Sateenkaarihematiitti: Muodostuminen, Geologia ja Lajitukset
Jaa
Sateenkaarihematriitti: Kuinka rauta oppii halkaisemaan valon
Sateenkaarihematriitti on hematriitti, Fe2O3, jonka tumma rautaoksidikappale on läpäisty kulmaan herkällä irisoivuudella. Sen väri ei ole kappaleen väri tavallisessa merkityksessä; se syntyy pintakalvoista, mikropinnoista ja joissakin klassisissa materiaaleissa järjestäytyneistä lähellä pintaa olevista rakenteista, jotka muuttavat heijastunutta valoa.
Mineraalin tunnistus
Sateenkaarihematriitti on hematriitti, rauta(III)oksidi, kaavalla Fe2O3. Alin mineraali pysyy tiheänä, läpinäkymättömänä, metallisena tai alimetallisena ja tunnistettavissa punaruskeasta viirustaan. Sateenkaari-ilmiö kuuluu pinnan tai lähellä pintaa olevan rakenteen piiriin, ei erilliseen mineraalilajiin.
Monissa näytteissä irisoivuus liittyy erittäin ohuihin rautaoksidi- ja oksihydroksidikalvoihin, jotka ovat kehittyneet rapautumisen aikana. Näihin voi kuulua hematriittiä goetiitin tai lepidokroksiitin kanssa. Joissakin klassisissa brasilialaisissa materiaaleissa väri liittyy järjestäytyneisiin nanoskaalan tai lähellä pintaa oleviin hematriittirakenteisiin, jotka diffraktoivat näkyvää valoa. Molemmat tapaukset osoittavat saman laajan opetuksen: hematriitti muuttuu irisoivaksi, kun sen pinta on järjestäytynyt valon mittakaavaa vastaavalla tasolla.
Kappalemineraali
Hematriitti on Fe2O3, rautaoksidi, jolla on korkea ominaispaino, metallinhohtoinen kiilto, läpinäkymättömyys ja punaruskea viiru.
Värin lähde
Näkyvä spektri syntyy kalvon paksuudesta, mikrotekstuurista, pinnan järjestäytymisestä ja katselukulmasta, ei läpinäkyvän kappaleen väristä.
Vanha terminologia
Vanhentunutta nimeä ”turgiittiä” on historiallisesti käytetty joistakin irisoivista rautaoksideista, erityisesti hematriitti-goetiittiseoksista. Nykyiset kuvaukset ovat selkeämpiä, kun ne tunnistavat varsinaisen mineraalin tai seoksen.
Kuinka sateenkaari muodostuu
Yleisin selitys sateenkaaren hematriitin värille on ohutkalvointerferenssi. Valo heijastuu hyvin ohuen oksidi- tai oksihydroksidikalvon pinnasta ja tämän kalvon ja hematriitin välisestä rajapinnasta. Kun nämä heijastuneet säteet yhdistyvät uudelleen, jotkut aallonpituudet vahvistuvat ja toiset vaimenevat.
Kalvon paksuus on yleisesti nanometriluokkaa, kymmenistä muutamiin satoihin nanometreihin. Pienet paksuuden muutokset siirtävät hallitsevaa sävyä: ohuemmat alueet kallistuvat violettiin ja siniseen, kun taas paksummat alueet voivat suosia vihreää, kultaista, ruusunpunaista tai kuparin sävyjä. Koska optinen polku muuttuu, kun näytettä kallistetaan, värit voivat näyttää liikkuvan pinnalla.
Drusy-hematiitti tehostaa vaikutusta tarjoamalla lukemattomia mikropintoja. Jokainen pieni kiteen pinta heijastaa valoa hieman eri kulmasta, luoden eloisan pinnan, jossa on kimaltelevia laikkuja yhden tasaisen peilin sijaan. Botryoidi- ja reniform-pinnat voivat näyttää kaarevia nauhoja, jotka seuraavat pyöristyneitä kasvumuotoja, kun taas spekulariittilevyt voivat kantaa väriä pitkin sileitä halkeamankaltaisia pintoja.
Kaksi luonnollista reittiä samanlaiseen väriin
Jotkut sateenkaarenomaiset hematiitit voidaan parhaiten kuvata kalvopohjaisena iridesenssinä hapettumis- ja kosteuskuivaussykleistä. Jotkut kuuluisat brasilialaiset materiaalit voidaan paremmin kuvata rakenteellisena värinä järjestäytyneistä hematiittirakenteista. Molemmissa tapauksissa värit määräytyvät pinnan mittakaavan geometrian mukaan, eivät väriaineen tai läpinäkyvän rungon värin perusteella.
Geologiset ympäristöt
Sateenkaarenomainen hematiitti suosii ympäristöjä, joissa rautapitoinen materiaali altistuu hapettuneelle vedelle, avoimille halkeamille, vaihtelevalle kosteudelle ja pinnoille, jotka pystyvät säilyttämään hienoja kalvoja tai mikrokiteisiä pintoja.
Supergeeniset rapautumisvyöhykkeet
Magnetiitin, sideriitin, pyriitin sisältävien kivien ja rautapitoisten muodostelmien lähellä pintaa tapahtuva hapettuminen voi luoda hematiittia ja goetiittia. Toistuvat märkä-kuiva -syklit rakentavat kalvoja drusy-pinnoille, onteloihin, liitoksiin ja kaivoksen seinämien paljastumiin.
Kerrokselliset rautamuodostelmat ja rautakivet
Hematiitti on merkittävä osa monia kerroksellisia rautamuodostelmia ja oolittisia rautakiviä. Alkuperäiset kerrokset eivät välttämättä ole sateenkaarenomaisia, mutta myöhempi rapautuminen paljastuneissa onteloissa ja halkeamapinnoissa voi lisätä väriä.
Hydrotermiset suonet
Matala- ja keskilämpötilaiset nesteet voivat kerrostaa hematiittia kvartsin, karbonaattien tai muiden mineraalien kanssa. Avoimet tilat edistävät drusy-kasvua, ja myöhempi muutos voi kehittää sateenkaarenomaisia pintakalvoja.
Metamorfinen spekulariitti
Alueellinen ja kontaktimetamorfismi voivat uudelleenkiteyttää rautamuodostelmia spekulaariseksi hematiitiksi. Mikaslevyjen, rautaruusujen ja spekulaaristen saumojen rapautuminen voi tuottaa hienovaraisia tai voimakkaita sateenkaarenomaisia pintoja.
Hapettavat tihkumiset ja kuumat lähteet
Rautapitoinen vesi voi saostaa vesihydraattisia rautaoksideja lähellä purkautumia, tihkuvia lähteitä ja lähteitä. Kuivuminen, vanheneminen ja osittainen uudelleenkiteytyminen voivat luoda hematiittipitoisia pintoja, joissa on hienovarainen väri.
Raudan lähteestä sateenkaarenomaiseen pintaan
Muodostumisjärjestys on yleensä pintakerroksen tai lähellä pintaa tapahtuvan vaiheen lisäys pidempään rautaoksidihistoriaan. Hematiittirakenne voi olla muinainen, mutta sateenkaarenomainen pinta usein tallentaa myöhempää altistumista, rapautumista ja pinnan uudelleenjärjestelyä.
Rautapitoinen lähtöaine
Prosessi alkaa magnetiittipitoisesta kivestä, hematiittia sisältävistä kerrostumista, rautakarbonaateista, sulfideista tai olemassa olevista rautamuodostelmista, jotka voivat toimittaa rautaa rapautumisjärjestelmään.
Hapettuminen ja avoin tila
Halkeamat, ontelot, liitokset ja huokoiset pinnat päästävät hapettuneita nesteitä sisään. Hematiitti, goetiitti ja niihin liittyvät rautaoksidit tai -oksyhydroksidit alkavat kiteytyä paljailla pinnoilla.
Drusy tai pinnoitettu kasvu
Rautapitoiset nesteet vuoraavat onteloita mikrokiteillä, spekulaarisilla levyillä, botryoidisilla pinnoilla tai rautaruusukertymillä. Nämä pinnat muodostavat myöhemmin irisoivuuden heijastavan vaiheen.
Hydraatio-kuivatussyklit
Vaihtuva kosteus, kuivuminen, lievä happamuus ja hapen saatavuus voivat rakentaa, muokata ja kuivattaa vesipitoisia rautavaiheita, hienosäätäen ohuita kerroksia, jotka vaikuttavat heijastuneeseen valoon.
Irisoivuuden kypsyys
Kun kalvon paksuus, pintarakenteet tai nanomittakaavan järjestys sopivat interferenssiin tai diffraktioon, pinta alkaa näyttää violettia, sinistä, sinivihreää, vihreää, kultaista, ruusunpunaista tai kuparista väriä.
Muunnokset ja mikrorakenteet
Sateenkaarimäinen hematiitti on informatiivisinta, kun sitä kuvataan muodon ja pintarakenteen mukaan. Nämä muodot säätelevät valon heijastumista ja värin voimakkuutta.
| Muoto tai materiaali | Tyypillinen ulkonäkö | Irisoivuuden potentiaali | Geologinen huomautus |
|---|---|---|---|
| Drusy-hematiitti | Mikrokiteiden kentät, joissa metallinhohtoa ja satiinisia värivyöhykkeitä. | Erittäin korkea, kun hienot kalvot tai järjestäytyneet pinnat säilyvät. | Mikopinnat moninkertaistavat heijastuneen valon ja saavat värin näyttämään eloisalta pinnalla. |
| Spekulariitti | Mikaisemaiset, peilimäisen kirkkaat hematiittilastut tai -levyt. | Kohtalainen tai korkea rapautuneilla tai kalvopintaisilla alueilla. | Yleinen metamorfoottisissa rautamuodostumissa ja spekulaarisissa saumakohdissa. |
| Rautaruusu-hematiitti | Limittäin olevat levymaiset kappaleet, jotka on järjestetty ruusukkeiksi. | Kohtalainen; väri kerääntyy usein levyjen pinnoille ja reunoille. | Parhaiten säilyneet näytteet näyttävät sekä levygeometrian että pintavärin. |
| Botryoidi- tai reniforminen hematiitti | Pyöreät, munuaisenmuotoiset tai rypäleen kaltaiset pinnat satiinisesta metallinhohtoiseen kiiltoon. | Korkea, kun ohuet kalvot seuraavat kaarevaa kasvupintaa. | Kaarevat vyöhykkeet voivat paljastaa kasvun ja rapautumisen historian samanaikaisesti. |
| Oolittinen hematiitti | Pieniä pyöreitä rautapitoisia rakeita matriksissa. | Matala tai kohtalainen; arvostetaan yleensä enemmän rakenteen kuin voimakkaan sateenkaarivärin vuoksi. | Yleisesti yhteydessä sedimentaarisiin rautakiviesiintymiin. |
| Martiitti magnetiitin jälkeen | Hematiitin pseudomorfit, jotka säilyttävät magnetiitin oktaedrisen muodon. | Vaihtelee, usein kaiverrettujen pintojen ja halkeamien kohdalla. | Tallentaa magnetiitin hapettumisen hematiitiksi säilyttäen ulkoisen muodon. |
| Maanläheinen hematiitti ja okra | Matta punainen, ruskea tai jauhemainen rautaoksidi. | Yleensä matala; pigmenttiarvo on tärkeämpi kuin irisoivuus. | Edustaa hematiitin muinaista pigmentti-identiteettiä sateenkaarimuodon sijaan. |
| Hematiitti-goetiitti -sekoitukset | Tumman metallinhohtoiset tai ruskeanmustat rautaoksidit, joissa on monivärisiä pintoja. | Korkea, mutta mineraalin identiteetti tulisi kuvata tarkasti. | Vanhemmissa nimikkeissä saatetaan käyttää epävirallisia tai vanhentuneita nimiä; nykyaikaisissa kuvauksissa tulisi mainita hematiitti, goetiitti tai sekoitettu rautaoksidi, jos se on tiedossa. |
Esiintymäympäristö
Sateenkaarimäiset hematiittiesiintymät vaihtelevat sekä geologialtaan että optisilta ominaisuuksiltaan. Jotkut lähteet ovat arvostettuja hematiitin luonnollisen rakenteellisen värin vuoksi, kun taas toiset tuottavat houkuttelevia irisoivia kalvoja rautaoksidien tai niihin liittyvien mineraalien pinnalle.
| Alue | Materiaali ja ympäristö | Värikäyttäytyminen | Tulkintamuistio |
|---|---|---|---|
| Minas Gerais, Brasilia | Spekulaarinen hematiitti, rautaruusut, drusy-levyt ja rautaesiintymämateriaali Iron Quadranglesta. | Elävät violetti, sinivihreä, vihreä, ruusu, sininen ja kulta; jotkut klassiset näytteet näyttävät suhteellisen vakaita värialueita. | Brasilian materiaali on luonnollisen sateenkaaren hematiitin vertailukohta ja keskeinen nykyaikaisessa keräilytietoisuudessa. |
| Marokko ja Pohjois-Afrikka | Iridesoivat rautaoksidit, usein sisältäen goetiittipitoista materiaalia. | Riikinkukon kaltaiset värit botryoideilla, piikkimäisillä tai drusy-pinnoilla. | Kaunis materiaali, mutta monet näytteet tulisi tunnistaa goetiitiksi tai sekoitetuksi rautaoksidiksi, ei pelkästään hematiitiksi. |
| Pohjois-Meksiko | Hematiitti- ja goetiittipitoiset rautaoksidipinnat, mukaan lukien sinivihreät kalvotyylit. | Usein voimakasta sinistä ja vihreää iridesenssiä. | Hyödyllisiä vertaamaan pintakalvon iridesenssiä brasilialaiseen rakenteelliseen väriin. |
| Italia, Espanja ja klassiset eurooppalaiset rautaesiintymäalueet | Spekulariitti, rautaruusut ja historialliset hematiittiesiintymät. | Usein hienovaraisempia kuin parhaat brasilialaiset materiaalit, mutta tärkeitä paikalliskeräilijöille. | Parhaat näytteet säilyttävät sekä hematiitin muodon että hienovaraisen iridesenssipinnan. |
| Yhdysvallat ja Australia | Vyöhykkeiset rautaesiintymät ja metamorfoituneet rautakivet, mukaan lukien Lake Superiorin ja Pilbara-Hamersleyn alueet. | Iridesenssi esiintyy todennäköisimmin säätyneillä, drusy- tai halkeilleilla pinnoilla kuin kiillotetuilla massiivisilla levyillä. | Nämä alueet sijoittavat hematiitin merkittävään rautaesiintymägeologiaan, vaikka sateenkaaren pinnat olisivat harvinaisempia. |
Näköismineraalit ja nimitysten sudenkuopat
Pelkkä iridesenssi ei tunnista sateenkaaren hematiittia. Useat metalliset mineraalit ja käsitellyt materiaalit voivat näyttää vastaavia värejä, joten mineraalin tunnistus, juova, muoto, tiheys ja magnetismi ovat kaikki tärkeitä.
Iridesoiva goetiitti
Goetiitti, FeO(OH), näyttää usein runsaita riikinkukon värejä ja sitä myydään usein hematiittiin liittyvillä nimillä. Se on erillinen rautaoksihydroksidi, ei Fe2O3 hematiitti.
Bornite ja kalkopyriitti
Tummuneet kuparisulfidit voivat näyttää kirkkaita ”riikinkukko”-pintoja. Ne ovat pehmeämpiä, kemialtaan erilaisia eivätkä jaa hematiitin punertavanruskeaa juovaa.
Sateenkaaren pyriitti
Pyriitti on kuutiomuotoinen, kemialtaan erilainen ja sillä on tummanvihreästä mustaan juova. Sen iridesenssipintaa ei tulisi kuvata hematiitiksi.
Pinnoitetut hematiittimäiset helmet
Titaani-, niobium- tai muut höyryllä pinnoitetut kerrokset voivat luoda hyvin tasaisia sateenkaaren värejä. Synteettiset magneettiset ”hematiitti”helmet voivat myös esiintyä kaupassa ja ovat usein voimakkaasti magneettisia.
Hyödyllisiä ei-tuhoavia vihjeitä
Luonnollinen hematiitti on tiheä, läpinäkymätön, metallinen tai puolimetallinen ja yleensä heikosti magneettinen tai ei-magneettinen. Punertavanruskea juova on tunnusomainen, mutta juovatesti tulisi tehdä vain huomaamattomilla karheilla alueilla, ei tärkeällä iridesenssipinnalla.
Hoito geologian tuntemuksella
Sateenkaarihematitin perusmineraali on kestävä, mutta sen tunnusomaisin piirre on pinnan hallitsema. Hankaaminen, aggressiivinen kiillotus, hapot, kovat pesuaineet, höyry ja ultraäänipuhdistus voivat vahingoittaa kalvoa tai mikrotekstuuria, joka luo värin.
- Poista pöly ilmalla puhaltamalla, erittäin pehmeällä harjalla tai pehmeällä liinalla.
- Käytä lyhyttä puhtaan veden kosketusta vain tarvittaessa, kuivaa näyte sitten huolellisesti.
- Säilytä irisoivat pinnat erillään kvartsista, korundista, timantista ja muista kovemmista materiaaleista.
- Suojaa drusy-pisteet, rautaruusut ja herkät levyt paineelta ja hankaukselta.
- Käytä laajakulmaista valoa katseluun; kova pistevalo usein aiheuttaa häikäisyä ja peittää luonnolliset värivyöhykkeet.
Usein kysytyt kysymykset
Onko sateenkaarihematitti värjätty?
Luonnollinen sateenkaarihematitti ei ole värjätty. Sen värit tulevat pintakalvoista, mikrotekstuurista tai järjestäytyneistä lähellä pinnan rakenteista, jotka muuttavat heijastunutta valoa. Joitakin pinnoitettuja tai käsiteltyjä materiaaleja on olemassa, joten kuvauksissa tulisi erottaa luonnollinen iridesenssi lisäpinnoitteista, kun se on tiedossa.
Onko sateenkaarihematitti aina puhdasta hematiittia?
Ei aina. Jotkut nimellä myytävät materiaalit sisältävät sekoitettuja rautaoksideja tai okyhydroksideja, erityisesti hematiittia goetiittipitoisilla pinnoilla. Tarkka kuvaus tulisi tunnistaa hematiitti, goetiitti tai sekoitettu irisoiva rautaoksidi, kun todisteet tukevat erottelua.
Miksi värit muuttuvat, kun näytettä kallistetaan?
Kallistaminen muuttaa valon kulkeman matkan kalvon tai pintarakenteen läpi ennen kuin heijastuneet säteet yhdistyvät uudelleen. Tämä siirtää vahvistuvia aallonpituuksia, joten violetti voi vaihtua siniseksi, vihreäksi, kultaiseksi, ruusuksi tai kuparin sävyiksi.
Mikä muoto todennäköisimmin näyttää voimakkaan sateenkaarivärin?
Drusy-hematiitti ja hyvin säilyneet spekulaari- tai pinnoitetut pinnat näyttävät usein voimakkaimman värinäytön, koska ne tarjoavat monia heijastavia mikropintoja. Botryoidaaliset pinnat voivat myös olla kirkkaita, kun kalvo seuraa pyöristettyä kasvutekstuuria.
Miten sateenkaarihematitti eroaa riikinkukko-malmista?
Riikinkukko-malmi on yleensä tummunut bornitti tai käsitelty kalkopyriitti, molemmat kuparia sisältäviä sulfiideja. Sateenkaarihematitti on rautaoksidia, Fe2O3, ja sen tulisi näyttää hematiitin punaruskea juova kuparisulfiidien juovakäyttäytymisen sijaan.
Muodostumiskertomus yhdellä silmäyksellä
Sateenkaarihematitti alkaa rautaoksidista ja muuttuu pinnallaan visuaalisesti poikkeukselliseksi. Hematiitti muodostuu rautapitoisissa sedimentti-, hydrotermisissä, metamorfoottisissa ja rapautumisympäristöissä; myöhempi altistuminen hapelliselle vedelle, avoimelle tilalle, märkä-kuiva-syklille ja hienorakenteiselle pinnan järjestäytymiselle voi muuttaa tumman metallisen pinnan spektriksi. Tuloksena on geologiaa valon mittakaavassa: raskas rauta alla, herkkä väri ylhäällä.