Magnetita (Română)

Magnetita (Fe3O4) este un mineral obișnuit de oxid de fier. Este membru al grupului spinel. Acestea sunt minerale care au aceeași structură, dar diferă prin compoziția chimică. Alți membri notabili ai grupului sunt cromita și spinela. Magnetita se numără printre cele două surse majore de fier. Celălalt mineral important care conține fier este hematitul.

Cristalele de magnetit sunt opace cu o culoare negru ușor albăstruie. Lățimea vederii 25 mm.

O modalitate mai precisă de a exprima compoziția chimică este de a face diferența între fierul di- și trivalent: Fe2 + Fe23 + O4. Cu toate acestea, aceasta este compoziția ideală pentru membrii finali. Cristalele reale găsite în natură conțin aproape întotdeauna cantități variabile de Al, Cr, Mn3 + și Ti4 + înlocuind Fe3 + și Ca, Mn2 +, Mg înlocuind Fe2 +. Soiul titanifer este numit titanomagnetit. Termenul a fost aplicat oarecum slab, dar cel mai bine este să-l restricționăm la acele soiuri în care faza ulvöspinel poate fi demonstrată prin analiza cu raze X1. Ulvöspinel este un membru final al grupei spinel cu următoarea compoziție: Fe22 + TiO4.

Compoziția exprimată ca Fe3O4 poate provoca o anumită confuzie. Oxigenul are o stare de oxidare de -2, iar fierul are de obicei stări de oxidare de +2 sau +3 (fier feros, respectiv fier feric). Pentru a forma un cristal, aceste stări de oxidare trebuie să se echilibreze sau să se anuleze reciproc, dar 4 × -2 = -8 care nu echilibrează 6 (2 × 3) sau 9 (3 × 3). Există o eroare în formulă?

Nu chiar. Pentru a depăși această problemă, este util să o tratați ca un amestec de doi oxizi de fier cu stări de oxidare de +3 și respectiv +2 (Fe2O3 și FeO) care sunt combinate într-un anumit mod și formează cristale de magnetit. Este important să înțelegem că magnetitul nu este un amestec în sens strict. Este un solid cristalin în care diferiți atomi de fier sunt combinați chimic cu atomi de oxigen.

Magnetit (negru cenușiu) care prezintă forme tipice de cristal octaedric. Mineralul galben este calcopirita. Lățimea vederii 30 mm. Zăcământ minereu polimetalic legat de Skarn. Hannukainen, Finlanda.

Proprietăți

Cea mai izbitoare proprietate a magnetitei este ferimagnetismul foarte puternic. Face mineralul ușor de identificat, deoarece este puternic atras de un magnet de mână. Ferrimagnetismul este cauzat de momente magnetice opuse, dar inegale din cristal, care duc la magnetizarea permanentă și spontană a materialului.

Prezența fierului di- și trivalent în rețeaua cristalină este motivul pentru care magnetitul este atât de puternic magnetic. Fierul bivalent (+2) și trivalentul (+3) au momente magnetice inegale care nu se echilibrează reciproc. Magnetitul este cel mai magnetic mineral.

Conținutul ridicat de fier conferă magnetitei opacitatea și culoarea neagră. Spinela care are aceeași structură este colorată și transparentă, deoarece conține magneziu și aluminiu în schimb sau fier.

Magnetita este minerală densă (cu greutate specifică 5.20). Acest lucru este mult mai mare decât mineralele obișnuite din silicat (de obicei 2,5-3,5), motiv pentru care rocile care conțin o cantitate apreciabilă de magnetit se simt grele în eșantionul manual. Duritatea este de aproximativ 6 pe scara Mohs. Magnetitul nu are decolteu, dar despărțirea poate fi distinctă. Cristalele sunt fragile, iar fracturile sunt inegale.

Acesta este modul în care nisipul magnetitic se aliniază în prezența unui câmp magnetic extern puternic. Există un magnet de neodim plasat sub probă. Cristale din Talofofo Beach, Guam, SUA. Lățimea vederii 10 mm.

Apariție

Magnetita este un mineral foarte comun (dar de obicei accesoriu) în rocile magmatice și metamorfice. Apare într-o mare varietate de roci magmatice ca mici boabe octaedrice sau anedrice. Poate forma segregări mai mari în roci carbonatice (skarns) metasomatizate de contact, unde este asociat cu calcit și minerale calc-silicat precum diopsid, andradit, actinolit, tremolit etc.

Varietatea masivă poate apărea și în intrări în straturi mafice. Se poate forma în roci metamorfozate la nivel regional, unde se formează în detrimentul hidroxizilor de fier (goetită, limonit) și a oxizilor (hematit). formațiuni în care este asociat cu chert.

Magnetita este printre cele mai frecvente minerale din fracțiunea minerală grea a nisipului. Boabele sale din nisip sunt în general mult mai mici decât boabele minerale mai ușoare din cauza vitezei diferite de decantare. Majoritatea boabelor de magnetită din nisip sunt rotunjite, dar unele prezintă morfologie octaedrică caracteristică. Nu este niciodată alungit din cauza sistemului de cristal cubic (izometric).

Magnetita este comună în nisip, deoarece este abundentă în multe tipuri de roci și este, de asemenea, moderat rezistentă la intemperii. În unele locuri nisipul de pe plajă poate fi atât de concentrat în magnetit încât ar putea fi folosit ca minereu de fier. În Noua Zeelandă se utilizează un depozit de nisip numit Ironsand pentru fabricarea oțelului.

Magnetita este modificată în condiții meteorologice în hematită, goetită sau alți oxizi și hidroxizi de fier. Martita este un hematit pseudomorf după magnetit.

Magnetita este un mineral greu comun în nisip. Această rocă este un depozit de nisip metamorfozat care pare a fi foarte bogat în minerale grele magnetit (negru) și granat (roșu). Peninsula Varanger, nordul Norvegiei. Lățimea probei de 18 cm.

Actinolit (verde) cu magnetit și calcit. Kiruna, Suedia. Lățimea probei de 8 cm.

Cristale de magnetită formând dungi negre în nisip de culoare deschisă. Este unul dintre cei mai comuni constituenți ai mineralelor grele din nisip. Golful White Park, Irlanda de Nord.

Magnetită cu tremolit mineral din grupul amfibol în skarn. Skarn este o rocă metasomatică de contact. Se formează atunci când magma silicică fierbinte vine în contact cu roci carbonatate de țară (dolomită, calcar, marmură). Rezultatul este un asamblare neobișnuită de minerale calc-silicate precum tremolit, diopsid, andradit, wollastonit etc. Aceste roci conțin, de asemenea, frecvent minerale, deoarece fluidele magmatice târzii sunt, de obicei, îmbogățite în elemente chimice incompatibile care nu au loc în structura cristalină a comunei. minerale magmatice. Skarn a fost inițial un termen de mineri pentru mineralele gangue (calc-silicați) care înconjoară venele minereului. Lățimea eșantionului 8 cm.

Magnetită în skarn. Mineralele gangue sunt serpentină și talc. Aceste minerale sugerează că trebuie să existe o sursă majoră de magneziu. Aceste roci s-au format într-adevăr atunci când magma a intrat și a reacționat cu marmura dolomitică (Mg-Ca-carbonat). Tapuli, Suedia. Lățimea probei 11 cm.

Probă Skarn cu magnetit, diopsid (Ca-Mg-piroxen) și calcit. Tapuli, Suedia. Lățimea eșantionului de 12 cm.

Magnetita este un mineral hidrotermal comun care apare în venele de cuarț cu alte minerale minerale. Această probă conține, de asemenea, cuarț (alb), pirită și calcopirită. Hannukainen, Finlanda. Lățimea probei 11 cm.

Utilizări

Magnetita este o sursă majoră de fier. Formațiunile de fier în benzi sunt roci metasedimentare precambriene în care faza purtătoare de fier este de obicei fie magnetită, fie hematită. Minereul de fier magnetitic foarte bogat se află în Kiruna (nordul Suediei), deși detaliile de formare nu sunt clare (nu este o formare de fier în bandă). Minereurile de fier legate de Skarn sunt, de asemenea, exploatate, deși tind să fie mai puțin voluminoase. Fierul poate fi, de asemenea, extras din depozite de placer (nisip mineral greu).

Este utilizat în mod industrial ca materie primă în fabricarea altor materiale purtătoare de fier. Magnetita a fost utilizată pentru fabricarea betonului de înaltă densitate la reactoarele nucleare. Este, de asemenea, utilizat ca pigment negru2.

Magnetitul magnetizat natural se numește lodestone. În mod normal, este atras doar de magnetul de mână, dar magnetita în sine nu atrage obiecte mai înnebunite din fier. Lodestone este diferit, deoarece face și asta și se aliniază ușor de-a lungul liniilor magnetice ale Pământului. Acest lucru face ca lodestone să fie util în navigație ca busolă magnetică naturală. Nu este deloc clar de ce anumiți magnetite sunt magnetizați în mod natural, dar pietrele lod conțin incluziuni de maghemit (mineralul grupului spinel) și o teorie îl asociază cu câmpurile magnetice din jurul fulgerelor. Acest lucru ar putea explica de ce pietrele de depozitare se găsesc aproape de suprafață, nu din minele de fier adânci.

Cristalele de magnetită au fost găsite în creierul mai multor specii, inclusiv la oameni. S-a emis ipoteza că păsările ar putea folosi aceasta pentru a naviga, dar nu este clar ce beneficii pot oferi oamenilor.

Bucată masivă de minereu de fier care este compusă din magnetit aproape pur. Minereul de fier de la Kiruna este renumit în întreaga lume ca un minereu foarte bogat de înaltă calitate. Eșantionul se simte foarte greu în comparație cu rocile obișnuite de silicat. Kiruna, Suedia. Lățimea eșantionului de 13 cm.

Magnetită cu jasp și hematit. Aceste minerale provin din scoarța oceanică modificată hidrotermal. Crusta oceanică fierbinte nou formată la creasta oceanului mijlociu este plină de fisuri care permit apei de mare să pătrundă în crustă. Apa se încălzește atunci când circulă în roci și leșie metalele din scoarța bazaltică. Metalele sunt precipitate când această apă foarte fierbinte și bogată în metale intră din nou în ocean prin fumătorii negri. Aceste depozite de metal sunt cunoscute sub numele de depozite de minereu de tip SedEx (expirativ sedimentar). Løkken ofiolit, Norvegia. Lățimea eșantionului de 13 cm.

Formarea de bandă de tip Algoma (BIF) din Archaean. Magnetitul este principalul mineral care conține fier în aceste minereuri de fier foarte vechi. Formarea de benzi de fier este principala sursă de fier, deși majoritatea acestor depozite provin din proterozoic. Bjørnevatn, Norvegia. Lățimea probei 17 cm.

Formație de fier de bandă de tip superior din Kryvyi Rih, Ucraina. BIF-urile de tip superior sunt principala sursă de fier. Mineralul purtător de fier din aceste roci este de obicei fie hematit, fie magnetit. Lățimea probei de 10 cm.

Magnetită în cuarț. Bjørnevatn, Norvegia. Bandarea originală a BIF este deranjată de procesele metamorfice. Lățimea probei de 11 cm.

Minereu de fier de la Kiruna. Principalele minerale sunt magnetitul, calcitul, actinolitul și apatitul. Kiruna este cea mai mare mină de fier din Europa. Cu toate acestea, detaliile de formare ale acestor roci sunt încă slab înțelese. Lățimea probei de 14 cm.

Magnetită cu feldspat. Kiruna, Suedia. Lățimea probei de 16 cm.

Magnetită cu calcit (alb) și pirită (sulfură de fier). Kiruna, Suedia. Lățimea eșantionului de 14 cm.

Magnetită în porfir de sienită. Kiruna, Suedia. Lățimea eșantionului de 15 cm.

Acesta este nisip din Insula de Nord a Noii Zeelande. Este folosit ca minereu de fier. Boabele negre sunt titanomagnetite (conținutul total de titan al probei este de 4%). Fierul reprezintă 20% din eșantion (date XRF). Boabele galbene sunt minerale silicatate. Lățimea vizuală 10 mm.

Este un component major al unei fracțiuni minerale grele de nisip. O mulțime de minerale negre pe această tigaie de aur sunt boabe de magnetit. Există, de asemenea, aur (pete galbene). Tankavaara, Finlanda.