کانسارهای کرومیت را می‌توان براساس نوع مصرف، حجم ذخیره، شرایط تشکیل، ژنز و سایر عوامل به دسته‌های مختلفی تقسیم کرد.
کانسارهای کرومیت از منابع مهم معدنی هستند که با ویژگی ها و انواع مختلف خود، نقشی کلیدی در صنعت و اقتصاد ایفا می کنند. این کانسارها بر اساس شرایط زمین شناسی و نحوه تشکیل به دسته های مختلفی تقسیم می شوند و صنایعی همچون فولاد، شیمی و.. کاربرد های گسترده ای دارند.
مقاله زیر به طور جامع به انواع کانسارهای کرومیت، طرز تشکیل و کاربردهای هر یک را از نظر اقتصادی بررسی میکند.
آنچه در این مقاله خواهید خواند
تقسیم‌بندی براساس حجم ذخیره
بر اساس حجم، کانسارهای کرومیت را می توان به سه دسته عمده تقسیم بندی کرد:
- 1. کانسارهای بسیار بزرگ با ذخیره بیش از 100 میلیون تن
- 2. کانسارهای بزرگ با ذخیره بیش از 10 میلیون تن
- 3. کانسارهای کوچک با ذخیره چند میلیون تن
تقسیم‌بندی براساس شرایط تشکیل و ژنز
این دسته‌بندی به نوعی طبقه‌بندی کلاسیک کانسارهای کرومیت محسوب می‌شود و در عین حال به عنوان مهم‌ترین و رایج‌ترین نوع آن شناخته می‌شود که در ادامه به اختصار توضیح داده خواهد شد.
کانسارهای کرومیت از نوع بوشولد، که به‌عنوان کانسارهای لایه‌ای یا چینه‌سان (stratiform) نیز شناخته می‌شوند، بیش از 98 درصد منابع کرومیت جهان را در بر می‌گیرند و از نظر اقتصادی از اهمیت زیادی برخوردارند.
این کانسارها از توده‌های نفوذی آذرین قدیمی تشکیل شده‌اند که شامل لایه‌های گابرو، پیروکسنیت، آنورتوزیت و برونزیت با ساختار لوپولیتی یا دایک هستند و در صفحات قاره‌ای پایدار تزریق شده‌اند.
سنگ‌های میزبان این کمپلکس‌ها عموماً سنگ‌های اولترابازیک تفریق‌یافته‌ای هستند (مانند دونیت، پریدوتیت و پیروکسنیت) که از ماگمای گابرویی اصلی شکل گرفته‌اند. این کانسارها بیشتر به‌صورت لایه‌های پیوسته یا نیمه‌پیوسته با گستره جانبی وسیع و با بافت توده‌ای و بدون دگرشکلی مشاهده می‌شوند.
جهت مشاهده آگهیهای خرید و فروش معادن کرومیت کلیک کنید!
این لایه‌ها در بخش ضخیم دونیتی انباشتی قرار دارند و با فاصله حدود 100 تا 200 متر زیر گابروهای لایه‌ای، در منطقه انتقالی بالای ناپیوستگی موهر در مجموعه افیولیتی یافت می‌شوند. ذخایر کرومیت این کانسارها به‌صورت لایه‌های غنی و منظم با ضخامت مشخص یا به‌شکل لنزهای کشیده مشاهده می‌شود.
مهم‌ترین نمونه‌های این نوع کانسار شامل کانسار کرومیت لایه‌ای بوشولد در آفریقای جنوبی، دایک بزرگ در زیمبابوه و استیل‌واتر در آمریکا است. به‌طور کلی، حدود 77 درصد ذخایر اثبات‌شده و بیش از 90 درصد ذخایر شناخته‌شده از نوع استراتیفورم هستند.
سنگ میزبان کانسارهای استراتیفورم
سنگ‌های نفوذی میزبان این نوع کانسارهای کرومیت، معمولاً در مناطق درون‌قاره‌ای یافت می‌شوند و به دو گروه تقسیم می‌گردند:
- نفوذی‌های مسطح: این گروه شامل توده‌های افقی و سیل‌مانندی است که به‌طور عمده مسطح هستند و لایه‌بندی آن‌ها به موازات کف گسترش دارد. نمونه‌هایی از این نوع نفوذی‌ها شامل مجموعه استیل‌واتر، کیمی در فنلاند، سلکو واه در زیمبابوه و فسیکن‌است در غرب گرینلند است.
- نفوذی‌های قیفی‌شکل: این دسته شامل توده‌های قیف‌مانندی است که لایه‌بندی آن‌ها با شیب ملایم به سمت داخل متمایل است و در مقطع، ساختار ناودیس‌مانند دارند. از جمله این نفوذی‌ها می‌توان به مجموعه بوشولد (بوشفلد)، موسکاکس و گریت دایک اشاره کرد. این کانسارها معمولاً به شکل لایه‌های گسترده و نازک در بخش‌های پایینی توده‌های نفوذی قرار دارند.
تشکیل ذخایر کرومیت
سوکولف علاوه بر توضیح تبلور همزمان کرومیت و الیوین در یک سیستم دوتایی با نقطه یوتکتیک 1000 درجه سانتی‌گراد، وجود ناحیه‌ای غنی از کرومیت با عدم امتزاج را نیز پیشنهاد داده است.
تشکیل لایه‌های کرومیت از موضوعات مهم مرتبط با منشأ کانسارهای بوشولد (لایه‌ای) است. یکی از نظریات مطرح، جدا شدن ثقلی در جریان‌های همرفتی است؛ اما به دلیل نازکی و پهناوری لایه‌های کرومیت، برخی از زمین‌شناسان این نظریه را رد کرده‌اند.
افزایش FO2 در شرایط مناسب دما و فشار (PT) می‌تواند منجر به تشکیل لایه‌های تک‌کانی کرومیت شود. با این حال، ایجاد چنین شرایط مناسبی از لحاظ FO2 و PT برای تشکیل لایه‌های نازک کرومیتی در طول صدها کیلومتر به نظر دشوار می‌رسد.
سنگ کرومیت چیست و چه کاربردهایی دارد؟
نظریه تزریق‌های مکرر ماگما می‌تواند به تبیین دوره‌ای بودن لایه‌بندی ریتمیک در این کانسارها کمک کند، اما دلیل تغییرات شیمیایی سیستماتیک درونی که در توالی‌های ریتمیک دیده می‌شود را توضیح نمی‌دهد.
در دهه 1960، بیشتر پترولوژیست‌ها به این باور بودند که یک توده نفوذی واحد وجود داشته و دلیل تغییرات منظم ترکیب شیمیایی درونی سنگ‌ها را ورود دوره‌ای ماگما و ترکیب آن با ماگمای باقی‌مانده قبلی می‌دانستند.
ایروین (1975) پیشنهاد داد که آلودگی ماگما توسط مواد غنی از سیلیس و آلومینیوم از طریق هضم سنگ‌های دیواره‌ای اتاقک ماگمایی می‌تواند موجب تشکیل لایه‌های کرومیت شود؛ این فرآیند به واسطه ورود مواد غنی از سیلیس به ماگما صورت می‌گیرد.
| کانسارهای کرومیت | نام دیگر | شکل | ترکیب | درصد ذخیره |
| لایه ای | نوع بوشولد | لایه ای و ممتد | غنی از آهن | 98% |
| آلپی | نوع نیامی | 1) لایه ای و غیر ممتد 2) عدسی شکل | غنی از کروم | 2% |
کانسارهای کرومیت افیولیت
کانسارهای کرومیت موجود در مجموعه‌های افیولیتی معمولاً در منطقه انتقالی بین هارزبورژیت و سنگ‌های انباشتی یافت می‌شوند و به‌طور معمول به‌صورت عدسی‌هایی ظاهر می‌شوند که نسبت به هارزبورژیت در موقعیت ناهم‌شیب قرار دارند.
اما در مجموعه‌های افیولیتی که تحت دگرشکلی شدید قرار گرفته‌اند، این عدسی‌های کرومیتی ممکن است به‌صورت هم‌شیب نسبت به هارزبورژیت میزبان قرار گیرند.
کانسارهای کرومیت ممکن است در بخش‌های پایینی انباشته‌های مرتبط با توالی پوسته‌ای نیز مشاهده شوند. این کانسارها دارای ساختار لایه‌ای هستند و به‌شکل نوارهای کرومیتی دیده می‌شوند که به‌طور متناوب در کنار دونیت قرار گرفته‌اند.
البته نباید این کانسارهای لایه‌ای‌شکل را با کانسارهای لایه‌ای نوع بوشفلد که در مناطق قاره‌ای یافت می‌شوند، اشتباه گرفت.
موقعیت کانسارهای کرومیت ترکیه
برای کانسارهای کرومیت ترکیه، چهار موقعیت زمین‌شناسی شناسایی شده است که می‌تواند مبنای مناسبی برای دسته‌بندی کانسارهای کرومیت نیامی نیز باشد:
- کانسارهایی که در اعماق بخش هارزبورژیتی مجموعه افیولیتی قرار داشته و در غلافی از دونیت محصور هستند.
- کانسارهایی که در بخش بالایی هارزبورژیت تکتونیزه قرار دارند.
- کانسارهایی که در لایه‌های دونیتی و در منطقه انتقالی بخش تکتونیزه به سنگ‌های انباشتی جای گرفته‌اند.
- کانسارهایی که در لایه دونیتی توالی انباشتی دیده می‌شوند.
عیار قابل بهره‌برداری این کانسارها بین 10 تا 50 درصد Cr2O3 است.کانسارهای کرومیت از نوع آلپی (نیامی) یا انبانی (Podiform) در مجموعه‌های اولترامافیک نوع آلپی و در توالی‌های افیولیتی که ابتدا در پوسته اقیانوسی شکل گرفته‌اند، به همراه بسیاری از کانسارهای دیگر یافت می‌شوند.
ژو و همکاران (1994) تشکیل این کانسارها را نتیجه ذوب نسبی جبه بالایی می‌دانند. آن‌ها معتقدند کرومی‌تیت‌های غنی از کروم (Cr) از ماگماهایی با منشأ ذوب نسبی شدید جبه بالایی تشکیل شده‌اند، در حالی که کرومی‌تیت‌های غنی از آلومینیوم (Al) در اثر ماگماهایی با منشأ ذوب نسبی کمتر جبه بالایی ایجاد شده‌اند.
در این مدل، جبه بالایی در مجاورت توده‌های بازالتی حاصل از ذوب جبه قرار گرفته و ممکن است دچار ذوب نسبی شدید شود، که این امر منجر به ذوب پیروکسن (اورتو و کلینو) در لرزولیت جبه بالایی می‌شود و فقط الیوین در دیواره باقی می‌ماند که در اطراف اتاقک ماگمایی غلافی از دونیت ایجاد میکند.
در نواحی بیرونی، تنها کلینوپیروکسن ذوب شده و ارتوپیروکسن و الیوین باقی می‌مانند که به تشکیل منطقه هارزبورژیتی در خارج از غلاف دونیتی منجر می‌شود. این منطقه هارزبورژیتی خود توسط ناحیه لرزولیتی احاطه می‌شود. همچنین، ذوب نامتجانس پیروکسن منجر به تولید SiO2 می‌شود که با ورود به ماگمای بازالتی، موجب تبلور کرومیت می‌گردد.
شباهت سنگ های مجموعه افیولیت و پشته های میان اقیانوسی
شباهت‌های زیادی بین سنگ‌های به‌دست‌آمده از پشته‌های میان‌اقیانوسی امروزی و سنگ‌های مجموعه‌های افیولیتی قدیمی مشاهده شده است، و این نشان‌دهنده اقیانوسی بودن این مجموعه‌های افیولیتی است. به‌عنوان نمونه، چنین سنگ‌هایی در دریای سرخ و برخی دریاهای محصور در خشکی مانند دریای خزر و دریای سیاه یافت می‌شوند.
داده‌های پشته‌های میان‌اقیانوسی امروزی در تفسیر مجموعه‌های افیولیتی قدیمی قاره‌ای به‌کار می‌روند و اطلاعات حاصل از مطالعه افیولیت‌ها نیز برای تفسیر داده‌های ژئوفیزیکی مربوط به کف اقیانوس‌ها استفاده می‌شود.
فرض بر این است که مجموعه‌های افیولیتی از منشأ پریدوتیتی جبه‌ای به وجود آمده و ذوب نسبی پریدوتیت جبه‌ای در اعماق زیر پشته‌های میان‌اقیانوسی رخ داده است. این فرایند به تولید مذاب‌های دیرگداز و بازالتی منجر می‌شود که به صورت انباشته‌های مافیک و اولترامافیک بر روی پریدوتیت تکتونیزه دیده می‌شوند.
ترکیب کانسار های کرومیت
تفریق عمده ماگمای بازالتی که کانسارهای کرومیت نیامی از آن تشکیل می‌شوند، ترکیب گابرویی دارد و حاوی مقدار کمی مس است. سنگ‌های حدواسط تا فلسیک در سری‌های سدیم‌دار و اسپیلایت، محصولات نهایی فاز ماگمایی افیولیتی هستند که به عنوان محصولات مرحله ماگمایی واقعی شناخته می‌شوند.
برخی از مجموعه‌های افیولیتی همراه با ملانژ هستند و در صورت وجود کانسار کرومیت در آن‌ها، این کانسارها کوچک و پراکنده بوده و فاصله زیادی از هم دارند؛ نمونه‌هایی از این نوع کانسارهای کرومیت در افیولیت‌های بلا و زیرستان در پاکستان مشاهده می‌شود.
عیار قابل استخراج کانسارهای کرومیت
عیار قابل استخراج این نوع کانسارها، مانند کانسارهای کرومیت سبزوار و فاریاب، بین 10 تا 50 درصد Cr2O3 است. روش ثقل‌سنجی می‌تواند در اکتشاف این کانسارها مؤثر باشد.
پریدوتیت نوع آلپی
پریدوتیت‌های نوع آلپی بخشی از مجموعه‌های افیولیتی هستند که در طول جزایر قوسی و مناطق رانده‌شده در کمربندهای کوهزایی یافت می‌شوند. مناطق افیولیتی در عکس‌های هوایی با تپه‌های گرد و پوشش گیاهی اندک قابل تشخیص هستند. روش‌های ثقل‌سنجی و مغناطیس‌سنجی در شناسایی توده‌های پنهان زیر پوشش‌های نازک مفید بوده و هم در مجموعه‌های افیولیتی و هم در کمربندهای گرین‌استون کاربرد دارند.
در مجموعه‌های اولترامافیک نوع آلپی، کانسارهای کرومیت در هارزبورژیت یافت می‌شوند و لرزولیت‌ها معمولاً کانسارسازی ندارند. در مجموعه‌های اولترامافیک لایه‌ای، کرومیت عمدتاً به بخش‌های پایینی مجموعه اولترامافیک، شامل دونیت و برونزیت، و همچنین به مجموعه‌های پیروکسنیت – آنورتوزیت محدود می‌شود.
در مجموعه‌های اولترامافیک نوع آلپی، لایه‌های کرومی‌تیت در بخش‌های زیرین وجود دارند. این لایه‌ها معمولاً در پایین‌ترین بخش دونیت انباشته، در منطقه انتقالی بین هارزبورژیت و دونیت انباشته، و به‌طور کلی حدود یک کیلومتر زیر این ناحیه یافت می‌شوند.
در صورت حضور کرومیت، معمولاً در بخش انباشت‌های بنیادی، در منطقه انتقالی، یا به‌صورت پراکنده در هارزبورژیت باقی می‌ماند و در غلافی از دونیت احاطه می‌شود.
در تمام کانسارهای افیولیتی، توده‌های معدنی کرومیت تنها بخش کوچکی از مجموعه افیولیتی را تشکیل می‌دهند و سایر بخش‌ها فاقد کانسار کرومیت هستند. مطالعه تورق و خطواره‌های کوچک برای شناسایی توده‌های معدنی موجود در یک معدن اهمیت دارد.
بنابراین می‌توان نتیجه‌گیری کرد که در کانسارهای کرومیتی افیولیتی، توده‌های معدنی فقط در بخش کوچکی از مجموعه افیولیتی تجمع می‌یابند. توده‌های کرومیت به‌ویژه در دونیت‌های انباشته بنیادی و همچنین در منطقه انتقالی دونیت – هارزبورژیت تشکیل می‌شوند.
معمولاً نیا‌م‌های مرتبط با کانسارهای نیامی کرومیت در راستای پلانژ چین‌ها و به موازات خطواره‌ها ادامه دارند، و نیا‌م‌های طویل در طرفین چین‌ها به‌صورت بودیناژ نمایان می‌شوند.
اکتشاف کانسارهای کرومیت
در مقیاس ناحیه‌ای، اولین گام برای اکتشاف کانسارهای کرومیت، شناسایی موقعیت سنگ‌های اولترامافیک است. این سنگ‌ها ممکن است به‌صورت لایه‌های افقی یا به‌عنوان مجموعه‌های افیولیتی وجود داشته باشند. از نظر موقعیت تکتونیکی، مجموعه‌های لایه‌ای کرومیت در مناطق با ثبات قاره‌ای قرار دارند.
پاسخ قانع‌کننده‌ای به این سؤال که چرا برخی مجموعه‌ها دارای کانسارسازی هستند و برخی دیگر فاقد آن هستند، هنوز ارائه نشده است و به‌نظر می‌رسد سن این کانسارها مهم باشد. طبق نظر استوو (1987)، در آفریقای جنوبی، مناطق غنی از کرومیت بر روی بخشی از سنگ‌کره که از نظر کرومیت غنی هستند، واقع شده‌اند.
به‌نظر می‌رسد که بیشتر مجموعه‌های بزرگ مربوط به کراتون‌ها تا کنون کشف شده‌اند، اما پتانسیل مجموعه دوفک در قاره قطب جنوب هنوز به‌خوبی مشخص نیست. مجموعه‌های گریت‌دایک (زیمبابوه)، بوشفلد (آفریقای جنوبی)، و ترومپس‌برگ (برزیل) در طول خطواره‌های بزرگی قرار دارند.
مهم‌ترین انواع کرومیت‌ها در مجموعه‌های افیولیتی یافت می‌شوند که از نظر تکتونیکی کمتر دستخوش تغییرات بوده‌اند. این مجموعه‌های افیولیتی در نواحی رانده شده قرار دارند، مانند مجموعه‌های افیولیتی موجود در ترکیه و پاکستان. روش‌های ژئوشیمیایی قادر به تفکیک افیولیت‌های مربوط به پوسته اقیانوسی از افیولیت‌های مرتبط با حوضه‌های پشت قوسی و کوه‌های دریایی (Seamounts) نمی‌باشند.
توالی های افیولیتی
توالی‌های افیولیتی در حوضه‌های معدنی کرومیتی، دارای ساختار منطقه‌ای مشابهی هستند و معمولاً به دو بخش جبه‌ای و پوسته‌ای تقسیم می‌شوند.
بخش جبه‌ای معمولاً شامل هارزبورژیت است که در آن نیا‌م‌ها و عدسی‌هایی از دونیت وجود دارد. در مقابل، بخش پوسته‌ای از یک لایه ضخیم دونیت تشکیل شده و بالای آن توالی‌هایی از دونیت، هارزبورژیت، پیروکسینیت و ورلیت وجود دارند که در یک محیط ناآرام به‌صورت انباشتی شکل گرفته‌اند.
سنگ‌های فلدسپاتی مانند تراکتولیت، وبستریت و آنورتوزیت در این ناحیه به سمت بالا اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند. ضخامت این انباشت‌ها کمتر از 500 متر است و در بالای آن توالی از گابروی توده‌ای با ضخامت 2 تا 3 کیلومتر قرار دارد.
این کانسارها در سری سنگ‌های افیولیتی (به‌ویژه هارزبورژیتی) که نشان‌دهنده ساختار پوسته اقیانوسی هستند، شکل می‌گیرند و در مناطق فعال تکتونیکی و کمربندهای کوهزایی در ارتباط با افیولیت‌ها و افیولیت ملانژها قرار دارند. کمربند آلپ-هیمالیا یکی از مهم‌ترین این کمربندها است که دارای کانسارهای زیادی در کشورهای یونان، منطقه بالکان، ترکیه، ایران، عمان، پاکستان، هند و فیلیپین می‌باشد.
توجه مهم
قابل ذکر است که کرومیت‌ها به دلیل مقاومت در برابر هوازدگی شیمیایی و وزن مخصوص زیاد، در نهشته‌های ثانویه به‌صورت محصولات هوازدگی نیز متمرکز می‌شوند. این کرومیت‌ها در شرایط آب و هوای گرم و نیمه‌گرم در اثر آلتراسیون سیلیکات‌های منیزیم‌دار آزاد شده و در خاک‌های لاتریتی تجمع می‌یابند و می‌توانند کانسارهای اقتصادی ایجاد کنند. نمونه‌هایی از این کانسارها در ماسه‌های سیاه زیمبابوه، ژاپن و آمریکا دیده می‌شود.
