Mikä se on

Magnetiitti on rautaoksidi, jonka kaava on Fe₃O₄, ja se kiteytyy käänteisessä spinellikiteessä. Yksinkertaisesti sanottuna rauta-atomit sijaitsevat kahdella aliverkolla, joiden magneettiset momentit eivät täysin kumoa toisiaan—tästä johtuu vahva nettomagnetisaatio (ferrimagnetismi).

Nimi & tarina

Nimi juontuu muinaisesta ”magnetis lithos” (kivi Magnesiasta, Kreikasta). Luonnollisesti magnetoituneita näytteitä kutsutaan magnetiittikiviksi ja ne olivat ihmiskunnan ensimmäiset kompassit—kiviä, jotka kirjaimellisesti osoittavat tien.

Magmaattiset & kumulaattiset

Magnetiitti kiteytyy varhain mafisten–välimaisten magmojen yhteydessä. Kerrostuneissa intruusioissa se voi keskittyä magnetiitti–ilmeniittiraidoiksi (titanomagnetiitti), joskus muodostaen taloudellisesti merkittäviä kerroksia.

Metamorfiset & skarnit

Rautapitoisten karbonaattien tai savikivien kontaktimuuntumisen aikana magnetiitti muodostuu skarneissa granaatin, pyroksenin, epidotiitin ja amfibolin kanssa—usein tiheitä, malmiluokan esiintymiä.

Sedimentaariset rautamuodostumat

Raidallisissa rautamuodostumissa (BIF) magnetiitti kerrostuu hematiitin ja kvartsiitin kanssa muodostaen kuuluisat punertavanharmaat raidat, jotka ruokkivat suurta osaa maailman rautateollisuudesta.

Hydrotermiset & rapautuminen

Hydrotermiset liuokset voivat saostaa magnetiittia suoraan; pinnalla magnetiitti voi osittain hapettua maghemiitiksi (γ‑Fe₂O₃) ja sitten hematiitiksi.

Biogeeniset & kosmiset cameo-esiintymät

Magnetotaktiset bakteerit kasvattavat nanometrin kokoisia magnetiittiketjuja ("magnetosomeja") suunnistaakseen Maan magneettikentän mukaan. Magnetiittia esiintyy myös joissakin meteoriiteissa, erityisesti hiilipitoisissa kondriiteissa.

Merenpohjan tallentajat

Titanomagnetiitin jyvät basalttikivissä jäähtyessään ”lukitsevat” Maan magneettikentän suunnan—yhdessä ne muodostavat merenpohjan magneettisten kääntöjen seepra-raidoitetun kuvion.

Tyypillinen ulkonäkö

• Väri: rauta-musta teräksenharmaaseen.
• Kirkkaus: metallinen tai lähes metallinen; himmeä säässä kuluneilla alueilla.
• Muoto: terävät oktaedrit, dodekaedrit; rakeinen tai massiivinen; magnetiittihiekkaa sijoissa.
• Värijuova: hiilenmustaa (erittäin tunnusomaista).

Kiteen yksityiskohdat

Pinnat voivat näyttää kolmiomaisia uurteita tai kaiverruskuoppia. Ilmeniitin erottuminen voi näkyä ritilälamelleina (titanomagnetiitti) kiillotetuissa näytteissä—malmin mikroskopistien suosikki.

Näyttövinkki: Pieni neodyymimagneetti hyllyn alla saa irtonaisen magnetiittihiekan "nousemaan" piikikkäissä kuvioissa—välitön keskustelunavaaja.

Käsilinssin vihjeet

• Metallinen musta, joskus oktaedrisillä pinnoilla.
• Juovalevy antaa mustan viivan välittömästi.
• Paino tuntuu suurelta kokoon nähden (tiheys ~5,2).

Magneettitesti

Jopa pienet kappaleet hyppäävät magneettiin. Jotkut näytteet (magnetiitti) vetävät magneetin takaisin—niillä on pysyvä magnetismi.

Kiillotettu näyte

Heijastetussa valossa magnetiitti on kirkas ja isotrooppinen; pienet ilmeniitin ekssoluutiolamellit voivat luoda hienoja ritiläkuvioita (titanomagnetiitti).

Hematriitti

Voi olla teräksenharmaa tai musta, mutta juova on punainen. Enintään heikko magnetismi. Spekulaarinen hematiitti kimaltelee; magnetiitti on tasaisemmin metallinen.

Ilmeniitti

Rauta-titaanioksidi; heikosti magneettinen tai ei magneettinen. Usein ruskehtava sävy ja alhaisempi tiheys. Juova musta, mutta kiilto vähemmän kirkas.

Kromiitti

Tumma, korkean tiheyden spinelli; heikko magnetismi ja ruskea juova. Yleinen ultramafisissa—konteksti auttaa.

Maghemiitti & martiitti

Maghemiitti (hapettunut magnetiitti) pysyy mustana, mutta voi olla vähemmän magneettinen; martiitti on magnetiitin pseudomorfi hematiitti—oktaedrinen muoto, punainen juova.

Magneettinen kuona

Teollisuuden sivutuote voi olla magneettinen ja lasimainen, jossa on kuplia. Etsi kupliva rakenne ja virtauksen pyörteet (epäluonnollista mineraalikiteille).

Pikakatsaus

• Vahva magneetin vetovoima.
• Musta viiru (ratkaiseva testi).
• Oktaedriset kiteet tai massiivinen rakeinen malmi.

Maailmanlaajuiset raudan lähteet

Suurin raudan tuotanto tulee vyöhykkeellisistä rautamuodostumista (Australian Pilbara & Hamersley, Brasilian Carajás, Etelä-Afrikka, Pohjois-Amerikan Lake Superiorin alue), joissa magnetiitti ja hematiitti vuorottelevat kvartsiitin kanssa.

Muita merkittäviä esiintymiä

• Magnetiitti–apatiitti (IOA)-esiintymiä (esim. Kirunan alue, Ruotsi).
• Skarn-magnetiitti lähellä kalkkikivi–graniitti-rajapintoja.
• Kerrostuneet intruusiot titanomagnetiittivyöhykkeillä.
• Plastriesiintymät ("mustat hiekat") rannoilla ja joilla.

Rauta & teollisuus

Raudan ensisijainen malmi. Hienoksi jauhettu magnetiitti toimii myös tiheänä väliaineena hiilen valmistuksessa ja mustana pigmenttinä (Fe₃O₄).

Elektroniikka & materiaalit

Fe₃O₄-nanohiukkaset ovat ferrofluidien ja monien ferriittien ytimessä, joita käytetään ytimissä ja RF-sovelluksissa (usein muiden metallikationien kanssa).

Maan muisti

Magnetiittihiukkaset "nauhoittavat" geomagneettikentän suunnan ja voimakkuuden jäähtyviin laavoihin ja sedimentteihin—avain paleomagnetismiin ja laatta‑tektoniikan rekonstruointeihin.

Jokapäiväinen käsittely

• Metallipinnat näyttävät sormenjäljet – pyyhi pehmeällä, kuivalla liinalla.
• Säilytä erillään, jotta pehmeämmät naapurit eivät naarmuunnu (se on tiheää ja hieman hankautuvaa).
• Pidä vahvat magneetit poissa magneettinauhakorteista ja kompassista (ellei tarkoituksella tee esityksiä!).

Siivous

• Pyyhi pehmeällä harjalla; hieman kostea liina käy—kuivaa nopeasti.
• Vältä happoja/valkaisuaineita; säästöpinnat voivat punertua (hapettua) kovassa käsittelyssä.

Helppoja kokeita

• Musta hiekkatanssi: Aseta magneetti ohuen magnetiittihiekkakulhon alle; katso, kuinka piikit muodostuvat ja liikkuvat magneetin mukana.
• Magnetiittikivitesti: Katso, voiko näytteesi nostaa paperiliittimen itse – jos voi, sinulla on luonnollisesti magnetoitunut kappale.
• Juova vs. näennäinen: Vertaa mustan magnetiitin juovaa hematiitin punaiseen – välitön tunnistuksen varmuus.