Хромит

Состав хромшпинелей (хромшшшелидов), как и других шпинелей, непостоянен и выделение отдельных представителей является условным. На практике все хромшпинели обычно называют хромитом.

В природе наиболее распространены:

Хромит
Хромит

магнохромит (Mg, Fe) Cr2O4

хромпикотит (Mg, Fe) (Cr, Al)2O4

алюмохромит Fe (Cr, Al)2O4.

Хромшпинель состава FeCr2O4 (собственно хромит) обнаружена только в метеоритах.

Болдырев (1935) предложил кроме того различать:

магноферрихромит — magnoferrichromite (Mg, Fe) (Cr, Fe)2O4

феррихромшпинель — ferrichromspinel Mg (Cr, Al, Fe)2O4

феррихромпикотит — ferrichrompicotite (Mg, Fe) (Cr, Al, Fe)2O4.

Все хромшпинели по внешним признакам очень похожи друг на друга и практически неотличимы без химического анализа.

Синонимы:

Синонимы магнохромита: березовит — beresovite (Симпсон, 1922), березовскит — beresovskite (Симпсон, 1932), магнезиальный и железистый хромиты (Соколов, 1948).
Синонимы хромпикотита: хромцейлонит — chrome-ceylonite (Дана, 1892), пикрохромит — picrochromite (Симпсон, 1920), алюмоберезовит — alumoberesovite (Вахромеев, 1935), алюмохромпикотит — alumochrompicotite (Вахромеев, 1935), магнезиальный и железистый алюмохромиты (Соколов, 1948), магнезиальный и железистый алюмохромпикотиты (Соколов, 1948), магнезиальный и железистый хромникотиты (Соколов, 1948), хромплеонаст — chrompleonaste (Винчел, 1951).
Кобальтохромпикотит — cobaltchrompicotite (Болдырев, 1935) — содержит Со.
Синононимы алюмохромита: герцинитхромит — hercynitechromite (Вахромеев, 1935), феррохромпикотит — ferrochrompicotite (Соколов, 1948).
Синонимы хромита: хромистый железняк — Chromeisenstein, сидерохром — siderochrome (Юо, 1841), хромоферрит — chromoferrite (Чепмен, 1843), феррохромит — ferrochromite (Хинце, 1933).
Синонимы магноферрихромита: феррихромит — ferrichromite (Соколов, 1948), маг-незиальный и железистый феррихромиты (Павлов, 1949), ферроферрихромит — ferro- ferrichromite (Соколов, 1948).
Синонимы феррихромпикотита: ферриалюмохромит и железистый ферриалюмохромит Соколов, 1948), отчасти ферроферриалюмохромит (Павлов, 1949).

Ирит — irite (Герман, 1841) — оказался смесью хромита с осмистым иридием и другими минералами (Дана, 1892), празохром — prasochrome (Ландерер, 1850) — измененным хромитом.
 

Группа

Происхождение названия

Названия хромит — chromite (Хайдингер, 1845), хромпикотит — chrompicotite (Петерсен, 1869), магнохромит — magnochromite (Бок, 1868), алюмохромит — alumochromite и другие (Болдырев, 1935) даны по составу.
Для крайнего магнезиального члена ряда, не установленного в природе, предложены названия: магнезиохромит — magnesiochromite (Дана, 1892), митчеллит — mitchellite (Прат, 1899), пикрохромит — picrochromite (Дана, 1944).

Содержание

  • Химический состав
  • Разновидности
  • Кристаллографическая характеристика
  • Форма нахождения в природе
  • Физические свойства
  • Химические свойства. Прочие свойства
  • Диагностические признаки. Спутники.
  • Происхождение минерала
  • Месторождения
  • Практическое применение
  • Физические методы исследования
  • Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)
  • Купить

 

Формула

Химический состав

Химический теоретический состав:

магнохромита (при Mg : Fe = 1 : 1): MgO — 9,69; FeO — 17,26; Cr2O3 — 73,05;
хромпикотита (при Mg : Fe и Сг : Аl = 1:1 ): MgO - 11,01; FeO — 19,62; Al2O3 — 27,85; Cr2O3 - 41,52;
алюмохромита (при Cr : Аl = 1 : 1): FeO — 36,14; Аl2O3 — 25,64; Cr2O3 — 38,22;
 хромита: FeO — 32,09; Cr2O3 — 67,91.
При высокой температуре хромит образует твердый раствор с ильменитом. В искусственных условиях получен ряд твердых растворов между хромитом и магнетитом, между хромитом и магнезиоферритом. В природных условиях смесимость хромита и магнетита не полная. Допускается смесимость с γ -Аl2O3.
Предполагается наличие твердых растворов ульвёшпинели в хромите из пикритовых габбро-долеритов Норильска. Устанавливаются широкие пределы изоморфных замещений среди двух-валентных (Mg, Fe, Zn) и трехвалентных (Cr, Al, Fe) элементов. Содержание Mg, Fe, Аl и Cr может значительно варьировать. Содержание Fe2O3 обычно равно 3—4, редко достигает 5—10 и еще реже 10—22 мол. %. В трансваальских хромитах количество V колеблется от 0,05 до 0,81%. Содержание ZnO достигает 5,8%. В небольших количествах обнаруживаются Ni, Mn, Zr, Со, Ti, V. В хромшпинелях по мере возрастания содержания Fe3+ увеличивается количество Fe2+ и уменьшается содержание Mg. Для хромитов из интрузивного комплекса Стилуотер (шт. Монтана, США) отмечена прямая  зависимость содержания MnO2 и TiO2 от содержания FeO, а также V2O3 и Ga2O3 от количества Fe2O3.
Существует зависимость между составом хромшпинелей и геологическими условиями их образования: хромпшинели из дунитов обычно отличаются наиболее высоким содержанием Cr и минимальным Аl; хромшпинели из лерцолитов характеризуются наименьшим содержанием Cr и значительным Аl; хромшпинели из гарцбургитов и верлитов имеют промежуточный состав. Рудообразующие хромшпинели содержат больше Cr и Mg и меньше Аl и Fe2+, чем акцессорные хромшпинели непосредственно вмещающих пород. Хромшпинели Инаглинского массива(Южная Якутия) содержат  1•10-3— 1,2 •10-2% металлов группы Pt.

 

Разновидности

 

Кристаллографическая характеристика

Сингония Кубическая  O7h — Fd3m; а0 зависит от состава. Z = 8.
В хромшпинелях а0 уменьшается с увеличением содержания Аl2O3 (с уменьшением отношения Cr2O3 : Аl2O3) и содержания MgO.
При низкой температуре для FeCr2O4 была обнаружена тетрагональная симметрия. При 90° К а00 = 1 : 0,986.

Класс Гексоктаэдрический  Oh — m3m (3L44L36L29PC).
 

 

Кристаллическая структура

Структура типа шпинели.

 

Главные формы: Формы:
а (001) о (111) f (310) m (311) р (221)
d (110) е (210) n (211)  µ (411) q (331)

 

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов. Обычно кристаллы октаэдрического облика.

Часты двойники по (111).

Агрегаты. Зернистые массы, иногда образующие шарообразные выделения — нодули, также вкрапленные зерна, редко кристаллы.

Хромит образует параллельные срастания с магнетитом. В срастаниях с рутилом иголки последнего располагаются параллельно [110]  хромита или пересекаются под углом 90°. В срастаниях хромита с ильменитом пластинки ильменита располагаются по (111) хромита; в свою очередь хромитовые выделения ориентированы параллельно (0001) ильменита. Отмечены ориентированные включения хромпикотита в алмазе:
(111) хромпикотита || (111) алмаза
[112] хромпикотита || [101] алмаза
(111) и [001] хромпикотита || (001) и [010] алмаза

Физические свойства

Оптические

Цвет черный, хромпикотита — буровато-черный.

Черта бурая.

Блеск металлический до жирного.

Отлив

Прозрачность. В тонких сколах полупрозрачны и просвечивают. Хромпикотиты более просвечивают, чем магнохромиты.

Показатели преломления

 Ng = , Nm = и Np =

Механические

Твердость 5,5— 7,5.

Плотность магнохромита 4,2 (вычисленная для MgCr2O4—4,414), хромита 4,5 — 4,8 (вычисленная для FeCr2O4 — 5,09).

Спайность отсутствует.

Излом неровный.

Хрупки.

Химические свойства


Хромиты флотируются анионными собирателями типа карбоновых кислот, алкилсульфатами в кислой среде и катионными собирателями. Наиболее распространенные собиратели хромита — олеиновая кислота и нерастворимые мыла при pH пульпы 8—10.

Разлагаются при сплавлении с KHSO4. В полированных шлифах HNO3, НСl, KCN, FeCl3, HgCl2 и КОН не травятся. Структура выявляется при кипячении минерала с КClO3 + H2SO4 в течение 30—60 минут. При термическом травлении при 600—650° в течение 5—8 мин в окислительной среде образуется гематит.

Перл буры или фосфорной соли в горячем состоянии — зеленовато-бурый, по охлаждении — изумрудно-зеленый. При сплавлении с KNO3 образуется растворимый в воде К2Cr2O4.

Прочие свойства

Немагнитны или слабо магнитны, магнитность зависит от содержания FeO и Fe2O3. Удельная магнитная восприимчивость хромпикотита 24—890 • 10-6 см3/г. Точка Кюри хромшпинели с а0 = 8,392 А — 90°К .

Инфракрасный спектр искусств. FeCr2O4 имеет две хорошо разделенные интенсивные полосы с максимумами около 617 и 523 см-1.

Поведение при нагревании. Плавятся при 1450—2180°. Точка плавления тем ниже, чем выше содержание FeO и Fe2O3. С увеличением содержания Cr2O3 и MgO температура плавления повышается. При нагревании дают экзотермический эффект около 450° и эндотермический около 670° . При нагревании до 300° наблюдалось образование гематита, выше 500° — образование Cr2O3; при 800° возникает твердый раствор Cr2O3 и Fe2O3, а при 1000°— магнетит. По данным Гончарова и Прокофьевой, максимальное окисление железа происходит при 1000°.

Искусственное получение минерала.

Образуются при сплавлении соответствующих окислов в присутствии минерализаторов, при кристаллизации силикатных расплавов состава перидотита при некотором избытке MgO и небольшом содержании Аl2O3 и Cr2O3; при сильном нагревании Cr2O3 + FeCl3 в тигле с криолитом (собственно хромит).

 

Диагностические признаки

Сходные минералы

Сопутствующие минералы.

Отличительными признаками хромшпинелей являются черный цвет, бурая черта, высокая твердость, немагнитность (или очень слабая магнитность у железистых разностей). Характерна ассоциация с оливином, ромбическим и моноклинным пироксенами или вторичными продуктами по ним — серпентином, тальком, хлоритом, актинолитом.
В отличие от сходного под микроскопом в отраженном свете магнетита хромшпинели ни одним стандартным реактивом не травятся, тогда как магнетит легко протравливается концентрированной НСl. В отраженном свете также магнезиоферрит очень сходен с хромшпинелями, но не обнаруживает внутренних рефлексов.

 

Происхождение и нахождение

Хромшпинели довольно широко распространены и связаны почти исключительно с ультраосновными магматическими породами. Дуниты, гарцбургиты и лерцолиты обычно содержат акцессорные хромшпинели, а также являются вмещающими породами хромитовых руд. Акцессорные хромшпинели известны также в троктолитах и некоторых разностях оливино-пироксенового габбро Кемпирсайский массив в  Казахстане, Шорджинский массив в Армении, в кимберлитовых породах северо-восточной части Сибирской платформы (Якутия). Установлены также в каменных и в некоторых железных метеоритах. В виде включений в троилите, а также в сростках с оливином, троилитом и шрейберзитом хромшпинель обнаружена в образцах Сихотэ-Алинского железного метеорита, в силикатной части метеорита Оханек.

Различаются два основных способа образования месторождений хромшпинелей.
1. Сегрегация в процессах протокристаллизации ультраосновной магмы. При этом образуются акцессорные хромшпинели в ультраосновных породах, шлировые скопления и пластообразные залежи вкрапленных хромитовых руд (результат гравитационной дифференциации). Примером могут служить месторождения Бушвелдского комплекса в ЮАР.
2. Выделение из остаточных расплавов ультраосновной магмы— образование главных промышленных месторождений Урала и других геосинклинальных областей, для которых характерны четко ограниченные линзо-, столбо- и жилообразные рудные тела. Руды имеют массивную или густовкрапленную текстуру. Месторождения этого типа имеются в Албании, Болгарии, Турции, Западном Пакистане, Индии и в ряде других стран. Наклонные столбообразные тела установлены на Алапаевском, Верблюжьегорском, Северокемпирсайском месторождениях Урала.
При метаморфизме и переотложении хромшпинелей в связи с серпентинизацией промышленные месторождения не образуются. Для подобных выделений хромита характерно присутствие кеммерерита.
В виде обломочных зерен хромшпинели встречаются в морских осадочных породах различного возраста — песчаниках, гравелитах, конгл-мератах и др. (Урал, Кавказ, Балканы).
Аллювиальные россыпи отмечены среди отложений реки Отавы в Чехии. Известны прибрежно-морские россыпи. Делювиальные и элювиальные скопления имеются, например, в Ключевском массиве (Свердловская обл.) и Кемгшрсайском массиве ( Казахстан).

Изменение минерала

Под действием гидротермальных растворов хромшпинели претерпевают изменения, приводящие к окислению Fe2+ до Fe 3+ и выносу Аl и Mg. Хромпикотиты легче изменяются по сравнению с магнохромитом. Иногда по хромшпинелям развиваются магнетит, гематит, фуксит.
При процессах выветривания происходит окисление закисного железа, возможно, с частичным выносом магния; при этом хромшпинели частично разрушаются. Отмечено образование по хромшпинелям лимонита, реже стихтита.

 

Месторождения

 

Практическое применение

Основной минерал для получения хрома, его соединений и сплавов; используются руды, содержащие более 40% Cr2O3. Низкосортные руды применяются для изготовления огнеупорных кирпичей.

 

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

 

Главные линии на рентгенограммах: 

 

Старинные методы. Под паяльной трубкой не плавятся.

Кристаллоптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В проходящем свете низкохромистые хромшпинели непрозрачны или оливково-зеленые и желтовато-зеленые, высокохромистые — буровато-оранжевые, буро-красные и бурые. Изотропны, n = 2,08 (Ноттингем в шт. Пенсильвания, США, по Ларсену; содержит 52,21 % Cr2O3); 2,16 (шт. Сев. Каролина, США, по Ларсену); n = 2,58 и 3,03 (измерен в инфракрасном свете для двух образцов).
По Макгрегору n хромшпинелей, содержащих от 35,1 до 53,1% Cr2O3, колеблется в пределах от 1,815 до 2,110 и линейно возрастает (как и а0) с увеличением содержания Cr2O3 и уменьшением содержания Аl2O3.

В отраженном свете серо-белые со слабым коричневым оттенком. Отражательная способность неориентированного образца хромита понижается от 14,6—15,2% при 520 mµ до 11,3 — 11,7% при 700mµ. Она возрастает параллельно с а0 при увеличении содержания Cr2O3 и уменьшении содержания Аl2O3.
 
Изотропны. Частью слабо аномально анизотропны с цветными эффектами от серого до темно-серого; в иммерсии эффекты усиливаются, появляется слабый буроватый оттенок (благодаря наличию внутренних рефлексов). Внутренние рефлексы желто-бурые и красные, отчетливо наблюдаются в иммерсии. В полированных шлифах очень высокая относительная твердость.

 











 
 

 

Mineralmarket

Галлерея