Mikä se on

Magnetiitti on raudan oksidi, jonka kaava on Fe₃O₄, ja se kiteytyy käänteisen spinellin rakenteessa. Yksinkertaisesti sanottuna rauta-atomit täyttävät kaksi alikiteistä, joiden magneettiset momentit eivät kompensoi toisiaan – siksi syntyy vahva kokonaismagnetisaatio (ferrimagnetismi).

Nimi ja historia

Nimi juontaa juurensa muinaisesta "magnetis lithos" (kivi Magnesiasta, Kreikka). Luonnollisesti magnetoituneet näytteet tunnetaan nimellä lodestone ("magneettikivi") ja ne olivat ihmiskunnan varhaisimmat kompassit – kivet, jotka kirjaimellisesti näyttävät suunnan.

Magmaalinen ja kumulatiivinen alkuperä

Magnetiitti kiteytyy varhain emäksisistä–keskisekoitetuista magmoista. Kerrostuneissa intruusioissa se voi keskittyä magnetiitti–ilmeniittijuoviin (titanomagnetiitti), joskus muodostaen taloudellisesti arvokkaita kerroksia.

Metamorfisten kivien ja skarnien

Rautapitoisten karbonaattien tai liuskeiden kontaktimetamorfismin aikana magnetiitti muodostuu skarneissa granaatin, pyroksenin, epidotin ja amfibolin kanssa – usein tiheissä, ruosteenlaatuisissa esiintymissä.

Sedimentaariset rautamuodostumat

Raidallisissa rautamuodostumissa (BIF) magnetiitti vuorottelee hematiitin ja piikiven kanssa muodostaen tunnettuja punertavan harmaita raitoja, jotka ruokkivat suurta osaa maailman rautateollisuudesta.

Hydrotermiset prosessit ja hapettuminen

Hydrotermiset liuokset voivat suoraan saostaa magnetiittia; pinnalla magnetiitti voi osittain hapettua maghemiitiksi (γ‑Fe₂O₃) ja myöhemmin hematiitiksi.

Biogeeniset ja kosmiset "cameot"

Magneettotaktiset bakteerit kasvattavat nanometrin kokoisia magnetiittiketjuja ("magnetosomeja") suunnistaakseen Maan magneettikentän mukaan. Magnetiittia löytyy myös joistakin meteoriiteista, erityisesti hiilipitoisista kondriiteista.

Merten "tallentajat"

Basalteissa olevat titanomagnetiittirakeet jäähtyessään "lukitsevat" Maan magneettikentän suunnan – samalla ne merenpohjassa "kirjoittavat" seeprajuovien kuvion magneettikentän kääntymisistä.

Tyypillinen ulkonäkö

• Väri: rautamusta teräksen harmaaseen.
• Kirkkaus: metallinen submetalliseen; hapettuneet pinnat mattaisia.
• Kide muoto: terävät oktaedrit, dodekaedrit; rakeinen massiiviseen; sijoissa – magnetiitin "hiekka".
• Viivan väri: syvän musta (erittäin diagnostinen).

Kiteiden yksityiskohdat

Tasot voivat näyttää kolmionmuotoisia uurteita tai syöpymiä. Ilmeniittiekstraktioissa kiillotetuissa leikkauksissa voi esiintyä kalvomaista lamellia (titanomagnetiitti) – todellinen ilo malmien mikroskopisteille.

Esittelyvinkki: Pieni neodyymimagneetti, piilotettuna hyllyn alle, saa magnetiittihiekan "nousemaan pystyyn" piikeiksi — luot välittömästi keskustelun alun.

Vihjeitä suurennuslasilla

• Metallisen musta, joskus oktaedrisilla pinnoilla.
• Viilulevyyn jättää heti mustan viivan.
• Kokoonsa nähden tuntuu painavalta (tiheys ~5,2).

Magnettitesti

Jopa pienet palat hyppäävät magneetin luo. Jotkut näytteet (lodestiini) vetävät magneetin takaisin — niillä on pysyvä magnetisaatio.

Kiillotettu leikkaus

Heijastavassa valossa magnetiitti on kirkas ja isotrooppinen; pienet ilmeniitin ekskluusiolamellit voivat muodostaa hienoja ruudukkomalleja (titanomagnetiitti).

Hematiitti

Voi olla teräksen harmaasta mustaan, mutta viilun väri punainen. Heikosti magneettinen, jos ollenkaan. Erityinen hematitti kimaltelee; magnetiitti on tasaisemmin metallinen.

Ilmeniitti

Rauta-titaanioksidi; heikosti magneettinen tai ei magneettinen. Usein ruskehtava sävy ja pienempi tiheys. Viilun väri musta, mutta kiilto heikompi.

Kromiitti

Tumma, korkean tiheyden spinelli; heikko magnetismi ja ruskea viilun väri. Tyypillinen ultrabasisille kivilajeille — konteksti auttaa.

Maghemiitti ja martiitti

Maghemiitti (oksidoitunut magnetiitti) pysyy mustana, mutta voi olla vähemmän magneettinen; martiitti — magnetiitin pseudomorfinen hematitti — oktaedrinen muoto, punainen viilun väri.

Teollinen kuona

Teollinen kuona voi olla magneettista ja lasimaista, jossa on kuplia. Etsi kuplivaa rakennetta ja virtauksia (ei tyypillistä mineraalikiteille).

Nopea tarkistuslista

• Vahva vetovoima magneettiin.
• Juoda viilun väri (ratkaiseva testi).
• Oktaedriset kiteet tai massiivinen, rakeinen rautamalmiaggregaatio.

Maailmanlaajuiset raudan lähteet

Suurin osa raudan louhinnasta saadaan vyöhykkeellisistä rautamuodostumista (Australian Pilbara ja Hamersley, Brasilian Carajás, Etelä-Afrikka, Pohjois-Amerikan Yläjärvialue), joissa magnetiitti ja hematiitti vuorottelevat piikiven kanssa.

Muut merkittävät ympäristöt

• Magnetiitti–apatiitti (IOA) esiintymiä (esim. Kirunan alue, Ruotsi).
• Skarnit kalkkikivi–graniittikontakteissa.
• Kerrostuneet intruusiot titanomagnetiittivyöhykkeillä.
• Plaseerihiekat ("mustat hiekat") rannoilla ja joilla.

Rauta ja teollisuus

Päärauta-malmi. Hienoksi jauhettu magnetiitti toimii myös tiheänä väliaineena hiilen valmistuksessa ja mustana pigmenttinä (Fe₃O₄).

Elektroniikka ja materiaalit

Fe₃O₄ nanohiukkaset muodostavat ferromagneettisten oksidien ja monien ferriittien, joita käytetään ytimissä ja RF-sovelluksissa (usein muiden metallikationien kanssa), perustan.

Maan muisti

Magnetiittijyvät jäähtyvissä laavoissa ja paljailla kivillä "tallentavat" geomagneettikentän suunnan ja voimakkuuden – tämä on avain paleomagnetismiin ja laattojen tektoniikan rekonstruointeihin.

Päivittäinen säilytys

• Metallipinnat näyttävät sormenjäljet – pyyhi pehmeällä, kuivalla liinalla.
• Säilytä erillään, etteivät ne naarmuta pehmeämpiä naapureita (se on tiheää ja hieman hankaavaa).
• Pidä voimakkaat magneetit kaukana magneettinauhoista, korteista ja kompassista (ellei tarkoituksella demonstroi!).

Puhdistus

• Pyyhi pölyt pehmeällä harjalla; voi käyttää hieman kosteaa liinaa – kuivaa heti.
• Vältä happoja / valkaisuaineita; kuluneet pinnat voivat punertua (hapettua) aggressiivisesta vaikutuksesta.

Yksinkertaiset kokeet

• Musta hiekkatanssi: Aseta magneetti ohuen magnetiittihiekkalautasen alle; katso, kuinka piikit muodostuvat ja liikkuvat magneetin mukana.
• Lodestonin testi: Tarkista, voiko näytteesi itse nostaa paperiliittimen – jos voi, sinulla on luonnollisesti magnetoitu kappale.
• Veto ennen "kaksoiskappaletta": Vertaa mustan magnetiitin vetoa hematitin punaiseen – nopea tunnistuksen apu.