Kas tai

Magnetitas yra geležies oksidas su formule Fe₃O₄, kristalizuojasi inversinio spinelio struktūroje. Paprastai tariant, geležies atomai užima du poskristalius, kurių magnetiniai momentai visiškai nesikompensuoja — todėl lieka stipri suminė magnetizacija (ferrimagnetizmas).

Pavadinimas ir istorija

Pavadinimas kildinamas iš senovinio „magnetis lithos“ (akmuo iš Magnezijos, Graikija). Natūraliai įmagnetinti pavyzdžiai vadinami lodestonu („magnetiniu akmeniu“) ir buvo ankstyviausi žmonijos kompasai — uolos, kurios tiesiogine prasme rodo kryptį.

Magminė ir kumuliatinė kilmė

Magnetitas anksti kristalizuojasi iš bazinių–vidutinės sudėties magmų. Sluoksninėse intruzijose jis gali susitelkti į magnetito–ilmenito juostas (titanomagnetitas), kartais sudarydamas ekonomiškai vertingus sluoksnius.

Metamorfinių uolienų ir skarnų

Geležingų karbonatų ar skalūnų kontaktinio metamorfizmo metu magnetitas formuojasi skarnuose su granatu, piroksenu, epidotu ir amfibolu — dažnai tankiuose, rūdinės kokybės telkiniuose.

Nuosėdinės geležies formacijos

Juostuotose geležies formacijose (BIF) magnetitas kaitaliojasi su hematitu ir titnagu, sudarydamas garsias raudonai pilkas juostas, kurios maitina didžiąją pasaulio geležies pramonės dalį.

Hidroterminiai procesai ir dūlėjimas

Hidroterminiai tirpalai gali tiesiogiai išskirti magnetitą; paviršiuje magnetitas gali iš dalies oksiduotis į maghemitą (γ‑Fe₂O₃), o vėliau į hematitą.

Biogeninės ir kosminės „kamejos“

Magnetotaktinės bakterijos augina nanometrinio dydžio magnetito grandinėles („magnetosomas“), kad galėtų orientuotis pagal Žemės magnetinį lauką. Magnetitas aptinkamas ir kai kuriuose meteorituose, ypač anglinguose chondrituose.

Vandenynų „įrašytojai“

Bazaltuose esančios titanomagnetito granulės vėsdamas „užrakina“ Žemės lauko kryptį — drauge jos jūros dugne „užrašo“ zebro juostų raštą iš magnetinio lauko reversijų.

Tipiška išvaizda

• Spalva: geležies juoda iki plieno pilkumo.
• Blizgesys: metališkas iki submetališko; dūlėję paviršiai matiniai.
• Kristalinė forma: aštrūs oktaedrai, dodekaedrai; granuliškas iki masyvaus; placeruose — magnetito „smėlis“.
• Braižo spalva: sodriai juoda (labai diagnostinė).

Kristalų detalės

Plokštumos gali rodyti trikampines rieves arba ėsdinimo duobeles. Ilmenito eksliucijos poliruotuose pjūviuose gali pasireikšti kaip gardelinės lamelės (titanomagnetitas) — tikras džiaugsmas rūdų mikroskopuotojams.

Eksponavimo patarimas: Mažas neodimio magnetas, paslėptas po lentyna, priverčia magnetito smėlį „stotis piestu“ į spyglius — akimirksniu sukursite pokalbio pradžią.

Užuominos su lupa

• Metališkai juodas, kartais su oktaedriniais paviršiais.
• Braižymo plokštelėje iškart palieka juodą liniją.
• Pagal dydį jaučiasi sunkus (SG ~5,2).

Magneto testas

Net ir maži fragmentai šoka prie magneto. Kai kurie pavyzdžiai (lodestonas) pakelia magnetą atgal — jie turi pastovią magnetizaciją.

Poliruotas pjūvis

Atspindėtoje šviesoje magnetitas ryškus ir izotropinis; smulkios ilmenito eksliucijų lamelės gali sudaryti subtilius gardelės raštus (titanomagnetitas).

Hematitas

Gali būti plieno pilkumo iki juodo, bet braižo spalva raudona. Silpnai magnetinis, jei apskritai. Speculiarus hematitas žėri; magnetitas — vienodžiau metališkas.

Ilmenitas

Geležies–titano oksidas; silpnai magnetinis arba nemagnetinis. Dažnai rusvas atspalvis ir mažesnis tankis. Braižo spalva juoda, bet blizgesys menkesnis.

Chromitas

Tamsus, didelio SG spinelis; silpnas magnetizmas ir ruda braižo spalva. Būdingas ultrabazinėms uolienoms — padeda kontekstas.

Maghemitas ir martitas

Maghemitas (oksiduotas magnetitas) išlieka juodas, bet gali būti mažiau magnetinis; martitas — hematito pseudomorfa po magnetito — oktaedrinė forma, raudonas braižas.

Pramoninis šlakas

Pramoninis šlakas gali būti magnetinis ir stikliškas su pūslelėmis. Ieškokite burbuliuotos tekstūros ir tekėjimo sūkurų (mineralų kristalams nebūdinga).

Greitas kontrolinis sąrašas

• Stipri trauka magnetui.
• Juoda braižo spalva (lemtingas testas).
• Oktaedriniai kristalai arba masyvus, granuliškas rūdinis agregatas.

Pasauliniai geležies šaltiniai

Didžioji geležies gavybos dalis gaunama iš juostuotų geležies formacijų (Australijos Pilbara ir Hamersley, Brazilijos Carajás, Pietų Afrika, Šiaurės Amerikos Aukštutinio ežero regionas), kur magnetitas ir hematitas kaitaliojasi su titnagu.

Kitos reikšmingos aplinkos

• Magnetito–apatito (IOA) telkiniai (pvz., Kirunos rajonas, Švedija).
• Skarnai ties kalkakmenio–granito kontaktais.
• Sluoksniniai intruzai su titanomagnetito juostomis.
• Placeriniai smėliai („juodieji smėliai“) palei paplūdimius ir upes.

Geležis ir pramonė

Pagrindinė geležies rūda. Smulkiai sumaltas magnetitas taip pat naudojamas kaip tankioji terpė anglių paruošime ir kaip juodas pigmentas (Fe₃O₄).

Elektronika ir medžiagos

Fe₃O₄ nanodalelės sudaro feroskysčių ir daugelio feritų, naudojamų šerdims ir RF taikymams (dažnai su kitais metalų katijonais), pagrindą.

Žemės atmintis

Magnetito grūdeliai vėstančiose lavose ir nuogulose „įrašo“ geomagnetinio lauko kryptį ir stiprį — tai raktas į paleomagnetizmą ir plokščių tektonikos rekonstrukcijas.

Kasdienis laikymas

• Metaliniai paviršiai rodo pirštų atspaudus — nuvalykite minkšta, sausa šluoste.
• Laikykite atskirai, kad neapibraižytų minkštesnių kaimynų (jis tankus ir šiek tiek abrazyvus).
• Stiprius magnetus laikykite atokiau nuo magnetinių juostelių kortelių ir kompasų (nebent tyčia demonstruojate!).

Valymas

• Dulkes nušluokite minkštu teptuku; galima šiek tiek drėgna šluoste — tuoj pat nusausinkite.
• Venkite rūgščių / baliklio; dūlėję paviršiai gali parausvėti (oksiduotis) nuo agresyvaus poveikio.

Paprasti eksperimentai

• Juodojo smėlio šokis: Padėkite magnetą po plona magnetito smėlio lėkštele; stebėkite, kaip susidaro spygliai ir juda kartu su magnetu.
• Lodestono testas: Patikrinkite, ar jūsų pavyzdys gali pats pakelti sąvaržėlę — jei taip, turite natūraliai įmagnetintą gabalą.
• Braižas prieš „dvejininką“: Palyginkite juodą magnetito braižą su hematito raudonu — momentinė identifikavimo paspirtis.