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矿业综合
国外铬矿概况与顿思克铬矿山
来源:中国有色金属工业总公司矿产地质研究院2017-04-127491

铬矿主要用于冶炼铬铁,进而生产不锈钢,其用量约占铬矿总用量的80%;其次是用于化工部门和耐火材料行业。

我国铬矿资源贫乏,保有储量仅占世界储量的0.15%,而且分布零散,矿床规模小,矿石品位贫。据有关统计资料.1952年~1994年,我国共进口铬矿石868万t.年均进口20.7万t,供需矛盾十分突出。利用国外资源,则需了解国外铬矿情况。

一、国外铬矿类型及储产量

铬矿床产于稳定地台初期较发育的镁铁质-超镁铁质层状的分异岩体以及蛇纹岩中的地幔源超镁铁质岩中。按矿床的形成机制及产状形态来分,前者为层状类型,后者为块状(豆荚状)类型。

世界铬矿石的储量约有14亿t,矿石储量基础约为44亿t。其中储量的81%,储量基础的93%是层状类型,为南非共和国布什维尔德岩体及津巴布韦共和国大岩墙中的铬矿床所占有。属于层状矿床的还有美国蒙大拿州的斯梯尔沃特、巴西伊亚州的坎坡莫索、印度奥里萨邦的库塔克、芬兰的凯米等。属于块状类型的如哈萨克斯坦共和国的顿斯克矿床群。根据最近顿斯克矿山公布的资料,该矿山已确认矿量3亿t( Cr2O343%~44%),资料量约10亿t。目前该矿山由哈萨克斯坦国营顿斯克采选公司生产,1992年自夸为世界最大的铬生产矿山。

据日本《1995年铁舍金年鉴》资料,1994年世界铬矿石的总产量为933.22万t。主要铬矿石生产国的近年产量列于表1。

表1  1990年~1994年世界铬矿产量(万t)

国别

1990年

1991年

1992年

1993年

1994年

南非

461.83

510.03

33634

282.66

359.01

哈萨克斯坦

352.20

335.10

350.00

290.00

168.21

土耳其

120.00

125.00

8000

53.29

112.39

印度

93.89

99.18

115.16

101.11

9090

芬兰

49.00

45.80

49.90

51.10

52.77

津巴布韦

64.31

56.31

57.25

26.43

50.93

巴西

23.41

24.06

24.81

32.29

3700

伊朗

7.72

9.01

13.02

15.00

25.00

阿尔巴尼亚

101.10

58.70

3450

28.10

22.28

马达加斯加

15.20

15.03

15.65

13.40

751

俄罗斯

1430

13.90

12.20

12.08

-

巴基斯坦

421

4.32

5.72

4.65

270

菲律宾

26.33

21.03

6.57

6.56

-

古巴

5.00

5.00

5.00

5.00

-

希腊

5.80

2.50

0.50

0.35

0.50

苏丹

1.25

1.00

1.50

-

-

世界合计

1350.31

132984

1108.22

921.78

933.22

二、哈萨克斯坦顿斯克铬矿山

(一)乌拉尔南部地质概况

乌拉尔造山带约有400km~450km范围,是由侏罗纪初期的东欧板块和哈萨克斯坦板块挤压冲撞而形成。在这一造山带的两板块之间,存在着古乌拉尔海的洋壳、地幔、岛弧、缘海、微小地块等具有各种不同地质特征的地质体。东欧板块和稳定地台的关系在于,在泥盆纪初期,其间的古乌拉尔海的洋壳已向东欧板块突出,特别是经过石炭纪中期一二叠纪初期两板块的碰撞,形成西向的异离推覆体,东欧板块则形成为蛇绿岩套。

乌拉尔南部的这种推覆体,出现很多有特征的地质体。其中最大的萨克马拉岩体是由呈覆盖层的超镁铁质岩及其它的蛇纹岩构架和各种不同的岩相组成的志留系、泥盆系等形成。其中还有肯皮尔赛、哈巴雷及哈利洛夫斯基等规模较大的超镁铁质岩体产出。铬铁矿产于肯皮尔赛超镁铁质岩体中。

(二)赫罗姆脱地区的地质及铬矿床

肯皮尔赛超镁铁质岩体主要由蛇纹岩化纯橄榄岩及方辉橄榄岩组成。周围是橄榄岩、橄榄岩-角闲岩,规模为南北长70km~75km,东西宽32km,面积为1200km2。岩体厚度北部为2.5km,南部达16km以上。

肯皮尔赛超镁铁质岩体的成因,被认为是在现有位置上受超镁铁质岩浆侵入而形成。同一岩体受到区域变质作用后,上部为角闪岩相,下部呈麻粒岩相。橄榄石-斜方辉石地质温度计及橄榄石-尖晶石地质温度计表明,其达到再平衡时的温度约为700℃左右。因此,这与Zonenshain等(1984)的认识是一致的,即地幔深部的超镁铁质岩是因逆冲碰撞作用而产生蛇绿岩套的异离体。

铬矿床分布于肯皮尔赛超镁铁质岩体的北部及东南部,已知约有160个矿床。在北部巴旦姆申斯克隆起发现的都是小型矿床, Cr含量[Cr/(Cr+Al)]一般较低;另外,沿南部穹窿分布的都为高品位大型富矿床,被称之为顿斯克矿床群。在这个穹窿带西侧,有“青年”等10多个矿床,西侧矿床以160~750角倾斜。东部有11个矿床以O0~ 500角倾斜。

矿床都赋存于纯橄榄岩中,呈岩床状及剑鞘状和芋状产出。

从整体看,大部分矿床沿一定层位产出。“青年”矿床是本区最大的矿体,规模为1500m×400m,厚度达140m,确认矿量6500万t,Cr2O344.8%。连同准备开发的“中央”矿床,赋存在地表以下1300m左右,估计矿量可达2亿t。

一般来说,矿床与纯橄榄岩母岩间界线清楚,矿床中>90%(体积%)为铬铁矿,其余<10%为蛇纹石、水镁石、滑石等硅酸盐矿物。矿石具浸染状、不规则球状(瘤状)、块状、鞘状(扁豆状)等构造。铬铁矿的粒度为1mm~15mm。一般在矿体中心部位呈粗粒。铬铁矿中Cr/(Cr+Al)=0.80-0.83,显示出相对均质;相反,Mg/(Mg+Fe2+)有变化(0.55~0.79),Ti含量低(<0.3%wt)。巴旦姆申靳克隆起区中的铬矿床及橄榄石母岩中的铬酸盐的组成,与阿尔卑斯铬铁矿组成范围相似。在铬铁矿中见有角闪石、橄榄石、斜方辉石、钠金云母、贱金属硫化物、铂族矿物:硫钉锇矿、硫锇矿、Os-lr-Ni-Cu-Fe-lr-Os硫化物,Ru-lr-Os硫砷化物成为包裹体。

就该区铬矿床的成因,柯拉夫琴科 (1986)认为,由于在透镜状铬铁矿的纯橄榄岩中可见列铬铁岩的分枝,以及有贯穿铬矿体脉状纯橄榄岩的存在,因此,超镁铁质岩浆的侵人是固有连续不断地铬硅酸盐熔融物的侵入而形成的。

(三)顿斯克矿山的生产状况

此矿床群是1936年原苏联地质学家大卫·德洛格夫发现的。1938年开始露采,1973年建选场,建成了顿斯克矿山。1981年“青年矿”开始坑内开采,1992年产量360万t超过南非的336万t。现在的年生产能力为400万t,由“哈萨克斯坦40周年”矿和“青年”矿生产。前者露采,有约200万t的生产能力。今后生产主要矿山是 “青年”矿,年生产能力约200万t。以满负荷生产计算,将有30年寿命。采用分段崩落法开采,生产成本很低。矿石分为Cr2O3≥45%的高品位矿和Cr2O3<45%的中低品位矿(38%以下是低品位矿,需经选矿)。粉矿(O~10mm)和块矿 (lOmm~60mm)的生产比例是4∶6。为了提高粉矿的附加价值,与美国AIOC公司合办,正在建设有团矿设备的工厂。

矿石除供哈萨克斯坦和俄罗斯铁合金厂外,1992年出口中国、日本、欧洲各国计82万t。1994年计划生产260万t,生产能力下降是因为CIS内的需求减少,以及1994年哈萨克斯坦调高矿石价格,使用户从印度进口低价格的矿石。

三、今后的生产前景

南非布什维尔德岩体的铬矿床估计储量为9.6亿t,为层状矿床,最大厚度2m(±)。

顿斯克矿床群属于规模较大的块状矿床,虽然面临着向深处开发的技术问题,但当前的浅部开发比南非的开采成本低。今后的最大课题是矿石运输,不管是向欧共体还是向远东出口,铁路运输都需经过俄罗斯境内,这样自由度就少了一些。不过,将来顿斯克矿山作为铬矿石的供给源仍占有重要地位。

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