Duha hematit: Tvorba, geologie a odrůdy
Sdílet
Duhový hematit: Jak se železo naučí rozdělovat světlo
Duhový hematit je hematit, Fe2O3, jehož tmavé železné oxidové tělo je protkáno úhlem citlivou irizací. Jeho barva není barvou těla v obvyklém smyslu; je produkována povrchovými filmy, mikrofasetami a u některých klasických materiálů uspořádanými povrchově blízkými strukturami, které mění odražené světlo.
Identita minerálu
Duhový hematit je hematit, oxid železitý, s chemickým vzorcem Fe2O3. Podkladový minerál zůstává hustý, neprůhledný, kovový až podkovový a je rozpoznatelný podle svého červenohnědého pruhu. Duhový efekt patří povrchové nebo povrchově blízké struktuře, nikoli samostatnému minerálu.
U mnoha vzorků je irizace spojena s extrémně tenkými filmy železných oxidů a oxyhydroxidů vzniklými během zvětrávání. Ty mohou zahrnovat hematit s komponenty goethitu nebo lepidokroksitu. U některých klasických brazilských materiálů je barva spojena s uspořádanými nanoskopickými nebo povrchově blízkými strukturami hematitu, které difraktují viditelné světlo. Oba případy ukazují stejnou obecnou lekci: hematit se stává irizujícím, když je jeho povrch uspořádán v měřítku srovnatelném se světlem.
Tělový minerál
Hematit je Fe2O3, železný oxid s vysokou měrnou hmotností, kovovým leskem, neprůhledností a červenohnědým pruhováním.
Zdroj barvy
Viditelné spektrum je produkováno tloušťkou filmu, mikrotexturou, uspořádáním povrchu a úhlem pohledu, nikoli průhlednou barvou těla.
Staré pojmy
Zastaralý název „turgit“ byl historicky používán pro některé irizující železné oxidy, zejména směsi hematitu a goethitu. Moderní popisy jsou jasnější, když identifikují skutečný minerál nebo směs.
Jak vzniká duha
Nejčastější vysvětlení barvy duhového hematitu je interference tenkého filmu. Světlo se odráží od vrcholu velmi tenkého oxidu nebo oxyhydroxidu a od hranice mezi tímto filmem a hematitem pod ním. Když se tyto odražené paprsky znovu spojí, některé vlnové délky jsou posíleny a jiné potlačeny.
Tloušťka filmu je běžně na nanometrové úrovni, od desítek do několika set nanometrů. Malé změny tloušťky posouvají dominantní odstín: tenčí oblasti mají tendenci k fialové a modré, zatímco silnější oblasti mohou mít odstíny zelené, zlaté, růžové nebo měděné. Protože se optická dráha mění při naklonění vzorku, barvy se mohou zdát, že se pohybují po povrchu.
Drúzový hematit zesiluje efekt tím, že poskytuje nespočet mikroploch. Každá malá krystalová plocha odráží světlo z mírně odlišného úhlu, čímž vytváří živý povrch třpytivých skvrn místo jedné ploché zrcadlové plochy. Botryoidní a reniformní povrchy mohou ukazovat zakřivené pásy, které sledují zaoblené růstové formy, zatímco spekularitové destičky mohou nést barvu podél hladkých ploch podobných štěpnosti.
Dvě přírodní cesty k podobné barvě
Některý duhový hematit je nejlépe popsán jako irizace založená na filmu z oxidace a cyklů hydratace-dehydratace. Některý slavný brazilský materiál je lépe popsán jako strukturální barva z uspořádaných hematitových textur. V obou případech barvy řídí geometrie na povrchové úrovni spíše než barvivo nebo průhledná barva tělesa.
Geologická prostředí
Duhový hematit preferuje prostředí, kde je železem bohatý materiál vystaven okysličené vodě, otevřeným prasklinám, měnící se vlhkosti a povrchům schopným uchovat jemné filmy nebo mikrokryštalické plochy.
Zóny supergenního zvětrávání
Povrchová oxidace magnetitu, sideritu, pyritonosných hornin a železem bohatých formací může vytvořit hematit a goethit. Opakované cykly mokro-sucho budují filmy na drúzových plochách, dutinách, spojích a vystaveních stěn dolů.
Páskované železné formace a železné kameny
Hematit je hlavní složkou mnoha páskovaných železných formací a oolitických železných kamenů. Původní pásy nemusí být nutně duhové, ale pozdější zvětrávání vystavených dutin a prasklin může přidat barvu.
Hydrotermální žíly
Nízkoteplotní až středněteplotní kapaliny mohou ukládat hematit s křemenem, karbonáty nebo jinými minerály. Otevřené prostory podporují drúzový růst a pozdější alterace mohou vyvinout duhové povrchové filmy.
Metamorfní spekularit
Regionální a kontaktní metamorfóza může rekrytalizovat železné formace na spekulární hematit. Zvětrávání mikových destiček, železných růží a spekulárních švů může vytvořit jemné až výrazné duhové povlaky.
Oxidující vývěry a prostředí horkých pramenů
Železem bohaté vody mohou srážet hydratované oxidy železa poblíž vývěrů, pramenů a pramenů. Sušení, stárnutí a částečná rekrytalizace mohou vytvořit povrchy bohaté na hematit s jemnými barvami.
Od zdroje železa k duhovému povrchu
Sekvence tvorby je obvykle příběhem povrchovým nebo blízko povrchu, přidaným k delší historii oxidů železa. Těleso hematitu může být starobylé, ale duhový povrch často zaznamenává pozdější vystavení, zvětrávání a povrchovou reorganizaci.
Železem bohatý výchozí materiál
Proces začíná horninou bohatou na magnetit, vrstvami obsahujícími hematit, železité karbonáty, sulfidy nebo existující železné formace, které mohou dodávat železo do zvětrávacího systému.
Oxidace a otevřený prostor
Praskliny, dutiny, spoje a pórovité povrchy umožňují vstup okysličených kapalin. Hematit, goethit a příbuzné oxidy nebo oxyhydroxidy železa nukleují na vystavených površích.
Drúzy nebo destičkový růst
Železem nesené tekutiny vystýlají dutiny mikrokryštály, spekulárními deskami, botryoidními povlaky nebo železnými růžovými agregáty. Tyto povrchy se později stávají odrazovou vrstvou pro irizaci.
Cyklus hydratace a dehydratace
Střídání vlhkosti, vysychání, mírné kyselosti a dostupnosti kyslíku může vytvářet, upravovat a dehydratu hydratované železné fáze, čímž se zdokonalují tenké vrstvy ovlivňující odražené světlo.
Stupeň irizace
Jak se tloušťka filmu, povrchová textura nebo nanoskopické uspořádání stávají vhodnými pro interferenci nebo difrakci, povrch začíná ukazovat fialovou, modrou, tyrkysovou, zelenou, zlatou, růžovou nebo měděnou barvu.
Varianty a mikrotextury
Duhový hematit je nejvíce informativní, když je popsán podle habitu a povrchové textury. Tyto formy ovlivňují, jak je světlo odráženo a jak silně se barva projevuje.
| Habit nebo materiál | Typický vzhled | Potenciál irizace | Geologická poznámka |
|---|---|---|---|
| Drúzový hematit | Pole mikrokryštálů s kovovým třpytem a saténovými barevnými pásy. | Velmi vysoká, když jsou zachovány jemné filmy nebo uspořádané povrchy. | Mikrofasety násobí odražené světlo a činí barvu živou po celém povrchu. |
| Spekularit | Mikrovláknité, zrcadlově jasné vločky nebo desky hematitu. | Střední až vysoká na zvětralých nebo filmových površích. | Běžný v metamorfovaných železných formacích a spekulárních žilách. |
| Železná růže hematit | Překrývající se tabulární desky uspořádané jako růžice. | Střední; barva se často shromažďuje na plochách a okrajích desek. | Nejlépe zachované exempláře ukazují jak geometrii desek, tak barvu povrchu. |
| Botryoidní nebo reniformní hematit | Zaoblené, ledvinovité nebo hroznovité povrchy se saténovým až kovovým leskem. | Vysoká, když tenké filmy sledují zakřivený povrch růstu. | Zakřivené pásy mohou současně odhalit historii růstu a zvětrávání. |
| Oolitický hematit | Malé zaoblené železem bohaté pelety v matrici. | Nízká až střední; obvykle ceněno více pro texturu než silnou duhovou barvu. | Obvykle spojené se sedimentárními železitými prostředími. |
| Martit po magnetitu | Pseudomorfózy hematitu zachovávající oktaedrický obrys magnetitu. | Proměnlivé, často podél leptaných ploch a trhlin. | Zaznamenává oxidaci magnetitu na hematit při zachování vnější formy. |
| Zemité hematity a okry | Matný červený, hnědý nebo práškový oxid železa. | Obvykle nízká; hodnota pigmentu je důležitější než irizace. | Představuje starodávnou pigmentovou identitu hematitu spíše než jeho duhovou variantu. |
| Interrůstky hematitu a goethitu | Tmavé kovové až hnědočerné oxidy železa s vícebarevnými povlaky. | Vysoké, ale identita minerálu by měla být pečlivě popsána. | Starší označení mohou používat neformální nebo zastaralé názvy; moderní popisy by měly uvádět hematit, goethit nebo smíšený oxid železa, pokud je to známo. |
Kontext lokality
Lokalizace duhového hematitu se liší jak geologií, tak optickým chováním. Některé zdroje jsou ceněny pro přirozenou strukturální barvu hematitu, zatímco jiné vytvářejí atraktivní irizující filmy na oxidových železech nebo příbuzných minerálech.
| Oblast | Materiál a prostředí | Chování barev | Výkladová poznámka |
|---|---|---|---|
| Minas Gerais, Brazílie | Spekulární hematit, železné růže, drúzové desky a materiál z železné formace z Iron Quadrangle. | Živé fialové, modrozelené, zelené, růžové, modré a zlaté; některý klasický materiál vykazuje relativně stabilní barevné skvrny. | Brazilský materiál je měřítkem pro přírodní duhový hematit a je středobodem moderního povědomí sběratelů. |
| Maroko a severní Afrika | Duhové železné oxidy, často zahrnující materiál bohatý na goethit. | Pávové barvy na botryoidních, jehlanovitých nebo drúzových površích. | Krásný materiál, ale mnoho příkladů by mělo být identifikováno jako goethit nebo smíšený železný oxid spíše než samotný hematit. |
| Severní Mexiko | Povrchy bohaté na hematit a goethit, včetně modrozelených filmových stylů. | Často silná modrá a zelená duhovost. | Užitečné pro porovnání duhovosti povrchových filmů s brazilským materiálem strukturálních barev. |
| Itálie, Španělsko a klasické evropské železné oblasti | Spekulární hematit, železné růže a historické výskyty hematitu. | Často jemnější než nejlepší brazilský materiál, ale důležité pro sběratele lokalit. | Nejlepší příklady zachovávají jak tvar hematitu, tak jemnou duhovou patinu. |
| Spojené státy a Austrálie | Páskované železné formace a metamorfované železné horniny, včetně oblastí jezera Superior a Pilbara-Hamersley. | Duhovost se nejčastěji vyskytuje na zvětralých, drúzových nebo prasklých plochách spíše než na leštěných masivních deskách. | Tyto oblasti řadí hematit do hlavní geologie železných formací, i když jsou duhové povrchy méně běžné. |
Podobné materiály a nástrahy pojmenování
Sama duhovost neidentifikuje duhový hematit. Několik kovových minerálů a upravených materiálů může vykazovat srovnatelné barvy, proto je důležitá identita minerálu, rýha, tvar, hustota a magnetismus.
Duhový goethit
Goethit, FeO(OH), často vykazuje bohaté pávové barvy a často se prodává pod názvy souvisejícími s hematitem. Je to odlišný železný oxyhydroxid, nikoli Fe2O3 hematit.
Bornit a chalkopyrit
Zčernalé měděné sulfidy mohou vykazovat jasné „pávové“ povrchy. Jsou měkčí, chemicky odlišné a nemají červenohnědou rýhu jako hematit.
Duhový pyrit
Pyrit má krychlový tvar, odlišnou chemii a tmavě zelenošedou až černou rýhu. Jeho duhové drúzy by neměly být označovány jako hematit.
Povlakované korálky podobné hematitu
Titanové, niobové nebo jiné napařované povlaky mohou vytvářet velmi jednotné duhové barvy. Syntetické magnetické „hematitové“ korálky se také mohou objevit v obchodu a často jsou silně magnetické.
Užitečné nedestruktivní indicie
Přírodní hematit je hustý, neprůhledný, kovový až podkovový a obvykle slabě magnetický až nemagnetický. Diagnostická je červenohnědá rýha, ale testování rýhy by mělo být vyhrazeno pro nenápadné hrubé oblasti, nikoli pro důležitou duhově lesklou plochu.
Péče založená na geologii
Základní minerál duha hematitu je pevný, ale jeho nejvýraznější vlastnost je řízena povrchem. Otěr, agresivní leštění, kyseliny, drsné detergenty, pára a ultrazvukové čištění mohou poškodit film nebo mikrotexturu, která vytváří barvu.
- Odstraňte prach vzduchovým foukačem, velmi měkkým štětcem nebo měkkým hadříkem.
- Používejte krátký kontakt s čistou vodou pouze v nezbytných případech, poté vzorek důkladně osušte.
- Ukládejte irizující plochy odděleně od křemene, korundu, diamantu a jiných tvrdších materiálů.
- Chraňte drúzové hroty, železné růže a jemné destičky před tlakem a třením.
- Pro pozorování používejte široké úhlové světlo; ostré bodové světlo často vytváří odlesky a skrývá přirozené barevné pásy.
Často kladené otázky
Je duha hematit barvený?
Přírodní duha hematit není barvený. Jeho barvy pocházejí z povrchových filmů, mikrostruktur nebo uspořádaných blízkopovrchových struktur, které mění odražené světlo. Existují některé potažené nebo upravené materiály, proto by popisy měly rozlišovat přírodní irizaci od přidaných povlaků, pokud je to známo.
Je duha hematit vždy čistý hematit?
Ne vždy. Některý materiál prodávaný pod tímto názvem obsahuje smíšené oxidy železa nebo oxyhydroxidy, zejména hematit s povrchy bohatými na goethit. Přesný popis by měl identifikovat hematit, goethit nebo smíšený irizující oxid železa, pokud to důkazy podporují.
Proč se barvy mění, když se vzorek nakloní?
Naklánění mění vzdálenost, kterou světlo prochází filmem nebo povrchovou strukturou, než se odražené paprsky znovu spojí. To posouvá, které vlnové délky jsou posíleny, takže fialová může ustoupit modré, zelené, zlaté, růžové nebo měděné tóny.
Která forma pravděpodobně nejvíce ukáže silnou duhovou barvu?
Drúzový hematit a dobře zachované spekulární nebo pokovené povrchy často ukazují nejsilnější zobrazení, protože nabízejí mnoho odrazných mikroploch. Botryoidní povrchy mohou být také živé, když film sleduje zaoblenou růstovou texturu.
Jak se duha hematit liší od pávité rudy?
Pávitý ruda je obvykle zčernalý bornit nebo upravený chalkopyrit, oba měďnaté sulfidy. Duha hematit je oxid železa, Fe2O3, a měl by ukazovat červenohnědý pruh hematitu spíše než pruhové chování měděných sulfidů.
Příběh vzniku v jednom pohledu
Duha hematit začíná oxidy železa a na povrchu se stává vizuálně mimořádným. Hematit vzniká v železem bohatých sedimentárních, hydrotermálních, metamorfovaných a zvětrávacích prostředích; pozdější vystavení okysličené vodě, otevřenému prostoru, cyklům mokro-sucho a jemné povrchové organizaci může proměnit tmavý kovový povrch v spektrum barev. Výsledkem je geologie působící na úrovni světla: těžké železo dole, jemná barva nahoře.