Гетит

Гетит – распространенный железо оксидный минерал, имеющий химическую формулу FeO(OH). Его часто называют «лимонитом», хотя этот термин используется в более широком смысле для описания смеси различных оксидов и гидроксидов железа. Гетит является важным минералом в различных геологических и экологических контекстах из-за его широкого распространения и значительной роли в таких процессах, как круговорот железа и минералообразование.

Гетит обычно кристаллизуется в ромбической кристаллической системе, образуя призматические или игольчатые кристаллы, а также в массивных, ботриоидных (шаровидных), сталактитовых или землистых формах. Его цвет может варьироваться от желто-коричневого до темно-коричневого, и он часто имеет характерный тусклый или землистый блеск. Гетит является распространенным компонентом почв, отложений и различных типов горных пород, а также его можно найти в виде выветривание продукт других богатых железом полезные ископаемые.

Исторический контекст и именование

Минерал гетит получил свое название от Иоганна Вольфганга фон Гете, немецкого эрудита, который внес значительный вклад в различные области, включая литературу, философию и науку. Минерал был назван в честь Гете в 1806 году немецким минералогом Иоганном Георгом Кристианом Леманном.

Гете никогда непосредственно не изучал и не вносил вклад в минералогия, но его междисциплинарные интересы и влияние были таковы, что Леманн решил назвать минерал в его честь. Такая практика присвоения минералам имен выдающихся личностей была довольно распространена в истории минералогии как способ воздать должное их вкладу или просто привлечь внимание к недавно открытым минералам.

Минерал гетит известен с древнейших времен, его особый внешний вид и свойства отмечались различными культурами. Однако именно 18-й и 19-й века ознаменовали период систематической минералогической классификации и названий, что привело к формальному признанию минералов, таких как гетит, как отдельных видов.

Таким образом, гетит — это минерал оксида железа, который широко присутствует в различных геологических условиях. Его название связано с немецким писателем Иоганном Вольфгангом фон Гете из-за его более широкого вклада в человеческие знания и культуру, хотя он не принимал непосредственного участия в изучении минералов.

Полиморфизм и серия: Триморфный с фероксигитом и лепидокрокитом.

Объединение: лепидокрокит, гематит, пирит, сидерит, пиролюзит, манганит, многие другие железо-марганцевые породы.

Химические свойства гетита

Гетит (FeO(OH)) — сложный минерал оксида железа с множеством химических свойств, которые влияют на его поведение в различных геологических и экологических условиях. Вот некоторые ключевые химические свойства гетита:

1. Химическая формула: Химическая формула гетита — FeO(OH), что указывает на его состав из железа (Fe), кислорода (O) и гидроксильных групп (OH). Он также может содержать незначительные примеси и микроэлементы в зависимости от среды его образования.
2. Гидроксильные группы: Гетит содержит в своей химической структуре гидроксильные группы (ОН). Эти гидроксильные группы способствуют его способности адсорбировать воду и другие молекулы на своей поверхности, что может влиять на его свойства, такие как цвет, стабильность и реакционная способность.
3. Состояние окисления железа: Степень окисления железа в гетите преимущественно +3. Эта степень окисления способствует его цвету от красновато-коричневого до желто-коричневого. Наличие железа в степени окисления +3 также делает гетит важным компонентом железная руда депозиты.
4. Структура и кристаллография: Гетит кристаллизуется в ромбической кристаллической системе и обычно образует игольчатые или призматические кристаллы. Его кристаллическая структура состоит из слоев октаэдрических единиц гидроксида железа, чередующихся со слоями атомов кислорода.
5. Содержание воды и гидратация: Гетит является водным, то есть содержит молекулы воды в своей структуре. Содержание воды может варьироваться, влияя на физические и химические свойства минерала. Реакции гидратации и дегидратации могут возникать при определенных условиях, влияя на стабильность минерала.
6. Адсорбция и химия поверхности: Богатая гидроксилами поверхность гетита позволяет ему адсорбировать различные ионы и молекулы из окружающих растворов. Это свойство делает гетит важным компонентом почв и отложений, поскольку он может адсорбировать загрязняющие вещества, питательные вещества и металлы.
7. Реактивность и трансформация: Гетит может претерпевать различные превращения и реакции в зависимости от окружающей среды. Например, он может превращаться в другие оксиды железа, такие как гематит, при определенных условиях, таких как нагрев. Он также участвует в окислительно-восстановительных реакциях с участием железа и кислорода.
8. Выветривание и воздействие на окружающую среду: Гетит — обычный продукт выветривания других железосодержащих минералов, образующийся в результате изменение минералов-предшественников в присутствии воды и кислорода. Его стабильность и взаимодействие с водой и другими соединениями играют роль в формировании почвы и круговороте железа в земной среде.
9. Минеральные ассоциации: Гетит часто встречается в сочетании с другими минералами железа, такими как гематит, магнетити сидерит. Он также может встречаться вместе с другими минералами, такими как кварц, глинистые минералыи различные сульфиды металлов.

Таким образом, химические свойства гетита делают его универсальным минералом, который играет значительную роль в различных геологических и экологических процессах. Его взаимодействие с водой, другими минералами и химическими соединениями способствует его уникальным характеристикам и важности в таких областях, как геология, минералогия, почвоведение и наука об окружающей среде.

Физические свойства гетита

Гетит — это минерал оксида железа с отличными физическими свойствами, которые способствуют его идентификации и характеристике. Эти свойства полезны минералогам, геологам и ученым, работающим в различных областях. Вот ключевые физические свойства гетита:

1. Цвет: Гетит имеет широкий спектр цветов, включая желто-коричневый, красновато-коричневый и темно-коричневый. На цвет влияют примеси, гидратация и присутствие других минералов, связанных с ним.
2. Блеск: Гетит обычно имеет тусклый или землистый блеск, часто выглядит скорее матовым, чем блестящим. Этот блеск обусловлен его мелкозернистой или волокнистой структурой.
3. Полоса: Полоса гетита обычно желто-коричневая, цвета минерала в порошкообразном состоянии. Это свойство может помочь отличить гетит от других минералов схожего цвета.
4. Твердость: Гетит имеет твердость от 5.0 до 5.5 по шкале Мооса. Он может поцарапать материалы с более низкой твердостью, но может быть поцарапан материалами с более высокой твердостью.
5. Кристальная структура: Гетит кристаллизуется в ромбической кристаллической системе. Его кристаллы часто имеют призматическую или игольчатую форму. Он также может образовывать ботриоидные (шаровидные), сталактитовые и землистые массы.
6. Расщепление: Гетит не имеет четко выраженных плоскостей спайности, что означает, что он не разрушается вдоль определенных плоских поверхностей, как это делают минералы с идеальной спайностью.
7. Перелом: Излом минерала обычно неровный или субраковидный, при разрушении образуется неровная или искривленная поверхность.
8. Плотность: Плотность гетита варьируется в зависимости от таких факторов, как содержание воды и примесей, но обычно она колеблется от 3.3 до 4.3 г/см³.
9. Прозрачность: Гетит обычно непрозрачен, а это означает, что свет не проходит через него. Тонкие фрагменты или срезы могут быть полупрозрачными.
10. Привычка: Привычка гетита относится к его общему виду и форме. Он может иметь различные формы, включая призматические, игольчатые (игольчатые), почковидные (почковидные) и сталактитовые (образующие сосулькообразные структуры).
11. Удельный вес: Удельный вес гетита колеблется примерно от 3.3 до 4.3, что указывает на его плотность по отношению к воде.
12. Магнетизм: Гетит слабомагнитен, то есть он может притягиваться сильным магнитом, но не проявляет сильных магнитных свойств, как магнетит.
13. Оптические свойства: Под петрографическим микроскопом гетит может проявлять различные оптические свойства, включая двойное лучепреломление и плеохроизм, что может предоставить дополнительную информацию о его кристаллической структуре.

Таким образом, физические свойства гетита охватывают ряд характеристик, которые помогают его идентифицировать и отличить от других минералов. На эти свойства влияют такие факторы, как его кристаллическая структура, химический состав и условия образования.

Оптические свойства гетита

Оптические свойства минералов, в том числе гетита, дают ценную информацию об их кристаллической структуре, составе и поведении при взаимодействии со светом. Вот ключевые оптические свойства гетита:

1. Цвет: Цвет гетита может варьироваться в широких пределах: от желто-коричневого до красновато-коричневого и темно-коричневого. Примеси, дефекты кристаллов и присутствие других минералов могут влиять на его цвет.
2. Прозрачность и непрозрачность: Гетит обычно непрозрачен, а это означает, что свет не может пройти через него. Тонкие фрагменты могут иметь некоторую прозрачность, но по большей части гетит не прозрачен.
3. Блеск: Гетит обычно имеет тусклый или землистый блеск, что означает, что при наблюдении в отраженном свете он выглядит скорее матовым, чем блестящим.
4. Показатель преломления: Показатель преломления — это мера того, сколько света преломляется (преломляется) при переходе из воздуха в минерал. Показатель преломления гетита относительно низкий, что способствует его тусклому виду.
5. Двулучепреломление: Гетит обладает слабым двойным лучепреломлением, а это означает, что он может демонстрировать небольшую разницу в показателях преломления при наблюдении под скрещенными поляризаторами в петрографическом микроскопе. Это свойство часто используется, чтобы отличить гетит от других минералов схожего цвета.
6. Плеохроизм: Плеохроизм – это свойство минералов проявлять разную окраску при взгляде с разных кристаллографических направлений. Гетит может демонстрировать слабый плеохроизм со слегка разными цветами при наблюдении вдоль разных осей кристалла.
7. Интерференционные цвета: При наблюдении между скрещенными поляризаторами под петрографическим микроскопом гетит может отображать интерференционные цвета из-за своего двойного лучепреломления. Эти цвета могут предоставить информацию о толщине минералов и их оптических свойствах.
8. Твиннинг: Гетит может демонстрировать полисинтетическое двойникование, которое возникает, когда несколько кристаллических участков минерала повторяются в определенных направлениях. Это может повлиять на его оптические свойства.
9. Вымирание: Вымирание относится к явлению, когда цвет или яркость минерала тускнеет при вращении под скрещенными поляризаторами. Угол, под которым это происходит, можно использовать для определения ориентации кристаллической структуры минерала.
10. Плеохроические ореолы: В некоторых случаях вокруг кристаллов гетита в результате радиационного поражения могут образовываться плеохроичные ореолы — концентрические кольца разного цвета вокруг радиоактивных минеральных включений. Это явление в основном связано с минералом циркон.
11. Флуоресценция: Хотя сам гетит не отличается сильной флуоресценцией, некоторые примеси или связанные с ним минералы могут проявлять флуоресценцию при определенных условиях освещения.

Таким образом, оптические свойства гетита необходимы для идентификации и характеристики минерала, особенно при использовании таких методов, как микроскопия в поляризованном свете. Эти свойства могут дать представление о кристаллографии, составе и истории потенциальных изменений гетита.

Возникновение и формирование

Гетит — широко распространенный минерал оксида железа, который встречается в различных геологических и экологических условиях. Его формирование тесно связано с процессами, связанными с выветриванием, изменением и осаждением богатых железом материалов. Вот некоторые распространенные явления и процессы образования гетита:

1. Выветривание богатых железом минералов: Гетит часто образуется как продукт выветривания других железосодержащих минералов, таких как пирит (сульфид железа), магнетит (оксид железа) и сидерит (карбонат железа). Эти минералы могут подвергаться окислению и гидролизу в присутствии воды и кислорода, что приводит к образованию гетита.
2. Гидротермальные месторождения: Гетит может осаждаться из гидротермальных растворов в жилах и трещинах внутри горные породы. Гидротермальные жидкости Богатые железом и другими элементами могут откладывать гетит по мере охлаждения и взаимодействия с вмещающими породами.
3. Болотная железная руда: В заболоченных или топких условиях гетит может накапливаться в виде «болотной железной руды». Богатые железом воды реагируют с органическими веществами, и когда железо выпадает в осадок, оно образует отложения гетита. Со временем эти месторождения могут накапливаться и стать экономически значимыми источниками железа.
4. Латеритные почвы: В тропических и субтропических регионах с большим количеством осадков гетит может накапливаться в латеритных почвах. Эти почвы образуются в результате выщелачивания других минералов и концентрации железа и алюминий оксиды, в том числе гетит. Латеритные почвы часто имеют красный или красновато-коричневый цвет из-за присутствия оксидов железа.
5. Осадочные породы: Гетит может присутствовать в осадочных породах, в том числе в богатых железом образованиях, таких как полосчатые железные образования (BIF). Эти породы состоят из чередующихся слоев богатых железом минералов и шерт, и они дают важные подсказки о древней окружающей среде и истории Земли.
6. Окисление железных минералов: Окисление минералов железа в различных геологических условиях, например, при окислении грунтовых вод, взаимодействующих с железосодержащими породами, может вести к образованию гетита. Этот процесс часто сопровождается изменениями pH и доступности кислорода.
7. Шахтные хвосты и отходы: Гетит может образовываться в хвостах шахт и отходах горнодобывающей деятельности, где присутствуют железосодержащие минералы. Эти вторичные образования могут влиять на местную окружающую среду и качество воды из-за их способности выделять металлы и другие вещества.
8. Биогенные осадки: Микробная активность, особенно железоокисляющих бактерий, может играть роль в ускорении осаждения гетита. Эти бактерии катализируют окисление железа, приводящее к образованию оксидов железа, в том числе гетита.
9. Пещерные отложения: В некоторых пещерах гетит может осаждаться из богатой минералами воды, когда она капает или течет через пещеру. Это может привести к образованию уникальных образований, таких как сталактиты и сталагмиты из гетита.

Таким образом, гетит образуется в результате различных процессов выветривания, изменений и осаждения с участием богатых железом минералов и растворов. Его возникновение охватывает широкий спектр геологических сред: от выветрелых почв и осадочных пород до гидротермальных жил и пещерных образований. Понимание образования гетита способствует нашим знаниям о геологии Земли и процессах, формирующих ее поверхность.

Использование и применение гетита

Гетит, как минерал оксид железа, благодаря своим уникальным свойствам имеет различное практическое применение и применение в разных областях. Хотя он, возможно, не так широко используется, как некоторые другие минералы, его характеристики делают его ценным в нескольких контекстах:

1. Пигменты и красители: Естественная цветовая гамма гетита, включающая желто-коричневые, красновато-коричневые и темно-коричневые оттенки, сделала его исторически важным в качестве природного пигмента и красителя в искусстве и керамике. Его использовали на протяжении веков для окраски керамики, картин и других произведений искусства.
2. Производство железной руды и стали: Хотя гетит не является основным источником железа, он может присутствовать в железе. рудные месторождения и способствует общему содержанию железа. Железная руда со значительным содержанием гетита может быть переработана для извлечения железа и использована в производстве стали и других продуктов на основе железа.
3. Катализ: Наночастицы гетита оказались многообещающими в качестве катализаторов в различных химических реакциях. Их высокая площадь поверхности и реакционная способность делают их полезными для катализа реакций окисления и восстановления в промышленных процессах.
4. Восстановление окружающей среды: Адсорбционные свойства гетита можно использовать для удаления загрязнений из воды и почвы. Поверхность гетита может адсорбировать тяжелые металлы, органические соединения и другие загрязнители, что делает его потенциально полезным для очистки окружающей среды.
5. Археология и геохронология: Гетит может со временем образовываться на артефактах и ​​геологических образованиях. Его присутствие на археологических артефактах может дать представление о возрасте и истории этих артефактов. В геологии гетитовые покрытия на горных породах и минералах можно использовать для целей относительного датирования.
6. Кристаллографические и минералогические исследования: Кристаллическая структура и оптические свойства гетита делают его ценным для научных исследований в области кристаллографии, минералогии и наук о Земле. Исследователи используют его характеристики, чтобы узнать об условиях его формирования и его роли в различных геологических процессах.
7. Сбор драгоценных камней и минералов: Хотя это не традиционный драгоценный каменьУникальные кристаллические формы и цвета гетита делают его привлекательным минералом для коллекционеров и энтузиастов, интересующихся образцами минералов и гранильным искусством.
8. Образование и исследования: Гетит обычно используется в образовательных учреждениях для демонстрации учащимся идентификации минералов и оптических свойств. Он служит практическим примером для преподавания концепций минералогии.
9. Материаловедение: Изучение свойств гетита способствует более широкому пониманию материаловедения, включая поведение оксидов железа и взаимодействие между минералами и их средой.
10. Научное исследование: Обнаружение гетита в природных условиях дает ученым представление о геологической истории Земли, прошлых условиях окружающей среды и процессах минералообразования.

Хотя гетит, возможно, не имеет такого широкого промышленного применения, как некоторые другие минералы, его характеристики и поведение делают его ценным в определенных контекстах, особенно в областях искусства, науки и промышленности, где его уникальные свойства можно использовать для различных целей.

Места распространения и добычи

Гетит, являющийся распространенным минералом оксида железа, встречается в различных геологических средах по всему миру. Широкое распространение делает его важным компонентом почв, отложений и некоторых месторождений железной руды. Вот некоторые известные регионы и страны, где встречается гетит:

1. Австралия: Австралия является крупным производителем железной руды, а гетит часто встречается как компонент месторождений железной руды в различных штатах, включая Западную Австралию, Квинсленд и Южную Австралию.
2. Бразилия: Бразилия является еще одним известным производителем железной руды, и гетит присутствует в некоторых месторождениях железной руды страны, особенно в регионе Карахас.
3. Соединенные Штаты: Гетит встречается в различных штатах США, включая Мичиган, Миннесоту и Миссури. Эти регионы известны своими месторождениями железной руды и горнодобывающей деятельностью.
4. Индия: Индия является одним из крупнейших в мире производителей железной руды, и гетит можно найти в месторождениях железной руды в таких штатах, как Одиша, Карнатака и Гоа.
5. Россия: Гетит присутствует в различных месторождениях железной руды в России, что способствует значительному производству железной руды в стране.
6. Китай: Китай является крупным потребителем и производителем железной руды, а гетит можно найти в месторождениях железной руды в различных провинциях страны.
7. Южная Африка: Гетит встречается в некоторых месторождениях железной руды в Южной Африке, которая также является крупным производителем железной руды.
8. Канада: Гетит можно найти в месторождениях железной руды в Канаде, особенно в таких регионах, как Лабрадор и Квебек.
9. Швеция: Швеция известна своей добычей железной руды, а гетит присутствует в некоторых месторождениях железной руды страны.
10. Чили: Гетит можно найти в месторождениях железной руды в Чили, которая является известным производителем медь так же.
11. Великобритания: Гетит был обнаружен в различных местах Соединенного Королевства, часто связанных с добычей железной руды в прошлом.
12. Другие страны: Гетит можно найти в месторождениях железной руды и других геологических условиях во многих других странах мира, что способствует его глобальному распространению.

Важно отметить, что гетит часто присутствует в месторождениях железной руды вместе с другими минералами оксида железа, такими как гематит и магнетит. Конкретное распространение и добыча гетита могут варьироваться в зависимости от геологических характеристик каждого региона и природы присутствующих месторождений железной руды.

Широко распространен; некоторые места для хороших кристаллов включают:

• от Зигена, Северный Рейн-Вестфалия, и недалеко от Гиссена, Гессен, Германия. AtPrıbram, Чехия.
• Исключительные кристаллы из шахты Рестормель, Ланливери; шахта Боталлак, Сен-Жюст; и в другом месте в Корнуолле, Англия.
• Из Шайяка, Эндр и Луара, Франция.
• В США из района Пайкс-Пик и Флориссана, Эль-Пасо, Колорадо; рудный минерал в районе озера Верхнее, как на руднике Джексон, Негони, и руднике Супериор, Маркетт, Маркетт Ко., Мичиган.

Рекомендации

• Боневиц, Р. (2012). Камни и минералы. 2-е изд. Лондон: Издательство ДК.
• Handbookofmineralogy.org. (2019). Справочник по минералогии. [онлайн] Доступно по адресу: http://www.handbookofmineralogy.org [По состоянию на 4 марта 2019 г.].
• Mindat.org. (2019). Goethite: информация о минералах, данные и местонахождения .. [онлайн] Доступно по адресу: https://www.mindat.org/min-727.html [Проверено 4 марта 2019 г.].