Magnetita (Português)

A magnetita (Fe3O4) é um mineral de óxido de ferro comum. É membro do grupo espinélio. São minerais que compartilham a mesma estrutura, mas diferem na composição química. Outros membros notáveis do grupo são cromita e espinélio. A magnetita está entre as duas principais fontes de ferro. O outro mineral importante que contém ferro é a hematita.

Os cristais de magnetita são opacos com cor preta ligeiramente azulada. Largura de visão 25 mm.

A maneira mais precisa de expressar a composição química é diferenciar entre ferro di- e trivalente: Fe2 + Fe23 + O4. No entanto, esta é a composição ideal do membro final. Cristais reais encontrados na natureza quase sempre contêm quantidades variáveis de Al, Cr, Mn3 + e Ti4 + substituindo Fe3 + e Ca, Mn2 +, Mg substituindo Fe2 +. A variedade titanífera é denominada titanomagnetita. O termo foi aplicado de forma um tanto vaga, mas é melhor restringi-lo às variedades em que a fase ulvöspinel pode ser demonstrada por análise de raios-X1. Ulvöspinel é um membro final do grupo espinela com a seguinte composição: Fe22 + TiO4.

A composição expressa como Fe3O4 pode causar alguma confusão. O oxigênio tem um estado de oxidação de -2, e o ferro geralmente tem estados de oxidação de +2 ou +3 (ferro ferroso e férrico, respectivamente). Para formar um cristal, esses estados de oxidação devem se equilibrar ou cancelar um ao outro, mas 4 × -2 = -8 que não está equilibrando 6 (2 × 3) ou 9 (3 × 3). Existe um erro na fórmula?

Na verdade, não. Para superar este problema é útil tratá-lo como uma mistura de dois óxidos de ferro com estados de oxidação de +3 e +2 respectivamente (Fe2O3 e FeO) que se combinam de uma certa maneira e formam cristais de magnetita. É importante entender que a magnetita não é uma mistura no sentido estrito. É um sólido cristalino no qual diferentes átomos de ferro são quimicamente combinados com átomos de oxigênio.

Magnetita (preto acinzentado) mostrando formas de cristal octaédricas típicas. O mineral amarelo é calcopirita. Largura de visão 30 mm. Depósito de minério polimetálico relacionado a Skarn. Hannukainen, Finlândia.

Propriedades

A propriedade mais notável da magnetita é o ferrimagnetismo muito forte. Isso torna o mineral facilmente identificável porque é fortemente atraído por um ímã de mão. O ferrimagnetismo é causado por momentos magnéticos opostos, mas desiguais, dentro dos cristais, o que resulta na magnetização permanente e espontânea do material.

A presença de ferro di- e trivalente na estrutura do cristal é a razão pela qual a magnetita é tão fortemente magnética. Ferro divalente (+2) e trivalente (+3) têm momentos magnéticos desiguais que não estão se equilibrando. A magnetita é o mineral mais magnético.

O alto teor de ferro dá à magnetita sua opacidade e cor preta. O espinélio que compartilha a mesma estrutura é variavelmente colorido e transparente porque contém magnésio e alumínio em vez de ferro.

A magnetita é um mineral denso (gravidade específica 5,20). Isso está consideravelmente acima dos minerais de silicato comuns (geralmente 2,5–3,5), razão pela qual as rochas contendo uma quantidade apreciável de magnetita parecem pesadas na mão. A dureza é cerca de 6 na escala de Mohs. A magnetita não tem clivagem, mas a separação pode ser distinta. Os cristais são quebradiços e a fratura é irregular.

É assim que a areia magnetítica se alinha na presença de um forte campo magnético externo. Há um ímã de neodímio colocado abaixo da amostra. Cristais da praia de Talofofo, Guam, EUA. Largura de visão 10 mm.

Ocorrência

A magnetita é um mineral muito comum (mas geralmente acessório) em rochas ígneas e metamórficas. Ocorre em uma ampla variedade de rochas ígneas como pequenos grãos octaédricos ou anédricos. Pode formar segregações maiores em rochas de carbonato metassomatizadas por contato (skarns), onde está associado a minerais calcita e calcossilicato como diopsídio, andradita, actinolita, tremolita, etc.

Variedade massiva também pode ocorrer em alguns intrusões máficas em camadas. Pode formar-se em rochas metamorfoseadas regionalmente, onde se forma às custas de hidróxidos de ferro (goethita, limonita) e óxidos (hematita).

É o principal mineral de ferro no mais antigo ferro em faixas do tipo Algoma formações onde está associada com o sílex.

A magnetita está entre os minerais mais comuns na fração de minerais pesados da areia. Seus grãos na areia são geralmente muito menores do que os grãos minerais mais leves por causa da velocidade de sedimentação diferente. A maioria dos grãos de magnetita na areia são arredondados, mas alguns apresentam morfologia octaédrica característica. Nunca é alongado por causa do sistema de cristal cúbico (isométrico).

A magnetita é comum na areia porque é abundante em muitos tipos de rocha e também é moderadamente resistente ao intemperismo. Em alguns lugares, a areia da praia pode estar tão concentrada na magnetita que pode ser usada como minério de ferro. Na Nova Zelândia, um depósito de areia chamado Ironsand é usado para fazer aço.

A magnetita é alterada no ambiente de intemperismo para hematita, goethita ou outros óxidos e hidróxidos de ferro. Martita é uma hematita pseudomorfa depois da magnetita.

A magnetita é um mineral pesado comum na areia. Esta rocha é um depósito de areia metamorfoseada que parece ser muito rica em minerais pesados magnetita (preta) e granada (vermelha). Península de Varanger, norte da Noruega. Largura da amostra 18 cm.

Actinolita (verde) com magnetita e calcita. Kiruna, Suécia. Largura da amostra 8 cm.

Cristais de magnetita formando listras pretas na areia clara. É um dos constituintes mais comuns de minerais pesados na areia. White Park Bay, Irlanda do Norte.

Magnetita com tremolita mineral do grupo anfibólio em skarn. Skarn é uma rocha metassomática de contato. Ele se forma quando o magma silícico quente entra em contato com rochas carbonáticas (dolomita, calcário, mármore). O resultado é uma assembléia incomum de minerais de cálcio-silicato como tremolita, diopsídio, andradita, volastonita, etc. Essas rochas também freqüentemente contêm minerais de minério porque os fluidos magmáticos tardios são geralmente enriquecidos em elementos químicos incompatíveis que não têm lugar na estrutura cristalina do comum minerais magmáticos. Skarn era originalmente um termo dos mineiros para os minerais de ganga (calc-silicatos) que cercam os veios de minério. Largura da amostra 8 cm.

Magnetita em skarn. Os minerais da ganga são serpentina e talco. Esses minerais indicam que deve haver uma fonte importante de magnésio. Essas rochas, de fato, se formaram quando o magma penetrou e reagiu com o mármore dolomítico (carbonato de Mg-Ca). Tapuli, Suécia. Largura da amostra 11 cm.

Amostra de Skarn com magnetita, diopsídio (Ca-Mg-piroxênio) e calcita. Tapuli, Suécia. Largura da amostra 12 cm.

A magnetita é um mineral hidrotérmico comum que ocorre em veios de quartzo com outros minerais de minério. Esta amostra também contém quartzo (branco), pirita e calcopirita. Hannukainen, Finlândia. Largura da amostra 11 cm.

Usos

A magnetita é a principal fonte de ferro. As formações ferríferas bandadas são rochas metassedimentares pré-cambrianas em que a fase contendo ferro é geralmente magnetita ou hematita. O minério de ferro magnetítico muito rico está em Kiruna (norte da Suécia), embora os detalhes da formação não sejam claros (não é uma formação de ferro em faixas). Minérios de ferro relacionados a Skarn também são extraídos, embora tendam a ser menos volumosos. O ferro também pode ser extraído de depósitos de placer (areia mineral pesada).

É usado industrialmente como matéria-prima na fabricação de outros materiais contendo ferro. A magnetita tem sido usada para fazer concreto de alta densidade para reatores nucleares. Também é usado como um pigmento preto2.

A magnetita naturalmente magnetizada é chamada de magnetita. Normalmente ele é atraído apenas pelo ímã de mão, mas a magnetita em si não atrai objetos feitos de ferro. Lodestone é diferente porque também faz isso e se alinha facilmente ao longo das linhas magnéticas da Terra. Isso torna a magnetita útil na navegação como uma bússola magnética natural. Não está totalmente claro por que algumas magnetitas são naturalmente magnetizadas, mas as magnetitas contêm inclusões de maghemita (mineral do grupo espinélio) e uma teoria a associa a campos magnéticos ao redor de raios. Isso pode explicar por que magnetitas são encontradas perto da superfície, não em minas de ferro profundas.

Cristais de magnetita foram encontrados no cérebro de várias espécies, incluindo humanos. Foi levantada a hipótese de que os pássaros poderiam fazer uso dele para navegar, mas não está claro quais benefícios eles podem proporcionar aos humanos.

Grande pedaço de minério de ferro que é composto de magnetita quase pura. O minério de ferro de Kiruna é mundialmente famoso como um minério de alta qualidade muito rico. A amostra parece muito pesada quando comparada às rochas de silicato usuais. Kiruna, Suécia. Largura da amostra 13 cm.

Magnetita com jaspe e hematita. Esses minerais vêm da crosta oceânica alterada hidrotermicamente. A crosta oceânica quente recém-formada na dorsal meso-oceânica está cheia de rachaduras que permitem que a água do mar penetre na crosta. A água aquece quando circula dentro das rochas e lixivia os metais da crosta basáltica. Os metais são precipitados quando essa água muito quente e rica em metais entra no oceano novamente por meio de fumaça negra. Esses depósitos de metal são conhecidos como depósitos de minério do tipo SedEx (exalativo sedimentar). Ofiolite de Løkken, Noruega. Largura da amostra de 13 cm.

Formação de ferro em faixas do tipo Algoma (BIF) do Arqueano. A magnetita é o principal mineral de minério de ferro nesses minérios de ferro muito antigos. A formação de ferro bandado é a principal fonte de ferro, embora a maioria desses depósitos sejam do Proterozóico. Bjørnevatn, Noruega. Largura da amostra 17 cm.

Formação ferrífera bandada de tipo superior de Kryvyi Rih, Ucrânia. BIFs de tipo superior são a principal fonte de ferro. O mineral que contém ferro nessas rochas é geralmente hematita ou magnetita. Largura da amostra 10 cm.

Magnetita em quartzo. Bjørnevatn, Noruega. O agrupamento original de BIF é perturbado pelos processos metamórficos. Largura da amostra 11 cm.

Minério de ferro de Kiruna. Os principais minerais são magnetita, calcita, actinolita e apatita. Kiruna é a maior mina de ferro da Europa. No entanto, os detalhes da formação dessas rochas ainda são mal compreendidos. Largura da amostra 14 cm.

Magnetita com feldspato. Kiruna, Suécia. Largura da amostra 16 cm.

Magnetita com calcita (branca) e pirita (sulfeto de ferro). Kiruna, Suécia. Largura da amostra 14 cm.

Magnetita em pórfiro de sienito. Kiruna, Suécia. Largura da amostra 15 cm.

Esta é a areia da Ilha do Norte da Nova Zelândia. É usado como minério de ferro. Os grãos pretos são titanomagnetita (o teor total de titânio da amostra é de 4 por cento). O ferro representa 20 por cento da amostra (dados XRF). Os grãos amarelos são minerais de silicato. Largura de visão de 10 mm.

É o principal constituinte de uma fração mineral pesada de areia. Muitos minerais pretos nesta bandeja de ouro são grãos de magnetita. Também há ouro (manchas amarelas). Tankavaara, Finlândia.