Магнетит – это широко распространенное природное минеральное образование, принадлежащее к классу оксидов и семейству шпинелей. По своему богатому составу рекордсмен по содержанию чистого железа (порядка 72%), за счет чего признан важнейшей железной рудой. Как и гематит, имеет высокую металлургическую ценность. Популярность магнетита обусловлена не только практическим значением в разрезе экономической выгоды. Еще издревле человечество знало об уникальных особенностях горной породы.
Колдуны верили в сильные магические свойства черного камня и знали, как сделать из магнетита амулеты и обереги на все случаи жизни. Ставили защиту на дом, отгоняли злых духов, задействовали в любовных приворотах, проводили ритуалы для пробуждения ясновидения и открытия экстрасенсорных способностей.
Знахари были убеждены в мощном целебном эффекте, особенно при лечении нервных расстройств. А странники использовали кусочек камешка в качестве компаса. По нему путешественники определяли стороны света, ориентируясь в дороге. Рассмотрим детальнее, что такое этот таинственный магнетит, где его искать, и чем же он так примечателен в различных аспектах.
Происхождение названия
В буквальном смысле название железняк магнитный говорит само за себя. Это мощный натуральный магнит, притягивающий металлические предметы. Что касается углубления в истоки, то доподлинно неизвестно кто и когда решил назвать минерал именно так. На официальном уровне факт происхождения магнетита был впервые зафиксирован в 1845 году, о чем свидетельствуют данные Международной минералогической ассоциации. А вообще вокруг породы сосредоточено немало захватывающих легенд. Исследователи выделяют две наиболее вероятные теории происхождения названия камня.
Первая версия перемещает нас в Древнюю Грецию на остров Крит. Согласно многотомному труду Плиния Старшего, камню магнетит было присвоено название в честь пастуха по имени Магнес. Из-за трудностей перевода «Естественной истории» сюжетные трактовки старинных записей несколько отличаются, но суть сводится к одному: Магнес первый нашел минерал и неожиданно выявил его уникальные свойства.
Однажды юноша пас стадо на живописных склонах горы Ида и случайно споткнулся о каменный темный валун. Он с удивлением обнаружил, что чудесный кристалл примагничивает гвозди на подошве сандалий и герлыгу с железным крючком в конце. Произошедший фокус впечатлил парня, он понес загадочные осколки в деревню показывать односельчанам.
Вторая мифическая линия связана с Малой Азией, а точнее с Ионией, расположенной на западе нынешней Турции. По преданию, окрестности античного города Магнесия на Меандре славились щедрыми залежами магнетита. Отсюда и появилось наименование минерала. В средневековый период ископаемое называли магнитным железняком. Хотя этот термин считается устаревшим синонимом, в разговорной речи он употребляется и сейчас.
Внешний вид
На классических фото магнетит выглядит черным непрозрачным минералом с металлическим блеском. Иногда грани кристалла проявляются в виде синеватой побежалости. Имеет хрупкую структуру, черную черту, неровный излом.
Окрас меняется при оптическом воздействии. В отраженном свете в полированном шлифе он приобретает сероватый цвет с явным коричневатым оттенком. Лучи ртутно-кварцевой лампы меняют расцветку с уклоном в темно-серый спектр. Визуально магнетит имеет сходство с гематитом. Однако красный железняк в отличие от железно-черного собрата не притягивает металлы, поэтому перепутать породы невозможно.
Формула
Химическая формула магнетита представлена сложным оксидом, одновременно содержащим ионы железа (II, III). Кристаллы образуют кубическую сингонию. Основная формула магнетита записывается так: Fe3O4.
Расшифровка и процентное соотношение теоретической формулы по составу выглядит следующим образом:
- порода содержит порядка 31% неорганического бинарного соединения двухвалентного железа (обозначается FeO);
- 69% сложного неорганического солеобразующего оксида железа со степенью окисления +3 (формула Fe2O3);
- чистого железа более 72% (Fe);
- кислорода – 27% (О)
Дополнительно минерал включает схожие по структуре примеси в разных пропорциях.
Физические и химические свойства
Физические свойства руды охватывают широкий спектр параметров.
Выделим ключевые характеристики материала:
- материал серовато-черного или железно-черного насыщенного цвета;
- выраженная черная черта;
- неровный или раковистый излом;
- блеск металлический, полуметаллический;
- твердость 5,5-6,5 по шкале Мооса;
- плотность магнетита 5,175 г/см³;
- низкая электропроводность;
- совершенно не радиоактивен;
- сильно магнитен;
- незаметная спайность;
- непрозрачная хрупкая структура;
- в зависимости от месторождения точка Кюри варьируется в диапазоне 550-600 K;
- молекулярная масса 231,54;
- температура плавления с разложением 1951-1957 °C.
Некоторые кристаллы полярно магнитны (ферромагнетики). Зафиксирован средний показатель температуры Кюри – 575 K. При снижении значения минерал магнетит становится ферромагнитным, а при повышении – парамагнитным. В случае охлаждения до 78 K в ориентированном магнитном поле происходит изменение симметрии кристаллов. Кубическая ячейка видоизменяется на ромбическую форму либо переходит в позицию более низкой сингонии.
Магнитность и остаточная намагниченность также возрастают при уменьшении размера зерен. В отличие от родственных сплавов, магнетитовая руда способна менять показания компаса. Стрелка безошибочно разворачивается в сторону залежей. Признак укажет, где быстро найти магнетит. Остается лишь следовать за подсказками помощника в поисках клада. Кстати, перетертый в песок минерал сохраняет магнитные качества и продолжает притягиваться к полюсам при поднесении бруска.
Химические свойства магнетита могут незначительно разниться в зависимости от присутствия вспомогательных включений. Обычно к базовому составу присоединяются еще изоморфные примеси.
Стандартная формула может быть обогащена следующими химическими элементами:
- титан;
- ванадий;
- марганец;
- магний;
- алюминий;
- хром.
За счет преобладания конкретного вида примеси или связки соединений магнетит подразделяется на виды:
- магнитный камень;
- глиноземистый магнезит;
- манганмагнетит;
- гидромагнетит;
- ванадо-магнетит;
- цинковый магнетит;
- титаномагнетит;
- алюмомагнетит;
- хроммагнетит.
На количественные показатели примесей в составе влияет температура и внешние условия. Например, если сравнивать с акцессорными породами, магнетиты рудных выделений отличаются повышенным содержанием хрома и ванадия. В раннемагматических формах содержится много хрома. Магнитные руды, которые созревали в условиях низкой температуры, содержат мало никеля, магния, но из примесей преобладает марганец, цинк, ванадий.
Залегает отдельными кристаллами, сросшимися друзами, зернистыми массами. Кристаллохимическая каркасная структура принадлежит правильной системе, поэтому минерал представлен преимущественно октаэдром и ромбический додекаэдром. Крайне редко попадаются экземпляры в форме куба, шарика, эллипса, сорокавосьмигранника, трапецоэдры и других нестандартных конфигураций. Иногда в природе встречаются интересные псевдоморфозы магнитного железняка по слюде, железному блеску, шпату. При выветривании минерал трансформируется в бурый или красный железняк.
Камень поддается растворению в ортофосфорной, серной, азотной кислотах. В соляной кислоте лучше расщепляется измельченный магнетит в виде порошка. Перед паяльной трубкой не плавится, полностью разлагается при сплавлении с гидросульфатом калия (белый порошок кислой соли щелочного метала и серной кислоты). Окислительное пламя меняет формулу магнетита, что приводит к лишению магнитных свойств. Изначально он переходит в стадию маггемита, затем превращается в гематит.
Месторождения
Краткий экскурс в прошлое. История геологоразведки в России берет начало в 1491 году. Тогда экспедиция отправилась в Печорский край на поиск серебряных и медных руд. Первое месторождение магнитного железняка выявил рудознатец Дмитрий Тумашев в 1667 году на Урале. О своей находке он сообщил воеводе Стрешневу, направив донесение с рукописной картой и образцами руды в Москву. Но из-за попадания Стрешнева в опалу тогда не суждено было реализоваться великим планам.
Толчок к развитию возобновился лишь через 30 лет с подачи Петра I. В 1721 году построили Высокогорский рудник, в 1725 запустилась крупнейшая в Европе доменная печь на Нижнетагильском чугунном заводе. Временной отрезок сыграл важнейшую роль в индустриализации России.
Далее совершенствовались производственные технологии, горное дело развивалось, география заводов расширялась. Сектор металлургии прогрессирует и в наши дни благодаря неиссякаемым запасам. По подсчетам Росгеолфонда балансовые запасы железных руд в России составляют 112,1 млрд тонн, скопления залегают в недрах 230 месторождений.
Для образования блестящего минерала, из которого строители выплавляют железо необходимо низкое парциальное давление кислорода. Спутниками горной породы выступают колчедан и все сульфиды, кальцит, гематит, апатит, гранат, сидерит. Залежи преимущественно сосредоточены в пегматитах, гидротермальных месторождениях, магматических горных породах, контактово-метасоматических минеральных образованиях.
Также выступает составным компонентом речного песка наряду с золотом. В некоторых регионах формируется на поверхности в виде россыпи. Если рядом расположен пирит, магнетит разлагается за счет выделяющейся серной кислоты и преобразуется в гематит (лимонит).
Главные месторождения РФ сейчас:
- гора Магнитная на Южном Урале, прославившаяся контактово-метасоматическими месторождениями;
- гора Высокая у Нижнего Тагила;
- магматическое месторождение в Кусинском районе Челябинской области;
- Копанское месторождение титаномагнетита на Южном Урале;
- Кольский полуостров;
- Курская магнитная аномалия известна регионально-метаморфизованными осадочными месторождениями.
Среди зарубежных локаций месторождения с залежами есть в Швеции, США, Франции, Казахстане, Азербайджане, Канаде, Австралии, Южной Африке. Не менее популярен Криворожский железорудный бассейн в Украине.
Где применяют
Железняк и его производные имеют широкую область применения. Для чего же нужен магнетит? Он применяется в таких отраслях, как химическая промышленность, научная сфера, медицинское направление. В первую очередь, руда как главный источник ценнейшего чистого железа, востребована в металлургической отрасли. Именно отсюда запускается весь механизм для дальнейшей реализации.
Из руды получают чугун, сталь, сплавы. Задействуют в схемах обогащения бедных пород. В процессе обработки из сырья попутно извлекают титан, фосфористый шлак, ванадий. Оставшиеся концентраты после промывки участвуют в процессе добычи золота. Из плавленой руды делают электроды, необходимые в некоторых электрохимических процессах.
Поделочный минерал не стоит на одной ступени с драгоценными камнями, поэтому цена на изделия демократичная. Применение магнетита в массовом ювелирном производстве не целесообразно. Но в специализированных магазинчиках, на выставках, ярмарках мастеров хенд-мейд можно купить симпатичные украшения в оригинальном стиле. Из него делают мужские и женские браслеты, медальоны, серьги, четки, броши, массажные шары, обрамляют в серебро. В эзотерических лавках предлагается атрибутика с магическим уклоном.
Заключение
Магнитный минерал признается даже официальной медициной. Услугу можно встретить в частных клиниках и в физиотерапевтических кабинетах. На его базе разрабатывают специальные приборы для омоложения, повышения общего тонуса организма, восстановления функций опорно-двигательного аппарата, ускорения регенерации тканей, избавления от головной боли, депрессивных состояний и кошмарных снов. Обычно сеансы идут в комплексе с сопутствующими лечебными процедурами.
Вот таким многогранным оказался на первый взгляд ничем не примечательный камушек. Охватил буквально все значимые сферы жизни. Кстати, если вы по знаку зодиака Скорпион, Овен или Козерог с сильным Марсом в натальной карте, астрологи рекомендуют присмотреться к магнетиту в качестве защитного талисмана. Бижутерия придает шарм образу, смотрится сдержанно и элегантно при правильно подобранном гардеробе. Риски нарваться на подделку отсутствуют – это просто невыгодно производителям. По фактуре минерал похож на якобсит, браунит, гематит, хромит. При покупке сразу проверьте степень магнетизма и характерные черные черточки, тогда точно не ошибетесь.