Hematit - Hematite
Hematit | |
---|---|
brazilský trigonální hematitový krystal | |
Všeobecné | |
Kategorie | Oxidové minerály |
Vzorec (opakující se jednotka) | oxid železitý, Fe2Ó3, α-Fe2Ó3[1] |
Strunzova klasifikace | 4. CB.05 |
Dana klasifikace | 4.3.1.2 |
Krystalový systém | Trigonální |
Křišťálová třída | Šestihranný scalenohedral (3m) Symbol H – M: (3 2 / m) |
Vesmírná skupina | R3C |
Jednotková buňka | A = 5,038 (2) A; C = 13,772 (12) A; Z = 6 |
Identifikace | |
Barva | Kovově šedá, matná až jasná "rezavě červená" v zemitém, kompaktním, jemnozrnném materiálu, ocelově šedá až černá v krystalech a masivně krystalických rudách |
Krystalický zvyk | Tabulkové až silné krystaly; slída nebo platy, obvykle v rozetách; vyzařující vláknité, reniformní, botryoidní nebo stalaktitické hmoty, sloupcovité; zemitý, zrnitý, oolitický |
Twinning | Penetrace a lamelové |
Výstřih | Žádný, může se zobrazit rozchod v {0001} a {1011} |
Zlomenina | Nerovnoměrné až subkonchoidní |
Houževnatost | Křehký |
Mohsova stupnice tvrdost | 5.5–6.5 |
Lesk | Kovové až nádherné |
Pruh | Jasně červená až tmavě červená |
Diaphaneity | Neprůhledný |
Specifická gravitace | 5.26 |
Hustota | 5.3 |
Optické vlastnosti | Jednoosý (-) |
Index lomu | nω = 3.150–3.220, nε = 2.870–2.940 |
Dvojlom | δ = 0.280 |
Pleochroismus | O = hnědavě červená; E = nažloutlá červená |
Reference | [2][3][4] |
Hematit, také hláskoval jako hematit, je běžný oxid železa se vzorcem Fe2Ó3 a je rozšířený ve skalách a půdách.[5] Krystaly hematitu patří do kosodélníkový mřížkový systém který je označen jako alfa polymorf z Fe
2Ó
3. Má to stejné Krystalická struktura tak jako korund (Al
2Ó
3) a ilmenit (FeTiO
3), s nimiž tvoří celek pevný roztok při teplotách nad 950 ° C (1740 ° F).
Hematit má barvu černou až ocelovou nebo stříbrošedou, hnědou až červenohnědou nebo červenou. to je těží jako hlavní železná ruda. Je elektricky vodivý.[6] Odrůdy zahrnují ledvinová ruda, martite (pseudomorfy po magnetit ), železná růže a zrcadlovka (zrcadlový hematit). I když se tyto formy liší, všechny mají rezavě červený pruh. Hematit je těžší než čisté železo, ale mnohem víc křehký. Maghemite je polymorf hematitu (γ-Fe
2Ó
3) se stejným chemickým vzorcem, ale s a struktura spinelu jako magnetit.
Velké usazeniny hematitu se nacházejí v pásové železné formace. Šedý hematit se obvykle vyskytuje na místech, která mohou mít stojatou vodu nebo minerály horké prameny, jako jsou ti v Yellowstonský národní park v Severní Amerika. Minerální plechovka sraženina z vody a shromažďovat ve vrstvách na dně jezera, pramene nebo jiné stojaté vody. Hematit může také nastat v nepřítomnosti vody, obvykle v důsledku sopečný aktivita.
Jíl Krystaly hematitu o velikosti se mohou také vyskytovat jako sekundární minerál tvořený zvětrávání procesy v půda a spolu s dalšími oxidy železa nebo oxyhydroxidy jako goethite, je zodpovědný za červenou barvu mnoha tropický, starobylé nebo jinak vysoce zvětralé půdy.
Etymologie a historie
Název hematit je odvozen od řecký slovo pro krev αἷμα (haima), kvůli červenému zbarvení nalezenému u některých odrůd hematitu.[5] Barva hematitu se hodí k použití jako a pigment. Anglický název kamene je odvozen od Střední francouzština hematite pierre, který byl dovezen z latinský lapisové hematity C. 15. století, které pocházelo z Starořečtina αἱματίτης λίθος (haimatitēs lithos, „krvavě červený kámen“).
Okr je jíl, který je zbarven různým množstvím hematitu, který se pohybuje mezi 20% a 70%.[7] Červený okr obsahuje nehydratovaný hematit, zatímco žlutý okr obsahuje hydratovaný hematit (Fe2Ó3 · H2Ó ). Hlavní použití okrové je pro tónování trvalou barvou.[7]
The červená křída psaní tohoto minerálu bylo jedním z prvních v historii lidí. Práškový minerál byl poprvé použit před 164 000 lety společností Muž Pinnacle-Point, případně pro sociální účely.[8] Zbytky hematitu se také nacházejí v hrobech z doby před 80 000 lety. U Rydno v Polsko a Lovas v Maďarsko byly nalezeny doly na červenou křídu, které pocházejí z roku 5 000 př. n. l Kultura lineární keramiky na Horní Rýn.[9]
Bohatá ložiska hematitu byla nalezena na ostrově Elba které byly těženy od doby Etruskové.[Citace je zapotřebí ]
Magnetismus
Hematit je antiferomagnetický materiál pod Morinův přechod při 250 K (-23 ° C) a nakloněný antiferromagnet nebo slabě feromagnetický nad Morinovým přechodem a pod jeho Teplota Néel při 948 K (675 ° C), nad kterou je paramagnetické.
Magnetická struktura α-hematitu byla předmětem značné diskuse a debaty během padesátých let, protože se zdála být feromagnetická s Curieovou teplotou přibližně 1 000 K (730 ° C), ale s extrémně malou magnetický moment (0.002 Bohrovy magnetony ). K překvapení přidal přechod s poklesem teploty kolem 260 K (-13 ° C) do fáze bez čistého magnetického momentu. Ukázalo se, že systém je v zásadě antiferomagnetický, ale že nízká symetrie kation stránky umožňují spin-orbitová vazba způsobit naklonění momentů když jsou v rovině kolmé k C osa. Zmizení okamžiku s poklesem teploty při 260 K (-13 ° C) je způsobeno změnou v anizotropie což způsobí zarovnání momentů podél C osa. V této konfiguraci nespouštění rotace nesnižuje energii.[10][11] Magnetické vlastnosti objemového hematitu se liší od jejich protějšků v nanoměřítku. Například teplota přechodu Morinu u hematitu klesá se zmenšením velikosti částic. Potlačení tohoto přechodu bylo pozorováno u hematitu nanočástice a je připisována přítomnosti nečistot, molekul vody a defektů v mřížce krystalů. Hematit je součástí komplexního systému oxyhydroxidu v pevném roztoku, který má různé obsahy vody, hydroxylové skupiny a substituce volných míst, které ovlivňují magnetické a krystalové chemické vlastnosti minerálu.[12] Dva další koncové členy se označují jako protohematit a hydrohematit.
Vylepšeno magnetické koercitivity pro hematit byly dosaženy suchým ohřevem dvouřádkového prekurzoru ferrihydritu připraveného z roztoku. Hematit vykazoval hodnoty magnetické koercivity závislé na teplotě v rozmezí od 289 do 5027 další (23–400 kA / m). Původ těchto vysokých hodnot koercivity byl interpretován jako důsledek subčásticové struktury vyvolané různými částicemi a krystalit rychlosti růstu velikosti při rostoucí teplotě žíhání. Tyto rozdíly v rychlostech růstu jsou převedeny do progresivního vývoje struktury podčástice v nanoměřítku. Při nižších teplotách (350–600 ° C) však jednotlivé částice krystalizují; při vyšších teplotách (600–1000 ° C) je upřednostňován růst krystalických agregátů s podčásticovou strukturou.[13]
Mikroskopický obraz hematitu
Krystalová struktura hematitu
Důlní hlušina
V odpadu je přítomen hematit hlušina z železné doly. Nedávno vyvinutý proces, magnetizace, pomocí magnetů shromažďuje odpadní hematit ze staré hlušiny Minnesota je obrovský Rozsah Mesabi železná čtvrť.[14] Falu červená je pigment používaný v tradičních švédských barvách pro domácnost. Původně byl vyroben z hlušiny dolu Falu.[15]
Mars
Na planetě byl vidět spektrální podpis hematitu Mars infračerveným zářením spektrometr na NASA Mars Global Surveyor[16] a 2001 Mars Odyssey[ověření se nezdařilo ] kosmická loď na oběžné dráze kolem Marsu. Minerál byl hojně viděn na dvou místech[17] na planetě Terra Meridiani místo poblíž marťanského rovníku v 0 ° zeměpisné délky a Aram Chaos stránky poblíž Valles Marineris.[18] Několik dalších míst také ukazovalo hematit, jako např Aureum Chaos.[19] Protože suchozemský hematit je obvykle minerál vytvořený ve vodném prostředí nebo změnou ve vodě, byla tato detekce dostatečně vědecky zajímavá, že druhá ze dvou Mars Exploration Rovers byl odeslán na určené místo v oblasti Terra Meridiani Meridiani Planum. Vyšetřování na místě prováděná Příležitost rover vykazovaly značné množství hematitu, hodně z toho ve formě malého kuličky které vědecký tým neformálně nazval „borůvky“. Analýza naznačuje, že tyto sféry jsou zjevně konkrementy vytvořeno z vodného roztoku. "Znát, jak byl hematit na Marsu vytvořen, nám pomůže charakterizovat minulé prostředí a určit, zda bylo toto prostředí příznivé pro život."[20]
Šperky
Hematit byl kdysi používán jako smuteční klenot.[21] Odkaz z roku 1923 popisuje „hematit se někdy používá jako nastavení ve smutečních špercích.“[6] Určité druhy jílu bohatého na hematity nebo oxidy železa, zejména Arménský bole, byly použity v pozlacení. Hematit se také používá v umění, například při tvorbě hlubotiskové ryté drahokamy. Hematin je syntetický materiál prodávaný jako magnetický hematit.[22]
Galerie
Vzácný pseudo-skalenoedrický krystalický zvyk
Tři drahokamové krystaly křemene obsahující jasné rezavě červené inkluze hematitu na poli jiskřivě černého zrcadlového hematitu
Zlaté jehlicovité krystaly rutil vyzařující ze středu platiny hematitu
Cypro-Minoan těsnění válce (vlevo) vyrobený z hematitu s odpovídajícím otiskem (vpravo), přibližně 14. století před naším letopočtem
Shluk paralelně rostoucích, zrcadlově jasných, kovově šedých hematitových čepelí z Brazílie
Hematitová řezba, 5 cm dlouhá
Hematit, varianta specularite (zrcadlový hematit), se zobrazeným jemným zrnem
Červený hematit z tvorba pruhovaného železa v Wyoming
Hematit na Marsu ve formě "borůvek" (pojmenovaných Nasa)
Pruhovaná deska, což ukazuje, že hematit důsledně zanechává rezavě červený pruh.
Hematit ve skenovacím elektronovém mikroskopu, zvětšení 100x.
Viz také
Reference
- ^ Dunlop, David J .; Özdemir, Özden (2001). Rock Magnetism: Fundamentals and Frontiers. Cambridge: Cambridge University Press. p. 73. ISBN 9780521000987.
- ^ Anthony, John W .; Bideaux, Richard A .; Bladh, Kenneth W .; Nichols, Monte C. (eds.). "Hematit" (PDF). Příručka mineralogie. III. Chantilly, VA: Mineralogická společnost Ameriky. ISBN 978-0962209727. Citováno 22. prosince 2018.
- ^ "Hematitová minerální data". WebMineral.com. Citováno 22. prosince 2018.
- ^ "Hematit". Mindat.org. Citováno 22. prosince 2018.
- ^ A b Cornell, Rochelle M .; Schwertmann, Udo (1996). Oxidy železa. Německo: Wiley. 4, 26. ISBN 9783527285761. LCCN 96031931. Citováno 22. prosince 2018.
- ^ A b Morgenthau, Mengo L. (1923). Minerály a řezané kameny: Referenční kniha obsahující zkrácené a zjednodušené popisy ze standardních děl o mineralogii. p. 23.
- ^ A b "Okr". Průmyslové minerály. Zóna minerálů. Archivovány od originál dne 15. listopadu 2016. Citováno 22. prosince 2018.
- ^ „Vědci najdou nejranější důkazy o moderním lidském chování v Jižní Africe“ (Tisková zpráva). AAAS. Novinky ASU. 17. října 2007. Citováno 22. prosince 2018.
- ^ Levato, Chiara (2016). „Prehistorické doly na oxidy železa: evropský přehled“ (PDF). Anthropologica et Præhistorica. 126: 9–23. Citováno 22. prosince 2018.
- ^ Dzyaloshinsky, I. E. (1958). „Termodynamická teorie„ slabého “feromagnetismu antiferomagnetik.“ Journal of Physics and Chemistry of Solids. 4 (4): 241–255. Bibcode:1958JPCS .... 4..241D. doi:10.1016/0022-3697(58)90076-3.
- ^ Moriya, Toru (1960). „Interakce anizotropní superexchange a slabý feromagnetismus“ (PDF). Fyzický přehled. 120 (1): 91. Bibcode:1960PhRv..120 ... 91 mil. doi:10.1103 / PhysRev.120.91.
- ^ Dang, M.-Z .; Rancourt, D. G .; Dutrizac, J. E.; Lamarche, G .; Provencher, R. (1998). „Souhra povrchových podmínek, velikosti částic, stechiometrie, parametrů buněk a magnetismu v syntetických materiálech podobných hematitu“. Hyperjemné interakce. 117 (1–4): 271–319. Bibcode:1998HyInt.117..271D. doi:10.1023 / A: 1012655729417. S2CID 94031594.
- ^ Vallina, B .; Rodriguez-Blanco, J. D .; Brown, A. P .; Benning, L. G .; Blanco, J. A. (2014). „Vylepšená magnetická koercivita α-Fe2Ó3 získaný ze syceného dvouřádkového ferrihydritu " (PDF). Journal of Nanoparticle Research. 16 (3): 2322. Bibcode:2014JNR .... 16.2322V. doi:10.1007 / s11051-014-2322-5. S2CID 137598876.
- ^ Redman, Chris (20. května 2009). „Další železná horečka“. Money.cnn.com. Citováno 22. prosince 2018.
- ^ „Sveriges mest beprövade husfärg“ [Osvědčená švédská barva domu] (v severní Sami). Citováno 22. prosince 2018.
- ^ „Mars Global Surveyor TES Instrument Identification of Hematite on Mars“ (Tisková zpráva). NASA. 27. května 1998. Archivovány od originál 13. května 2007. Citováno 22. prosince 2018.
- ^ Bandfield, Joshua L. (2002). „Globální distribuce minerálů na Marsu“ (PDF). Journal of Geophysical Research. 107 (E6): E65042. Bibcode:2002JGRE..107,5042B. doi:10.1029 / 2001JE001510.
- ^ Glotch, Timothy D .; Christensen, Philip R. (2005). „Geologické a mineralogické mapování Aram Chaosu: Důkaz historie bohaté na vodu“. Journal of Geophysical Research. 110 (E9): E09006. Bibcode:2005JGRE..110.9006G. doi:10.1029 / 2004JE002389. S2CID 53489327.
- ^ Glotch, Timothy D .; Rogers, D .; Christensen, Philip R. (2005). „Nově objevená jednotka bohatá na hematity v Aureum Chaosu: Porovnání hematitových a přidružených jednotek s těmi v Aram Chaosu“ (PDF). Měsíční a planetární věda. 36: 2159. Bibcode:2005LPI .... 36,2159G.
- ^ "Hematit". NASA. Citováno 22. prosince 2018.
- ^ Oldershaw, Cally (2003). Firefly Guide to Gems. Firefly Books. p. 53. ISBN 978-1-55297-814-6.
- ^ "Magnetický hematit". Mindat.org. Citováno 22. prosince 2018.