Magnetit | |
---|---|
Magnetit | |
Formulă |
Fe 3 O 4 FeO Fe 2 O 3 |
Masa moleculara | 231,54 |
amestec | Mg, Zn, Mn, Ni, Cr, Ti, V, Al |
Stare IMA | Valabil, prima mențiune înainte de crearea IMA (înainte de 1959) |
Sistematică conform IMA ( Mills et al., 2009 ) | |
Clasă | Oxizi și hidroxizi |
Subclasă | Oxizi complecși |
Familie | Spineluri [1] |
grup | Oksishpenels [1] |
Subgrup | Spineluri [1] |
Proprietăți fizice | |
Culoare | Negru gri sau negru de fier |
Culoarea liniuței | Negru |
Strălucire | metalice sau semimetalice |
Transparenţă | Opac |
Duritate | 5,5-6,5 pe scara Mohs |
Microduritate | 792 |
fragilitate | Fragil |
Clivaj | Foarte imperfect |
îndoire | Neuniformă |
separație | Deosebiți cu {111}, cu {001}, {011}, {138}. |
Densitate | 5,175 g/cm³ |
Radioactivitate | 0 Grapi |
Conductivitate electrică | Scăzut |
Temperatură de topire | 1951-1957 (cu descompunere) °C |
Proprietăți cristalografice | |
grup de puncte | m3m (4/m 3 2/m) |
grup spațial | Fd3m (F41/d 3 2/m) |
Singonie | cub |
Opțiuni pentru celule | 8,396Å |
Numărul de unități de formulă (Z) | opt |
Înfrățirea | de {111} |
Proprietati optice | |
tip optic | izotrop |
Indicele de refracție | 2.42 |
Birefringență | Dispărut |
relief optic | Foarte inalt |
Culoare reflectată | Gri cu o nuanță maronie |
Pleocroismul | Nu pleocroic |
Reflexe interne | Dispărut |
Fișiere media la Wikimedia Commons |
Magnetita (un sinonim învechit este minereu de fier magnetic [2] ) FeO Fe 2 O 3 este un mineral negru răspândit din clasa oxizilor, oxidul natural de fier (II, III) . Magnetitul este un important minereu de fier , împreună cu hematitul . Primul material magnetic cunoscut omenirii [3] . Originea numelui nu este bine stabilită. Poate că mineralul poartă numele lui Magnes, un cioban care a găsit pentru prima dată o piatră magnetică naturală care atrage fierul pe Muntele Ida ( Grecia ), sau din orașul antic Magnesia din Asia Mică [3] .
Pauza este neuniformă. Fragil. Duritate 5,5-6,5. Microduritate conform Bowie și Taylor 535-695 kgf / mm2 , după Yang și Millman 490-660 kgf/mm2 , după Gersheig 412-689 kgf/mm2 cu o sarcină de 100 g. Greutate specifică 4,8-5,3. Culoarea este negru de fier, uneori cu o nuanță albăstruie pe marginile cristalelor. Linia este neagră. Luciul este metalic, uneori semimetalic [4] .
Separare pentru {111} distinct, raportată și separat pentru {001}, {011}, {138}. Decolteul este foarte imperfect [5] .
Semiconductor . Conductivitatea electrică este scăzută. Conductivitatea electrică adevărată a magnetitului monocristal este maximă la temperatura camerei ( 250 Ω −1 cm −1 ), scade rapid odată cu scăderea temperaturii, atingând o valoare de aproximativ 50 Ω −1 cm −1 la temperatura tranziției Verwey. (tranziție de fază de la structură cubică la structură monoclinic de joasă temperatură existentă sub T V = 120-125 K ) [6] . Conductivitatea electrică a magnetitei monoclinice la temperatură joasă este cu 2 ordine de mărime mai mică decât a magnetitei cubice ( ~1 Ω −1 cm −1 la T V ); el, ca orice semiconductor tipic, scade foarte rapid odată cu scăderea temperaturii, atingând câteva unități ×10 −6 Ω −1 cm −1 la 50 K. În același timp, magnetitul monoclinic, spre deosebire de cubic, prezintă o anizotropie semnificativă a conductivității electrice - conductivitatea de-a lungul axelor principale poate diferi de mai mult de 10 ori . La 5,3 K , conductivitatea electrică atinge un minim de ~10 −15 Ω −1 cm −1 și crește odată cu o scădere suplimentară a temperaturii. La temperaturi peste temperatura camerei, conductivitatea electrică scade lent la ≈180 Ω −1 cm −1 la 780–800 K , iar apoi crește foarte lent până la temperatura de descompunere [7] .
Valoarea aparentă a conductivității electrice a magnetitei policristaline, în funcție de prezența fisurilor și de orientarea acestora, poate diferi de sute de ori.
Nu radioactiv. Puternic magnetic; unele magnetiți sunt magnetici polari ( magneți naturali ). Punctul Curie pentru magnetita din diverse depozite variază de la 550 la 600 K, valoarea medie este de aproximativ 575 K (sub mineralul său este feromagnetic, deasupra este paramagnetic). Pe măsură ce dimensiunea granulelor scade , magnetizarea crește și magnetizarea reziduală crește și ea. Poate schimba citirile busolei . Pe această bază, se poate găsi: acul busolei indică magnetită și depozitele acesteia.
Într-un câmp magnetic orientat , la răcire la 78 K , celula cubică a magnetitului se transformă într- o celulă rombică sau într-o celulă de singonie inferioară [8] .
Se poate uza în nisip, care nu își pierde proprietățile magnetice. Când se ridică un magnet, nisipul magnetic este atras de polii magnetului.
Compoziție teoretică: FeO - 31,03%; Fe203 - 68,97 %, Fe - 72,36 %; O - 27,64%. Magnetita conține de obicei impurități izomorfe Ti , V , Mn , Mg , Al , Cr etc.; cu un conținut crescut de impurități, se izolează varietăți de magnetit ( titanomagnetit , crom magnetit etc.). Există dovezi că conținutul de titan în magnetită depinde de condițiile de formare și, în special, de temperatură. Magnetitele magmatice timpurii se caracterizează printr-un conținut ridicat de crom. Pentru magnetitele segregărilor de minereu, se observă un conținut crescut de crom și vanadiu în comparație cu magnetitele accesorii .
S-a găsit o corelație liniară directă între conținutul de vanadiu și titan din magnetite. În Urali, magnetitele din granitoizi asociate cu gabro sau cu efuzive bazice diferă de magnetitele din rocile formațiunilor granitice printr-un conținut crescut de vanadiu și titan.
Magneții la temperaturi mai scăzute conțin mai mult mangan, zinc și vanadiu și mai puțin nichel, magneziu și alte elemente de impurități. Calciul este tipic pentru corpurile magnetite pegmatit-pneumalit [9] .
Solubilitatea crește odată cu utilizarea diferiților acizi în următoarea ordine: H 3 PO 4 , H 2 SO 4 , HCl , HNO 3 .
Este dificil de dizolvat în acid clorhidric (pulberea se dizolvă vizibil). Murat cu acid clorhidric concentrat, în special cu curent electric ; alți reactivi standard nu funcționează. Se descompune complet atunci când este fuzionat cu KHSO 4 . Oferă o reacție microchimică pentru Fe 3+ cu KCNS pe hârtie de filtru.
Nu se topește în fața țevii. Într-o flacără oxidantă, se transformă mai întâi în maghemită , apoi în hematită , pierzându-și proprietățile magnetice.
Opac. Strălucește în cele mai subțiri secțiuni . Izotrop . În lumina reflectată într-o secțiune lustruită este gri cu o nuanță maronie vizibilă, în razele unei lămpi cu mercur-cuarț este gri închis. Reflectanță de vârf - 22,3%, la o lungime de undă de 400 nm, reflectanță minimă - 20,3%, la 500-520 nm.
Gravarea cu HCl dezvăluie adesea structura zonală a boabelor; uneori se observă fără gravare. Ocazional, se observă o structură colimorfă concentric-zonală, uneori gemeni. Unele boabe și cristale de magnetit în lumina reflectată par să fie formate din soiuri gri-maroniu și gri-albăstrui. Primul dintre ele este similar în proprietăți optice cu magnetitul obișnuit. Al doilea se observă sub formă de jante lângă boabele primei sau formează zone și nervuri în ele; are o reflectivitate ușor crescută (22-23%), un relief mai mare și este slab gravat cu HCI. Nu a fost găsită nicio diferență în compoziția acestor soiuri de magnetit [8] .
Formează cristale cubice , grup de puncte m3m (3 L 4 4 L 3 6 L 2 9 PC după Bravais ), grup spațial Fd3m (F41/d 3 2/m), parametrii celulei a = 8,397 Å, număr de unități de formulă (Z ) = 8 ( structura spinelului ). Celula unitară crește atunci când Fe2 + este înlocuit cu mangan ; înlocuirea Fe 2+ cu Co 2+ , Ni 2+ , precum și Fe 3+ cu Al 3+ și Cr 3+ determină o scădere a dimensiunii celulei.
Se remarcă dependența celulei unitare de originea magnetitei: cele mai mari valori ale lui a sunt caracteristice magnetitei formațiunilor metamorfice , cea mai scăzută a magnetitei rocilor efuzive [10] .
Structura chimică cristalină este un cadru format din grupări tetraedrice și octaedrice de ioni de oxigen , în care se află ionii de fier feric și respectiv fier feros [11] . Cristalele sunt de obicei octaedrice , rareori dodecaedrice și foarte rar cubice . Gemenii nu sunt neobișnuiți, uneori gemenii indivizibili sunt turtiți [10] .
Unele magnetiți au o cantitate semnificativă de ultra și micropori. Volumul total al porilor depinde în special de condițiile de formare. de la temperatura . De exemplu, porozitatea medie a magnetitei din depozitele Urale de tip magmatic este de 2,6%, iar din depozitele de contact-metasomatice - 6,19%. Magnetita de generație timpurie are o porozitate de 4,4%, în timp ce magnetita de generație târzie are o porozitate de 9,35%. S-a observat aproape de două ori porozitatea părților centrale ale unor părți ale cristalelor de magnetit față de părțile periferice ale acestora, ceea ce a determinat o modificare selectivă a părților centrale ale cristalelor [8] .
A | Camp | |||
---|---|---|---|---|
8.387 | 2,55 | 0,75 | — | Philaborwa, provincia Limpopo ( Africa de Sud ) |
8.389 | 1,73 | 0,45 | — | Pudepupt, provincia Mpumalanga ( Africa de Sud ) |
8.394 | 1.48 | 0,38 | — | Seabasa, zona Sotpansberg |
8.386 | 1.05 | 0,07 | 1,76 | Emalahleni , provincia Mpumalanga ( Africa de Sud ) |
8.392 | 0,095 | 0,46 | — | Mainville ( statul New York , SUA ) |
8.396 | 0,67 | 0,09 | — | Barberton ( Africa de Sud ) |
Este foarte larg distribuit, formând acumulări mari și zăcăminte de minereu . Apare sub formă de agregate granulare , cristale individuale și druse ; relativ rare sub formă de agregate metacoloidale colomorfe, ooliți , pisoliți , dendrite (în rocile magmatice), secreții fibroase și funingine.
Magnetita exogenă formează ocazional concreții de structură radială radiantă cu un diametru de până la 15-20 cm și agregate de indivizi aciculari [10] .
Magnetitul, spre deosebire de hematit , se formează la o presiune parțială a oxigenului relativ scăzută . Apare în depozite de diferite tipuri genetice și, de asemenea, ca mineral accesoriu în diferite roci.
În rocile magmatice , se observă de obicei sub formă de diseminare. Depozitele magmatice de titanomagnetită sub formă de ciorchini și vene de formă neregulată sunt adesea asociate genetic cu roci de bază ( gabro ) [12] . Relativ rar, depozitele de magnetită sunt limitate la roci acide și alcaline. În cele mai mari zăcăminte de magnetită din Suedia, minereurile apar printre porfirii de sienită. În strânsă creștere cu apatită și mai rar cu hematitul , magnetitul formează depozite de 10 până la 150 de metri grosime. Sienit-porfirii conțin, de asemenea, magnetit, care formează atât diseminare uniformă în rocă (porfir magnetit-syenit), cât și segregări neregulate și nervuri rotunjite [13] .
Este prezentă în cantități mici în multe pegmatite în parageneza cu biotită , sfenă , apatită și alte minerale [12] .
În formațiunile de contact-metasomatice , joacă adesea un rol foarte important, însoțit de granate , piroxeni , cloriți , sulfuri , calcit și alte minerale. Există depozite mari formate la contactul calcarelor cu granite și sienite [12] . După asociațiile minerale se pot distinge trei tipuri de zăcăminte metasomatice [13] .
Ca însoțitor, magnetitul apare în depozitele hidrotermale , în principal în asociere cu sulfuri ( pirotita , pirita , calcopirită ). Relativ rar, formează depozite independente în asociere cu sulfuri, apatită și alte minerale [12] .
În timpul metamorfismului regional al minereurilor sedimentare de fier, printre straturile sedimentare antice metamorfozate au apărut depozite foarte mari de minereuri de hematit-magnetită în straturile lenticulare [15] .
În condiții exogene, formarea magnetitei poate avea loc numai în cazuri excepționale. Prezența granulelor de magnetit în nămolul marin modern este considerată a fi rezultatul nu numai al îndepărtării lor de pe uscat sub formă de material detritic, ci și sub forma unor noi formațiuni existente datorită hidroxizilor de fier sub influența reducătoare a organicului în descompunere. substanțe [12] .
Printre depozitele magmatice se numără zăcământul Kusinskoye ( regiunea Chelyabinsk ) de titanomagnetită , care conține și o cantitate crescută de vanadiu . Acest depozit este reprezentat de filoane de minereuri continue care apar printre rocile magmatice modificate părinte ale formațiunii de gabro. Magnetitul este strâns asociat aici cu ilmenitul și cloritul. Pe Peninsula Kola, un mare depozit de magnetit este limitat la masivul carbonatat ( Kovdor ), unde este extras împreună cu apatită și baddeleyita (un minereu pentru zirconiu). În Uralii de Sud , zăcământul Kopan de titanomagnetită este în curs de dezvoltare [16] . În minereurile din Sudbury ( Canada ), magnetita se găsește printre sulfuri și silicații din rocile gazdă.
Există zăcăminte de pegmatită care conțin magnetită în Norvegia (Fredriksven, Langesundfjord) și SUA ( Dover în Delaware , Mineville în New York ) [13] .
Un exemplu de depozite metasomatice de contact este binecunoscutul Munte Magnitnaya ( Uralul de Sud ). Depozitele puternice de magnetită sunt situate printre skarnurile de granat, piroxen-granat și granat- epidot , formate în timpul impactului magmei granitului asupra calcarelor. În unele zone ale zăcămintelor de minereu, magnetita este asociată cu hematitul primar . Minereurile sub zona de oxidare conțin sulfuri diseminate ( pirită , ocazional calcopirită , galenă ). Aceleași zăcăminte includ în Urali : Muntele Înalt (lângă Nizhny Tagil ), Muntele Blagodat (în districtul Kușvinsky din regiunea Sverdlovsk ), Korshunovskoye (în Transbaikalia ), un grup de zăcăminte din regiunea Kostanay din Kazahstan (Sokolovskoye, Sarbaiskoye, Kurzhunkul), precum și Dashkesan ( Azerbaidjan ) [16] . Magnetitul a fost găsit în zăcământul Kara de pe insula Tasmania ( Australia ), care se acoperă peste roci granitice sub formă de skarn andradit -piroxen-vesuvianit de formă neregulată [17] .
Anomalia magnetică Kursk este unul dintre depozitele sedimentare metamorfozate la nivel regional. Cuarțitele feruginoase profund metamorfozate sunt cunoscute și în depozitele din Peninsula Kola ( Olenegorskoye ) și din Karelia de Vest ( Kostomuksha ). Dintre cele străine, remarcăm cele mai mari depozite de Kirunavaara și Luossavaara din Suedia , care apar sub formă de depozite puternice sub formă de filoane în straturile metamorfozate de roci vulcanice; magnetita se asociază aici cu apatita . Zăcăminte uriașe de minereuri de magnetit-hematit din Statele Unite sunt situate în regiunea Upper Lake printre cele mai vechi ardezie metamorfozate. Depozitele bazinului de minereu de fier Kryvyi Rih ( Kryvyi Rih , Ucraina ) aparțin unei geneze similare. În grosimea cuarțitelor feruginoase stratificate , pe lângă zăcămintele tipice de rezervor, minereurile solide de fier sunt reprezentate și de zăcăminte columnare cu formă lenticulară în secțiune transversală, extinzându-se la o adâncime considerabilă [16] .
Se observă și la buc. Massachusetts ( Comitatul Middlesex , Townsend) [18] și se găsește în depozitele din apropierea orașului Mayville ( Comitatul Dodge , Wisconsin ) [19] . În Franța, a fost găsit în zăcământul Le Rune ( Bretania , Plesten-le-Greve ) [20] .
Din minerale similare ca aspect ( hematit , hausmanit , jacobsit , brownit , spinel ), magnetitul se distinge cu ușurință printr-o linie neagră și un magnetism puternic. Microscopic, în lumina reflectată, magnetitul diferă de hematit prin izotropie , reflectivitate scăzută, nuanță gri-maroniu și granule izometrice. Adesea asociat cu magnetitul, ilmenitul este anizotrop, are reflectivitate mai scăzută și nu este gravat de HCI . Magnetitul diferă de Jacobsite și brownit prin absența reflexelor interne; în plus, brownitul este anizotrop și are o reflectivitate redusă [21] .
![]() |
|
---|---|
În cataloagele bibliografice |
|
minerale : Oxizi ( clasificare IMA , Mills et al., 2009 ) | Clasa de||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Subclasa oxizi simpli |
| ![]() | ||||||||||||
Subclasa oxizi complecși |
| |||||||||||||
Subclasa Hidroxizi |
| |||||||||||||
|