Magnetit | |
---|---|
| |
Képlet |
Fe 3 O 4 FeO Fe 2 O 3 |
Molekulatömeg | 231,54 |
keverék | Mg, Zn, Mn, Ni, Cr, Ti, V, Al |
IMA állapota | Érvényes, első említés az IMA létrehozása előtt (1959 előtt) |
Szisztematika az IMA szerint ( Mills et al., 2009 ) | |
Osztály | Oxidok és hidroxidok |
Alosztály | Komplex oxidok |
Család | Spinellek [1] |
Csoport | Oksishpenels [1] |
Alcsoport | Spinellek [1] |
Fizikai tulajdonságok | |
Szín | Szürkésfekete vagy vasfekete |
Dash színe | Fekete |
Ragyog | fémes vagy félfémes |
Átláthatóság | Áttetsző |
Keménység | 5,5-6,5 a Mohs-skálán |
Mikrokeménység | 792 |
törékenység | Törékeny |
Dekoltázs | Nagyon tökéletlen |
csomó | Egyenetlen |
különállóság | Megkülönböztetés: {111}, {001}, {011}, {138}. |
Sűrűség | 5,175 g/cm³ |
Radioaktivitás | 0 Grapi |
Elektromos vezetőképesség | Alacsony |
Olvadási hőmérséklet | 1951-1957 (bomlással) °C |
Kristálytani tulajdonságok | |
pontcsoport | m3m (4/m 3 2/m) |
tércsoport | Fd3m (F41/d 3 2/m) |
Syngony | kocka alakú |
Cellabeállítások | 8,396Å |
Képlet egységek száma (Z) | nyolc |
Ikerintézmény | Szerző: {111} |
Optikai tulajdonságok | |
optikai típus | izotróp |
Törésmutató | 2.42 |
Kettős törés | Hiányzó |
optikai dombormű | Nagyon magas |
Tükrözött szín | Szürke, barnás árnyalattal |
Pleokroizmus | Nem pleokroikus |
Belső reflexek | Hiányzó |
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon |
Magnetit (elavult szinonimája a mágneses vasérc [2] ) A FeO Fe 2 O 3 egy elterjedt fekete ásvány az oxidok osztályából, a természetes vas-oxid (II, III) . A magnetit a hematit mellett fontos vasérc . Az emberiség által ismert első mágneses anyag [3] . A név eredete nincs szilárdan megállapítva. Talán az ásvány Magnesről kapta a nevét, egy pásztorról, aki először talált természetes mágneses követ, amely vonzza a vasat az Ida-hegyen ( Görögország ), vagy a kis - ázsiai Magnesia ősi városáról [3] .
A törés egyenetlen. Törékeny. Keménység 5,5-6,5. Mikrokeménység Bowie és Taylor szerint 535-695 kgf / mm 2 , Yang és Millman szerint 490-660 kgf / mm 2 , Gersheig szerint 412-689 kgf / mm 2 100 g terhelés mellett Fajsúly 4,8-5,3. Színe vasfekete, néha kékes árnyalattal a kristályok szélein. A vonal fekete. A fénye fémes, néha félig fémes [4] .
Elválasztás a {111} különállóhoz, külön jelentve a következőhöz is: {001}, {011}, {138}. A hasítás nagyon tökéletlen [5] .
Félvezető . Az elektromos vezetőképesség alacsony. Az egykristály magnetit valódi elektromos vezetőképessége szobahőmérsékleten maximális ( 250 Ω −1 cm −1 ), a hőmérséklet csökkenésével gyorsan csökken, és a Verwey-átmenet hőmérsékletén eléri az 50 Ω −1 cm −1 értéket. (fázisátmenet köbösről alacsony hőmérsékletű monoklin szerkezetre T V = 120-125 K alatt ) [6] . A monoklin alacsony hőmérsékletű magnetit elektromos vezetőképessége 2 nagyságrenddel kisebb, mint a köbös magnetité ( ~1 Ω −1 cm −1 T V -nél ); Ez, mint minden tipikus félvezető, nagyon gyorsan csökken a hőmérséklet csökkenésével, és eléri a több egységet ×10 −6 Ω −1 cm −1 50 K -en . Ugyanakkor a monoklin magnetit, ellentétben a köbössel, jelentős elektromos vezetőképesség anizotrópiát mutat - a vezetőképesség a fő tengelyek mentén több mint 10-szeres eltérést mutathat . 5,3 K hőmérsékleten az elektromos vezetőképesség eléri a minimum ~10 -15 Ω -1 cm -1 értéket , és a hőmérséklet további csökkenésével növekszik. Szobahőmérséklet feletti hőmérsékleten az elektromos vezetőképesség lassan ≈180 Ω −1 cm −1 -re csökken 780-800 K hőmérsékleten , majd nagyon lassan növekszik egészen a bomlási hőmérsékletig [7] .
A polikristályos magnetit elektromos vezetőképességének látszólagos értéke a repedések jelenlététől és azok orientációjától függően több százszor is eltérhet.
Nem radioaktív. Erősen mágneses; néhány magnetit poláris mágneses ( természetes mágnesek ). A különböző lelőhelyekről származó magnetit Curie-pontja 550-600 K között van, az átlagérték körülbelül 575 K (ásványa alatta ferromágneses, fölötte paramágneses). A szemcseméret csökkenésével a mágnesezettség növekszik, és a maradék mágnesezettség is növekszik. Módosíthatja az iránytű leolvasását . Ennek alapján megállapítható: az iránytű tűje a magnetitre és annak lerakódásaira mutat.
Orientált mágneses térben 78 K - ra hűtve a magnetit köbös cellája rombuszossá vagy alacsonyabb szingóniájú cellává alakul [8] .
Homokba kophat, amely nem veszíti el mágneses tulajdonságait. Amikor egy mágnest felhozunk, a mágneses homok a mágnes pólusaihoz vonzódik.
Elméleti összetétel: FeO - 31,03%; Fe 2O 3 - 68,97 %, Fe - 72,36%; O - 27,64%. A magnetit általában izomorf szennyeződéseket tartalmaz Ti , V , Mn , Mg , Al , Cr stb.; megnövekedett szennyeződéstartalom mellett a magnetit fajtáit izolálják ( titanomagnetit , krómmagnetit stb.). Bizonyíték van arra, hogy a magnetit titántartalma a képződés körülményeitől és különösen a hőmérséklettől függ. A korai magmás magnetitokat magas krómtartalom jellemzi. Az érc szegregátumok magnetitjeinél megnövekedett króm- és vanádiumtartalom figyelhető meg a kiegészítő magnetitekhez képest.
Közvetlen lineáris korrelációt találtak a magnetitekben lévő vanádium és titán tartalma között. Az Urálban a gabbróval vagy bázikus effúziákkal kapcsolatos granitoidokból származó magnetitok megnövekedett vanádium- és titántartalomban különböznek a gránitképződményekből származó kőzetekből származó magnetitektől.
Az alacsonyabb hőmérsékletű magnetitok több mangánt, cinket és vanádiumot, és kevesebb nikkelt, magnéziumot és egyéb szennyező elemeket tartalmaznak. A kalcium jellemző a magnetit pegmatit-pneumalit testekre [9] .
Az oldhatóság növekszik különböző savak használatával a következő sorrendben: H 3 PO 4 , H 2 SO 4 , HCl , HNO 3 .
Sósavban nehezen oldódik (a por észrevehetően feloldódik). Tömény sósavval pácolva, különösen elektromos árammal ; más standard reagensek nem működnek. Teljesen lebomlik, ha KHSO 4 -gyel olvad össze . Mikrokémiai reakciót ad Fe 3+ -ra KCNS - sel szűrőpapíron.
Nem olvad el a fúvócső előtt. Oxidáló lángban először maghemitté , majd hematittá alakul , elveszítve mágneses tulajdonságait.
Áttetsző. A legvékonyabb részeken átvilágít . Izotróp . Visszavert fényben csiszolt metszetben szürke, észrevehető barnás árnyalattal, higanykvarc lámpa sugaraiban sötétszürke. Csúcs reflexió - 22,3%, 400 nm hullámhosszon, minimális reflektancia - 20,3%, 500-520 nm-en.
A HCl -mal való maratás gyakran feltárja a szemcsék zonális szerkezetét; néha maratás nélkül is észrevehető. Alkalmanként koncentrikus-zónás kollimorf szerkezet figyelhető meg, néha ikrek. A visszavert fényben lévő magnetit egyes szemcséi és kristályai barnásszürke és kékesszürke változatokból állnak. Az első optikai tulajdonságaiban hasonló a közönséges magnetithez. A második a peremek formájában figyelhető meg az első szemcséi közelében, vagy zónákat és ereket képez bennük; enyhén megnövekedett fényvisszaverő képességgel (22-23%), nagyobb domborzattal rendelkezik, és HCl-mal rosszul maratott. A magnetit ezen fajtáinak összetételében nem találtak különbséget [8] .
Köbös kristályokat képez , m3m pontcsoport (Bravais szerint 3 L 4 4 L 3 6 L 2 9 PC ) , Fd3m tércsoport ( F41/d 3 2/m), cellaparaméterek a = 8,397 Å, képletegységek száma (Z) ) = 8 ( spinell szerkezet ). Az egységcella növekszik, ha a Fe 2+ -t mangán váltja fel ; Fe 2+ Co 2+ , Ni 2+ , valamint Fe 3+ Al 3+ és Cr 3+ helyettesítése a sejtméret csökkenését okozza.
Megjegyezzük az egységcella függőségét a magnetit eredetétől: a legmagasabb a értéke a metamorf képződmények magnetitjére , a legalacsonyabb az effúziós kőzetek magnetitére jellemző [10] .
A kristálykémiai szerkezet oxigénionok tetraéderes és oktaéderes csoportjaiból álló váz , amelyben vas- , illetve vas - ionok találhatók [11] . A kristályok általában oktaéderek , ritkán dodekaéderek és nagyon ritkán köbösek . Az ikrek nem ritkák, néha az oszthatatlan ikrek ellapulnak [10] .
Néhány magnetit jelentős mennyiségű ultra- és mikropórust tartalmaz. A teljes pórustérfogat különösen a képződés körülményeitől függ. hőmérséklettől . _ Például a magmás típusú uráli lerakódásokból származó magnetit átlagos porozitása 2,6%, a kontakt-metaszomatikus lerakódásokból pedig 6,19%. A korai generációs magnetit porozitása 4,4%, míg a késői generációs magnetit porozitása 9,35%. A magnetitkristályok egyes részeinek középső részének porozitása közel kétszerese volt a perifériás részekhez képest, ami szelektív változást okozott a kristályok központi részein [8] .
a | Terület | |||
---|---|---|---|---|
8.387 | 2.55 | 0,75 | — | Philaborwa, Limpopo tartomány ( Dél-Afrika ) |
8.389 | 1.73 | 0,45 | — | Pudepupt, Mpumalanga tartomány ( Dél-Afrika ) |
8.394 | 1.48 | 0,38 | — | Seabasa, Sotpansberg környéke |
8.386 | 1.05 | 0,07 | 1.76 | Emalahleni , Mpumalanga tartomány ( Dél-Afrika ) |
8.392 | 0,095 | 0,46 | — | Mainville ( New York állam , USA ) |
8.396 | 0,67 | 0,09 | — | Barberton ( Dél-Afrika ) |
Nagyon széles körben elterjedt, nagy felhalmozódásokat és érctelepeket képez . Szemcsés aggregátumok , egyedi kristályok és drúzok formájában fordul elő ; viszonylag ritka kollomorf metakolloid aggregátumok, oolitok , pizolitok , dendritek (magmás kőzetekben), rostos és kormos váladék formájában.
Az exogén magnetit esetenként akár 15-20 cm átmérőjű, sugárirányban sugárzó szerkezetű konkréciókat és hegyes egyedek aggregátumait képez [10] .
A magnetit, ellentétben a hematittal , viszonylag alacsony oxigén parciális nyomáson képződik . Különféle genetikai típusú lerakódásokban fordul elő, valamint kiegészítő ásványként különféle kőzetekben.
A magmás kőzetekben általában disszemináció formájában figyelhető meg. A titanomagnetit magmás lerakódásai szabálytalan alakú klaszterek és erek formájában gyakran genetikailag kötődnek az alapkőzetekhez ( gabbro ) [12] . Viszonylag ritkán a magnetit lerakódások savas és lúgos kőzetekre korlátozódnak. Svédország legnagyobb magnetitlelőhelyein a szienitporfírok között előfordulnak ércek. Az apatittal és ritkábban a hematittal szorosan összenőve a magnetit 10-150 méter vastag lerakódásokat képez. A szienit-porfírok magnetitet is tartalmaznak, amely a kőzetben egyenletes eloszlást (magnetit-szienit porfír), valamint szabálytalan lekerekített szegregációkat és ereket képez [13] .
Kis mennyiségben jelen van számos pegmatitban biotittal , szfénnel , apatittal és más ásványokkal [12] .
A kontakt-metaszomatikus képződményekben gyakran nagyon jelentős szerepet játszik, gránátok , piroxének , kloritok , szulfidok , kalcit és egyéb ásványi anyagok kíséretében. A mészkövek gránitokkal és szienitekkel való érintkezésekor nagy lerakódások keletkeznek [12] . Ásványtársulások szerint a metaszomatikus lerakódásoknak három típusa különböztethető meg [13] .
Társaként a magnetit hidrotermikus üledékekben fordul elő , főként szulfidokkal ( pirrotit , pirit , kalkopirit ) társulva. Viszonylag ritkán képez önálló lerakódásokat szulfidokkal, apatittal és más ásványokkal együtt [12] .
Az üledékes vasércek regionális metamorfózisa során a metamorfizált ősi üledékrétegek között igen nagy méretű hematit-magnetit ércrétegű és lencseszerű lerakódások keletkeztek [15] .
Exogén körülmények között csak kivételes esetekben fordulhat elő magnetit képződése. A magnetitszemcsék jelenléte a modern tengeri iszapban feltehetően nemcsak annak az eredménye, hogy törmelék formájában eltávolítják őket a szárazföldről, hanem új képződmények formájában is, amelyek a vas-hidroxidok következtében a bomló szerves anyagok redukáló hatása alatt. anyagok [12] .
A magmás lelőhelyek közé tartozik a Kusinskoye ( Cseljabinszki régió ) titanomagnetit lelőhely , amely szintén megnövekedett mennyiségű vanádiumot tartalmaz . Ezt a lerakódást a gabbroképződmény megváltozott magmás kőzetei között előforduló folytonos ércércek képviselik. A magnetit itt szorosan kapcsolódik az ilmenithez és a klorithoz. A Kola-félszigeten egy nagy magnetitlelőhely a karbonatit masszívumban ( Kovdor ) korlátozódik, ahol apatittal és baddeleyittel (cirkóniumérc) együtt bányászják. A Dél-Urálban a titanomagnetit Kopan lelőhelyét fejlesztik [16] . Sudbury ( Kanada ) érceiben a magnetit a befogadó kőzetek szulfidjai és szilikátjai között található.
Magnetittartalmú pegmatit lelőhelyek vannak Norvégiában (Fredriksven, Langesundfjord) és az USA-ban ( Dover Delaware - ben , Mineville New York államban ) [13] .
A kontakt-metaszomatikus lerakódásokra példa a jól ismert Magnitnaya -hegy ( Dél-Urál ). Erőteljes magnetit lelőhelyek találhatók a gránát-, piroxén-gránát- és gránát-epidot szkarnok között , amelyek a gránitmagma mészkövekre való becsapódása során keletkeztek. Az érctelepek egyes területein a magnetit az elsődleges hematithoz kapcsolódik . Az oxidációs zóna alatti ércek disszeminált szulfidokat ( pirit , esetenként kalkopirit , galéna ) tartalmaznak. Ugyanezek a lelőhelyek az Urálban : Magas -hegy ( Nizsnyij Tagil közelében ), Blagodat -hegy ( a Szverdlovszki régió Kushvinsky kerületében ), Korsunovszkoje ( Transzbaikáliában ) , lelőhelyek csoportja a kazahsztáni Kosztanaj régióban (Szokolovszkoje, Sarbaiskoye, Kurzhunkul), valamint Dashkesan ( Azerbajdzsán ) [16] . Magnetitet találtak Tasmania szigetén ( Ausztrália ) a Kara lelőhelyen, amely szabálytalan alakú andradit -piroxén-vesuvianit szkarn formájában borítja a gránit kőzeteket [17] .
A kurszki mágneses anomália a regionálisan metamorfizált üledékes lerakódások egyike. Mélyen átalakult vastartalmú kvarcitok a Kola-félszigeten ( Olenegorszkoje ) és Nyugat-Karéliában ( Kosztomuksa ) is ismertek . A külföldiek közül a legnagyobb svédországi Kirunavaara és Luossavaara lelőhelyeket jegyezzük meg , amelyek erőteljes érszerű lerakódások formájában fordulnak elő vulkáni kőzetek metamorfizált rétegeiben; A magnetit itt az apatittal társul . Az Egyesült Államokban található hatalmas magnetit-hematit érc lelőhelyek az Upper Lake régióban találhatók a legrégebbi metamorfizált palák között. A Krivyi Rih vasércmedence ( Kryvyi Rih , Ukrajna ) lelőhelyei hasonló eredetűek. A réteges vastartalmú kvarcitok vastagságában a szilárd vasérceket a tipikus tározói lelőhelyeken kívül a jelentős mélységig terjedő, lencse alakú oszlopos lerakódások is képviselik [16] .
Db -ban is megfigyelhető . Massachusetts ( Middlesex megye , Townsend) [18] és Mayville városa közelében ( Dodge megye , Wisconsin ) [19] található . Franciaországban a Le Rune lelőhelyen ( Bretagne , Plesten-le-Greve ) találták meg [20] .
A hasonló megjelenésű ásványok közül ( hematit , hauszmanit , jakobzit , brownit , spinell ) a magnetit könnyen megkülönböztethető fekete vonallal és erős mágnesességgel. Mikroszkóposan, visszavert fényben a magnetit izotrópiájában , alacsony visszaverődésében, szürkés-barnás árnyalatában és izometrikus szemcséiben különbözik a hematittól . A gyakran a magnetittal társított ilmenit anizotróp, kisebb a visszaverő képessége, és nem maratja be a HCl . A magnetit belső reflexek hiányában különbözik a jakobszittól és a brownittól ; emellett a brownit anizotróp és csökkent a visszaverő képessége [21] .
Szótárak és enciklopédiák |
|
---|---|
Bibliográfiai katalógusokban |
|
Ásványi osztály : Oxidok ( IMA osztályozás , Mills et al., 2009 ) | ||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Egyszerű oxidok alosztálya |
| |||||||||||||
Komplex oxidok alosztálya |
| |||||||||||||
Hidroxidok alosztály |
| |||||||||||||
|