磁鐵礦（氧化物類礦物磁鐵礦的礦石）

磁鐵礦（氧化物類礦物磁鐵礦的礦石）

磁鐵礦 （氧化物類礦物磁鐵礦的礦石） 次瀏覽 | 2022.05.14 09:52:03 更新 來(lái)源 ：互聯(lián)網(wǎng) 精選百科 本文由作者推薦 磁鐵礦氧化物類礦物磁鐵礦的礦石

磁鐵礦Magnetite為氧化物類礦物磁鐵礦的礦石。屬等軸晶系。晶體呈八面體、十二面體。晶面有條紋。多為粒塊狀集合體。鐵黑色，或具暗藍(lán)靛色。條痕黑，半金屬光澤。不透明。無(wú)解理。斷口不平坦。硬度5.5～6.5。密度5.16～5.18g/cm3。具強(qiáng)磁性。性脆。無(wú)臭，無(wú)味。常產(chǎn)于巖漿巖、變質(zhì)巖中。海濱沙中也常存在。分布山東、河北、河南、遼寧、黑龍江、內(nèi)蒙古、湖北、云南、廣東、四川、山西、江蘇、安徽。

中文名

磁鐵礦

外文名

Magnetite

硬度

5.5～6.5

密度

5.16～5.18g/cm3

主要物質(zhì)

四氧化三鐵

用途

煉鐵的主要原料

簡(jiǎn)介磁鐵礦

磁鐵礦的化學(xué)成分為Fe3O4，晶體屬等軸晶系的氧化物礦物。中國(guó)古籍中稱為磁石，表征它具有磁性；此外尚有偩鐵石、磁石、玄石等名稱。含鐵量為72.4％，是最重要的鐵礦石。[2]如礦石中含有害元素很少，可直接用于平爐煉鋼。不少磁鐵礦中還伴有鈦、釩、鉻等元素，冶煉過(guò)程中可以綜合利用。磁鐵礦還是傳統(tǒng)的中藥材之一，中醫(yī)認(rèn)為有鎮(zhèn)靜安神的功效。磁鐵礦晶體具反尖晶石型結(jié)構(gòu)(見(jiàn)尖晶石)。單晶體常呈八面體,也呈菱形十二面體,雙晶常見(jiàn),集合體呈塊狀或粒狀。鐵黑色，半金屬光澤,有時(shí)具八面體裂理。摩斯硬度5.5～6.5，比重5.2,具亞鐵磁性,是礦物中磁性最強(qiáng)的,能被永久磁鐵所吸引。其中具有極磁性、能吸引鐵針等物的稱為極磁鐵礦。中國(guó)早在戰(zhàn)國(guó)時(shí)已知用極磁鐵礦琢磨成指南針，稱為“司南”。

磁鐵礦晶體常呈八面體和菱形十二面體、集合體呈粒狀或塊狀。完好單晶形呈八面體或菱形十二面體，呈菱形十二面體時(shí)，菱形面上常有平行該晶面長(zhǎng)對(duì)角線方向的條紋。集合體為致密塊狀或粒狀。顏色為鐵黑色，條痕呈黑色，金屬光澤或半金屬光澤，不透明，無(wú)解理，摩氏硬度5.5-6，比重4.8-5.3。因?yàn)樗哂袕?qiáng)磁性，中國(guó)古代又稱為慈石、磁石、玄石。是礦物中磁性最強(qiáng)的，能被永久磁鐵吸引，氧化后變?yōu)槌噼F礦或褐鐵礦。

化學(xué)組成磁鐵礦

化學(xué)成分：FeO31.03，F(xiàn)e2O368.96。其中Fe3的類質(zhì)同像代替有Al3、Ti4、Cr3、V3等；替代Fe2的有Mg2、Mn2、Zn2、Ni2、Co2、Cu2、Ge2等。當(dāng)Ti4代替Fe3時(shí)，伴隨有Fe2—Fe3、Mg2—Fe2和V3—Fe3；Ti亦可以鈦鐵礦或鈦鐵晶石的細(xì)小包裹體呈定向連生形式存在，系由固溶體出溶而成。在>600℃時(shí)，形成磁鐵礦FeFe2O4—Fe2TiO4完全固溶體，礦物結(jié)構(gòu)式：Fe3[Fe21-xFe31-2xTi4x]O4(0≤x≤0.2)；Fe31.2-xFe2x-0.2[Fe21.2Fe30.8-xTi4x]O4(0.2≤x≤0.8)；Fe32-2xFe22x-1[Fe22-xTi4x]O4(0.8≤x≤1)；其中方括號(hào)中的陽(yáng)離子為八面體配位。在>500℃時(shí)則形成FeFe2O4—FeTiO3完全固溶體；隨溫度的下降，固溶體發(fā)生出溶。

當(dāng)Ti4代替Fe3，其中TiO2在25%時(shí)稱含鈦磁鐵礦，TiO2在25%者稱鈦磁鐵礦。含釩鈦較多時(shí)，則稱釩鈦磁鐵礦。含鉻者稱鉻磁鐵礦。鈦磁鐵礦與釩鈦磁鐵礦在高溫時(shí)形成固溶體，溫度下降時(shí)發(fā)生出溶，在光片中可看到鈦鐵礦在磁鐵礦晶粒中生成的顯微定向連生常沿磁鐵礦的八面體裂開(kāi)分布，叫鈦鐵磁鐵礦。磁鐵礦中的Fe2可被Mg2代替，構(gòu)成磁鐵礦－鎂鐵礦完全類質(zhì)同像系列。

分類磁鐵礦

各種含鐵礦物按其礦物組成，主要可分為4大類：磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦。由于它們的化學(xué)成分、結(jié)晶構(gòu)造以及生成的地質(zhì)條件不同，因此各種鐵礦石具有不同的外部形態(tài)和物理特性。

（1）磁鐵礦主要含鐵礦物為磁鐵礦，其化學(xué)式為Fe3O4，其中FeO=31%，F(xiàn)e2O3=69%，理論含鐵量為72.4%。這種礦石有時(shí)含有TiO2及V2O5組合復(fù)合礦石，分別稱為鈦磁鐵礦或礬鈦磁鐵礦。在自然純磁鐵礦礦石很少遇到，常常由于地表氧化作用使部分磁鐵礦氧化轉(zhuǎn)變?yōu)榘爰傧蟪噼F礦和假象赤鐵礦。所謂假象赤鐵礦就是磁鐵礦（Fe3O4）氧化成赤鐵礦（Fe2O3），但它仍保留原來(lái)磁鐵礦的外形，所以叫做假象赤鐵礦。磁鐵礦具有強(qiáng)磁性，晶體常成八面體，少數(shù)為菱形十二面體。集合體常成致密的塊狀，顏色條痕為鐵黑色，半金屬光澤，相對(duì)密度4.9～5.2，硬度5.5～6，無(wú)解理，脈石主要是石英及硅酸鹽。還原性差，一般含有害雜質(zhì)硫和磷較高。

（2）赤鐵礦赤鐵礦為無(wú)水氧化鐵礦石，其化學(xué)式為Fe2O3，理論含鐵量為70%。這種礦石在自然界中經(jīng)常形成巨大的礦床，從埋藏和開(kāi)采量來(lái)說(shuō)，它都是工業(yè)生產(chǎn)的主要礦石。

赤鐵礦含鐵量一般為50%～60%，含有害雜質(zhì)硫和磷比較少，還原較磁鐵礦好，因此，赤鐵礦是一種比較優(yōu)良的煉鐵原料。赤鐵礦有原生的，也有野生的，再生的赤鐵礦的磁鐵礦經(jīng)過(guò)氧化以后失去磁性，但仍保存著磁鐵礦的結(jié)晶形狀的假象赤鐵礦，在假象赤鐵礦中經(jīng)常含有一些殘余的磁鐵礦。有時(shí)赤鐵礦中也含有一些赤鐵礦的風(fēng)化產(chǎn)物，如褐鐵礦（2Fe2O3·3H2O）。赤鐵礦具有半金屬光澤，結(jié)晶者硬度為5.5～6，土狀赤鐵礦硬度很低，無(wú)解理，相對(duì)密度4.9～5.3，僅有弱磁性，脈石為硅酸鹽。

（3）褐鐵礦褐鐵礦是含水氧化鐵礦石，是由其他礦石風(fēng)化后生成的，在自然界中分布得最廣泛，但礦床埋藏量大的并不多見(jiàn)。其化學(xué)式為nFe2O3·mH2O(n=1～3、m=1～4)。褐鐵礦實(shí)際上是由針鐵礦（Fe2O3·H2O）、水針鐵礦（2Fe2O3·H2O）和含不同結(jié)晶水的氧化鐵以及泥質(zhì)物質(zhì)的混合物所組成的。褐鐵礦中絕大部分含鐵礦物是以2Fe2O3·H2O形式存在的。一般褐鐵礦石含鐵量為37%～55%，有時(shí)含磷較高。褐鐵礦的吸水性很強(qiáng)，一般都吸附著大量的水分，在焙燒或入高爐受熱后去掉游離水和結(jié)晶水，礦石氣孔率因而增加，大大改善了礦石的還原性。所以褐鐵礦比赤鐵礦和磁鐵礦的還原性都要好。同時(shí)，由于去掉了水分相應(yīng)地提高了礦石的含鐵量。

（4）菱鐵礦菱鐵礦為碳酸鹽鐵礦石，化學(xué)式為FeCo3，理論含鐵量48.2%。在自然界中，有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值的菱鐵礦比其他三種礦石都少。菱鐵礦很容易被分解氧化成褐鐵礦。一般含鐵量不高，但受熱分解出CO2以后，不僅含鐵量顯著提高而且也變得多孔，還原性很好。

結(jié)構(gòu)與形態(tài)磁鐵礦

等軸晶系，a0=0.8396nm；Z=8。反尖晶石型結(jié)構(gòu)。即1/2的Fe3和全部的Fe2占據(jù)八面體位置，另1/2的Fe3占據(jù)四面體位置。晶格常數(shù)a0隨Al3、Cr3、Mg2替代量的增大而減小；隨Ti4、Mn2的替代量增高而增大。六八面體晶類，Oh-m3m(3L44L36L29PC)。晶體常呈八面體和菱形十二面體。在菱形十二面體的菱形晶面上常有平行于該面長(zhǎng)對(duì)角線方向的條紋，為和的聚形紋(圖4-4-3)。依尖晶石律成雙晶。集合體通常成致密粒狀塊體。

物理性質(zhì)

條痕黑色。半金屬至金屬光澤。不透明。無(wú)解理，有時(shí)可見(jiàn)∥的裂開(kāi)，往往為含鈦磁鐵礦中呈顯微狀的鈦鐵晶石、鈦磁鐵礦的包裹體在｛111｝方向定向排列所致。性脆。硬度5.5~6。相對(duì)密度4.9~5.2。具強(qiáng)磁性，居里點(diǎn)（Tc）578℃。居里點(diǎn)是磁性礦物的一種熱磁效應(yīng)，為磁性或反磁性物質(zhì)加熱轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判晕镔|(zhì)的臨界溫度值。

產(chǎn)狀與組合

產(chǎn)于相對(duì)較還原的環(huán)境。主要成因類型有：巖漿型；接觸交代型；高溫?zé)嵋盒停粎^(qū)域變質(zhì)型。

鑒定特征

八面體晶形，黑色，條痕黑色，無(wú)解理，強(qiáng)磁性。以此可與相似礦物鉻鐵礦、黑鎢礦、黑錳礦等區(qū)別。

藥用價(jià)值磁鐵礦

為最重要和最常見(jiàn)的鐵礦石礦物。鈦磁鐵礦、釩鈦磁鐵礦同時(shí)亦為鈦、釩的重要礦石礦物。富含Ti、V、Ni、Co等元素時(shí)可綜合利用。藥用磁鐵礦名磁石，別名玄石、慈石、靈磁石、吸鐵石、吸針石。功效：潛陽(yáng)安神；聰耳明目；納氣平喘。

磁不但在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上有著重要的應(yīng)用，如核磁共振成像技術(shù)，常稱磁共振CT(計(jì)算機(jī)化層析術(shù))，以及心磁圖和腦磁圖的應(yīng)用，而且還有著悠久的歷史。在西漢的《史記》(約公元前90年)書(shū)中的“倉(cāng)公傳”便講到齊王侍醫(yī)利用5種礦物藥(稱為五石)治病。這5種礦物藥是指磁石(Fe3O4)、丹砂(HgS)、雄黃(As2O3)、礬石(硫酸鉀鋁)和曾青(2cuCo3)。隨后歷代都有應(yīng)用磁石治病的記載。例如，在東漢的《神農(nóng)本草》(約公元2世紀(jì))藥書(shū)中便講到利用味道辛寒的慈(磁)石治療風(fēng)濕、肢節(jié)痛、除熱和耳聾等疾病，南北朝陶弘景著的《名醫(yī)別錄》(公元510年)醫(yī)藥書(shū)中講到磁石可以養(yǎng)腎臟，強(qiáng)骨氣，通關(guān)節(jié)，消痛腫等。唐代著名醫(yī)藥學(xué)家孫思邈著的《千金方》(公元652年)藥書(shū)中還講到用磁石等制成的蜜丸，如經(jīng)常服用可以對(duì)眼力有益。北宋何希影著的《圣惠方》(公元1046年)醫(yī)藥書(shū)中又講到磁石可以醫(yī)治兒童誤吞針的傷害，這就是把棗核大的磁石，磨光鉆孔穿上絲線后投入喉內(nèi)，便可以把誤吞的針吸出來(lái)。

南宋嚴(yán)用和著的《濟(jì)生方》(公元1253年)醫(yī)藥書(shū)中又講到利用磁石醫(yī)治聽(tīng)力不好的耳病，這是將一塊豆大的磁石用新綿塞入耳內(nèi)，再在口中含一塊生鐵，便可改善病耳的聽(tīng)力。總的說(shuō)來(lái)，在各個(gè)朝代的醫(yī)藥書(shū)中常有用磁石治療多種疾病的記載。明代著名藥學(xué)家李時(shí)珍著的《本草綱目》關(guān)于醫(yī)藥用磁石的記述內(nèi)容豐富并具總結(jié)性，對(duì)磁石形狀、主治病名、藥劑制法和多種應(yīng)用的描述都很詳細(xì)，例如磁石治療的疾病就有耳卒聾閉、腎虛耳聾、老人耳聾、老人虛損、眼昏內(nèi)障、小兒驚癇、子宮不收、大腸脫肛、金瘡腸出、金瘡血出、誤吞針鐵、丁腫熱毒、諸般腫毒等10多種疾病，利用磁石制成的藥劑有磁朱丸、紫雪散和耳聾左慈丸等。

分布

磁鐵礦分布廣，有多種成因。瑞典基魯納是典型的巖漿礦床。智利的拉科鐵礦是由與火山作用有關(guān)的礦漿直接形成的。接觸變質(zhì)形成的鐵礦可以中國(guó)大冶鐵礦為例。由沉積的含鐵巖層經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用形成的鐵礦（如中國(guó)鞍山一帶的鐵礦），以磁鐵礦和赤鐵礦為主，規(guī)模很大，但品位較低，是世界上最重要的鐵礦來(lái)源。前蘇聯(lián)、北美、巴西、澳大利亞都有特大型的此種鐵礦。磁鐵礦因比重大，并有抵抗風(fēng)化的能力，所以在河床或?yàn)I海砂中也能富集。遭受氧化后能轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦；若保留原有的外形,即稱為假象赤鐵礦。

礦產(chǎn)資源磁鐵礦

南極地區(qū)的礦產(chǎn)資源極為豐富。據(jù)已查明的資源分布來(lái)看，煤、鐵和石油的儲(chǔ)量為世界第一，其它的礦產(chǎn)資源還正在勘測(cè)過(guò)程中。在南極地區(qū)，可望發(fā)現(xiàn)更多更豐富的礦產(chǎn)資源，為人類利用這些資源提出科學(xué)依據(jù)。南極大陸二疊紀(jì)煤層主要分布于南極洲的冰蓋下面，儲(chǔ)量約為5000億噸。

鐵礦是南極最富有的礦產(chǎn)資源之一。在南極大陸，主要分布在東南極洲。據(jù)科學(xué)家們勘測(cè)，在查爾斯王子山脈南部的地層內(nèi)，在晚太古至元古代，有一條厚度達(dá)400米，長(zhǎng)120公里～180公里，寬5公里～10公里的條帶狀富磁鐵礦巖層，礦石平均品位達(dá)32%～58%，是具有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值的富鐵礦床，初步估算其蘊(yùn)藏量可供全世界開(kāi)發(fā)利用200年，是當(dāng)今世界最大的富鐵礦藏。有趣的是，如果沿著南極洲查爾斯王子山脈所在的經(jīng)度范圍（北緯60度至北緯70度）一直往北走，幾乎在相同經(jīng)度差不多對(duì)稱的北極地區(qū)，又是一片世界級(jí)大鐵礦地區(qū)。

人們對(duì)南極及其陸架區(qū)礦產(chǎn)資源了解得并不多，原因很簡(jiǎn)單，面積巨大，厚達(dá)幾千米的冰蓋和惡劣的自然環(huán)境限制了科學(xué)家的調(diào)查，但是通過(guò)幾十年不間斷的工作，已經(jīng)在南極發(fā)現(xiàn)礦床、礦點(diǎn)百余處。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查所把南極大陸劃分出三個(gè)主要的成礦區(qū)：安第斯多金屬成礦區(qū)，主要為銅、鉑、金、銀、鉻、鎳、鉆等礦產(chǎn)；橫貫?zāi)蠘O山脈多金屬成礦區(qū)，有銅、鉛、鋅、金、銀、錫等礦產(chǎn)；東南極鐵礦成礦區(qū)，除大量鐵礦外，尚有銅、鉑等有色金屬，并發(fā)現(xiàn)金伯利巖。一般認(rèn)為查爾斯王子山鐵礦和橫貫?zāi)蠘O山脈區(qū)的煤礦規(guī)模最大；羅斯海、威德?tīng)柡！⒚缮！e林斯高晉海等海盆油氣遠(yuǎn)景最大。

磁鐵礦

盡管南極大陸及其陸架的地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)難度頗大，但隨著其他大洲可供開(kāi)發(fā)的礦產(chǎn)資源的日益減少和枯竭，將迫使人類向海洋、南極洲或其他地方尋找出路。至于人們擔(dān)心礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)可能造成的環(huán)境、生態(tài)的破壞和污染，人類也會(huì)從科學(xué)技術(shù)進(jìn)步中找到妥善的解決辦法。但在目前，南極禁止一切礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)和利用。全世界已查明的鐵的蘊(yùn)藏量是相當(dāng)可觀的，但具有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值的富鐵礦床就不是那么樂(lè)觀了，所以近幾十年來(lái)，地質(zhì)學(xué)家們又逐步把尋找鐵礦遠(yuǎn)景資源的目光投向南極洲。

鐵礦是南極大陸所發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)量最大的礦產(chǎn)，主要位于東南極。1966年，蘇聯(lián)地質(zhì)學(xué)家在查爾斯王子山脈南部的魯克爾山北部發(fā)現(xiàn)了厚度約70米的條帶狀富磁鐵礦巖層，稱為條帶狀磁鐵礦層或碧玉巖。礦石平均含鐵品位為32.1%，最富可達(dá)58%。整個(gè)巖系厚度達(dá)400米。他們?cè)?971—1974年調(diào)查，確定了該地區(qū)磁鐵礦和硅酸鹽中鐵的品位可以與澳大利亞西部的哈默斯利盆地、北美洲的蘇必利爾湖區(qū)、加拿大的謝弗維爾地區(qū)和蘇聯(lián)的克里沃·羅格地區(qū)的鐵構(gòu)造相比。航空磁場(chǎng)調(diào)查資料表明，鐵礦集中區(qū)在冰體下長(zhǎng)120～180千米，寬5～10千米。1977年，美國(guó)的霍夫曼和里瓦齊等人，根據(jù)航磁異常報(bào)道了在魯克爾山西部的冰蓋下的兩個(gè)磁異常帶，其寬度為5～10千米，延伸達(dá)120～180千米，他們初步認(rèn)為這是魯克爾條帶狀含鐵層的延續(xù)，如果這兩個(gè)磁異常帶確為鐵礦所引起的推理得到進(jìn)一步證實(shí)，那么，該地區(qū)的鐵礦將是世界上最大的。這就是目前一些南極地質(zhì)學(xué)家所聲稱的“南極鐵山”，其鐵礦蘊(yùn)藏量，初步估算可供全世界開(kāi)發(fā)利用200年。毫無(wú)疑義，南極洲魯克爾山條帶狀含鐵層的發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)在關(guān)心南極礦產(chǎn)資源的地質(zhì)界引起了極大的興趣。

參考資料