Loading article…
| ヘマタイト | |
|---|---|
 ブラジル産三方晶ヘマタイト結晶 | |
| 一般的な | |
| カテゴリ | 酸化鉱物 |
| 式 （繰り返し単位） | 酸化鉄(III)、Fe 2 O 3、α-Fe 2 O 3 [1] |
| IMAシンボル | 裾[2] |
| ストルンツ分類 | 4.CB.05 |
| ダナ分類 | 4.3.1.2 |
| 結晶系 | 三角 |
| クリスタルクラス | 六角不等辺三角形 ( 3 m) H–M 記号: ( 3 2/m) |
| 空間群 | R 3 c（No. 167） |
| 単位セル | a = 5.038(2) Å; c = 13.772(12) Å; Z = 6 |
| 識別 | |
| 色 | 金属灰色、土質で緻密な細粒の物質では鈍い色から明るい「錆びた赤」、結晶や塊状の結晶質鉱石では鋼鉄灰色から黒色 |
| クリスタル習慣 | 板状から厚い結晶。雲母状または板状で、通常はロゼット状。放射状の繊維状、腎状、ブドウ状または鍾乳石状の塊、円柱状。土状、粒状、卵形。 |
| 姉妹都市 | 浸透とラメラ |
| 胸の谷間 | なし、{0001} と {10 1 1}に分割が表示される場合があります |
| 骨折 | 不均一から亜貝殻状 |
| 粘り強さ | 脆い |
| モース 硬度 | 5.5～6.5 |
| 光沢 | メタリックから華やかまで |
| 連勝 | 明るい赤から暗い赤 |
| 透けて見える | 不透明 |
| 比重 | 5.26 |
| 密度 | 5.3 |
| 光学特性 | 一軸（−） |
| 屈折率 | n ω = 3.150–3.220、n ε = 2.870–2.940 |
| 複屈折 | δ = 0.280 |
| 多色性 | O: 茶色がかった赤、E: 黄色がかった赤 |
| 参考文献 | [3] [4] [5] |
ヘマタイト（/ ˈ h iː m ə ˌ t aɪ t , ˈ h ɛ m ə -/ ）は、ヘマタイトとも綴られ 、化学式Fe 2 O 3の一般的な酸化鉄化合物であり、岩石や土壌に広く見られます。[6]ヘマタイト結晶は、 Feのアルファ多形として指定される菱面体格子系に属します。
2お
3コランダム（Al）と同じ結晶構造を持っています。
2お
3）およびイルメナイト（FeTiO
3これにより、950 °C (1,740 °F) を超える温度で
完全な固溶体を形成します。
ヘマタイトは、黒から鋼鉄、銀灰色、茶色から赤褐色、または赤色で自然に産出する。鉄の重要な鉱石鉱物として採掘される。導電性がある。[7]ヘマタイトの種類には、インデグド鉱、マルタイト（磁鉄鉱の擬似体）、アイアンローズ、スペキュラライト（鏡面ヘマタイト）がある。これらの形態はさまざまであるが、すべて赤錆色の縞模様がある。ヘマタイトは純鉄よりも硬いだけでなく、はるかに脆い。マグヘマイトはヘマタイト（γ- Fe
2お
3）は同じ化学式を持ちますが、磁鉄鉱のようなスピネル構造をしています。
縞状鉄鉱層にはヘマタイトの大きな鉱床が見られます。灰色のヘマタイトは、北米のイエローストーン国立公園にあるような、静止した水や鉱泉がある場所でよく見られます。鉱物は水中に沈殿し、湖、泉、その他の水たまりの底に層状に集まります。ヘマタイトは、火山活動の結果として、水が存在しない場所でも発生することがあります。
粘土サイズのヘマタイト結晶は、土壌の風化プロセスによって形成される二次鉱物として、また、熱帯土壌、古代土壌、または高度に風化した土壌の多くの赤色の原因である針鉄鉱などの他の酸化鉄やオキシ水酸化物とともに発生することもあります。
語源と歴史
ヘマタイトという名前は、ギリシャ語で血を意味するαἷμα (haima)に由来しており、これはヘマタイトのいくつかの品種が赤い色をしていることに由来する。[6]ヘマタイトの色は顔料としてよく使われる。この石の英語名は中世フランス語の hématite pierreに由来しており、これは15 世紀頃のラテン語 lapis haematites から取られたもので、これは古代ギリシャ語αἱματίτης λίθος ( haimatitēs lithos、「血のように赤い石」) に由来している。
黄土は、20%から70%のヘマタイトの含有量によって着色された粘土です。[8]赤色の黄土には非水和ヘマタイトが含まれ、黄色の黄土には水和ヘマタイト（Fe 2 O 3 · H 2 O）が含まれます。黄土の主な用途は、永久的な色をつけることです。[8]
この酸化鉄鉱物の赤チョークを筆記、描画、装飾に利用したことは、人類史上最も古い例の一つである。現在までに知られているこの粉末鉱物の人類による最古の使用は、現在の南アフリカにあるピナクルポイント洞窟の住人による164,000年前のもので、おそらく社交的な目的で使用されたものと思われる。 [9]ヘマタイトの残留物は、80,000年前の墓からも見つかっている。ポーランドのリドノとハンガリーのロヴァスの近くでは、上ライン川の線状陶器文化に属する紀元前5000年の赤チョーク鉱山が見つかっている。[10]
エルバ島では豊富なヘマタイトの鉱床が発見されており、エトルリア人の時代から採掘されてきました。[11]
地下のヘマタイト採掘は人体に対して発がん性があるとして分類されている。[12]
磁気
ヘマタイトは磁場に対して非常に弱い反応しか示さない。マグネタイトとは異なり、通常の磁石に目立った引き付けはされない。ヘマタイトは、 250 K (-23 °C) のモラン転移温度以下では反強磁性体であり、モラン転移温度以上でネール温度948 K (675 °C) 以下では傾斜反強磁性体または弱い強磁性体であり、ネール温度以上では常磁性体である。
α-ヘマタイトの磁気構造は、キュリー温度が約 1,000 K (730 °C) で強磁性であるものの、磁気モーメントが極めて小さい(0.002 ボーア磁子) と見られていたため、1950 年代にかなりの議論と論争の的となった。さらに驚くべきことに、約 260 K (-13 °C) で温度が下がると、正味の磁気モーメントがない相に転移した。この系は本質的に反強磁性であるが、陽イオンサイトの対称性が低いため、スピン軌道相互作用により、 c軸に垂直な平面にあるときにモーメントが傾斜することが示された。260 K (-13 °C) で温度が下がるとモーメントが消失するのは、異方性の変化によってモーメントがc軸に沿って整列するためである。この構成では、スピン傾斜によってエネルギーは減少しない。[13] [14]バルクヘマタイトの磁気特性は、ナノスケールのヘマタイトとは異なります。たとえば、ヘマタイトのモリン転移温度は、粒子サイズの減少とともに低下します。この転移の抑制はヘマタイトナノ粒子で観察されており、不純物、水分子、結晶格子の欠陥の存在に起因します。ヘマタイトは、鉱物の磁気特性と結晶化学特性に影響を与えるH2O（水）、ヒドロキシル基、空孔置換のさまざまな含有量を持つ複雑な固溶体オキシ水酸化物システムの一部です。[15]他の2つのエンドメンバーは、プロトヘマタイトとハイドロヘマタイトと呼ばれます。
ヘマタイトの磁気保磁力の向上は、溶液から調製した2ラインフェリハイドライト前駆体を乾式加熱することで達成されました。ヘマタイトは、温度依存の磁気保磁力値289～5,027エルステッド（23～400 kA/m）を示しました。これらの高い保磁力値の起源は、アニール温度の上昇に伴う粒子および結晶子サイズの成長速度の違いによって誘発されるサブ粒子構造の結果であると解釈されています。これらの成長速度の違いは、ナノスケール（超小型）でのサブ粒子構造の漸進的な発達につながります。低温（350～600℃）では、単一粒子が結晶化します。しかし、高温（600～1000℃）では、結晶凝集体の成長とサブ粒子構造が優先されます。[16]
-
ヘマタイトの顕微鏡写真 -
ヘマタイトの結晶構造
鉱山の残渣
ヘマタイトは鉄鉱山の廃鉱石に含まれています。最近開発されたプロセスである磁化法では、磁石を使用してミネソタ州の広大なメサビ山脈鉄鉱石地帯の古い鉱山の廃鉱石からヘマタイトの廃鉱石を集めます。[17]ファルーレッドは、伝統的なスウェーデンの家の塗料に使用される顔料です。もともとはファルー鉱山の廃鉱石から作られていました。[18]
火星
火星では、火星周回軌道上にあるNASAのマーズ・グローバル・サーベイヤー[19]と2001マーズ・オデッセイ[20]宇宙船の赤外線分光計によってヘマタイトのスペクトル特性が観測された。この鉱物は火星の2か所[21]、火星赤道付近の経度0度のテラ・メリディアニとマリネリス峡谷付近のアラム・カオスで豊富に確認された。[22]アウレウム・カオスなど他のいくつかの場所でもヘマタイトが確認された。[23]地球上のヘマタイトは一般に水性環境または水性変質によって形成される鉱物であるため、この検出は科学的に非常に興味深いものであったため、2台の火星探査ローバーのうち2台目がテラ・メリディアニ地域のメリディアニ平原と呼ばれる場所に送られた。オポチュニティ探査車による現地調査では、かなりの量のヘマタイトが発見された。その多くは小さな「火星の球状体」の形で、科学チームによって非公式に「ブルーベリー」と名付けられた。分析によると、これらの球状体は明らかに水溶液から形成された凝結物である。「火星のヘマタイトがどのように形成されたかを知ることは、過去の環境を特徴づけ、その環境が生命にとって好都合であったかどうかを判断するのに役立つだろう」[24]
ジュエリー
ヘマタイトはビーズやタンブリングストーン、その他のジュエリーの材料としてよく使用されます。[25]ヘマタイトはかつて喪のジュエリーとして使用されていました。[26] [7]ヘマタイトや酸化鉄を多く含む粘土、特にアルメニアのボレは金箔に使用されてきました。ヘマタイトは凹版彫刻の宝石の作成など、芸術にも使用されています。ヘマチンは磁性ヘマタイトとして販売されている合成素材です。[27]
顔料
ヘマタイトは、洞窟の壁面やその他の表面など、人間の絵画の起源の頃から顔料を作るために採取されており、時代を通じて芸術作品に継続的に使用されてきた。ローマ時代には、ヘマタイトを細かく粉砕して得られた顔料は、sil atticumとして知られていた。絵画に使用される鉱物の他の名前には、colcotarやcaput mortuumなどがある。スペイン語では、アラビア語のal-maghrah (赤い土) に由来するalmagreまたはalmagraと呼ばれ、英語とポルトガル語に伝わった。この顔料の他の古代の名前には、ochra hispanica、sil atticum antiquorum、Spanish brownなどがある。[28]赤、紫、茶色の酸化鉄顔料の基礎となるほか、黄土、シエナ、アンバー顔料の重要な成分でもある。[29]顔料産業向けのヘマタイトの主な生産国はインドで、それにはるか遠くからスペインが続いている。
産業用途
前述のように、ヘマタイトは鉄鉱石にとって重要な鉱物です。ヘマタイトの物理的特性は、医療機器、船舶産業、石炭生産の分野でも利用されています。密度が高く、X線透過に対する効果的なバリアとして機能するため、放射線遮蔽材によく使用されています。他の鉄鉱石と同様に、密度と経済性から船舶のバラストの成分としてよく使用されます。石炭産業では、高比重溶液に形成され、石炭粉末を不純物から分離するのに役立ちます。[30]
ギャラリー
-
珍しい擬斜方晶の結晶性 -
キラキラ光る黒の鏡面ヘマタイトの上に、鮮やかな赤褐色のヘマタイトを含んだ宝石質の水晶 3 個。 -
板状のヘマタイトの中心から放射状に広がるルチルの金色の針状結晶 -
キプロス・ミノア文明の 円筒印章（左）と対応する刻印（右）、紀元前14世紀頃 -
ブラジル産の平行成長した、鏡のように輝く、金属的な灰色のヘマタイトの葉のクラスター -
ヘマタイト彫刻、長さ5cm（2インチ） -
ヘマタイト、異形スペキュラライト（鏡面ヘマタイト）、細粒が見られる -
-
火星で「ブルーベリー」の形で発見されたヘマタイト（NASA による命名） -
条痕プレート。ヘマタイトが一貫して赤錆びた条痕を残すことを示している。 -
走査型電子顕微鏡で見たヘマタイト、倍率100倍 -
雲母状赤鉄鉱。英国デボン州ラストリーのケリー鉱山から許可を得て撮影。
参照
参考文献
- ^ ダンロップ、デビッド J.;オズデミル、オズデン (2001)。岩石の磁性：基礎とフロンティア。ケンブリッジ: ケンブリッジ大学出版局。 p. 73.ISBN 9780521000987。
- ^ Warr, LN (2021). 「IMA–CNMNC承認鉱物記号」. Mineralogical Magazine . 85 (3): 291–320. Bibcode :2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616.
- ^ アンソニー、ジョン W.、ビドー、リチャード A.、ブラッド、ケネス W.、ニコルズ、モンテ C. (編)。「ヘマタイト」(PDF)。鉱物学ハンドブック。第 3 巻。バージニア州シャンティリー: アメリカ鉱物学会。ISBN 978-0962209727. 2018年12月22日閲覧。
- ^ 「ヘマタイト鉱物データ」WebMineral.com 。 2018年12月22日閲覧。
- ^ 「ヘマタイト」。Mindat.org 。 2018年12月22日閲覧。
- ^ ab コーネル、ロシェル M.;シュベルトマン、ウド (1996)。酸化鉄。ドイツ：ワイリー。 4、26ページ。ISBN 9783527285761. LCCN 96031931 . 2018年12月22日閲覧。
- ^ ab Morgenthau, Mengo L. (1923). 鉱物とカットストーン：鉱物学の標準著作からの要約と簡略化された説明を含む参考書。p. 23。
- ^ ab "Ochre". Industrial Minerals . Minerals Zone. 2016年11月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年12月22日閲覧。
- ^ 「研究者らが南アフリカで現代人の行動に関する最古の証拠を発見」（プレスリリース）。AAAS。ASUニュース。2007年10月17日。 2018年12月22日閲覧。
- ^ Levato, Chiara (2016). 「鉄酸化物先史時代の鉱山：ヨーロッパの概要」（PDF） . Anthropologica et Præhistorica . 126：9–23 . 2018年12月22日閲覧。
- ^ Benvenuti, M.; Dini, A.; D'Orazio, M.; Chiarantini, L.; Corretti, A.; Costagliola, P. (2013 年 6 月)。「エルバ島 (イタリア) の鉄鉱石のタングステンとスズの痕跡」。Archaeometry。55 ( 3 ) : 479–506。doi :10.1111/j.1475-4754.2012.00692.x 。
- ^ 「分類リスト」.
- ^ Dzyaloshinsky, IE (1958). 「反強磁性体の「弱い」強磁性の熱力学理論」. Journal of Physics and Chemistry of Solids . 4 (4): 241–255. Bibcode :1958JPCS....4..241D. doi :10.1016/0022-3697(58)90076-3.
- ^ 守屋徹 (1960). 「異方性超交換相互作用と弱い強磁性」(PDF) .物理評論. 120 (1): 91. Bibcode :1960PhRv..120...91M. doi :10.1103/PhysRev.120.91.
- ^ Dang, M.-Z.; Rancourt, DG; Dutrizac, JE; Lamarche, G.; Provencher, R. (1998). 「合成ヘマタイト状材料における表面状態、粒子サイズ、化学量論、セルパラメータ、磁性の相互作用」. Hyperfine Interactions . 117 (1–4): 271–319. Bibcode :1998HyInt.117..271D. doi :10.1023/A:1012655729417. S2CID 94031594.
- ^ Vallina, B.; Rodriguez-Blanco, JD; Brown, AP; Benning, LG; Blanco, JA (2014). 「炭酸化2線フェリハイドライトから得られるα-Fe2O3の磁気保磁力の向上」（PDF）。Journal of Nanoparticle Research。16（3）：2322。Bibcode ： 2014JNR....16.2322V。doi ： 10.1007/s11051-014-2322-5。S2CID 137598876 。
- ^ レッドマン、クリス（2009年5月20日）。「次の鉄鋼ラッシュ」。Money.cnn.com 。2018年12月22日閲覧。
- ^ “Sveriges mest beprövade husfärg” [スウェーデンで最も実績のある家の色] (スウェーデン語) 。2018 年12 月 22 日に取得。
- ^ 「火星グローバルサーベイヤーTES計器による火星のヘマタイトの特定」（プレスリリース）。NASA。1998年5月27日。2007年5月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年12月22日閲覧。
- ^ Christensen, Philip R. (2004). 「メリディアニ平原におけるヘマタイト含有層の形成：静水中の堆積の証拠」. Journal of Geophysical Research . 109 (E8): E08003. Bibcode :2004JGRE..109.8003C. doi : 10.1029/2003JE002233 .
- ^ Bandfield, Joshua L. (2002). 「火星の地球規模の鉱物分布」(PDF) . Journal of Geophysical Research . 107 (E6): E65042. Bibcode :2002JGRE..107.5042B. doi : 10.1029/2001JE001510 .
- ^ Glotch, Timothy D.; Christensen, Philip R. (2005). 「アラム・カオスの地質および鉱物学的マッピング：水に富んだ歴史の証拠」. Journal of Geophysical Research . 110 (E9): E09006. Bibcode :2005JGRE..110.9006G. doi : 10.1029/2004JE002389 . S2CID 53489327.
- ^ Glotch, Timothy D.; Rogers, D.; Christensen, Philip R. (2005). 「A Newly Discovered Hematite-Rich Unit in Aureum Chaos: Comparison of Hematite and Associated Units With Those in Aram Chaos」(PDF) . Lunar and Planetary Science . 36 : 2159. Bibcode :2005LPI....36.2159G.
- ^ 「ヘマタイト」NASA 2018年12月22日閲覧。
- ^ 「ヘマタイト：鉄の主要鉱石であり、顔料鉱物」geology.com 。 2023年9月7日閲覧。
- ^ オールダーショウ、キャリー（2003年）。『Firefly Guide to Gems』。Firefly Books。53ページ。ISBN 978-1-55297-814-6。
- ^ 「磁性ヘマタイト」Mindat.org . 2018年12月22日閲覧。
- ^ カルボ・レボラール、ミゲル (2009)。ミネラレス・イ・ミナス・デ・エスパーニャ。 Vol. 4. オキシドスとヒドロキシドス[スペインの鉱物と鉱山 Vol 4. 酸化物とヒドロキシド] (スペイン語)。スペイン、マドリード: Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas de Madroid。ゴメス・パルド財団。ISBN 978-84-95063-99-1。
- ^ 「地球からの色：バイオレットヘマタイト」www.naturalpigments.com . 2023年9月7日閲覧。
- ^ 「ヘマタイト：鉄の主要鉱石であり、顔料鉱物」geology.com 。 2023年9月7日閲覧。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ヘマタイトに関連するメディアがあります。
- ミネラルデータ