Magnetit | |
---|---|
| |
Formel |
Fe 3 O 4 FeO Fe 2 O 3 |
Molekylmasse | 231,54 |
blanding | Mg, Zn, Mn, Ni, Cr, Ti, V, Al |
IMA-status | Gyldig, første omtale før oprettelsen af IMA (før 1959) |
Systematik ifølge IMA ( Mills et al., 2009 ) | |
Klasse | Oxider og hydroxider |
Underklasse | Komplekse oxider |
Familie | Spineller [1] |
Gruppe | Oksishpenels [1] |
Undergruppe | Spineller [1] |
Fysiske egenskaber | |
Farve | Gråsort eller jernsort |
Dash farve | Sort |
Skinne | metallisk eller semi-metallisk |
Gennemsigtighed | Uigennemsigtig |
Hårdhed | 5,5-6,5 på Mohs skalaen |
Mikrohårdhed | 792 |
skrøbelighed | Skrøbelig |
Spaltning | Meget uperfekt |
knæk | Ujævn |
adskillelse | Særskilt af {111}, af {001}, {011}, {138}. |
Massefylde | 5,175 g/cm³ |
Radioaktivitet | 0 Grapi |
Elektrisk ledningsevne | Lav |
Smeltetemperatur | 1951-1957 (med nedbrydning) °C |
Krystallografiske egenskaber | |
prikgruppe | m3m (4/m 3 2/m) |
rumgruppe | Fd3m (F41/d 3 2/m) |
Syngony | kubik |
Celleindstillinger | 8.396Å |
Antal formelenheder (Z) | otte |
Twinning | Af {111} |
Optiske egenskaber | |
optisk type | isotropisk |
Brydningsindeks | 2,42 |
Dobbeltbrud | Mangler |
optisk relief | Meget høj |
Reflekterede farve | Grå med en brunlig nuance |
Pleokroisme | Ikke pleokroisk |
Indre reflekser | Mangler |
Mediefiler på Wikimedia Commons |
Magnetit (et forældet synonym er magnetisk jernmalm [2] ) FeO Fe 2 O 3 er et udbredt sort mineral fra klassen af oxider, naturligt jernoxid (II, III) . Magnetit er en vigtig jernmalm sammen med hæmatit . Det første magnetiske materiale kendt af menneskeheden [3] . Oprindelsen af navnet er ikke fast fastslået. Måske er mineralet opkaldt efter Magnes, en hyrde, der først fandt en naturlig magnetisk sten, der tiltrækker jern på Mount Ida ( Grækenland ), eller fra den antikke by Magnesia i Lilleasien [3] .
Bruddet er ujævnt. Skrøbelig. Hårdhed 5,5-6,5. Mikrohårdhed ifølge Bowie og Taylor 535-695 kgf / mm 2 , ifølge Yang og Millman 490-660 kgf / mm 2 , ifølge Gersheig 412-689 kgf / mm 2 med en belastning på 100 g. Vægtfylde 4,8-5,3. Farven er jernsort, nogle gange med en blålig farvetone på kanterne af krystallerne. Linjen er sort. Glansen er metallisk, nogle gange semi-metallisk [4] .
Adskillelse for {111} distinkt, også rapporteret separat for {001}, {011}, {138}. Spaltningen er meget ufuldkommen [5] .
Halvleder . Den elektriske ledningsevne er lav. Den sande elektriske ledningsevne af enkeltkrystalmagnetit er maksimal ved stuetemperatur ( 250 Ω −1 cm −1 ), den falder hurtigt med faldende temperatur og når en værdi på omkring 50 Ω −1 cm −1 ved temperaturen af Verwey-overgangen (faseovergang fra kubisk til lavtemperatur monoklinisk struktur, der eksisterer under T V = 120-125 K ) [6] . Den elektriske ledningsevne af monoklin lavtemperaturmagnetit er 2 størrelsesordener lavere end den for kubisk magnetit ( ~ 1 Ω −1 cm −1 ved TV ); den, som enhver typisk halvleder, falder meget hurtigt med faldende temperatur og når flere enheder ×10 −6 Ω −1 cm −1 ved 50 K. Samtidig udviser monoklin magnetit, i modsætning til kubisk, en betydelig anisotropi af elektrisk ledningsevne - ledningsevne langs hovedakserne kan variere med mere end 10 gange . Ved 5,3 K når den elektriske ledningsevne et minimum på ~10 −15 Ω −1 cm −1 og stiger med et yderligere fald i temperaturen. Ved temperaturer over stuetemperatur falder den elektriske ledningsevne langsomt til ≈180 Ω −1 cm −1 ved 780–800 K , og stiger derefter meget langsomt op til nedbrydningstemperaturen [7] .
Den tilsyneladende værdi af den elektriske ledningsevne af polykrystallinsk magnetit, afhængigt af tilstedeværelsen af revner og deres orientering, kan variere hundredvis af gange.
Ikke radioaktivt. Stærkt magnetisk; nogle magnetitter er polære magnetiske ( naturlige magneter ). Curie-punktet for magnetit fra forskellige aflejringer spænder fra 550 til 600 K, den gennemsnitlige værdi er omkring 575 K (under dens mineral er ferromagnetisk, over det er det paramagnetisk). Når kornstørrelsen falder , øges magnetiseringen , og den resterende magnetisering øges også. Kan ændre kompasaflæsningerne . På dette grundlag kan det findes: kompasnålen peger på magnetit og dens aflejringer.
I et orienteret magnetfelt , ved afkøling til 78 K , omdannes den kubiske celle af magnetit til en rombe eller en celle med en lavere syngoni [8] .
Det kan slides op til sand, som ikke mister sine magnetiske egenskaber. Når en magnet bringes op, tiltrækkes det magnetiske sand til magnetens poler.
Teoretisk sammensætning: FeO - 31,03%; Fe203 - 68,97 %, Fe - 72,36 %; O - 27,64%. Magnetit indeholder sædvanligvis isomorfe urenheder Ti , V , Mn , Mg , Al , Cr osv.; med et øget indhold af urenheder isoleres varianter af magnetit ( titanomagnetit , chrommagnetit osv.). Der er bevis for, at indholdet af titanium i magnetit afhænger af dannelsesbetingelserne og især af temperaturen. Tidlige magmatiske magnetitter er kendetegnet ved et højt indhold af chrom. For magnetitter af malmsegregationer bemærkes et øget indhold af chrom og vanadium i sammenligning med accessoriske magnetitter.
Der blev fundet en direkte lineær sammenhæng mellem indholdet af vanadium og titanium i magnetitter. I Uralerne adskiller magnetitter fra granitoider forbundet med gabbro eller med basiske effusiver sig fra magnetitter fra klipper af granitiske formationer ved et øget indhold af vanadium og titanium.
Lavere temperaturmagnetitter indeholder mere mangan, zink og vanadium og mindre nikkel, magnesium og andre urenhedselementer. Calcium er typisk for magnetit-pegmatit-pneumalite-legemer [9] .
Opløseligheden øges ved brug af forskellige syrer i følgende rækkefølge: H 3 PO 4 , H 2 SO 4 , HCl , HNO 3 .
Det er svært at opløse i saltsyre (pulveret opløses mærkbart). Syltet med koncentreret saltsyre, især med elektrisk strøm ; andre standardreagenser virker ikke. Nedbrydes fuldstændigt ved sammensmeltning med KHSO 4 . Giver en mikrokemisk reaktion for Fe 3+ med KCNS på filterpapir.
Smelter ikke foran blæserøret. I en oxiderende flamme bliver den først til maghemit , derefter til hæmatit , og mister sine magnetiske egenskaber.
Uigennemsigtig. Lyser igennem i de tyndeste sektioner . Isotropisk . I reflekteret lys i en poleret sektion er den grå med en mærkbar brunlig farvetone, i strålerne fra en kviksølv-kvartslampe er den mørkegrå. Topreflektans - 22,3 %, ved en bølgelængde på 400 nm, minimumsreflektans - 20,3 %, ved 500-520 nm.
Ætsning med HCl afslører ofte korns zonestruktur; nogle gange er det mærkbart uden ætsning. Lejlighedsvis observeres en koncentrisk-zonal collimorf struktur, nogle gange tvillinger. Nogle korn og krystaller af magnetit i reflekteret lys ser ud til at bestå af brunlig-grå og blålig-grå varianter. Den første af dem ligner i optiske egenskaber almindelig magnetit. Den anden observeres i form af fælge nær kornene af den første eller danner zoner og årer i dem; har en let øget reflektionsevne (22-23%), en højere relief og er dårligt ætset med HCl. Der blev ikke fundet nogen forskel i sammensætningen af disse varianter af magnetit [8] .
Danner kubiske krystaller , punktgruppe m3m (3 L 4 4 L 3 6 L 2 9 PC ifølge Bravais ), rumgruppe Fd3m (F41/d 3 2/m), celleparametre a = 8.397 Å, antal formelenheder (Z ) = 8 ( spinelstruktur ). Enhedscellen øges, når Fe 2+ erstattes af mangan ; substitution af Fe 2+ for Co 2+ , Ni 2+ , og også Fe 3+ for Al 3+ og Cr 3+ forårsager et fald i cellestørrelsen.
Afhængigheden af enhedscellen af oprindelsen af magnetit er bemærket: de højeste værdier af a er karakteristiske for magnetit af metamorfe formationer , den laveste - af magnetit af effusive klipper [10] .
Den krystalkemiske struktur er en ramme bestående af tetraedriske og oktaedriske grupper af oxygenioner , hvori henholdsvis ferri- og ferrojernioner er placeret [11] . Krystallerne er normalt oktaedriske , sjældent dodekaedriske og meget sjældent kubiske . Tvillinger er ikke ualmindeligt, nogle gange er udelelige tvillinger fladtrykte [10] .
Nogle magnetitter har en betydelig mængde ultra- og mikroporer. Det samlede porevolumen afhænger især af dannelsesbetingelserne. fra temperatur . For eksempel er den gennemsnitlige porøsitet af magnetit fra Ural-aflejringer af den magmatiske type 2,6% og fra kontaktmetasomatiske aflejringer - 6,19%. Tidlig generationsmagnetit har en porøsitet på 4,4%, mens sengenerationsmagnetit har en porøsitet på 9,35%. Næsten dobbelt porøsitet af de centrale dele af nogle dele af magnetitkrystaller blev observeret sammenlignet med deres perifere dele, hvilket forårsagede en selektiv ændring i de centrale dele af krystallerne [8] .
-en | Mark | |||
---|---|---|---|---|
8,387 | 2,55 | 0,75 | — | Philaborwa, Limpopo-provinsen ( Sydafrika ) |
8.389 | 1,73 | 0,45 | — | Pudepupt, Mpumalanga -provinsen ( Sydafrika ) |
8.394 | 1,48 | 0,38 | — | Seabasa, Sotpansberg området |
8,386 | 1,05 | 0,07 | 1,76 | Emalahleni , Mpumalanga -provinsen ( Sydafrika ) |
8,392 | 0,095 | 0,46 | — | Mainville ( Staten New York , USA ) |
8.396 | 0,67 | 0,09 | — | Barberton ( Sydafrika ) |
Den er meget udbredt og danner store ansamlinger og malmforekomster . Forekommer som granulerede aggregater , individuelle krystaller og drusen ; relativt sjældne i form af collomorfe metakolloide aggregater, oolitter , pisolitter , dendritter (i magmatiske bjergarter), fibrøse og sodagtige sekreter.
Eksogen magnetit danner lejlighedsvis konkretioner af en radialt strålende struktur med en diameter på op til 15-20 cm og aggregater af nåleformede individer [10] .
Magnetit, i modsætning til hæmatit , dannes ved et relativt lavt iltpartialtryk . Det forekommer i aflejringer af forskellige genetiske typer, og også som et hjælpemineral i forskellige bjergarter.
I magmatiske bjergarter observeres det normalt i form af spredning. Magmatiske aflejringer af titanomagnetit i form af uregelmæssigt formede klynger og årer er ofte genetisk forbundet med grundlæggende bjergarter ( gabbro ) [12] . Relativt sjældent er magnetitaflejringer begrænset til sure og alkaliske bjergarter. I de største magnetitforekomster i Sverige forekommer malme blandt syenitporfyrer. I tæt sammenvækst med apatit og mindre almindeligt med hæmatit danner magnetit aflejringer på 10 til 150 meter tykke. Syenit-porfyr indeholder også magnetit, som både danner ensartet spredning i bjergarten (magnetit-syenit porfyr) og uregelmæssige afrundede segregationer og årer [13] .
Det er til stede i små mængder i mange pegmatitter i paragenese med biotit , sphen , apatit og andre mineraler [12] .
I kontaktmetasomatiske formationer spiller det ofte en meget vigtig rolle, ledsaget af granater , pyroxener , chloritter , sulfider , calcit og andre mineraler. Der er store aflejringer dannet ved kontakt af kalksten med granitter og syenitter [12] . Ifølge mineralforeninger kan der skelnes mellem tre typer metasomatiske aflejringer [13] .
Som en ledsager forekommer magnetit i hydrotermiske aflejringer , hovedsageligt i forbindelse med sulfider ( pyrrhotit , pyrit , chalcopyrit ). Relativt sjældent danner det selvstændige aflejringer i forbindelse med sulfider, apatit og andre mineraler [12] .
Under den regionale metamorfose af sedimentære jernmalme opstod der meget store bundede og lentikulære aflejringer af hæmatit-magnetitmalme blandt de forvandlede gamle sedimentære lag [15] .
Under eksogene forhold kan dannelsen af magnetit kun forekomme i undtagelsestilfælde. Tilstedeværelsen af magnetitkorn i moderne havslam menes ikke kun at være resultatet af deres fjernelse fra land i form af detritalt materiale, men også i form af nye formationer på plads på grund af jernhydroxider under reducerende påvirkning af rådnende organiske stoffer. stoffer [12] .
Blandt de magmatiske aflejringer er Kusinskoye-aflejringen ( Chelyabinsk-regionen ) af titanomagnetit , som også indeholder en øget mængde vanadium . Denne aflejring er repræsenteret af årer af kontinuerlige malme, der forekommer blandt de moderforandrede magmatiske bjergarter i gabbroformationen. Magnetit er her tæt forbundet med ilmenit og klorit. På Kolahalvøen er en stor forekomst af magnetit begrænset til carbonatitmassivet ( Kovdor ), hvor det udvindes sammen med apatit og baddeleyit (en malm for zirkonium). I det sydlige Ural udvikles Kopan-forekomsten af titanomagnetit [16] . I malme i Sudbury ( Canada ) findes magnetit blandt sulfider og silikater af værtssten.
Der er aflejringer af pegmatit indeholdende magnetit i Norge (Fredriksven, Langesundfjord) og USA ( Dover i Delaware , Mineville i New York ) [13] .
Et eksempel på kontaktmetasomatiske aflejringer er det velkendte Magnitnaya -bjerg ( Syd Ural ). Kraftige magnetitaflejringer er placeret blandt granat-, pyroxen-granat- og granat- epidotskarner , dannet under påvirkningen af granitmagma på kalksten. I nogle områder af malmaflejringer er magnetit forbundet med primær hæmatit . Malme under oxidationszonen indeholder spredte sulfider ( pyrit , lejlighedsvis chalcopyrit , galena ). De samme aflejringer omfatter i Ural : Mount High (nær Nizhny Tagil ), Mount Blagodat (i Kushvinsky-distriktet i Sverdlovsk-regionen ), Korshunovskoye (i Transbaikalia ), en gruppe af aflejringer i Kostanay-regionen i Kasakhstan (Sokolovskoye, Sarbaiskoye, Kurzhunkul), samt Dashkesan ( Aserbajdsjan ) [16] . Magnetit blev fundet i Kara-aflejringen på øen Tasmanien ( Australien ), som ligger over granitiske klipper i form af uregelmæssigt formet andradit -pyroxen-vesuvianit-skarn [17] .
Kursk magnetiske anomali er en af de regionalt metamorfoserede sedimentære aflejringer. Dybt metamorfoserede jernholdige kvartsitter kendes også i aflejringer på Kolahalvøen ( Olenegorskoye ) og i det vestlige Karelen ( Kotomuksha ). Af de fremmede bemærker vi de største aflejringer af Kirunavaara og Luossavaara i Sverige , der forekommer i form af kraftige venelignende aflejringer i omdannet lag af vulkanske bjergarter; magnetit forbinder her med apatit . Kæmpe forekomster af magnetit-hæmatitmalme i USA er placeret i Upper Lake-regionen blandt de ældste metamorfoserede skifer. Aflejringerne af Kryvyi Rih jernmalmbassinet ( Kryvyi Rih , Ukraine ) tilhører en lignende tilblivelse. I tykkelsen af lagdelte jernholdige kvartsitter , udover typiske reservoiraflejringer, er faste jernmalme også repræsenteret af søjleformede aflejringer med en linseformet form i tværsnit, der strækker sig til en betydelig dybde [16] .
Også observeret i stk. Massachusetts ( Middlesex County , Townsend ) [18] og findes i aflejringer nær byen Mayville ( Dodge County , Wisconsin ) [19] . I Frankrig blev den fundet i Le Rune-forekomsten ( Bretagne , Plesten-le-Greve ) [20] .
Fra mineraler, der ligner udseende ( hæmatit , hausmanit , jacobsite , brownit , spinel ), er magnetit let at skelne med en sort linje og stærk magnetisme. Mikroskopisk, i reflekteret lys, adskiller magnetit sig fra hæmatit i sin isotropi , lave reflektionsevne, grålig-brunlige nuance og isometriske korn. Ofte forbundet med magnetit, ilmenit er anisotropisk, har lavere reflektivitet og er ikke ætset af HCl . Magnetit adskiller sig fra Jacobsite og brownite i fravær af indre reflekser; desuden er brownit anisotropisk og har en reduceret reflektionsevne [21] .
Ordbøger og encyklopædier |
|
---|---|
I bibliografiske kataloger |
|
Oxider ( IMA - klassificering , Mills et al., 2009 ) | Mineralklasse :||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Underklasse simple oxider |
| |||||||||||||
Underklasse komplekse oxider |
| |||||||||||||
Underklasse Hydroxider |
| |||||||||||||
|