Co to jest

Magnetyt to tlenek żelaza o wzorze Fe₃O₄, krystalizujący się w strukturze odwrotnego spinelu. Mówiąc prościej, atomy żelaza zajmują dwa podkrystaliczne miejsca, których momenty magnetyczne całkowicie się nie kompensują — dlatego pozostaje silna suma magnetyzacji (ferrimagnetyzm).

Nazwa i historia

Nazwa pochodzi od starożytnego „magnetis lithos" (kamień z Magnezji, Grecja). Naturalnie namagnesowane przykłady nazywane są lodestonem ("kamieniem magnetycznym") i były najwcześniejszymi kompasami ludzkości — skałami, które dosłownie wskazują kierunek.

Pochodzenie magmowe i kumulatywne

Magnetyt krystalizuje wcześnie z magm o bazowej–średniej składzie. W intruzjach warstwowych może koncentrować się w pasach magnetyt–ilmenit (titanomagnetyt), czasem tworząc ekonomicznie wartościowe warstwy.

Metamorficzne skały i skarny

Podczas kontaktowego metamorfizmu żelazistych węglanów lub łupków magnetyt tworzy się w skarnach z granatem, piroksenem, epidotem i amfibolem — często w gęstych, rudnych złożach.

Osadowe formacje żelaza

W prążkowanych formacjach żelaza (BIF) magnetyt przeplata się z hematytem i krzemieniem, tworząc charakterystyczne czerwono-szare pasy, które zasilają dużą część światowego przemysłu żelaza.

Procesy hydrotermalne i rdzewienie

Roztwory hydrotermalne mogą bezpośrednio wytrącać magnetyt; na powierzchni magnetyt może częściowo utleniać się do maghemitu (γ‑Fe₂O₃), a następnie do hematytu.

Biogenne i kosmiczne „kameje“

Bakterie magnetotaktyczne tworzą nanometrowe łańcuchy magnetytu („magnetosomy“), aby orientować się według pola magnetycznego Ziemi. Magnetyt występuje także w niektórych meteorytach, zwłaszcza w węglowych chondrytach.

„Rejestratory“ oceanów

Granulki titanomagnetytu w bazaltach podczas chłodzenia „blokują“ kierunek pola ziemskiego — jednocześnie na dnie morskim „zapisują“ wzór pasków zebry z rewersji pola magnetycznego.

Typowy wygląd

• Kolor: czarna jak żelazo do stalowoszarego.
• Połysk: metaliczny do submetalicznego; matowe powierzchnie pokryte rdzą.
• Forma krystaliczna: ostre oktaedry, dodekaedry; ziarniste do masywnych; w złożach — magnetytowy „piasek“.
• Kolor rysu: intensywna czerń (bardzo diagnostyczna).

Szczegóły kryształów

Płaszczyzny mogą wykazywać trójkątne prążki lub jamki wżerowe. Eksfoliacje ilmenitu na wypolerowanych przekrojach mogą objawiać się jako lamelki gardelinowe (titanomagnetyt) — prawdziwa radość dla mikroskopistów rud.

Wskazówka dotycząca ekspozycji: Mały magnes neodymowy ukryty pod półką sprawi, że piasek magnetytu "wstanie na baczność" na igłach — natychmiast stworzysz temat do rozmowy.

Wskazówki pod lupą

• Metalicznie czarny, czasem z ośmiościennymi powierzchniami.
• Na płytce do rysowania natychmiast zostawia czarną linię.
• Czuje się ciężki w dłoni (gęstość właściwa ~5,2).

Test magnesem

Nawet małe fragmenty przyciągają się do magnesu. Niektóre przykłady (lodeston) podnoszą magnes z powrotem — mają stałą magnetyzację.

Polerowany przekrój

W świetle odbitym magnetyt jest jasny i izotropowy; drobne lamelki inkluzji ilmenitu mogą tworzyć subtelne wzory kratowe (titanomagnetyt).

Hematyt

Może mieć odcień stalowoszary do czarnego, ale kolor rysowania czerwony. Słabo magnetyczny, jeśli w ogóle. Specyficzny hematyt błyszczy; magnetyt — bardziej jednolicie metaliczny.

Ilmenit

Tlenek żelaza i tytanu; słabo magnetyczny lub niemagnetyczny. Często brązowawy odcień i mniejsza gęstość. Kolor rysowania czarny, ale połysk słabszy.

Chromit

Ciemny spinel o wysokiej gęstości właściwej; słaby magnetyzm i brązowy kolor rysowania. Typowy dla ultrazasadowych skał — kontekst pomaga.

Maghemit i martyt

Maghemit (zoksydowany magnetyt) pozostaje czarny, ale może być mniej magnetyczny; martyt — pseudomorfa hematytu po magnetycie — forma ośmiościenna, czerwony kolor rysowania.

Przemysłowy żużel

Przemysłowy żużel może być magnetyczny i szklisty z pęcherzykami. Szukaj bąbelkowej tekstury i wirów przepływu (niecharakterystyczne dla kryształów minerałów).

Szybka lista kontrolna

• Silne przyciąganie do magnesu.
• Czarny kolor rysowania (test decydujący).
• Kryształy ośmiościenne lub masywny, ziarnisty agregat rudny.

Światowe źródła żelaza

Większość wydobycia żelaza pochodzi z utworów żelaza warstwowego (Pilbara i Hamersley w Australii, Carajás w Brazylii, RPA, region Górnego Jeziora w Ameryce Północnej), gdzie magnetyt i hematyt przeplatają się z krzemieniem.

Inne znaczące środowiska

• Złoża magnetytu–apatytu (IOA) (np. rejon Kiruna, Szwecja).
• Skarny przy kontaktach wapienia i granitu.
• Intruzje warstwowe z pasmami titanomagnetytu.
• Piaski aluwialne („czarne piaski”) wzdłuż plaż i rzek.

Żelazo i przemysł

Główna ruda żelaza. Drobno zmielony magnetyt jest również używany jako gęsta faza w przygotowaniu węgla i jako czarny pigment (Fe₃O₄).

Elektronika i materiały

Nanocząsteczki Fe₃O₄ tworzą podstawę ferrocząstek i wielu ferrytów, używanych w rdzeniach i zastosowaniach RF (często z innymi kationami metali).

Pamięć Ziemi

Ziarna magnetytu w chłodzącej się lawie i osadach „zapisują” kierunek i siłę pola geomagnetycznego — to klucz do paleomagnetyzmu i rekonstrukcji tektoniki płyt.

Codzienne przechowywanie

• Metalowe powierzchnie pokazują odciski palców — wytrzyj miękką, suchą ściereczką.
• Przechowuj osobno, aby nie porysować miększych sąsiadów (jest gęsty i lekko ścierny).
• Trzymaj silne magnesy z dala od magnetycznych pasków kart i kompasów (chyba że celowo demonstrujesz!).

Czyszczenie

• Kurz zetrzyj miękkim pędzlem; można lekko wilgotną szmatką — natychmiast osusz.
• Unikaj kwasów / wybielaczy; skorodowane powierzchnie mogą zbrązowieć (utlenić się) pod wpływem agresywnych środków.

Proste eksperymenty

• Taniec czarnego piasku: Połóż magnes pod cienką warstwą magnetytowego piasku; obserwuj, jak tworzą się igły i poruszają razem z magnesem.
• Test lodestone: Sprawdź, czy twój okaz może sam podnieść spinacz — jeśli tak, masz naturalnie namagnesowany kawałek.
• Rysa kontra „dublet”: Porównaj czarną rysę magnetytu z czerwoną hematytu — natychmiastowa pomoc w identyfikacji.