خام الحديد

الوصف

خام الحديد هو صخر أو معدن يحتوي على نسبة عالية من مركبات الحديد، وعادة ما يكون على شكل أكاسيد الحديد، والتي يمكن استخلاص الحديد منها اقتصاديًا. المعادن الرئيسية التي تشكل خام الحديد هي الهيماتيت (Fe2O3)، الماغنتيت (Fe3O4)، الجوثيت (FeO(OH))، والليمونيت (خليط من أكاسيد وهيدروكسيدات الحديد المائية). يتميز خام الحديد بخصائص مغناطيسية متفاوتة (خاصة الماغنتيت)، وكثافة عالية، وألوان تتراوح من الرمادي الفضي إلى الأحمر البني والأسود. يعتبر خام الحديد من أهم الموارد الطبيعية في العالم نظرًا لدوره المحوري في الصناعة الحديثة.

كيفية التعرف

اللون

يتراوح اللون من الرمادي الفضي إلى الأسود (الماغنتيت، الهيماتيت المعدني)، والأحمر الصدئ إلى البني المحمر (الهيماتيت الترابي، الجوثيت، الليمونيت).

البريق

يتراوح من المعدني اللامع (الهيماتيت البلوري، الماغنتيت) إلى الترابي الباهت (الهيماتيت الترابي، الجوثيت، الليمونيت).

النسيج

يمكن أن يكون بلوريًا، حبيبيًا، ترابيًا، كليويًا (botryoidal)، أو طبقيًا (في BIFs).

الشكل البلوري

الهيماتيت: بلورات مسطحة، صفائحية، كلوية، أو كتل ترابية. الماغنتيت: بلورات ثمانية الأوجه، حبيبية، أو كتل ضخمة. الجوثيت: بلورات إبرية، ليفية، أو كتل كلوية/عنقودية. الليمونيت: كتل ترابية أو متكتلة، غالبًا ما تكون غير متبلورة.

الانفصام

الهيماتيت: لا يوجد انقسام حقيقي، ولكن قد يظهر انفصال قاعدي أو معيني. الماغنتيت: لا يوجد انقسام. الجوثيت: انقسام قاعدي ضعيف. الليمونيت: لا يوجد انقسام.

البيئة الجيولوجية

يتواجد في تكوينات الحديد الطبقية (BIFs) القديمة، الرواسب الرسوبية البحرية، مناطق التجوية (اللاتريت)، الرواسب الحرارية المائية، وفي الصخور النارية المتحولة.

حقائق أساسية

• الصلادة: الهيماتيت: 5-6 على مقياس موس. الماغنتيت: 5.5-6.5. الجوثيت: 5-5.5.
• الوزن النوعي: الهيماتيت: 4.9-5.3. الماغنتيت: 5.18. الجوثيت: 3.3-4.3.
• النظام البلوري: الهيماتيت: ثلاثي (Trigonal). الماغنتيت: مكعب (Isometric). الجوثيت: معيني قائم (Orthorhombic).
• اللون: رمادي فضي، أسود، أحمر صدئ، بني محمر.
• البريق: معدني، ترابي، باهت.
• الشفافية: معتم.
• المكسر: غير منتظم، محاري (conchoidal) في بعض الأحيان.
• الانفصام: الهيماتيت والماغنتيت: لا يوجد انقسام حقيقي. الجوثيت: انقسام قاعدي ضعيف.
• التركيب: أكاسيد الحديد (Fe2O3، FeO(OH)، Fe3O4).

فحص سريع

• اللون: رمادي فضي، أسود، أحمر صدئ، بني محمر
• البريق: معدني، ترابي، باهت
• المخدش: أحمر كرزي إلى بني محمر (الهيماتيت)، أسود (الماغنتيت)، بني مصفر (الجوثيت/الليمونيت)

الخصائص الفيزيائية

• الهيئة البلورية: الهيماتيت: بلورات مسطحة، صفائحية، كلوية، ترابية. الماغنتيت: بلورات ثمانية الأوجه، حبيبية، ضخمة. الجوثيت: بلورات إبرية، ليفية، كلوية.
• نوع الانفصام: الهيماتيت والماغنتيت: لا يوجد. الجوثيت: قاعدي ضعيف.
• نوع المكسر: غير منتظم إلى محاري.
• التماسك: هش.
• نوع البريق: معدني، شبه معدني، ترابي.

التكوّن

يتشكل خام الحديد في مجموعة متنوعة من البيئات الجيولوجية، بما في ذلك: 1. تكوينات الحديد الطبقية (BIFs): وهي رواسب رسوبية كيميائية تتكون من طبقات متناوبة من أكاسيد الحديد (الهيماتيت والماغنتيت) والسيليكا (الكوارتز). تتشكل في البيئات البحرية القديمة نتيجة لتغيرات في كيمياء المحيطات والأكسجين الجوي. 2. رواسب الحديد الرسوبية: تتشكل في بيئات بحرية أو بحيرية ضحلة، وغالبًا ما تكون مرتبطة بالصخور الرسوبية الأخرى مثل الحجر الرملي والحجر الطيني. 3. رواسب الحديد المتحولة: تتكون من تحول تكوينات الحديد الطبقية أو الرواسب الرسوبية الأخرى تحت ظروف الضغط والحرارة العالية. 4. رواسب الحديد الماغماتية: تتشكل من تبلور المعادن الغنية بالحديد من الصهارة، وغالبًا ما تكون مرتبطة بالصخور النارية القاعدية وفوق القاعدية. 5. رواسب الحديد المتبقية (اللاتريت): تتشكل من التجوية الكيميائية للصخور الغنية بالحديد في المناخات الاستوائية وشبه الاستوائية، حيث يتم إزالة العناصر الأخرى وتركيز أكاسيد الحديد.

الاستخدامات

المصدر الرئيسي للحديد المستخدم في صناعة الصلب (98% من خام الحديد المستخرج). يستخدم في صناعة الخرسانة، الأصباغ، المغناطيس، وكمادة ثقيلة في سوائل الحفر. الهيماتيت يستخدم كصبغة حمراء (مغرة حمراء) وفي المجوهرات الزخرفية.

التوزيع العمري

يتراوح من الأركي (أكثر من 2.5 مليار سنة) إلى العصر الحديث، مع تركيزات كبيرة في العصر الباليوبروتيروزويك (2.5 إلى 1.6 مليار سنة) في تكوينات الحديد الطبقية (BIFs).

أين تجدها

نصائح العثور عليها

صخور مشابهة

التصنيف العلمي

صنف المعدن

أكاسيد وهيدروكسيدات

المجموعة

مجموعة الهيماتيت (للهيماتيت)، مجموعة الإسبينيل (للماغنتيت)، مجموعة الدياسبور (للجوثيت)

النظام البلوري

الهيماتيت: ثلاثي. الماغنتيت: مكعب. الجوثيت: معيني قائم.

الصيغة الكيميائية

الهيماتيت: Fe2O3. الماغنتيت: Fe3O4. الجوثيت: FeO(OH).

التركيب

أكسيد الحديد (الهيماتيت)، أكسيد الحديد والحديدوز (الماغنتيت)، أكسيد هيدروكسيد الحديد (الجوثيت).

استكشف خام الحديد