名化學(xué)式鎳含量(%)共生元素針鎳礦(Millerite)NiS65Co鎳黃鐵礦(Pentlandite)(Fe,Ni)9S822-42Co(達(dá)1-3%),Pt,Pd紫硫鎳鐵礦(Violarite)FeS．Ni2S339Co紅砷鎳礦(Nickeline)NiAs44輝砷鎳礦(Gersdorffite)NiAsS35紅銻鎳礦(Breithauptite)NiSb33鎳?yán)w蛇紋石(Garnierite)Ni(Si4O10)(OH)4．4H2ONiO<46鎳綠泥石(Nimite)(Ni,Mg)6(Si4O10)(OH)820-40鎳綠高嶺石(Ni-Nontronite)NiO=1-2鎳華(Anrabergite)Ni3(AsO4)．8H2ONiO=37依據(jù)礦石組分，將鎳礦石分為三類：硫化物，硫砷化物，氧化鎳－矽酸鎳和紅土鎳－矽酸鎳。硫化物礦石按硫化率，即呈硫化物狀態(tài)的鎳(NiS)與全鎳(tNi)之比又分為：原生礦石 NiS/tNi>70%混合礦石 NiS/tNi45-70%氧化礦石 NiS/tNi<45%矽酸鎳礦石按氧化鎂含量又分為：鐵質(zhì)(MgO＜10%)，鐵鎂質(zhì)(MgO=10-20%)，和鎂質(zhì)(MgO＞20%)硫化物鎳礦石之品級(jí)分為：富礦石(Ni＞3%)，中貧礦石(Ni=1-3%)，貧礦石(Ni=0.3-1%)。一般要求選礦後的精礦含Ni＞30%，鎳回收率＞75%。已知的鈷礦物有一百多種，主要的工業(yè)礦物有方鈷礦（Skutterudite，CoAs，含Co16-20%），輝砷鈷礦（Cobaltite，CoAsS，含Co29-34%），硫鈷礦（Linnaeite，Co2S4，含Co36-53%）和鈷鎳黃鐵礦（Cobaltpentlandite）等。由於鈷大部分以伴生元素產(chǎn)出，故不單獨(dú)劃分鈷礦石類型。

（四）鎳鈷礦床類型及實(shí)例根據(jù)礦床形成的地質(zhì)條件，礦石組分及其成因，可將鎳鈷礦床分為各種類型。1.巖漿熔離型銅鎳硫化物礦床．此為目前世界上最重要的鎳礦床類型（佔(zhàn)90%），大多產(chǎn)於基性或超基性巖體中，主要由富含銅鎳硫化物的熔漿經(jīng)液態(tài)熔離作用形成的，多產(chǎn)於巖盆等緩斜巖體中的底部。礦石品位高(Ni=2-4%)，含磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、針鎳礦、磁鐵礦、鈦鐵礦等礦物，此外並含有鉑族金屬、金、銀、硒、鍗等。鈷大部分集中在鎳黃鐵礦和磁黃鐵礦中，磁鐵礦和黃鐵礦也含有微量鈷。實(shí)例為加拿大薩德伯里(Sudbury,Ontario)鎳礦床，此不僅為世界最大的鎳礦床之一，也是一個(gè)巨大的銅礦床，近20年來(lái)已開(kāi)採(cǎi)＞的鎳。含礦侵入體呈巨大的巖盆狀，長(zhǎng)軸60km，短軸27km，厚3km，主要由蘇長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖、橄欖巖、橄欖輝長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)輝綠巖組成。巖體中尚有晚於巖盆的花崗巖和石英閃長(zhǎng)巖的侵入體，銅鎳硫化礦物礦體主要產(chǎn)在巖體下部蘇長(zhǎng)巖相帶之下，其產(chǎn)狀為：產(chǎn)於接觸角礫巖中，產(chǎn)在石英閃長(zhǎng)巖巖墻中。2.火山巖漿型銅鎳硫化物礦床此類礦床與科馬提巖(komatiite)關(guān)係密切，巖中含MgO達(dá)20-30%，含橄欖石斑晶，具鬣刺結(jié)構(gòu)（spinifextexture，由成束的板狀橄欖石晶體與充填於其空隙中的輝石骸晶構(gòu)