铁矿石

描述

铁矿石是含有铁元素并能经济地提取铁的矿物集合体。其中，赤铁矿 (Hematite) 和针铁矿 (Goethite) 是两种最常见的铁矿物。赤铁矿是一种氧化铁矿物，化学式为Fe2O3，是自然界中最重要的铁矿石之一，其铁含量理论上可达70%。它通常呈钢灰色至黑色，但其粉末条痕为特征性的红棕色。赤铁矿可以以多种晶体习性出现，包括板状、肾状、葡萄状、鲕状和土状。针铁矿是一种羟基氧化铁矿物，化学式为FeO(OH)，理论铁含量约为62.9%。它通常呈黄棕色至深棕色，条痕为黄棕色。针铁矿常呈纤维状、放射状、钟乳状或土状集合体。这两种矿物在自然界中常常共生或相互转化，共同构成了主要的铁矿资源。

如何识别

颜色

赤铁矿：通常为钢灰色、铁黑色，有时呈红色或红褐色。针铁矿：黄棕色、深棕色至黑色。

光泽

赤铁矿：金属光泽至半金属光泽，土状者为土状光泽。针铁矿：丝绢光泽、金刚光泽，土状者为土状光泽。

结构

赤铁矿：块状、肾状、葡萄状、鲕状、土状、板状晶体。针铁矿：纤维状、放射状、钟乳状、土状。

晶形

赤铁矿：三方晶系，常见板状、菱面体、厚板状晶体，或呈集合体。针铁矿：斜方晶系，常见柱状、针状、纤维状晶体，或呈集合体。

解理

赤铁矿：无解理，但有时可见菱面体或基面裂开。针铁矿：{010}方向有完全解理，但通常不明显。

地质环境

赤铁矿：主要产于条带状铁建造 (BIF)、沉积型铁矿床、接触交代型铁矿床、火山-沉积型铁矿床。针铁矿：主要产于风化壳型铁矿床（铁帽）、红土型矿床、沼泽矿床，是其他含铁矿物表生风化的产物。

关键事实

• 硬度: 赤铁矿：5-6.5 (莫氏硬度)；针铁矿：5-5.5 (莫氏硬度)
• 比重: 赤铁矿：4.9-5.3；针铁矿：3.3-4.3
• 晶系: 赤铁矿：三方晶系；针铁矿：斜方晶系
• 颜色: 赤铁矿：钢灰色、铁黑色、红色；针铁矿：黄棕色、深棕色
• 光泽: 赤铁矿：金属光泽、半金属光泽、土状光泽；针铁矿：丝绢光泽、金刚光泽、土状光泽
• 透明度: 不透明
• 断口: 赤铁矿：参差状、贝壳状；针铁矿：不平坦状、贝壳状
• 解理: 赤铁矿：无解理，但有时可见菱面体或基面裂开；针铁矿：{010}方向有完全解理，但通常不明显
• 成分: 赤铁矿：氧化铁 (Fe2O3)；针铁矿：羟基氧化铁 (FeO(OH))

快速检查

• 颜色: 赤铁矿：钢灰色、铁黑色、红色；针铁矿：黄棕色、深棕色
• 光泽: 赤铁矿：金属光泽至土状光泽；针铁矿：丝绢光泽、金刚光泽至土状光泽
• 条痕: 赤铁矿：红棕色；针铁矿：黄棕色

物理特征

• 晶习: 赤铁矿：板状、菱面体、厚板状、肾状、葡萄状、鲕状、土状；针铁矿：柱状、针状、纤维状、放射状、钟乳状、土状
• 解理类型: 赤铁矿：无解理；针铁矿：{010}完全解理
• 断口类型: 赤铁矿：参差状、贝壳状；针铁矿：不平坦状、贝壳状
• 韧性: 赤铁矿：脆性；针铁矿：脆性
• 光泽类型: 赤铁矿：金属光泽、半金属光泽、土状光泽；针铁矿：丝绢光泽、金刚光泽、土状光泽

形成

铁矿石的形成机制多样。赤铁矿和针铁矿是主要的铁矿物。赤铁矿主要通过沉积作用形成，特别是在富含铁的溶液中，通过氧化和沉淀作用形成条带状铁建造 (BIF)。这些BIF是地球早期大气中氧气含量增加的直接证据。赤铁矿也可以通过变质作用，如区域变质或接触变质，由其他含铁矿物转化而来。此外，在某些火成岩中，赤铁矿作为副矿物存在。针铁矿通常是赤铁矿、磁铁矿等含铁矿物在表生条件下风化、氧化和水合作用的产物，常见于铁帽、红土型矿床和沼泽矿床中。它也可以直接从富含铁的地下水中沉淀形成。

用途

铁矿石是钢铁工业最主要的原材料，用于生产生铁和各种钢材。钢铁是现代社会基础设施建设、交通运输、机械制造、国防工业等不可或缺的基础材料。此外，赤铁矿因其红色条痕和颜色，可用作颜料（如赭石），以及抛光剂。针铁矿有时也用作颜料。

年代分布

从太古宙到新生代均有分布，其中条带状铁建造 (BIF) 主要形成于太古宙和元古宙。

发现地点

寻找技巧

相似岩石

科学分类

矿物类别

赤铁矿：氧化物矿物；针铁矿：氢氧化物矿物

族

赤铁矿：赤铁矿族；针铁矿：水铝石-针铁矿族

晶系

赤铁矿：三方晶系；针铁矿：斜方晶系

化学式

赤铁矿：Fe2O3；针铁矿：FeO(OH)

成分

赤铁矿：铁 (70%)，氧 (30%)；针铁矿：铁 (62.9%)，氧 (27.0%)，氢 (1.8%)

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