Хромит минерал свойства

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

Содержание

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

В природе наиболее распространены:

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.

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).

Химический состав

Химический теоретический состав:

Кристаллографическая характеристика

Сингония Кубическая  O₇^h — 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 а₀:с₀ = 1 : 0,986.

Класс Гексоктаэдрический  O_h — m3m (3L₄4L₃6L₂9PC).

Кристаллическая структура

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

Форма нахождения хромита 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.

Физические свойства

Оптические

• Цвет черный, хромпикотита — буровато-черный.
• Черта бурая.
• Блеск металлический до жирного.
• Прозрачность. В тонких сколах полупрозрачны и просвечивают. Хромпикотиты более просвечивают, чем магнохромиты.

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.
• Хрупкий.

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

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.

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

Старинные методы. Под паяльной трубкой не плавятся.

Кристаллоптические свойства в тонких препаратах (шлифах)