铬铁矿：隐藏在地球深处的“工业脊梁”

铬铁矿是我国紧缺的战略性关键金属矿产资源，对国民经济和国防建设具有重要意义。它虽不如金银璀璨，却以隐身守护者的姿态，默默支撑着现代工业的“钢筋铁骨”。

01 矿藏身份表明

铬（chromium）元素符号Cr，原子序数为24，是一种在元素周期表中位于第Ⅵ B族的过渡金属。铬是银白色的金属，在地壳内，绝大部分的铬以氧化物形式存在，是亲石元素。在自然界约30种含铬矿物中，被人们熟知，具备工业开采价值的就是铬铁矿，化学式为FeCr₂O₄，属于尖晶石矿物家族，属于等轴晶系，晶体多呈八面体或粒状集合体，常被镁、铝等元素类质同象替代，这种成分变化直接影响工业用途——Cr₂O₃含量可从18%到62%不等。铬铁矿颜色从黑色到棕黑色不等，条痕为褐色，具有半金属光泽，硬度在5.5-6.5，比重约4.3-4.8/cm³。这些特性为地质勘探中的初步鉴别提供了重要依据。

02 地球深处的诞生密码

铬铁矿的诞生与地球深处的岩浆活动紧密相连，是典型的岩浆矿床，其成矿母岩来自地幔的镁铁-超镁铁质岩浆，携带有地球深部信息。铬铁矿的成因模式一直是科学家们深入探索的课题，它与地球的动力学背景及物质循环紧密相连。近年来，超高压矿物（如金刚石、柯石英）在铬铁矿中陆续被发现和报道，它们是我们了解与窥探深部地幔为数不多的窗口，对了解地幔的物质组成、物理化学环境、地幔物质的运移、深部地质作用及板块运动的动力学机制、深俯冲和地球深部再循环轨迹具有重要意义。

03 铬矿的资源分布与类型

据美国地质调查局（2020）数据，全球铬铁矿资源量达到120亿吨，但分布相对集中，主要在南非、津巴布韦、哈萨克斯坦、俄罗斯、芬兰、阿尔巴尼亚、印度、土耳其等国，是全球铬铁矿的主要供应国。其中南非资源量最大，为55亿吨，约占全球铬资源总量的近一半。我国铬铁矿资源量匮乏，且主要分布在西藏、新疆、内蒙古等地，较为出名的为西藏罗布莎铬铁矿、新疆萨尔托海铬铁矿。

铬元素在地壳中的含量约为0.01%。铬铁矿分布广泛但极不均匀，常以“区”或“带”的形式聚集在一定的区域或地带。根据产出形态的不同，铬铁矿主要分为两大类：“层状铬铁矿”与“豆荚状铬铁矿”。

层状铬铁矿：表现为铬铁矿层与围岩岩层的规律性互层堆叠。这类矿床矿石类型以块状和浸染状为主，品位较高。层状铬铁矿的岩体规模通常非常巨大，如南非的布什维尔德杂岩体、津巴布韦的大岩墙、芬兰的凯米杂岩体等。总体而言，层状铬铁矿的资源量非常巨大，约占全球铬铁矿总资源量的75%。

豆荚状铬铁矿：以不规则的形态（如豆荚状、透镜状等）产于显生宙蛇绿岩型镁铁—超镁铁质岩带中。豆荚状铬铁矿体的规模通常较小，矿石结构多样，围岩多为纯橄岩，部分可直接与二辉橄榄岩或方辉橄榄岩接触。豆荚状铬铁矿是我国铬铁矿找矿的主攻矿床。

04 工业界的百变核心

在冶金工业中，铬是制造不锈钢的关键元素之一。铬铁合金作为钢的添加料生产多种高强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化的特种钢。金属铬主要用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。这些特种钢和特种合金是航空、宇航、汽车、造船，以及国防工业生产枪炮、导弹、火箭、舰艇等不可缺少的材料。在耐火材料上，铬铁矿用来制造铬砖、铬镁砖和其他特殊耐火材料。铬铁矿在化学工业上主要用来生产重铬酸钠，进而制取其他铬化合物，用于颜料、纺织、电镀、制革等工业，还可制作催化剂和触媒剂等。在医疗领域，铬也有着重要的应用。它可用于制造人工心脏瓣膜、人工关节等人工器官。此外，铬还是人体必需的微量元素之一，其参与胰岛素的活动并在葡萄糖代谢中发挥作用。因此，铬也用于治疗糖尿病等疾病。在半导体制造过程中，铬被用作掩膜版的关键材料。在航空航天领域，铬被用作保护涂层，以提高部件的耐用性并减少维护需求。这些应用进一步展示了铬在多个行业中的广泛价值和重要性。

05 铬的未来展望

从地球深处的岩浆结晶，到工业生产的核心原料，铬铁矿以其独特的属性串联起地质演化与人类文明的进程。随着科技的进步，我们对铬铁矿的认识不断深化，其应用领域也在持续拓展。但我国的铬铁矿资源相对匮乏，近十年来，我国的铬铁矿进口量一直保持着高速增长的态势，可以预见，未来铬铁矿的需求仍将不断增长，对外依存度也将持续上升。铬作为战略性矿产在中国经济发展中具有重要地位，因此加大国内铬铁矿勘查力度，积极寻找新的铬资源，以提升我国的资源安全保障能力势在必行。与此同时加强铬矿资源勘查、提高冶炼技术水平、拓展应用领域等举措也具有重要意义。铬铁矿虽低调，却默默支撑着现代工业的“钢筋铁骨”。在高端制造升级与资源安全的双重命题下，这个黑色矿石的故事，还将继续。  

铬铁矿（图片来自于中国地质大学 地质资源勘查国家级实验教学示范中心）

撰稿：杨伟光