Magnetit | |
---|---|
| |
Vzorec |
Fe 3 O 4 FeO Fe 2 O 3 |
Molekulová hmotnost | 231,54 |
přísada | Mg, Zn, Mn, Ni, Cr, Ti, V, Al |
Stav IMA | Platné, první zmínka před vytvořením IMA (před rokem 1959) |
Systematika podle IMA ( Mills et al., 2009 ) | |
Třída | Oxidy a hydroxidy |
Podtřída | Komplexní oxidy |
Rodina | Spinely [1] |
Skupina | Oksishpenels [1] |
Podskupina | Spinely [1] |
Fyzikální vlastnosti | |
Barva | Šedočerná nebo železná černá |
Barva čárky | Černá |
Lesk | kovové nebo polokovové |
Průhlednost | Neprůhledný |
Tvrdost | 5,5-6,5 na Mohsově stupnici |
Mikrotvrdost | 792 |
křehkost | Křehký |
Výstřih | Velmi nedokonalé |
zamotat | Nerovný |
oddělenost | Vyznačuje se {111}, {001}, {011}, {138}. |
Hustota | 5,175 g/cm³ |
Radioaktivita | 0 Grapi |
Elektrická vodivost | Nízký |
Teplota tání | 1951-1957 (s rozkladem) °C |
Krystalografické vlastnosti | |
skupina teček | m3m (4/m 3 2/m) |
vesmírná skupina | Fd3m (F41/d 3 2/m) |
Syngonie | krychlový |
Možnosti buňky | 8,396 Á |
Počet jednotek vzorce (Z) | osm |
Twinning | Autor: {111} |
Optické vlastnosti | |
optický typ | izotropní |
Index lomu | 2.42 |
Dvojlom | Chybějící |
optický reliéf | Velmi vysoký |
Odražená barva | Šedá s nahnědlým nádechem |
Pleochroismus | Ne pleochroické |
Vnitřní reflexy | Chybějící |
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Magnetit (zastaralým synonymem je magnetická železná ruda [2] ) FeO Fe 2 O 3 je rozšířený černý minerál ze třídy oxidů, přírodní oxid železa (II, III) . Magnetit je spolu s hematitem důležitou železnou rudou . První magnetický materiál známý lidstvu [3] . Původ názvu není pevně stanoven. Možná je minerál pojmenován po Magnesovi, pastýři, který jako první našel přírodní magnetický kámen přitahující železo na hoře Ida ( Řecko ) nebo ze starověkého města Magnesia v Malé Asii [3] .
Přestávka je nerovnoměrná. Křehký. Tvrdost 5,5-6,5. Mikrotvrdost podle Bowieho a Taylora 535-695 kgf / mm2 , podle Yanga a Millmana 490-660 kgf/mm2 , podle Gersheiga 412-689 kgf /mm2 při zatížení 100 g. Specifická hmotnost 4,8-5,3. Barva je železná černá, někdy s namodralým nádechem na okrajích krystalů. Linka je černá. Lesk je kovový, někdy polokovový [4] .
Separace pro {111} odlišné, také samostatně hlášeno pro {001}, {011}, {138}. Štěpení je velmi nedokonalé [5] .
Polovodič . Elektrická vodivost je nízká. Skutečná elektrická vodivost monokrystalového magnetitu je maximální při pokojové teplotě ( 250 Ω −1 cm −1 ), s klesající teplotou rychle klesá a při teplotě Verweyho přechodu dosahuje hodnoty asi 50 Ω −1 cm −1 (fázový přechod z kubické na nízkoteplotní monoklinickou strukturu existující pod T V = 120-125 K ) [6] . Elektrická vodivost monoklinického nízkoteplotního magnetitu je o 2 řády nižší než kubického magnetitu ( ~1 Ω −1 cm −1 při T V ); to, jako každý typický polovodič, klesá velmi rychle s klesající teplotou a dosahuje několika jednotek ×10 −6 Ω −1 cm −1 při 50 K. Monoklinický magnetit přitom na rozdíl od kubického vykazuje výraznou anizotropii elektrické vodivosti - vodivost podél hlavních os se může lišit více než 10x . Při 5,3 K dosahuje elektrická vodivost minima ~10 −15 Ω −1 cm −1 a roste s dalším poklesem teploty. Při teplotách nad pokojovou teplotou elektrická vodivost pomalu klesá na ≈180 Ω −1 cm −1 při 780–800 K a poté velmi pomalu roste až k teplotě rozkladu [7] .
Zdánlivá hodnota elektrické vodivosti polykrystalického magnetitu se v závislosti na přítomnosti trhlin a jejich orientaci může lišit i stokrát.
Ne radioaktivní. Silně magnetické; některé magnetity jsou polární magnetické ( přírodní magnety ). Curieův bod pro magnetit z různých ložisek se pohybuje od 550 do 600 K, průměrná hodnota je asi 575 K (dole je jeho minerál feromagnetický, nahoře paramagnetický). S klesající velikostí zrna roste magnetizace a zvyšuje se i zbytková magnetizace. Může změnit hodnoty kompasu . Na tomto základě lze nalézt: střelka kompasu ukazuje na magnetit a jeho ložiska.
V orientovaném magnetickém poli se po ochlazení na 78 K krychlový článek magnetitu přemění na kosočtverec nebo článek s nižší syngonií [8] .
Může se opotřebovat do písku, který neztrácí své magnetické vlastnosti. Když je magnet zvednutý, magnetický písek je přitahován k pólům magnetu.
Teoretické složení: FeO - 31,03 %; Fe203 - 68,97 %, Fe - 72,36 %; O - 27,64 %. Magnetit obvykle obsahuje izomorfní nečistoty Ti , V , Mn , Mg , Al , Cr atd.; se zvýšeným obsahem nečistot se izolují odrůdy magnetitu ( titanomagnetit , chrommagnetit aj.). Existují důkazy, že obsah titanu v magnetitu závisí na podmínkách vzniku a zejména na teplotě. Rané magmatické magnetity se vyznačují vysokým obsahem chrómu. U magnetitů rudných segregací je zaznamenán zvýšený obsah chrómu a vanadu ve srovnání s akcesorickými magnetity.
Mezi obsahem vanadu a titanu v magnetitech byla nalezena přímá lineární korelace. Na Uralu se magnetity z granitoidů vázaných na gabro nebo s bazickými výlevy liší od magnetitů z hornin granitových útvarů zvýšeným obsahem vanadu a titanu.
Magnetity s nižší teplotou obsahují více manganu, zinku a vanadu a méně niklu, hořčíku a dalších nečistot. Pro magnetitová pegmatitovo-pneumalitová tělesa je typický vápník [9] .
Rozpustnost se zvyšuje s použitím různých kyselin v tomto pořadí: H 3 PO 4 , H 2 SO 4 , HCl , HNO 3 .
V kyselině chlorovodíkové se špatně rozpouští (prášek se znatelně rozpouští). Nakládáno koncentrovanou kyselinou chlorovodíkovou, zejména elektrickým proudem ; ostatní standardní reagencie nefungují. Při tavení s KHSO 4 se zcela rozkládá . Dává mikrochemickou reakci pro Fe 3+ s KCNS na filtračním papíru.
Netaje se před foukačkou. V oxidačním plameni se nejprve změní na maghemit , poté na hematit , přičemž ztrácí své magnetické vlastnosti.
Neprůhledný. Prosvítá v nejtenčích partiích . Izotropní . V odraženém světle v leštěném výbrusu je šedá s patrným nahnědlým nádechem, v paprscích rtuťově-křemenné výbojky je tmavě šedá. Špičková odrazivost - 22,3 %, při vlnové délce 400 nm, minimální odrazivost - 20,3 %, při 500-520 nm.
Leptání HCl často odhalí zonální strukturu zrn; někdy je patrný bez leptání. Občas je pozorována koncentricko-zonální kolimorfní struktura, někdy dvojčata. Zdá se, že některá zrna a krystaly magnetitu v odraženém světle se skládají z hnědošedých a modrošedých odrůd. První z nich je svými optickými vlastnostmi podobný běžnému magnetitu. Druhý je pozorován ve formě okrajů blízko zrn prvního nebo v nich tvoří zóny a žilky; má mírně zvýšenou odrazivost (22-23 %), vyšší reliéf a špatně se leptá HCl. Rozdíl ve složení těchto odrůd magnetitu nebyl zjištěn [8] .
Tvoří kubické krystaly , bodová skupina m3m (3 L 4 4 L 3 6 L 2 9 PC podle Bravaise ), prostorová grupa Fd3m (F41/d 3 2/m), parametry buňky a = 8,397 Å, počet jednotek vzorce (Z ) = 8 ( struktura spinelu ). Jednotková buňka se zvětší, když je Fe 2+ nahrazeno manganem ; substituce Fe 2+ za Co 2+ , Ni 2+ a také Fe 3+ za Al 3+ a Cr 3+ způsobuje zmenšení velikosti buněk.
Je zaznamenána závislost základní buňky na původu magnetitu: nejvyšší hodnoty a jsou charakteristické pro magnetit metamorfovaných útvarů , nejnižší - magnetit pro výlevné horniny [10] .
Krystalochemická struktura je kostra sestávající z tetraedrických a oktaedrických skupin kyslíkových iontů , ve kterých jsou umístěny železité a železnaté ionty železa [11] . Krystaly jsou obvykle oktaedrické , zřídka dodekaedrické a velmi zřídka krychlové . Dvojčata nejsou neobvyklá, někdy bývají nedělitelná dvojčata zploštělá [10] .
Některé magnetity mají značné množství ultra- a mikropórů. Celkový objem pórů závisí zejména na podmínkách tvorby. od teploty . Například průměrná pórovitost magnetitu z uralských ložisek magmatického typu je 2,6% az kontaktně-metasomatických ložisek - 6,19%. Magnetit rané generace má porozitu 4,4 %, zatímco magnetit pozdní generace má porozitu 9,35 %. Byla pozorována téměř dvojnásobná porozita centrálních částí některých částí krystalů magnetitu ve srovnání s jejich okrajovými částmi, což způsobilo selektivní změnu centrálních částí krystalů [8] .
A | Pole | |||
---|---|---|---|---|
8,387 | 2.55 | 0,75 | — | Philaborwa, provincie Limpopo ( Jižní Afrika ) |
8,389 | 1,73 | 0,45 | — | Pudepupt, provincie Mpumalanga ( Jižní Afrika ) |
8,394 | 1,48 | 0,38 | — | Seabasa, oblast Sotpansberg |
8,386 | 1.05 | 0,07 | 1,76 | Emalahleni , provincie Mpumalanga ( Jižní Afrika ) |
8,392 | 0,095 | 0,46 | — | Mainville ( stát New York , USA ) |
8,396 | 0,67 | 0,09 | — | Barberton ( Jižní Afrika ) |
Je velmi široce rozšířen, tvoří velké akumulace a ložiska rud . Vyskytuje se jako zrnité agregáty , jednotlivé krystaly a drúzy ; relativně vzácné ve formě kolomorfních metakoloidních agregátů, oolitů , pisolitů , dendritů (ve vyvřelých horninách), vláknitých a sazovitých sekretů.
Exogenní magnetit občas tvoří konkrementy radiálně zářivé struktury o průměru až 15-20 cm a agregáty jehlicovitých jedinců [10] .
Magnetit, na rozdíl od hematitu , vzniká při relativně nízkém parciálním tlaku kyslíku . Vyskytuje se v ložiskách různých genetických typů a také jako akcesorický minerál v různých horninách.
Ve vyvřelých horninách je obvykle pozorován ve formě šíření. Magmatická ložiska titanomagnetitu ve formě nepravidelně tvarovaných shluků a žil jsou často geneticky spojena s bazickými horninami ( gabra ) [12] . Poměrně vzácně jsou ložiska magnetitu omezena na kyselé a alkalické horniny. V největších magnetitových ložiskách ve Švédsku se rudy vyskytují mezi syenitovými porfyry. V těsném srůstu s apatitem a méně často s hematitem vytváří magnetit ložiska o tloušťce 10 až 150 metrů. Syenit-porfyry obsahují také magnetit, který tvoří jak rovnoměrné šíření v hornině (magnetito-syenitový porfyr), tak nepravidelné zaoblené segregace a žilky [13] .
Je přítomen v malých množstvích v mnoha pegmatitech v paragenezi s biotitem , sfénem , apatitem a dalšími minerály [12] .
V kontaktně-metasomatických formacích hraje často velmi významnou roli, doprovázený granáty , pyroxeny , chlority , sulfidy , kalcitem a dalšími minerály. Na styku vápenců s granity a syenity se tvoří velká ložiska [12] . Podle minerálních asociací lze rozlišit tři typy metasomatických ložisek [13] .
Jako doprovod se magnetit vyskytuje v hydrotermálních ložiskách , především ve spojení se sulfidy ( pyrhotit , pyrit , chalkopyrit ). Poměrně vzácně tvoří samostatná ložiska ve spojení se sulfidy, apatitem a dalšími minerály [12] .
Při regionální metamorfóze sedimentárních železných rud vznikla mezi metamorfovanými starověkými sedimentárními vrstvami velmi rozsáhlá ložisková a čočkovitá ložiska hematito-magnetitových rud [15] .
Za exogenních podmínek může vznik magnetitu nastat jen výjimečně. Má se za to, že přítomnost magnetitových zrn v moderním mořském bahně je výsledkem nejen jejich odstranění z pevniny ve formě úlomků, ale také ve formě nových formací na místě díky hydroxidům železa pod redukčním vlivem rozkládajících se organických látek. látky [12] .
Mezi vyvřelá ložiska patří ložisko Kusinskoje ( Čeljabinská oblast ) titanomagnetitu , které také obsahuje zvýšené množství vanadu . Toto ložisko je představováno žilami souvislých rud vyskytujících se mezi mateřskými alterovanými vyvřelinami souvrství gabra. Magnetit je zde úzce spojen s ilmenitem a chloritanem. Na poloostrově Kola je velké ložisko magnetitu omezeno na karbonatitový masiv ( Kovdor ), kde se těží spolu s apatitem a baddeleyitem (ruda pro zirkonium). Na jižním Uralu se rozvíjí kopánské ložisko titanomagnetitu [16] . V rudách Sudbury ( Kanada ) se magnetit nachází mezi sulfidy a silikáty hostitelských hornin.
Ložiska pegmatitu obsahujícího magnetit jsou v Norsku (Fredriksven, Langesundfjord) a USA ( Dover v Delaware , Mineville v New Yorku ) [13] .
Příkladem kontaktních metasomatických ložisek je známá hora Magnitnaja ( Jižní Ural ). Silná ložiska magnetitu se nacházejí mezi skarny granátu, pyroxen-granátu a granátového epidotu , vzniklé při dopadu žulového magmatu na vápence. V některých oblastech rudných ložisek je magnetit spojen s primárním hematitem . Rudy pod oxidační zónou obsahují rozptýlené sulfidy ( pyrit , příležitostně chalkopyrit , galenit ). Stejná ložiska zahrnují na Uralu : Mount High (poblíž Nižného Tagilu ), Mount Blagodat (v Kushvinském okrese Sverdlovské oblasti ), Korshunovskoye (v Transbaikalii ), skupina nalezišť v Kostanayské oblasti Kazachstánu (Sokolovskoye, Sarbaiskoye, Kurzhunkul), stejně jako Dashkesan ( Ázerbájdžán ) [16] . Magnetit byl nalezen v ložisku Kara na ostrově Tasmánie ( Austrálie ), které překrývá žulové horniny v podobě nepravidelně tvarovaného andradit -pyroxen-vesuvianitového skarnu [17] .
Magnetická anomálie Kursk je jedním z regionálně metamorfovaných sedimentárních ložisek. Hluboce metamorfované železité křemence jsou známy také v ložiskách na poloostrově Kola ( Olenegorskoye ) a v západní Karélii ( Kostomuksha ). Ze zahraničních zaznamenáváme největší ložiska Kirunavaara a Luossavaara ve Švédsku , vyskytující se ve formě mocných žilovitých ložisek v metamorfovaných vrstvách vulkanických hornin; magnetit se zde spojuje s apatitem . Obrovská ložiska magnetito-hematitových rud ve Spojených státech amerických se nacházejí v oblasti Upper Lake mezi nejstaršími metamorfovanými břidlicemi. K podobné genezi patří i ložiska železnorudné pánve Kryvyj Rih ( Kryvyj Rih , Ukrajina ). V mocnosti vrstevnatých železitých kvarcitů jsou pevné železné rudy zastoupeny kromě typických zásobníkových ložisek také sloupcovitými ložisky čočkovitého tvaru v příčném řezu, zasahujícími do značné hloubky [16] .
Pozorováno také v ks. Massachusetts ( Middlesex County , Townsend ) [18] a nachází se v nalezištích poblíž města Mayville ( Dodge County , Wisconsin ) [19] . Ve Francii byl nalezen v ložisku Le Rune ( Bretaň , Plesten-le-Greve ) [20] .
Od minerálů podobného vzhledu ( hematit , hausmanit , jakobzit , brownit , spinel ) lze magnetit snadno odlišit černou linkou a silným magnetismem. Mikroskopicky, v odraženém světle, se magnetit od hematitu liší svou izotropií , nízkou odrazivostí, šedohnědým odstínem a izometrickými zrny. Ilmenit je často spojován s magnetitem, je anizotropní, má nižší odrazivost a není leptán HCl . Magnetit se liší od jakobitu a brownitu v nepřítomnosti vnitřních reflexů; brownit je navíc anizotropní a má sníženou odrazivost [21] .
Slovníky a encyklopedie |
|
---|---|
V bibliografických katalozích |
|
minerálů : Oxidy ( klasifikace IMA , Mills et al., 2009 ) | Třída||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Podtřída jednoduché oxidy |
| |||||||||||||
Podtřída komplexních oxidů |
| |||||||||||||
Podtřída Hydroxidy |
| |||||||||||||
|