Magnetit
Magnetit
Magnetit ở bán đảo Kola, Nga
Thông tin chung
Thể loại Khoáng vật ô xít
Công thức hóa
học sắt (II,III) ôxít, Fe3O4
Màu Đen, xám
Dạng thường Tám mặt, hạt mịn dạng khối
tinh thể
Hệ tinh thể Lập phương
Song tinh Hiếm gặp song tinh bát diện
quy luật spinel[1]
Cát khai không rõ
Vết vỡ Không phẳng
Độ cứng Mohs 5,5–6,5[1]
Ánh Kim loại
Màu vết vạch Đen
Tỷ trọng riêng 5,17–5,18[1]
Chiết suất Chắn sáng
Các biến thể chính
Lodestone Nam châm để xác định cực
bắc và cực nam
Magnetit là một khoáng vật sắt từ có công thức hóa học Fe3O4, một trong các ôxít
sắt và thuộc nhóm spinel. Tên theo IUPAC là sắt (II,III) ôxít và thường được viết
là FeO·Fe2O3, được xem là tập hợp của wüstit (FeO) và hematit (Fe2O3). Công
thức trên đề cập đến các trạng thái ôxi hóa khác nhau của sắt trong cùng một cấu
trúc chứ không phải trong dung dịch rắn. Nhiệt độ Curie của magnetit là 858 K.
Tính chất
Magnetit là khoáng vật có từ tính mạnh nhất trong các khoáng vật xuất hiện trong
thiên nhiên.[2] Các mảnh magnetit bị từ hóa tự nhiên được gọi là lodestone sẽ hút
các mẫu sắt nhỏ, và đây cũng là cách mà người cổ đại khám phá ra tính chất từ đầu
tiên. Lodestone được sử dụng trong các la bàn. Magnetit thường mang các dấu
hiệu từ trong các đá và vì thế nó được xem như là một công cụ để nghiên cứu cổ
từ, một khám phá khoa học quan trọng để hiểu được quá trình kiến tạo mảng và dữ
liệu lịch sử cho từ thủy động lực học và các chuyên ngành khoa học khác. Các mối
quan hệ giữa magnetit và các khoáng vật ôxít giàu sắt khác như ilmenit, hematit,
và ulvospinel cũng đã được nghiên cứu nhiều, cũng như các phản ứng phức tạp
giữa các khoáng vật này và oxy ảnh hưởng như thế nào đến sự bảo tồn trường từ
của Trái Đất.
Magnetit có vai trò quan trọng trong việc tìm hiểu các điều kiện môi trường hình
thành đá. Magnetit phản ứng với oxy để tạo ra hematit, và cặp khoáng vật hình
thành một vùng đệm có thể khống chế sự phá hủy của ôxy. Các đá mácma thông
thường chứa các hạt của 2 dung dịch rắn, một bên là giữa magnetit và ulvospinel
còn một bên là giữa ilmenit và hematit. Các thành phần của các cặp đôi khoáng vật
được sử dụng để tính sự ôxy hóa diễn ra như thế nào trong macma (như sự phá
hủy của oxy trong magma): một dãi các điều kiện oxi hóa được tìm thấy trong
mácma và trạng thái oxy hóa giúp xác định làm thế nào máma có thể liên quan đến
sự kết tinh phân đoạn.
Các hạt magnetit nhỏ có mặt trong hầu đết các đá mácma và các đá biến chất.
Magnetit cũng được tìm thấy trong một số loại đá trầm tích như trong các thành hệ
sắt phân dải. Trong một số đá mácma, các hạt giàu magnetit và ilmenit xuất hiện ở
dạng kết tủa cùng nhau trong mácma. Magnetit cũng được sản xuất từ peridotit và
dunit bằng phương pháp serpentin hóa.
Magnetit là nguồn quặng sắt có giá trị, nó hòa tan chậm trong axít clohiđric.
Phân bố
Mẫu có kiến trúc mịn, ~5cm
Magnetit và các khoáng vật nặng khác (màu tối) trong cát thạch anh ở bãi biển
(Chennai, Ấn Độ).
Magnetit đôi khi được tìm thấy với số lượng lớn trong cát biển. Các loại cát đen
(cát khoáng vật hoặc cát sắt) được tìm thấy ở nhiều nơi như California và bờ biển
tây của New Zealand. Magnetit được mang đến các bãi biển thông qua các con
sông mang các vật liệu xói mòn và chúng được tập trung nhờ tác động của sóng và
các dòng chảy.
Các mỏ lớn được tìm thấy trong các thành hệ sắt dải. Các đá trầm tích này được
dùng để suy ra hàm lượng oxy trong khí quyển Trái Đất lúc nó được lắng đọng.
Các mỏ magnetit lớn cũng được tìm thấy ở vùng Atacama của Chile, Kiruna, Thụy
Điển, Pilbara, các khu vực trung tây và bắc Goldfields ở tây Úc, và trong khu vực
Adirondack của New York ở Hoa Kỳ. Các mỏ cũng được tìm thấy ở Na Uy, Đức,
Ý, Switzerland, Nam Phi, Ấn Độ, Mexico, và Oregon, New Jersey, Pennsylvania,
Bắc Carolina, Virginia, New Mexico, Utah, và Colorado ở Hoa Kỳ. Gần đây, vào
tháng 6 năm 2005, công ty khai thác khoáng sản, Cardero Resources, đã phát hiện
một mỏ cát chứa magnetit lớn ở dạng cồn cát ở Peru. Mỏ phủ trên diện tích 250
km2(100 sq mi), với cồn cán cao nhất nằm ở độ cao trên 2.000 m (6,560 ft) so với
nền sa mạc. Cát chứa 10% magnetit.[3]
Xuất hiện trong sinh vật
Các tinh thể magnetit được tìm thấy trong một vài vi khuẩn (như
Magnetospirillum magnetotacticum) và trong não của ong, của mối, cá, một vài
loài chim (như bồ câu) và con người.[4] Các tinh thể này được cho là liên quan đến
sự cảm nhận từ,[5] một khả năng để cảm nhận cực hoặc độ nghiêng của từ trường
Trái Đất, và liên quan đến sự định hướng.[6] Ốc song kinh có bộ răng làm bằng
magnetit trên lưỡi gai của chúng làm cho chúng dễ phân biệt với các động vật