Гематит: первичная руда железа и пигментный минерал

Содержание

• Что такое гематит?
• Физические свойства гематита
• Состав гематита
• Геологическое происхождение
• Гематит на Марсе?
• Использование гематита (железная руда)
• Использование гематита (пигмент)
• Использование гематита (драгоценный материал)
• Использование гематита (исцеляющего камня)
• Другие виды использования гематита

Оолитовый гематит: Образец оолитового гематита железной руды. Оолиты представляют собой крошечные круглые сферы химически осажденного гематита. Образец на фотографии составляет около четырех дюймов (десять сантиметров) в поперечнике, а самые большие оолиты имеют диаметр несколько миллиметров.

Что такое гематит?

Гематит является одним из самых распространенных минералов на поверхности Земли и в мелкой коре. Это оксид железа с химическим составом Fe₂О₃, Это распространенный породообразующий минерал, обнаруженный в осадочных, метаморфических и магматических породах по всему миру.

Гематит - самая важная железная руда. Хотя когда-то его добывали в тысячах мест по всему миру, сегодня почти вся добыча производится с нескольких десятков крупных месторождений, где значительные инвестиции в оборудование позволяют компаниям эффективно добывать и перерабатывать руду. Большая часть руды в настоящее время добывается в Китае, Австралии, Бразилии, Индии, России, Украине, Южной Африке, Канаде, Венесуэле и США.

Гематит имеет множество других применений, но их экономическое значение очень мало по сравнению с важностью железной руды. Минерал используется для производства пигментов, препаратов для разделения тяжелых сред, радиационной защиты, балласта и многих других продуктов.

Гематиты Streak: Все образцы гематита будут давать красноватую полосу. Полоска минерала - это его цвет в порошкообразной форме при соскребании по полосе с полосками (маленький кусочек неглазурованного фарфора, используемый для получения небольшого количества минерального порошка). Некоторые образцы гематита будут давать ярко-красную полосу, другие - красновато-коричневую полосу. Необходимо соблюдать осторожность при испытании образца гематита с металлическим блеском. Эти образцы часто являются хрупкими и оставляют следы мусора вместе с полосой. Этот мусор - не порошок, а след от осколков. Таким образом, чтобы оценить полосу, незакрепленные частицы должны быть осторожно стряхнуты с пластинки полосы или очень легко счищены. Это оставляет порошок, который внедрен в текстурированную поверхность пластины полосы. На фото выше полоса слева очищена от фрагментов, и вы можете видеть, что она красновато-коричневая. У полосы справа все еще есть след блестящих фрагментов, которые нужно аккуратно удалить для правильной оценки.

Физические свойства гематита

Гематит имеет чрезвычайно изменчивый вид. Его блеск может варьироваться от землистого до субметаллического до металлического. Его цветовые гаммы включают красный до коричневого и черный до серого до серебряного. Это происходит во многих формах, которые включают слюнные, массивные, кристаллические, ботриоидальные, волокнистые, оолитовые и другие.

Несмотря на то, что гематит имеет очень изменчивый вид, он всегда дает красноватую полосу. Студенты на вводных курсах геологии обычно удивляются, увидев, что серебристый минерал производит красноватую полосу. Они быстро узнают, что красноватая полоса является наиболее важной подсказкой для идентификации гематита.

Гематит не является магнитным и не должен реагировать на обычный магнит. Однако многие образцы гематита содержат достаточно магнетита, чтобы они притягивались к обычному магниту. Это может привести к неверному предположению, что образец является магнетитом или слабомагнитным пирротином. Исследователь должен проверить другие свойства, чтобы сделать правильную идентификацию.

Если исследователь проверяет полосу, красноватая полоса исключает идентификацию как магнетит или пирротин. Вместо этого, если образец является магнитным и имеет красноватую полосу, это, скорее всего, комбинация гематита и магнетита.

Зеркальный гематит: Зеркальный гематит, иногда называемый «слюдистый гематит», имеет металлический блеск и представляет собой камень, состоящий из блестящих слюдяных чешуек. Вместо этого эти хлопья гематит. Несмотря на то, что этот гематит имеет серебристый цвет, он все равно производит красноватую полосу, которая является ключом к идентификации гематитов. Испытание твердости на зеркальном гематите затруднено, потому что образцы имеют тенденцию крошиться. Этот образец около четырех дюймов в поперечнике (десять сантиметров) и был собран недалеко от Республики, штат Мичиган.

Пластинчатое железообразование Крупный план полосчатого железного образования. В этом образце полосы гематита (серебро) чередуются с полосами яшмы (красный). Камень, добываемый там, где добываются эти породы, часто называют таконитом. Эта фотография охватывает область скалы шириной около одного фута (30 сантиметров). Фотография сделана Андре Карватом, Лицензия на бесплатную документацию GNU.

Состав гематита

Чистый гематит имеет состав около 70% железа и 30% кислорода по массе. Как и большинство натуральных материалов, его редко можно встретить с таким чистым составом. Это особенно верно для осадочных отложений, где гематит образуется в результате неорганического или биологического осаждения в толще воды.

Незначительное кластическое осаждение может добавить глинистые минералы к оксиду железа. Эпизодическое осаждение может стать причиной появления чередующихся отложений оксида железа и сланца. Кремнезем в форме яшмы, черта или халцедона может быть добавлен химическими, кластическими или биологическими процессами в небольших количествах или в значительных эпизодах. Эти слоистые отложения гематита и сланца или гематита и кремнезема стали известны как «полосчатые образования железа» (см. Изображение).

Массивный гематит: Образец массивного гематита около четырех дюймов в поперечнике (десять сантиметров) собран около Антверпена, Нью-Йорк.

Гематит почечной руды: Некоторое количество гематита осаждается в полостях и имеет возможность сформировать неограниченную привычку. Привычка, известная как «почечная руда», часто развивается в полостях и названа так, как будто она похожа на внутренний орган. Этот тип химически осажденного гематита часто относительно не загрязнен осадочными включениями глины или вмещающих пород и имеет более высокую чистоту. Высокая чистота делает этот гематит предпочтительным для изготовления пигментов. Этот образец около четырех дюймов в поперечнике (десять сантиметров) и был собран недалеко от Камберленда, Англия.

Геологическое происхождение

Гематит встречается в качестве основного минерала и продукта изменения в магматических, метаморфических и осадочных породах. Он может кристаллизоваться во время дифференциации магмы или выпадать в осадок из гидротермальных флюидов, движущихся через горную массу. Это может также сформироваться во время контактного метаморфизма, когда горячие магмы реагируют со смежными скалами.

Наиболее важные гематитовые отложения образуются в осадочных средах. Около 2,4 миллиарда лет назад океаны Земли были богаты растворенным железом, но в воде было очень мало свободного кислорода. Затем группа цианобактерий стала способной к фотосинтезу. Бактерии использовали солнечный свет в качестве источника энергии для превращения углекислого газа и воды в углеводы, кислород и воду. Эта реакция выпустила первый свободный кислород в окружающую среду океана. Новый кислород немедленно объединился с железом, чтобы сформировать гематит, который опустился на дно морского дна и стал каменными единицами, которые мы знаем сегодня как полосатые железные формирования.

Вскоре фотосинтез происходил во многих частях Мирового океана, и на дне моря накапливались обширные отложения гематита. Это отложение продолжалось в течение сотен миллионов лет - от 2,4 до 1,8 миллиона лет назад. Это позволило сформировать залежи железа толщиной от нескольких сотен до нескольких тысяч футов, которые имеют поперечную стойкость от сотен до тысяч квадратных миль. Они включают в себя некоторые из крупнейших скальных образований в истории Земли.

Многие из отложений осадочного железа содержат как гематит, так и магнетит, а также другие минералы железа. Они часто находятся в тесной связи, и руда добывается, дробится и перерабатывается для извлечения обоих минералов. Исторически значительная часть гематита не была извлечена и была отправлена ​​в свалку. Более эффективная переработка сегодня позволяет извлечь больше гематита из руды. Хвосты также могут быть переработаны для извлечения дополнительного железа и уменьшения объема хвостов.

Марсианская "Черника": В 2004 году NASA Mars Exploration Rover Opportunity обнаружило, что почва возле места посадки содержала миллионы крошечных сфер, которые исследователи прозвали «черникой». После анализа было определено, что они состоят из оксида железа, в основном в форме гематита. Содержание железа в марсианских породах и почве способствует ее красному появлению на Земле и помогло ей получить название «Красная планета». Изображение НАСА.

Гематит на Марсе?

НАСА обнаружило, что гематит является одним из самых распространенных минералов в скалах и почвах на поверхности Марса. Обилие гематита в марсианских породах и поверхностных материалах придает ландшафту красновато-коричневый цвет, поэтому планета выглядит красной на ночном небе. Это происхождение Марса прозвище "Красная планета".

Таконитовые пеллеты: Эти гранулы таконита состоят из тонко измельченной таконитовой породы, которая была обработана для улучшения содержания железа и смешана с небольшим количеством глины для улучшения гранулирования. Это один из стандартных способов доставки железной руды с шахты на сталелитейный завод. Круглые частицы имеют диаметр около 1/2 дюйма (1 1/4 сантиметра) и с ними очень легко обращаться во время транспортировки и на мельнице. Изображение Харви Хенкельманн.Лицензия на бесплатную документацию GNU.

Использование гематита (железная руда)

Гематит является самой важной в мире железной рудой. Хотя магнетит содержит более высокий процент железа и его легче перерабатывать, гематит является ведущей рудой, потому что он более распространен и присутствует в месторождениях во многих частях мира.

Гематит добывается в некоторых из крупнейших шахт в мире. Эти шахты требуют инвестиций в миллиарды долларов, а некоторые будут перерабатывать более 100 миллионов тонн руды в год. Эти карьеры могут быть глубиной от сотен до тысяч футов и иметь ширину в несколько миль к тому времени, когда они были закончены.

Китай, Австралия, Бразилия, Индия, Россия, Украина, Южная Африка и Соединенные Штаты являются ведущими мировыми производителями железной руды (включая гематит, магнетит и другие руды). Производство железной руды в Соединенных Штатах происходит в Мичигане и Миннесоте.

Гематитовый пигмент: Гематит был одним из первых пигментных минералов, используемых людьми. По крайней мере, 40000 лет назад люди получили гематит, размельчили его в мелкий порошок и использовали для изготовления красок. Выше показаны коммерческие гематитовые пигменты, которые доступны сегодня. Слева вверху по часовой стрелке: гематит Блю Ридж, гематит Блю Ридж, красный венецианский и красный поццуоли. Начиная с Ренессанса, пигменты часто называли в честь мест, где они были произведены. Цветовые вариации являются результатом типа используемого гематита и примесей, таких как глина и другие оксиды железа, которые смешиваются с ним.

Гематитовые камни: Гематит и таконит часто превращаются в разбитые камни или режутся на кабошоны и бусы. Они популярны как недорогие ювелирные изделия. Отполированный гематит также популярен как «лечебный камень». Некоторые люди считают, что ношение его поможет облегчить некоторые медицинские проблемы. Такое использование не имеет научной ценности и может быть вредным, поскольку отвлекает людей, нуждающихся в медицинской помощи, от обращения к врачу.

Использование гематита (пигмент)

Название гематит происходит от греческого слова «гайматит», что означает «кроваво-красный». Это название происходит от цвета гематита, когда он был измельчен в мелкий порошок. Первобытные люди обнаружили, что гематит можно измельчить и смешать с жидкостью для использования в качестве краски или косметики. Наскальные рисунки, известные как «пиктограммы», датируемые 40 000 лет назад, были созданы с помощью гематитовых пигментов.

Гематит продолжает оставаться одним из важнейших пигментных минералов. Он добывался во многих местах по всему миру и широко продавался как красный пигмент. В эпоху Возрождения, когда многие художники начали использовать масло и холст, гематит был одним из самых важных пигментов. Цвет гематита был непрозрачным и постоянным. Это может быть смешано с белым пигментом, чтобы произвести множество розовых цветов, которые использовались, чтобы нарисовать плоть.

Лучший способ узнать о минералах - это изучить коллекцию мелких образцов, с которыми вы можете обращаться, исследовать и наблюдать их свойства. Недорогие минеральные коллекции доступны в магазине.

Использование гематита (драгоценный материал)

Гематит - это мелкий драгоценный материал, используемый для изготовления кабошонов, бус, небольших скульптур, упавших камней и других предметов. Материал, используемый для изготовления этих изделий, представляет собой гематит серебристого цвета с твердой однородной текстурой. Яркий серебристый цвет гематита и его «веское ощущение» делают его очень популярным камнем.

Гематитовые новинки: Продукты под названием «магнитный гематит» и «переливающийся гематит» часто предлагаются для продажи в сувенирных, туристических, новаторских и научных магазинах и на их веб-сайтах. В большинстве случаев это не гематит, а искусственные материалы, которые даже не имеют такого же химического состава, как гематит. Покупайте их, если они вам нравятся, но не потому, что вы думаете, что получаете уникальный образец минерала.

Использование гематита (исцеляющего камня)

Некоторые люди считают, что ношение кусков полированного гематита, известного как «лечебные камни», принесет облегчение от некоторых медицинских проблем. Нет никаких научных доказательств того, что это использование гематита имеет какой-либо положительный эффект, кроме того, что он является плацебо. Использование гематита в качестве «исцеляющего камня» или «исцеляющего кристалла» может на самом деле быть вредным, поскольку оно отвлекает людей от обращения к врачу, который может обеспечить надлежащий уход. Затем, когда человек с проблемой наконец решает обратиться к врачу, его ситуация становится более серьезной.

Железная печь: В 1700-х и 1800-х годах небольшие шахты на востоке Соединенных Штатов производили гематит, который служил основной железной рудой региона. Руда была обработана путем нагревания путем сжигания угля в простых каменных печах. Месторождения железной руды были небольшими и трудными для эксплуатации. Когда были обнаружены крупные месторождения железной руды в районе Великих озер, железная руда больше не добывалась в восточной части Соединенных Штатов. Показана железная печь Везувия на юге Огайо. USGS фото.

Другие виды использования гематита

Гематит используется для ряда других целей. Это очень плотный и недорогой материал, который эффективно останавливает рентгеновское излучение. По этой причине он используется для защиты от излучения вокруг медицинского и научного оборудования. Низкая стоимость и высокая плотность гематита и других железных руд также делают их полезными в качестве балласта для судов.

Гематит также может быть измельчен до мелкого порошка, который при смешивании с водой образует жидкость с очень высоким удельным весом. Эти жидкости используются при обработке поплавка угля и других минеральных материалов. Измельченный уголь, который имеет очень низкий удельный вес, помещается в тяжелую жидкость, и легкий чистый уголь плавает, в то время как примеси с высокой удельной массой, такие как пиритовый поглотитель.

Наконец, гематит - это материал, используемый для изготовления полирующих составов, известных как «красные румяна» и «румяна ювелиров». Red Rouge - это порошок гематита, используемый для полировки латуни и других мягких металлов. Его можно добавлять в измельченную среду из кукурузного початка или измельченную оболочку из грецкого ореха для полировки латунных корпусов. Jewellers Rouge - это паста, используемая на мягкой ткани для полировки золотых и серебряных украшений.