理论教育 湖北矿物:菱铁矿的形成、特征及鉴定方案

湖北矿物:菱铁矿的形成、特征及鉴定方案

时间:2023-08-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:菱铁矿属于三方晶系,晶体呈菱面体,晶面往往弯曲。显晶质球粒状的称球菱铁矿,隐晶质凝胶状的称胶菱铁矿。菱铁矿常见于变质沉积岩中,是热液堆积后形成的脉石矿物。此外,伟晶岩中亦可能出现菱铁矿。在古老的区域变质地层中常有规模很大的菱铁矿层。在风化作用中菱铁矿易氧化成褐铁矿。据此,可以把赋存在沉积岩中的部分菱铁矿石鉴定出来。通过对试样的磁性观察来鉴定是不是菱铁矿石,并进一步估计菱铁矿石的品位。

湖北矿物:菱铁矿的形成、特征及鉴定方案

1)菱铁矿名称的来历

由冯·海丁格(von.Haidinger)于1845年鉴定并命名,它的名字来自希腊语“Sideros”,是“铁”的意思。

2)菱铁矿的特征

菱铁矿是铁的碳酸盐矿物,英文名称Siderite,化学成分为碳酸亚铁(FeCO3),通常含有镁和锰以及少量的钙,镁和锰通常替代铁形成菱铁矿—菱镁矿和菱锰矿固溶体系列(锰菱铁矿、镁菱铁矿)。此外,钴和钙也是常见的杂质。菱铁矿常呈浅灰色、浅黄褐色、灰色,常因风化而呈褐色,白色条痕,玻璃光泽,摩氏硬度3.5~4.5,密度3.96g/cm3。菱铁矿属于三方晶系,晶体呈菱面体,晶面往往弯曲。集合体呈粒状、块状或结核状。显晶质球粒状的称球菱铁矿,隐晶质凝胶状的称胶菱铁矿。有3组发育优良的菱面体解理,透明菱面体结晶具有双折射现象。

■菱铁矿晶体(晶面弯曲者)

3)菱铁矿的成因产状

菱铁矿形成于还原条件下,换言之,菱铁矿是在低氧的情况下由生物作用形成。其成因主要有二。

其一,外生成因,产自沉积岩中,这些层状的碎屑沉积岩大多带有来自生物的有机组分。在沉积作用中,菱铁矿常见于灰黑色页岩、黏土岩或含煤地层中,呈层状、结核状或透镜体产出。

其二,在中温至低温热液作用中常形成于金属硫化物矿脉中。菱铁矿常见于变质沉积岩中,是热液堆积后形成的脉石矿物。此外,伟晶岩中亦可能出现菱铁矿。在古老的区域变质地层中常有规模很大的菱铁矿层。其中最富的地段往往经受过热液作用的改造。

在风化作用中菱铁矿易氧化成褐铁矿。菱铁矿结核变为褐铁矿后体积缩小,形成空心“铁壳”。

菱铁矿常呈结核体或放射状球粒结构的菱铁矿产出。其常见的共生矿物有石英黄铁矿、褐铁矿、针铁矿、闪锌矿、冰晶石、方铅矿重晶石方解石白云石萤石等。

■菱铁矿与黄铜矿共生

4)菱铁矿的鉴定特征

菱铁矿与方解石相似,但可以用以下几种简单的方法进行区别。

(1)粉末加冷盐酸不起泡或作用极慢,加热盐酸则剧烈起泡。(www.daowen.com)

(2)掂分量:菱铁矿的密度为3.9g/cm3,黏土岩、砂岩、灰岩及白云岩的密度2.5~2.9g/cm3。据此,可以把赋存在沉积岩中的部分菱矿石鉴定出来。“掂”是鉴定菱铁矿石的一种简便方法,但是它只适用于高品位的菱铁矿石。

(3)划条痕、试硬度:菱铁矿的条痕为白色到灰白色,硬度小于小刀。据此,可把菱铁矿石与其他一些重感明显的岩石或矿石区别开来。

(4)灼烧后观察磁性强度,估计矿石品位。菱铁矿石无磁性,烧后二氧化碳逸出,部分二价铁氧化而具磁性,其残渣变黑,可用磁铁吸起。通过对试样的磁性观察来鉴定是不是菱铁矿石,并进一步估计菱铁矿石的品位。

(5)在野外菱铁矿层很容易当作一般碳酸盐岩地层而被忽略,应特别注意其在地表易风化形成褐铁矿。在钻孔中取出的岩芯,则应特别注意其较大的密度。

■菱铁矿与黄铜矿、黄铁矿共生

■菱铁矿与方解石共生

5)菱铁矿的主要价值及用途

菱铁矿(FeCO3)作为一种传统矿物资源,长期以来一直用作冶炼钢铁。其含铁虽低于50%(富矿标准),但一经焙烧,逐走CO2后即大为提高。焙烧后的矿石多孔,易炼,很受小型企业欢迎。

菱铁矿经热处理后可产生磁性矿物,分解产物变化非常复杂,而且表现出一系列异常的磁学现象,使菱铁矿热分解的主要产物具有极大的潜在应用价值,已逐渐引起人们的研究兴趣。

中国菱铁矿资源十分丰富,但可利用的菱铁矿不足总储量的10%。主要用于冶炼钢铁,在其他方面的应用基本处于空白。基于从菱铁矿的热分解产物所具有的潜在应用价值,利用其在高温分解时产生磁性物质的特点,目前已经研制出完全新型的磁性日用陶瓷,强度比普通硅酸盐陶瓷高。这种陶瓷的主要特点是坯体中含有分布均匀的磁性矿物,可显示磁性,由于是热剩磁,故可长久保留。因而可以作为磁性保健用品,如磁化杯、磁储水器以及磁性浴缸。还可制作农产品以及花卉的栽培载体和输水管道,以及保健建筑材料等。如再做深化研究,还有可能作结构陶瓷与功能陶瓷的原料。

6)菱铁矿的分布

世界著名的菱铁矿出产国有波兰、捷克、德国、法国、英国、葡萄牙、巴西、秘鲁、玻利维亚、美国等。中国菱铁矿资源也十分丰富,目前已探明储量近20×108t,另存保有储量近20×108t。主要分布在西部地区,分布于中国贵州、陕西等省,可构成一定规模的矿床。其中新疆、青海、甘肃、陕西与云南5个省(区)的菱铁矿储量都超过亿吨。

湖北省内菱铁矿分布较广,在鄂东南接触交代型铁铜矿床中常产有菱铁矿;鄂西北一些变火山沉积铁矿床中也常含有菱铁矿,鄂东北的黄梅县已找到沉积型菱铁矿床。

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