A magnit

A magnit (Fe3O4) egy általános vas-oxid ásvány. A spinellcsoport tagja. Ezek ugyanazok az ásványok, amelyek azonos szerkezettel rendelkeznek, de kémiai összetételükben különböznek egymástól. A csoport további jelentős tagjai a kromit és a spinell. A magnetit a két fő vasforrás közé tartozik. A másik fontos vas-tartalmú ásvány a hematit.

A magnetit kristályai átlátszatlanok, kissé kékesen fekete színűek. A látószélesség 25 mm.

A kémiai összetétel kifejezésének pontosabb módja a di- és háromértékű vas megkülönböztetése: Fe2 + Fe23 + O4. Ez azonban az ideális végtag-összetétel. A természetben talált valódi kristályok szinte mindig tartalmaznak változó mennyiségű Al, Cr, Mn3 + és Ti4 + -ot, helyettesítve a Fe3 + -ot és Ca, Mn2 +, Mg helyettesítve a Fe2 + -ot. A titaniferus fajtát titanomagnetitnek nevezik. A kifejezést kissé lazán alkalmazták, de a legjobb, ha azokra a fajtákra szűkítjük, ahol az ulvöspinel fázist röntgenanalízissel lehet kimutatni1. Az Ulvöspinel a spinellcsoport végtagja a következő összetételű: Fe22 + TiO4.

A Fe3O4-ben kifejezett összetétel némi zavart okozhat. Az oxigén oxidációs állapota -2, a vas oxidációs állapota általában +2 vagy +3 (vas- és vasvas). Kristály képződéséhez ezeknek az oxidációs állapotoknak ki kell egyensúlyozniuk vagy ki kell küszöbölniük egymást, de 4 × -2 = -8, amely nem egyensúlyoz 6 (2 × 3) vagy 9 (3 × 3). Van hiba a képletben?

Nem igazán. Ennek a problémának a kiküszöbölése érdekében célszerű két vasoxid keverékeként kezelni, amelyeknek oxidációs állapota +3, illetve +2 (Fe2O3 és FeO), amelyek bizonyos módon kombinálódnak és magnetitkristályokat képeznek. Fontos megérteni, hogy a magnetit nem szigorú értelemben vett keverék. Ez egy kristályos szilárd anyag, amelyben a különböző vasatomok kémiailag kombinálódnak az oxigénatomokkal.

Tipikus oktaéderes kristályalakokat mutató magnit (szürkésfekete). A sárga ásvány a kalkopirit. A látószélesség 30 mm. Skarnral kapcsolatos polimetál érclerakódás. Hannukainen, Finnország.

Tulajdonságok

A magnetit legfeltűnőbb tulajdonsága a nagyon erős ferrimágnesesség. Könnyen azonosíthatóvá teszi az ásványi anyagot, mert erősen vonzza a kézimágnes. A ferrimágnesességet ellentétes, de egyenlőtlen mágneses momentumok okozzák a kristályokon belül, ami az anyag állandó és spontán mágnesezését eredményezi.

A két- és háromértékű vas jelenléte a kristályrácsban az oka annak, hogy a magnetit olyan erősen mágneses. A kétértékű (+2) és a háromértékű (+3) vas egyenlőtlen mágneses momentumokkal rendelkezik, amelyek nem egyensúlyozzák egymást. A magnetit a leginkább mágneses ásványi anyag.

A magas vastartalom a magnetit átlátszatlanságát és fekete színét adja. Az azonos szerkezetű spinell változó színű és átlátszó, mert magnéziumot és alumíniumot vagy vasat tartalmaz. Ez jelentősen meghaladja a szokásos szilikátásványokat (általában 2,5–3,5), ezért érezhető mennyiségű magnetitet tartalmazó kőzetek nehezen érzik magukat a kézi mintában. A keménység körülbelül 6 a Mohs-skálán. A magnetitnek nincs hasítása, de az elválás különbözhet. A kristályok törékenyek és a törés egyenetlen.

Így állítja be a mágneses homok erős külső mágneses mező jelenlétében. A minta alatt van egy neodímium mágnes. Kristályok a Talofofo Beach-től, Guam, USA. A látószélesség 10 mm.

Előfordulás

A magnit a magmás és metamorf kőzetekben nagyon gyakori (de általában kiegészítő) ásvány. A magmás kőzetek sokféle változatában fordul elő, mint kis oktaéderes vagy anhedrális szemcsék. Nagyobb szegregációkat képezhet a kontakt-metaszomatizált karbonátos kőzetekben (skarns), ahol kalcit- és kalcium-szilikát-ásványokkal, például diopsziddal, andradittal, aktinolittal, tremolittal stb. Társul.

Egyesekben tömeges változatosság is előfordulhat mafic réteges behatolások. Regionálisan metamorfizált kőzetekben képződhet, ahol a vas-hidroxidok (goethit, limonit) és az oxidok (hematit) rovására képződik.

Ez a legfőbb vasatartalmú ásvány a legrégebbi Algoma típusú szalagos vasban képződmények, ahol chert-hez társulnak.

A magnit a homok nehéz ásványi frakcióiban a leggyakoribb ásványi anyagok közé tartozik. Homokszemcséi általában kisebbek, mint a könnyebb ásványi szemcsék, az eltérő ülepedési sebesség miatt. A legtöbb homokban található magnetitszemcsék lekerekítettek, de némelyikük jellemző oktaéderes morfológiát mutat. Soha nem hosszúkás a köbös (izometrikus) kristályrendszer miatt.

A magnit azért gyakori a homokban, mert számos kőzettípusban bőséges, és az időjárásnak is mérsékelten ellenáll. Egyes helyeken a tengerparti homok annyira koncentrálódhat a magnetitben, hogy vasércként is felhasználható. Új-Zélandon az Ironsand nevű homoklelőhelyet használják acél előállítására.

A magnetit az időjárási körülmények között hematittá, goethitté vagy más vas-oxidokká és hidroxidokká változik. A martit egy pszeudomorf hematit a magnetit után.

A magnit a homokban gyakori nehéz ásvány. Ez a kőzet egy metamorfizált homoklerakódás, amely úgy tűnik, hogy nagyon gazdag nehéz ásványi anyagokban, a magnetitben (fekete) és a gránátban (piros). Varanger-félsziget, Észak-Norvégia. A minta szélessége 18 cm.

Aktinolit (zöld) magnetittel és kalcittal. Kiruna, Svédország. A minta szélessége 8 cm.

Magnetit kristályok világos színű homokban fekete csíkokat alkotnak. A homokban található nehéz ásványi anyagok egyik leggyakoribb alkotóeleme. White Park Bay, Észak-Írország.

Magnetit amfibol csoport ásványi tremolittal a skarnban. Skarn egy kontakt-metaszomatikus kőzet. Akkor keletkezik, amikor a forró kovasavas magma karbonátos vidéki kőzetekkel (dolomit, mészkő, márvány) érintkezik. Ennek eredményeként a kalcium-szilikát ásványok, mint a tremolit, a diopszid, az andradit, a wollastonit, stb. Szokatlanul összegyűlnek. Ezek a kőzetek gyakran tartalmaznak ércásványokat is, mivel a késői magmás folyadékok általában összeférhetetlen kémiai elemekkel dúsulnak, amelyeknek nincs helyük a közös kristályszerkezetben. magmás ásványok. Skarn eredetileg bányász kifejezés volt az ércvénákat körülvevő gangue-ásványokra (mesz-szilikátokra). A minta szélessége 8 cm.

Magnetit skarnban. A gang-ásványok a szerpentin és a talkum. Ezek az ásványi anyagok arra utalnak, hogy fő magnéziumforrásnak kell lennie. Ezek a kőzetek valóban akkor keletkeztek, amikor a magma behatolt és reagál dolomitos (Mg-Ca-karbonát) márvánnyal. Tapuli, Svédország. A minta szélessége 11 cm.

Skarn minta magnetittal, diopsziddal (Ca-Mg-piroxén) és kalcittal. Tapuli, Svédország. A minta szélessége 12 cm.

A magnit egy közönséges hidrotermikus ásvány, amely kvarcérekben más ércásványokkal fordul elő. Ez a minta tartalmaz kvarcot (fehér), piritet és kalkopiritet is. Hannukainen, Finnország. A minta szélessége 11 cm.

Használat

A magnetit a fő vasforrás. A sávos vasképződések prekambriumi metaszpetikus kőzetek, ahol a vashordozó fázis általában magnetit vagy hematit. Nagyon gazdag mágneses vasérc található Kirunában (Svédország északi része), bár a képződés részletei nem egyértelműek (nem sávos vasképződés). A skarnhoz kapcsolódó vasérceket is bányászzák, bár általában kevésbé terjedelmesek. A vas kinyerhető a helyettesítő lerakódásokból is (nehéz ásványi homok).

Ipari alapanyagként használják más vastartalmú anyagok gyártásához. A magnetitet nagy sűrűségű beton készítésére használták az atomreaktorokban. Fekete pigmentként2 is használják.

A természetesen mágnesezett magnetitet lodestone-nak nevezik. Normális esetben csak a kézimágnes vonzza, de maga a magnetit nem vonzza a vasnál dühösebb tárgyakat. A mészkő azért más, mert ezt is megcsinálja, és könnyedén igazodik a Föld mágneses vonalai mentén. Ez a mészkő természetes navigációs iránytűként hasznos a navigációban. Nem teljesen világos, hogy egyes magnetitek miért mágneseznek természetes módon, de a kövek tartalmazzák a maghemit (spinellcsoport ásvány) zárványait, és az egyik elmélet a villámokat körülvevő mágneses mezőkhöz társítja. Ez megmagyarázhatja, hogy miért nem a mély vasbányákból, hanem a felszín közeléből találnak hálóköveket.

Magnetit kristályokat találtak több faj agyában, beleértve az embereket is. Feltételezik, hogy a madarak használhatják a navigációhoz, de nem világos, hogy milyen előnyökkel járhatnak az emberek számára.

Masszív vasércdarab, amely szinte tiszta magnetitből áll. A kirunai vasérc nagyon gazdag, kiváló minőségű ércként világhírű. A minta nagyon nehéznek érzi magát a szokásos szilikát kőzetekhez képest. Kiruna, Svédország. A minta szélessége 13 cm.

Magnetit jáspis és hematit. Ezek az ásványi anyagok a hidrotermikusan megváltozott óceáni kéregből származnak. Az óceán közepén húzódó, újonnan kialakult forró óceáni kéreg tele van repedésekkel, amelyek lehetővé teszik a tengervíz behatolását a kéregbe. A víz a sziklákon keringve felmelegszik, és a fémeket kimossa a bazaltos kéregből. Fémek kicsapódnak, amikor ez a nagyon forró és fémekben gazdag víz a fekete dohányosok révén ismét az óceánba kerül. Ezeket a fémlerakódásokat SedEx típusú (üledékes exhalatív) érclerakódásokként ismerik. Løkken ophiolite, Norvégia. A minta szélessége 13 cm.

Algoma típusú sávos vasképződés (BIF) az archeusiaktól. Ezekben a nagyon régi vasércekben a magnetit a fő vastartalmú ércásvány. A szalagos vasképződés a fő vasforrás, bár e lerakódások többsége a proterozoikumból származik. Bjørnevatn, Norvégia. A minta szélessége 17 cm.

Superior típusú sávos vasképződés Ukrajnából, Krivij Rihből. A superior típusú BIF-ek a fő vasforrás. A vasat tartalmazó ásvány ezekben a kőzetekben általában hematit vagy magnetit. A minta szélessége 10 cm.

Magnetit kvarcban. Bjørnevatn, Norvégia. A BIF eredeti sávozását a metamorf folyamatok zavarják. A minta szélessége 11 cm.

Kiruna vasérc. A fő ásványi anyagok a magnetit, a kalcit, az aktinolit és az apatit. Kiruna Európa legnagyobb vasbányája. Mégis, ezeknek a kőzeteknek a kialakulási részletei még mindig kevéssé ismertek. A minta szélessége 14 cm.

Magnetit földpáttal. Kiruna, Svédország. A minta szélessége 16 cm.

Magnetit kalcittal (fehér) és pirittel (vasszulfid). Kiruna, Svédország. A minta szélessége 14 cm.

Magnetit a szienit porfírban. Kiruna, Svédország. A minta szélessége 15 cm.

Ez Új-Zéland északi szigetéről származó homok. Vasércként használják. A fekete szemek titanomagnetitek (a minta összes titántartalma 4 százalék). A vas a minta 20 százalékát teszi ki (XRF adatok). A sárga szemcsék szilikátásványok. A látószélesség 10 mm.

A homok nehéz ásványi frakcióinak fő alkotóeleme. Az arany serpenyőben sok fekete ásványi anyag magnetit szemcsék. Van arany (sárga foltok) is. Tankavaara, Finnország.