Magnetite (Suomi)
Magnetite (Fe3O4) on yleinen rautaoksidimineraali. Se on spinel-ryhmän jäsen. Nämä ovat mineraaleja, joilla on sama rakenne, mutta erilaiset kemialliset koostumukset. Muita ryhmän merkittäviä jäseniä ovat kromiitti ja spinelli. Magnetite on kahden tärkeimmän rautalähteen joukossa. Toinen tärkeä rautaa sisältävä mineraali on hematiitti.
Magneettikiteet ovat läpinäkymättömiä ja hieman sinertävän mustia. Näkymäleveys 25 mm.
Tarkempi tapa ilmaista kemiallinen koostumus on erottaa di- ja kolmiarvoinen rauta: Fe2 + Fe23 + O4. Tämä on kuitenkin ihanteellinen loppujäsenyhdistelmä. Luonnossa löydetyt todelliset kiteet sisältävät melkein aina vaihtelevan määrän Al, Cr, Mn3 + ja Ti4 +, jotka korvaavat Fe3 +: n ja Ca, Mn2 +, Mg, jotka korvaavat Fe2 +: n. Titaniferous-lajike on nimetty titanomagnetite. Termiä on käytetty hieman löyhästi, mutta on parasta rajoittaa se niihin lajikkeisiin, joissa ulvöspinel-vaihe voidaan osoittaa röntgenanalyysillä1. Ulvöspinel on spinelliryhmän pääjäsen, jolla on seuraava koostumus: Fe22 + TiO4.
Fe3O4: ksi ilmaistu koostumus voi aiheuttaa sekaannusta. Hapen hapetustila on -2, ja raudalla hapetustilat ovat yleensä +2 tai +3 (rauta ja rauta vastaavasti). Kiteen muodostamiseksi näiden hapettumistilojen on tasapainotettava tai peruttava toisiaan, mutta 4 × -2 = -8, joka ei ole tasapainossa 6 (2 × 3) tai 9 (3 × 3). Onko kaavassa virhe?
Ei oikeastaan. Tämän ongelman voittamiseksi on hyödyllistä käsitellä sitä kahden rautaoksidin seoksena, joiden hapetustilat ovat +3 ja +2 (Fe2O3 ja FeO), jotka yhdistetään tietyllä tavalla ja muodostavat magnetiittikiteitä. On tärkeää ymmärtää, että magnetiitti ei ole sekoitus tiukassa mielessä. Se on kiteinen kiinteä aine, jossa erilaiset rautatomit yhdistetään kemiallisesti happiatomien kanssa.
Magnetite (harmahtava musta), jolla on tyypillisiä oktaedrisiä kidemuotoja. Keltainen mineraali on kalkopüriitti. Näkymän leveys 30 mm. Skarniin liittyvä polymetallimalmiesiintymä. Hannukainen, Suomi.
Ominaisuudet
Magnetiitin silmiinpistävin ominaisuus on erittäin vahva ferrimagnetismi. Se tekee mineraalista helposti tunnistettavissa, koska se kiinnittyy voimakkaasti käsimagneettiin. Ferrimagneettisuus johtuu vastakkaisista, mutta eriarvoisista magneettimomenteista kiteissä, mikä johtaa materiaalin pysyvään ja spontaaniin magnetointiin.
Di- ja kolmiarvoisen raudan läsnäolo kideverkossa on syy, miksi magnetiitti on niin voimakkaasti magneettinen. Kaksiarvoisella (+2) ja kolmiarvoisella (+3) raudalla on epätasainen magneettinen momentti, joka ei tasapainota toisiaan. Magnetite on kaikkein magneettisin mineraali.
Korkea rautapitoisuus antaa magnetiitille sen läpinäkymättömyyden ja mustan värin. Spinel, jolla on sama rakenne, on väriltään vaihteleva ja läpinäkyvä, koska se sisältää magnesiumia ja alumiinia tai rautaa.
Magnetite on tiheä (ominaispaino 5,20) mineraali. Tämä on huomattavasti tavallisten silikaattimineraalien (yleensä 2,5–3,5) yläpuolella, minkä vuoksi kivet, jotka sisältävät huomattavan määrän magnetiittia, tuntuvat kädessä raskasta. Kovuus on noin 6 Mohsin asteikolla. Magnetitilla ei ole pilkkomista, mutta eroaminen voi olla erillistä. Kiteet ovat hauraita ja murtumat ovat epätasaisia.
Magneettinen hiekka kohdistuu näin voimakkaan ulkoisen magneettikentän läsnä ollessa. Näytteen alle on sijoitettu neodyymimagneetti. Kiteet Talofofo Beachiltä, Guam, USA. Näkymäleveys 10 mm.
Esiintyminen
Magnetite on hyvin yleinen (mutta yleensä lisävaruste) mineraali magma- ja metamorfisissa kivissä. Sitä esiintyy monissa erilaisissa magmakivissä pieninä oktaedrisena tai anhedraalisena jyvänä. Se voi muodostaa suurempia erotteluja kontaktimetasomatisoiduissa karbonaattikivissä (skarneissa), joissa se liittyy kalsiitti- ja kalsiumsilikaattimineraaleihin, kuten diopsidi, andradiitti, aktinoliitti, tremoliitti jne.
Joissakin tapauksissa voi esiintyä myös massiivista vaihtelua mafic kerroksista tunkeutumista. Se voi muodostua alueellisesti muodonmuutoksessa olevista kivistä, joissa se muodostuu rautahydroksidien (goetiitti, limoniitti) ja oksidien (hematiitti) kustannuksella.
Se on tärkein rautaa sisältävä mineraali vanhimmassa Algoma-tyyppisessä nauharaudassa muodostumiin, joissa se liittyy cherttiin.
Magnetite on yksi yleisimmistä mineraaleista raskasta mineraalihiekkaa. Sen hiekanjyvät ovat yleensä paljon pienempiä kuin kevyemmät mineraalijyvät erilaisten laskeutumisnopeuksien takia. Suurin osa hiekan magnetiittirakeista on pyöristetty, mutta joillakin on tyypillinen oktaedrinen morfologia. Se ei ole koskaan pitkänomainen kuutio (isometrisen) kidejärjestelmän takia.
Magnetiitti on yleistä hiekassa, koska sitä on runsaasti monissa kalliotyypeissä ja se on myös kohtalaisen säänkestävä. Joissakin paikoissa rantahiekka voi olla niin keskittynyt magnetiittiin, että sitä voitaisiin käyttää rautamalmina. Uudessa-Seelannissa teräksen valmistukseen käytetään Ironsand-nimistä hiekkasaostetta.
Magnetiitti muuttuu sääolosuhteissa hematiitiksi, goetiitiksi tai muiksi rautaoksideiksi ja hydroksideiksi. Martiitti on pseudomorfinen hematiitti magnetiitin jälkeen.
Magnetite on yleinen raskas mineraali hiekassa. Tämä kallio on metamorfoitunut hiekkakerros, joka näyttää olevan erittäin rikas raskasmineraaleista magnetiittia (musta) ja granaattia (punainen). Varangerin niemimaa, Pohjois-Norja. Näytteen leveys 18 cm.
Aktinoliitti (vihreä) magnetiitilla ja kalsiitilla. Kiiruna, Ruotsi. Näytteen leveys 8 cm.
Magnetiittikiteet, jotka muodostavat mustia raitoja vaaleanvärisessä hiekassa. Se on yksi hiekan yleisimmistä raskasmineraalien ainesosista. White Park Bay, Pohjois-Irlanti.
Magnetite with amphibole group mineral tremolite in skarn. Skarn on kontaktimetasomaattinen kallio. Se muodostuu, kun kuuma piihappo magma joutuu kosketuksiin karbonaattimaakivien (dolomiitti, kalkkikivi, marmori) kanssa. Tuloksena on epätavallinen kalsiumsilikaattimineraalien kokoonpano, kuten tremoliitti, diopsidi, andradiitti, wollastoniitti jne. Nämä kivet sisältävät usein myös malmimineraaleja, koska myöhään magmaattiset nesteet rikastuvat yleensä yhteensopimattomilla kemiallisilla alkuaineilla, joilla ei ole sijaa tavallisten kiteiden rakenteessa. magmaattiset mineraalit. Skarn oli alun perin kaivostyöntekijöiden termi malmin laskimoita ympäröiville jengimineraaleille (kalkkisilikaatit). Näytteen leveys 8 cm.
Magnetite in skarn. Gangue-mineraalit ovat käärme ja talkki. Nämä mineraalit viittaavat siihen, että magnesiumilla on oltava tärkeä lähde. Nämä kivet todellakin muodostuivat, kun magma tunkeutui ja reagoi dolomiittimarmorin (Mg-Ca-karbonaatti) marmorin kanssa. Tapuli, Ruotsi. Näytteen leveys 11 cm.
Skarn-näyte magnetiitilla, diopsidilla (Ca-Mg-pyrokseeni) ja kalsiitilla. Tapuli, Ruotsi. Näytteen leveys 12 cm.
Magnetiitti on yleinen hydroterminen mineraali, jota esiintyy kvartsisuonissa muiden malmimineraalien kanssa. Tämä näyte sisältää myös kvartsi (valkoinen), pyriitti ja kalkopüriitti. Hannukainen, Suomi. Näytteen leveys 11 cm.
Käyttää
Magnetite on tärkein raudan lähde. Nauhalliset rautamuodostumat ovat prekambriumin metastaimentteja kiviä, joissa rautaa sisältävä faasi on yleensä joko magnetiitti tai hematiitti. Erittäin runsas magneettinen rautamalmi on Kiirunassa (Pohjois-Ruotsi), vaikka muodostumisen yksityiskohdat eivät ole selkeät (se ei ole kaistaleista rautamuodostusta). Skarniin liittyviä rautamalmeja louhitaan myös, vaikka ne ovat yleensä vähemmän mittavia. Rautaa voidaan uuttaa myös sijoituspaikoista (raskas mineraalihiekka).
Sitä käytetään teollisesti raaka-aineena muiden rautaa sisältävien materiaalien valmistuksessa. Magnetiittia on käytetty suuritiheyksisen betonin valmistamiseen ydinreaktoreihin. Sitä käytetään myös mustana pigmenttinä2.
Luonnollisesti magnetoitua magnetiittia kutsutaan lodestoneksi. Normaalisti sitä houkuttelee vain käsimagneetti, mutta magnetiitti itsessään ei houkuttele rautaa vihaisempia esineitä. Kalkkikivi on erilainen, koska se tekee niin myös ja se kohdistuu helposti maapallon magneettisia linjoja pitkin. Tämä tekee kalkkikivestä hyödyllisen navigoinnissa luonnollisena magneettikompassina. Ei ole täysin selvää, miksi jotkut magnetiitit magnetisoituvat luonnollisesti, mutta kivikivet sisältävät maghemiitin (spineliryhmämineraali) sulkeumia ja yksi teoria yhdistää sen salamoita ympäröiviin magneettikenttiin. Tämä voisi selittää, miksi lodestones löytyy lähellä pintaa, ei syvistä rautakaivoksista.
Magneettikiteitä on löydetty useiden lajien, myös ihmisten, aivoista. On oletettu, että linnut voisivat käyttää sitä navigointiin, mutta ei ole selvää, mitä hyötyä ne voivat tarjota ihmisille.
Massiivinen kappale rautamalmia, joka koostuu melkein puhtaasta magnetiitista. Kiirunan rautamalmi on maailmankuulu erittäin rikkaana korkealaatuisena malmina. Näyte tuntuu erittäin painavalta verrattuna tavallisiin silikaattikiveihin. Kiiruna, Ruotsi. Näytteen leveys 13 cm.
Magnetite, jossa on jaspis ja hematiitti. Nämä mineraalit ovat peräisin hydrotermisesti muuttuneesta valtameren kuoresta. Kuuma äskettäin muodostunut valtameren kuori valtameren keskellä on täynnä halkeamia, jotka antavat meriveden tunkeutua kuoreen. Vesi lämpenee kiertäessään kivien sisällä ja huuhtoutuu metalleja basalttikuoresta. Metallit saostuvat, kun tämä erittäin kuuma ja runsaasti metalleja sisältävä vesi tulee jälleen mustien tupakoitsijoiden kautta mereen. Nämä metallikerrostumat tunnetaan SedEx-tyyppisinä (sedimentin uloshengittävinä) malmiesiintyminä. Løkken ophiolite, Norja. Näytteen leveys 13 cm.
Algoma-tyyppinen raidallinen raudanmuodostus (BIF) Archaean alueelta. Magnetite on tärkein rautaa sisältävä malmimineraali näissä hyvin vanhoissa rautamalmissa. Raidallinen raudanmuodostus on tärkein raudan lähde, vaikka suurin osa näistä kerrostumista on peräisin proteroosista. Bjørnevatn, Norja. Näytteen leveys 17 cm.
Superior-tyyppinen raidallinen rautamuodostus Ukrainan Kryvyi Rihistä. Superior-tyyppiset BIF: t ovat tärkein raudan lähde. Rautapitoinen mineraali näissä kivissä on yleensä joko hematiitti tai magnetiitti. Näytteen leveys 10 cm.
Magnetite kvartsi. Bjørnevatn, Norja. Metamorfiset prosessit häiritsevät BIF: n alkuperäistä kaistaa. Näytteen leveys 11 cm.
Kiirunan rautamalmi. Tärkeimmät mineraalit ovat magnetiitti, kalsiitti, aktinoliitti ja apatiitti. Kiiruna on Euroopan suurin rautakaivos. Näiden kivien muodostumista koskevat yksityiskohdat ovat silti huonosti ymmärrettyjä. Näytteen leveys 14 cm.
Magneetti ja maasälpä. Kiiruna, Ruotsi. Näytteen leveys 16 cm.
Magnetiitti kalsiitilla (valkoinen) ja pyriitillä (rautasulfidi). Kiiruna, Ruotsi. Näytteen leveys 14 cm.
Seniittiporfyyrin magnetiitti. Kiiruna, Ruotsi. Näytteen leveys 15 cm.
Tämä on hiekkaa Uuden-Seelannin pohjoisaarelta. Sitä käytetään rautamalmina. Mustat jyvät ovat titanomagnetiittia (näytteen titaanipitoisuus on 4 prosenttia). Rauta muodostaa 20 prosenttia näytteestä (XRF-tiedot). Keltaiset jyvät ovat silikaattimineraaleja. Näkymäleveys 10 mm.
Se on raskaan mineraalihiekan tärkein aineosa. Paljon mustia mineraaleja tällä kultapannulla ovat magnetiittirakeita. On myös kultaa (keltaisia täpliä). Tankavaara, Suomi.