鱗鐵礦 (Lepidocrocite) 是一種常見的鐵氧化物-氫氧化物礦物,與纖鐵礦(Goethite)是同類但不同晶體結構的「雙胞胎」。中文名稱「鱗鐵礦」非常形象地描述了其獨特的晶體形態,「鱗」字指的是它常以鱗片狀或薄片狀的集合體出現。
鱗鐵礦的礦物學特徵
化學成分:γ-FeO(OH)。鱗鐵礦和纖鐵礦(Goethite,α-FeO(OH))的化學成分完全相同,但它們的內部晶體結構不同,這使它們被歸類為同質多像變體。
晶體形態:鱗鐵礦最典型的晶形是微小的鱗片狀或片狀晶體,它們通常聚集成土狀或纖維狀的團塊。這種晶體習性讓它在外觀上常帶有一種獨特的紅褐色金屬光澤。
顏色與條痕:它的顏色通常為紅棕色或紅橙色,比纖鐵礦的黃棕色調更為偏紅。其條痕(礦物粉末的顏色)則為紅橙色或橙紅色。
硬度:莫氏硬度約為 5,與纖鐵礦相近。
鱗鐵礦(Lepidocrocite)在水晶中的樣態
鱗鐵礦(Lepidocrocite),或稱纖鐵礦,在水晶中的樣態主要是以紅色、橙色、黃色或灰色白色的礦片、髮絲或針狀內含物存在,常與其他礦物(如紫水晶、茶晶、白水晶、金紅石等)共生於特定水晶中,形成如「錦鯉膠花」或「超七」等品種。 這種礦物因其層狀結構和弱鍵結的特性,呈現出鱗片狀的習性,是其名稱「鱗鐵礦」的由來。形成與用途
名稱由來:鱗鐵礦這個名字源於希臘語,分別是「鱗片」和「纖維」的意思,這反映了它獨特的晶體外觀。
形成:鱗鐵礦是一種次生礦物,主要由其他含鐵礦物在風化作用下,與水和氧氣反應而形成。它經常與纖鐵礦共生,共同構成褐鐵礦(Limonite)。
外觀與特性:鱗鐵礦的顏色多變,從紅色到紅棕色,甚至帶有紫色,通常具有亞金屬光澤,條痕為黃褐色。 它也可能呈現鱗狀、片狀或纖維狀的晶體形態。
用途:
鐵礦石:作為褐鐵礦的主要組成部分,鱗鐵礦是重要的鐵礦石來源。
顏料:由於其獨特的紅棕色調,鱗鐵礦也常被用作天然顏料,例如在某些赭石顏料中就可以找到它。
鱗鐵礦雖然不被廣泛用作寶石,但在地質學和岩石學研究中具有重要作用。 它也可能存在於生鏽的鋼鐵製品中,例如水管。當鐵金屬接觸到水和氧氣時,會發生氧化作用,產生鐵鏽,而γ-FeO(OH) 就是鐵鏽的一種成分。
但鐵生鏽並不會產生γ變體,而是鐵在水和氧氣的作用下,發生氧化還原反應,生成主要的成分是氧化鐵(Fe₂O₃·nH₂O),也就是一般所說的鐵鏽。 γ-變體是指一種金屬的晶體結構,而非鐵鏽的化學成分。
鐵生鏽的過程
- 化學反應:: 鐵(Fe)與氧氣(O₂)和水(H₂O)反應。
- 生成鐵離子:: 鐵原子失去電子,形成鐵離子(Fe²⁺)。
- 形成鐵氧化物:: 鐵離子再與氧氣和水反應,最終形成鐵鏽。
鐵鏽的成分
- 鐵鏽的化學成分通常是含水氧化鐵,也就是Fe₂O₃·nH₂O。
- 鐵鏽的顏色會隨成分和含水量而有所變化,從黃褐色到深紅色都有可能。
纖鐵礦 (Goethite) vs. 鱗鐵礦 (Lepidocrocite)
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特徵
(Feature) |
纖鐵礦
(Goethite) |
鱗鐵礦
(Lepidocrocite) |
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化學式 |
α-FeO(OH) |
γ-FeO(OH) |
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中文別名 |
針鐵礦(最常用) |
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晶體結構 |
屬於斜方晶系,其晶體結構為α-相。 |
屬於斜方晶系,其晶體結構為γ-相。 |
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典型顏色 |
黃棕色、紅棕色至深褐色,條痕為黃褐色。 |
紅棕色、紅橙色,通常帶有閃爍的光澤。 |
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常見晶形 |
最常見的是針狀、柱狀或纖維狀。 |
常呈鱗片狀、片狀或纖維狀,這也是其「鱗」鐵礦名稱的由來。 |
共同點與重要性
儘管兩者有區別,但它們在自然界中關係密切:
同質多像變體:它們是化學成分相同但內部結構不同的同素異形體,經常共同存在。
褐鐵礦的組成:這兩種礦物都是褐鐵礦(Limonite)的主要成分。褐鐵礦不是單一礦物,而是一種混合物,其外觀和特性取決於其中 Goethite 和 Lepidocrocite 的比例。
鐵礦石:兩者都是重要的鐵礦石來源,也是天然赭石顏料的主要成分。
判斷它們最簡單的方法是觀察其顏色和形態:顏色偏黃棕色且呈針狀的通常是纖鐵礦(Goethite);而顏色偏紅橙色且呈鱗片狀的則是鱗鐵礦(Lepidocrocite)。
總而言之,鱗鐵礦是一種重要的鐵礦物,其最顯著的特徵是偏紅的顏色和鱗片狀的晶體形態,這也正是它與其「雙胞胎」纖鐵礦(Goethite)的主要區別。總而言之,鱗鐵礦是一種重要的鐵氧化物礦物,其獨特的結構和外觀使其在地質學和材料科學領域中受到關注。
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