2025年6月18日 星期三

菱鐵礦 Siderite

菱鐵礦(Siderite)是一種常見的碳酸鹽礦物、一種分布比較廣泛的礦物,化學成分為碳酸亞鐵(FeCO₃)。它的名字來源於古希臘語 "sídēros",意為「鐵」,直接點出了其主要成分。菱鐵礦因其含有較高比例的鐵且不含硫或磷,被認為是一種有價值的鐵礦石。菱鐵礦產於熱液礦脈和沉積礦床中,並與重晶石,營石,方千礦,以及其他礦物是相關的。它也是在頁岩和砂岩中常見成岩作用的礦物,在其中它有時形成凝結物。自然界的菱鐵礦含有不同數量的雜質,一般經焙燒後可作煉鐵原料。

圖為中國貴州產的菱鐵礦

礦物學特性

  • 化學成分: FeCO₃(碳酸亞鐵)。通常會有鋅、鎂和錳等元素替代鐵,形成固溶體系列礦物(如菱鋅礦、菱鎂礦、菱錳礦)。
  • 晶體結構: 屬於三方晶系(Trigonal),晶體常發育成菱面體狀,其晶面有時會有彎曲現象。它也可以呈塊狀、粒狀、結核狀或隱晶質膠體(球菱鐵礦)。
  • 顏色: 顏色多變,通常為黃褐色至灰褐色、棕色,也可以是淡黃色、灰色、綠色、紅色,甚至在極少數情況下接近無色。風化後表面常會變成深褐色,這是由於鐵氧化造成的。
  • 光澤: 玻璃光澤到珍珠光澤。
  • 條痕: 白色。
  • 硬度: 莫氏硬度約為 3.5 - 4.5,相對較軟。
  • 比重: 約為 3.96,若含有較多雜質(如鎂、錳),比重會稍有降低。
  • 解理: 具有良好的菱面體解理。
  • 磁性: 在低於零下236°C(37 K)的尼爾溫度(Néel temperature)以下時,菱鐵礦具有反鐵磁性

物理特徵

        菱鐵礦呈灰白色或黃白色,風化後會變成褐色或褐黑色等,條痕為白色至灰白色。具有弱磁性,性脆,摩氏硬度為3.5 - 4.5。解理平行完全。相對密度為3.7-4.0,隨Mn、Mg含量增加而降低。有的菱鐵礦在陰極射線下呈現橘紅色。難溶於水,玻璃光澤,透明至半透明。熔度4.5,加熱至300℃時分解,變黑並獲磁性。
風化後的菱鐵礦


結構特徵

    菱鐵礦為三方晶系的晶體節搆,晶體多呈菱面體或複三方偏三角面體,也可呈平行雙面與六方柱組成的短柱狀聚形,晶面常彎曲。方解石型結構。在礦石中的集合體通常以粒狀、緻密塊狀產出,有時也呈現鐘乳狀、葡萄狀、結核狀產出。以顯晶質球粒狀的菱鐵礦稱為球菱鐵礦,以隱晶質凝膠狀出現的為膠菱鐵礦。
菱鐵礦的晶形型態



形成條件

菱鐵礦的形成條件相對複雜,主要有以下幾種成因:

  1. 熱液礦脈: 菱鐵礦常見於熱液礦脈中,通常與重晶石、螢石、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等其他礦物共生。這類型的菱鐵礦晶體可能較大且形狀完整。
  2. 沉積作用: 菱鐵礦也是頁岩和砂岩中常見的成岩礦物。它通常在淺埋深度,**低氧氣和低pH值(還原)**的沉積環境中形成,例如在黏土、煤層或頁岩層中。這類型的菱鐵礦常呈結核狀、膠狀或鮞狀,有時可以包裹保存完好的化石。
  3. 變質岩: 在由上述沉積岩變質形成的變質岩中,也可能發現菱鐵礦。
  4. 沼澤沉積: 有時也見於沼澤沉積物中。

菱鐵礦在氧化環境下通常不穩定,容易氧化分解成褐鐵礦或水赤鐵礦。

主要用途

菱鐵礦的主要用途集中在以下幾個方面:

  1. 煉鐵原料: 由於菱鐵礦含有約 48% 的鐵,且不含硫或磷(這些雜質會影響鋼鐵品質),因此當其雜質不多時,是一種有價值的鐵礦石。經過焙燒處理後,可以作為煉鐵的原料。
  2. 顏料: 某些菱鐵礦因其顏色和穩定性,可用於製造棕色顏料。
  3. 科學研究與特殊應用:
    • 科學家已成功合成菱鐵礦,用於去除水中的砷和氟化物
    • 農業管理研究鋰離子電池領域也有潛在應用。
  4. 寶石與收藏: 雖然菱鐵礦的硬度相對較低,但其獨特的顏色、光澤和晶形(尤其是一些完整的菱面體晶體)使其成為礦物收藏愛好者的目標。偶爾也會被切磨成刻面寶石,用於製作吊墜、耳環等飾品,但因其硬度較低,不適合日常頻繁佩戴。

        高品質的單晶體菱鐵礦,因其美麗、透明無瑕,產出稀少,重2克拉以上的即視為稀有寶石。

高品質單晶體菱鐵礦寶石


能量寓意(水晶療癒領域)

在水晶療癒和形而上學的領域,菱鐵礦(尤其是一些品質較好、具有明顯晶體的菱鐵礦)被認為具有以下功效:

  • 連結大地能量: 菱鐵礦被認為是與大地能量深度連結的礦石,有助於紮根(grounding),增強穩定感和安全感,幫助人們腳踏實地。
  • 增強勇氣與力量: 它被認為能幫助我們面對恐懼,進而對抗恐懼。對於那些每天處理危機、面對難題的人,菱鐵礦的能量能帶給他們勇氣和力量。
  • 激發活力與目標感: 據說能增強個人的活力,幫助人們確立生活目標,並有動力去實現它們。
  • 喚醒溫柔與善良: 同時,它也被認為能喚醒人類溫柔善良的一面,促進內心的和平。
  • 平衡脈輪: 菱鐵礦常被關聯到海底輪(Root Chakra)太陽神經叢(Solar Plexus Chakra),有助於平衡這些脈輪的能量,提升穩定性、自信心和個人力量。
  • 改善消化與營養吸收: 在物理療癒層面,一些說法認為它對消化系統有益,並能幫助身體更好地吸收營養。

        整體而言,菱鐵礦不僅是重要的工業礦產,其天然的晶形和溫和的能量也使其在收藏和心靈層面受到一定關注。

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