針鐵礦也叫沼鐵礦,它是分佈很廣的一種鐵的氧化物,我們通常所見到的鐵鏽基本就是由它組成的。一般情況下,針鐵礦是其他鐵礦(如黃鐵礦、磁鐵礦等)在風化的條件下形成的。針鐵礦也可以因沉積作用而形成於海底或湖底。針鐵礦是一種比較重要的鐵礦石,除了提煉鐵以外,人們還將它用作黃赭顏料。針鐵礦的顏色由黃褐色到紅色,晶體為片狀、柱狀或針狀。晶體的集合體一般為具有同心層和放射狀纖維構造的球狀、鍾乳狀或塊狀。 針鐵礦是一種分佈廣泛的礦物,作為一種水合鐵氧化物,在現有鐵礦礦物中的重要性僅次於赤鐵礦( hematite,α-Fe2O3)。 它的西方名稱來自著名的德國詩人歌德(J.W. von Goethe,1749-1832),1806年這位熱衷於在野外收集礦物的文人的名字被記錄為一種常見的礦物。起初,這個名稱是用來描述另一種現在被稱為纖鐵礦[lepidocrocite,γ-FeO(OH)]的礦物,後者與針鐵礦同質多象(即有共同的化學組成但晶體結構不同):針鐵礦中氧和氫氧根離子的排列呈現六方最密堆積,而纖鐵礦為立方堆積,兩者的鐵離子都分佈與一個八面體空隙中。
在成因上,作為氧化條件下含鐵礦物的風化產物是最為普遍的一種情況,例如所謂的褐鐵礦大多數情況下主要成份便是針鐵礦⑴。基於同樣的原因,一些銅和鐵的硫化礦體的外圍和露頭的風化鐵帽(例如在美國亞利桑那的硫鐵礦),以及一些由蛇紋岩風化而成的磚紅壤堆積(例如在古巴的一些紅壤鐵礦),也是由針鐵礦為主體構成的。沉積也是另一種常見的形式,可以是直接沉澱的也可能是生物成因,這一類的針鐵礦常常在湖沼底層沉積物和泉水周圍被發現,這些呈層狀或結核狀的不純針鐵礦有時又被稱作沼鐵礦(Bog Iron Ore)。最後,還有一種較為少見的形式,人們也會在一些熱液脈的空隙中發現低溫熱液成因的該礦物。另外,需要說明的是,在區域變質作用之下,該類礦物(包括其他含水的鐵氧化礦物)會脫水而形成赤鐵礦或磁鐵礦。
關於鑒定,作為一個有固定成分的晶體礦物,若結晶完好,是容易辨別的。但更常見的情況是,該礦物會以無定形的形態出現,這時我們是不能僅僅依靠觀察來判別的。正因為如此,作為一種人類很早就在利用的鐵礦,「針鐵礦」這一概念直到1806年才從「褐鐵礦」(limonite)——這個不太科學的名稱中走出。人們開始意識到,褐鐵礦這種不純的無定形態的物質在大多數礦區都可以被認定為實際上是針鐵礦(確切而言,指以該礦物為主),而直到X射線衍射法誕生,「褐鐵礦」作為一種獨立礦物的觀點才從人們的視野里走出。
在應用上,它最早是作為一種叫做「赭石」的顏料而被應用的;當然作為很多地區褐鐵礦的主要原生礦物,冶鐵原料自然是它重要的應用形式,例如在它的最大產地,法國的阿爾薩斯-洛林盆地。除了在上文提及的地區,分佈在北美大湖地區和阿拉巴契亞山脈山南、拉布拉多半島以及南非、巴西、澳大利亞部份地區的鐵礦也是該礦物重要的產出地。最後需要註明的是,若該礦物繼續發生水合作用,所產生的亞種叫做水針鐵礦。
註:1.褐鐵礦實際上是由針鐵礦和纖鐵礦繼續水化而形成的無定形礦物,由於它通常是不純的,或者說它會包含這兩種原生礦物,所以現在人們不把它認為是一種獨立礦物。在大多數發現的褐鐵礦中,原生礦物是以針鐵礦為主體的。
圖片說明:採集地點為美國密歇根 Negaunee ,Michigan,U.S.
【化學組成】 α-FeO(OH)
【晶體形態】 斜方雙錐晶類,晶體平行c軸呈針狀、柱狀並具縱紋,或平行b成薄板狀或鱗片狀。常見單形有斜方柱。
【晶體結構】 正交晶系,Pbnm;晶胞參數a=4.64,b=10.0,c0=3.03(單位Å);粉晶數據4.18(1) 2.69(0.3) 2.452(0.25)
【物理性質】 硬度:5~5.5 比重:4.38 解理:平行[010],完全 斷口:參差狀 顏色:褐黃至褐紅色 條痕:褐黃色 光澤:金屬光澤 折光性:/ 發光性:/ 透明度:不透明 其他:性脆
【光學性質】 二軸晶(-)。Np=2.260,Nm=2.393,Ng=2.398(Na)。2V小到中等。多色性比纖鐵礦弱,Np-黃,Nm-褐黃,Ng-橙黃。強色散,r>v。Np//b,Bm//c,Ng//a。反射色灰帶藍,較纖鐵礦暗。反射率:17.5(綠光),14(橙光),13(紅光)。雙反射弱。

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