铁矿物有很多种。目前已发现铁矿物和含铁矿物300多种,其中常见的有170多种。但在目前的技术条件下,具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿。
1.磁铁矿FeO 31.03%,Fe2O3 68.97%或含Fe 72.2%,O 27.6%为等轴晶系。单晶通常是八面体,但很少是菱形十二面体。在菱形十二面体上,条纹往往出现在长对角线方向。大多数聚集体是致密的粒状的。铁黑色,黑色条纹,半金属光泽和不透明。硬度5.5-6.5。比重4.9 ~ 5.2。强磁性。
磁铁矿中相当数量的Ti4+常以类质同象取代Fe3+,Mg2+和V3+相应地取代Fe2+和Fe3+,从而形成一些矿物亚种,即:
(1)钛磁铁矿Fe2+(2+x) Fe3+(2-2x) TiXO4 (0 < x < 1),含12%~16%的TiO2。在室温下,钛被分离成板状和柱状钛铁矿以及布状钛铁矿晶石。
(2)钒磁铁矿FeV2O4或Fe2+(Fe3+V)O4,有时V2O5含量高达68.41% ~ 72.04%。
(3)钒钛磁铁矿是上述两种矿物的固溶体产物,成分更为复杂。
(4)铬铁矿磁铁矿含Cr2O3高达百分之几。
(5)镁磁铁矿含MgO 6.01%。
磁铁矿是岩浆铁矿、接触交代-热液铁矿、沉积变质铁矿和一系列与火山作用有关的铁矿的主要矿物。此外,在砂质沉积物中也很常见。
磁铁矿可被氧化成赤铁矿(伪赤铁矿和褐铁矿),但仍能保持原有的晶型。
2.赤铁矿
自然界中Fe2O3有两种同态变体,即α-Fe2O3和γ-Fe2O3。前者在自然条件下稳定,称为赤铁矿;后者在自然条件下不如α-Fe2O3稳定,处于亚稳态,称为磁赤铁矿。
赤铁矿:Fe 69.94%,O 30.06%,常含类质同象包裹体Ti、Al、Mn、Fe2+、Ca、Mg及少量Ga、Co,三方晶系,完美晶体少见。结晶赤铁矿呈青灰色,隐晶质;赤铁矿是红色的。条纹是樱桃红或新鲜的猪肝。金属到半金属光泽。有时光泽暗淡。硬度为5-6,比重为5-5.3。
赤铁矿集合体有多种形式,形成一些矿物亚种,即:
(1)针铁矿是具有金属光泽的玫瑰花状或片状赤铁矿的集合体。
(2)云母赤铁矿是具有金属光泽的结晶细粒赤铁矿。
(3)鲕状或肾状赤铁矿。鲕状或肾状赤铁矿。
赤铁矿是自然界广泛分布的铁矿物之一,可在各种地质作用中形成,但主要是热液作用、沉积作用和区域变质作用。在氧化带中,赤铁矿可由褐铁矿或针铁矿和针铁矿脱水形成。但也可能变成针铁矿和水赤铁矿。在还原条件下,赤铁矿可以转化为磁铁矿,称为假磁铁矿。
3.磁赤铁矿
γ-Fe2O3,其化学成分中常含有镁、钛、锰等杂质。等轴晶系,五边形三面体晶体,多为粒状集合体,致密块状,常带有磁铁矿的假象。颜色和条痕呈褐色,硬度5,比重4.88,磁性强。
磁赤铁矿主要由磁铁矿在氧化条件下的次生变化形成。磁铁矿中的Fe2+被Fe3+完全取代(3Fe2+→2Fe3+),所以1/3Fe2+所占据的八面体位置导致空位置。此外,磁赤铁矿可以由针铁矿脱水形成,也可以由氧化铁的有机作用形成。
4.褐铁矿
实际上,它不是一种矿物,而是针铁矿、针铁矿、针铁矿和含水硅石和泥浆的混合物。化学成分变化很大,含水量也变化很大。
(1)针铁矿α-FeO(OH),含铁62.9%。那些含有不确定数量的吸附水被称为针铁矿。正交晶系呈针状、柱状、片状或鳞片状。通常为豆状、肾状或钟乳石状。平行切割面膜或放射纤维结构。有时呈致密块状,土状,有的呈鲕状。颜色有红棕色、深棕色到黑棕色。风化粉末和赭石褐铁矿呈黄褐色。针铁矿条纹呈红褐色,硬度5 ~ 5.5,比重4 ~ 4.3。而褐铁矿条纹一般呈浅褐色或棕褐色,硬度1 ~ 4,比重3.3 ~ 4。
(2)锂云母γ-FeO(OH),含铁62.9%。那些含有不定数量吸附水的被称为FeO (OH) NH2O。正交晶系。普通鳞片或纤维集合体。颜色是暗红色到暗红色。条纹呈橙色或砖红色。硬度为4-5,比重为4.01-4.1。
5.钛铁矿
氧化亚铁,铁36.8%,钛36.6%,氧31.6%。三方晶系菱形晶体。常呈不规则颗粒状、鳞片状或厚薄状。950℃以上,钛铁矿和赤铁矿形成完全类质同象。当温度降低时,它就融化掉了,所以钛铁矿中往往含有细鳞片状的赤铁矿包裹体。钛铁矿的颜色为铁黑色或钢灰色。条纹呈钢灰色或黑色。赤铁矿包裹体为棕色或棕红色条纹。金属-半金属光泽。不透明,没有乳沟。硬度为5-6.5,比重为4-5。弱磁性。钛铁矿主要产于超基性岩、基性岩、碱性岩、酸性岩和变质岩中。在我国攀枝花钒钛磁铁矿矿床中,钛铁矿呈粒状或片状分布于钛磁铁矿等矿物颗粒之间,或沿钛磁铁矿断面呈定向片状结晶。
6.菱铁矿
FeCO3,FeO 62.01%,CO2 37.99%,常含镁和锰。三方晶系菱形是常见的,它的晶面常常是弯曲的。骨料由粗到细。还有结核状的,葡萄状的,土状的。黄色,浅棕黄色(风化后深棕色),有光泽的玻璃。硬度为3.5 ~ 4.5,比重约为3.96,随镁、锰含量而变化。