レインボーヘマタイト：形成、地質学と種類
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虹色赤鉄鉱：鉄が光を分割する方法を学ぶ
虹色赤鉄鉱は赤鉄鉱、Fe2O3暗い鉄酸化物の本体を持ち、角度に敏感な虹色が交差します。その色は通常の意味での本体色ではなく、表面の膜、微小面、そして一部の古典的な標本では反射光を変える秩序ある表面近くの構造によって生じます。
鉱物の同定
虹色赤鉄鉱は赤鉄鉱、三価鉄酸化物で、化学式はFe2O3基盤となる鉱物は密で不透明、金属光沢から亜金属光沢を持ち、赤褐色の条痕で識別可能です。虹色効果は表面または表面近くの構造に属し、別の鉱物種ではありません。
多くの標本で、虹色は風化過程で形成された非常に薄い鉄酸化物および酸化水酸化物の膜に関連しています。これらは褐鉄鉱やレピドクロサイト成分を含む赤鉄鉱を伴うことがあります。ブラジルの古典的な標本では、色は可視光を回折させる秩序あるナノスケールまたは表面近くの赤鉄鉱構造に関連しています。どちらの場合も同じ広範な教訓を示しています：赤鉄鉱はその表面が光と同程度のスケールで組織化されると虹色になります。
本体鉱物
赤鉄鉱はFe2O3比重が高く、金属光沢、不透明、赤褐色の条痕を持つ鉄酸化物。
色の発生源
可視スペクトルは透明な本体の色ではなく、膜の厚さ、微細構造、表面の秩序、観察角度によって生じます。
古い用語
かつて「ターガイト」と呼ばれていた名前は、特に赤鉄鉱-褐鉄鉱の混合物など、いくつかの虹色の鉄酸化物に歴史的に使われてきました。現代の記述では、実際の鉱物や混合物を特定することでより明確になります。
虹が形成される仕組み
虹色の赤鉄鉱の色の最も一般的な説明は薄膜干渉です。光は非常に薄い酸化物または酸化水酸化物の膜の表面と、その膜と下の赤鉄鉱との境界から反射します。これらの反射光線が再結合すると、ある波長は強められ、他の波長は抑えられます。
膜の厚さは一般的にナノメートルスケールで、数十から数百ナノメートルの範囲です。厚さのわずかな変化が支配的な色調を変えます。薄い部分は紫や青に傾き、厚い部分は緑、金、バラ色、または銅色のトーンを帯びることがあります。標本が傾くと光路が変わるため、色が表面を移動しているように見えることがあります。
ドゥルージ赤鉄鉱は無数の微小面を提供することで効果を強めます。各小さな結晶面はわずかに異なる角度から光を反射し、一つの平らな鏡ではなく、輝く斑点の生き生きとした表面を作り出します。葡萄状および腎状の表面は丸みを帯びた成長形状に沿った曲線状の帯を示すことがあり、スペキュラ赤鉄鉱の板は滑らかな劈開面のような面に沿って色を運ぶことがあります。
類似色への二つの自然な経路
一部の虹色赤鉄鉱は、酸化および水和-脱水サイクルによる膜ベースの虹色現象として最もよく説明されます。著名なブラジル産の一部は、秩序ある赤鉄鉱のテクスチャーによる構造色として説明される方が適切です。どちらの場合も、色は染料や透明な本体色ではなく、表面スケールの幾何学によって支配されます。
地質環境
虹色赤鉄鉱は、鉄を多く含む物質が酸素を含む水、開いた亀裂、変化する湿度、そして微細な膜や微結晶面を保持できる表面にさらされる環境を好みます。
超成風化帯
磁鉄鉱、菱鉄鉱、黄鉄鉱を含む岩石や鉄を多く含む鉱床の近表面酸化は、赤鉄鉱や褐鉄鉱を生成します。繰り返される湿乾サイクルがドゥルージ面、空洞、接合部、鉱山壁の露出面に膜を形成します。
縞状鉄鉱床および鉄鉱石
赤鉄鉱は多くの縞状鉄鉱床やオリティック鉄鉱石の主要成分です。元の縞模様は必ずしも虹色ではありませんが、露出した空洞や亀裂面の後の風化で色彩が加わることがあります。
熱水脈
低温から中温の流体は、石英、炭酸塩、または他の鉱物とともに赤鉄鉱を堆積させることがあります。空隙はドゥルージ成長を促進し、後の変質で虹色の表面膜が発達することがあります。
変成スペキュラ赤鉄鉱
地域的および接触変成作用は、鉄鉱床をスペキュラ赤鉄鉱に再結晶させることがあります。雲母板、鉄のバラ、スペキュラ縫合線の風化は、微妙から鮮やかな虹色の皮膜を生み出すことがあります。
酸化する湧水および温泉環境
鉄を含む水は、噴出口、湧出点、泉の近くで水和鉄酸化物を沈殿させることがあります。乾燥、熟成、部分的な再結晶化により、繊細な色彩を持つ赤鉄鉱豊富な表面が形成されることがあります。
鉄源から虹色の表面へ
形成の順序は通常、長い鉄酸化物の歴史に付け加えられた表面または近表面の物語です。赤鉄鉱の本体は古代のものであっても、虹色の表面は後の露出、風化、表面の再編成を記録していることが多いです。
鉄を多く含む出発物質
このプロセスは、磁鉄鉱を多く含む岩石、赤鉄鉱を含む地層、鉄炭酸塩、硫化物、または風化システムに鉄を供給できる既存の鉄鉱床から始まります。
酸化と空間の開放
亀裂、空洞、接合部、多孔質の表面は酸素を含む流体の侵入を可能にします。赤鉄鉱、褐鉄鉱、および関連する鉄酸化物や酸化水酸化物が露出した表面に核生成します。
ドゥルージまたは被覆成長
鉄を含む流体が空洞に微結晶、鏡面板、房状皮膜、またはアイアンローズの集合体を形成します。これらの表面が後に虹色の反射面となります。
水和-脱水のサイクル
交互の湿潤、乾燥、弱酸性、酸素の供給が水和鉄相の形成、変化、脱水を促し、反射光に影響を与える薄層を精緻化します。
虹色の成熟度
薄膜の厚さ、表面質感、またはナノスケールの秩序が干渉や回折に適すると、表面は紫、青、ティール、緑、金、バラ色、または銅色を示し始めます。
種類と微細構造
レインボーヘマタイトは形態と表面質感で説明すると最も情報量が多いです。これらの形態が光の反射と色の強さを制御します。
| 形態または材料 | 典型的な外観 | 虹色の可能性 | 地質学的注記 |
|---|---|---|---|
| ドゥルシーヘマタイト | 金属光沢とサテン状の色帯を持つ微結晶の群落。 | 微細な薄膜や秩序ある表面が保存されている場合は非常に高い。 | 微小面が光を多重反射し、表面全体で色を鮮やかに見せます。 |
| スペキュラライト | 雲母状の鏡面光沢を持つヘマタイトの薄片または板状結晶。 | 風化面や薄膜を持つ表面で中程度から高い。 | 変成鉄鉱床やスペキュラール脈に一般的。 |
| アイアンローズヘマタイト | 重なり合う板状の結晶がバラの花のように配列。 | 中程度。色はしばしば板面や縁に集まります。 | 最良の標本は板状の形状と表面色の両方を示します。 |
| 房状または腎状ヘマタイト | 丸みを帯びた腎臓状またはブドウ状の表面で、サテンから金属光沢を持ちます。 | 薄膜が湾曲した成長面に沿う場合は高い。 | 湾曲した帯は成長と風化の歴史を同時に示すことがあります。 |
| オーリティックヘマタイト | 母岩中の小さな丸い鉄分豊富なペレット。 | 低から中程度。強い虹色よりも質感が重視されます。 | 堆積性鉄鉱石環境に一般的に関連。 |
| 磁鉄鉱由来のマルタイト | 磁鉄鉱の八面体形状を保持したヘマタイトの偽形。 | 変動的で、しばしばエッチング面や割れ目に沿って見られます。 | 磁鉄鉱の酸化によってヘマタイトに変化し、外形を保持しています。 |
| 土状ヘマタイトと黄土 | マットな赤色、茶色、または粉状の鉄酸化物。 | 通常は低い。虹色よりも顔料価値が重要です。 | レインボータイプよりもヘマタイトの古代顔料としての性質を示します。 |
| ヘマタイト-ゲーサイトの共生体 | 多色の皮膜を持つ暗い金属光沢から茶黒色の鉄酸化物。 | 高いですが、鉱物の同定は慎重に行う必要があります。 | 古いラベルは非公式または廃れた名称を使うことがあります。現代の記述では、ヘマタイト、ゲーサイト、または混合鉄酸化物であることが判明している場合は明記すべきです。 |
産地の文脈
レインボーヘマタイトの産地は地質学的特徴と光学的挙動の両方で異なります。ある産地はヘマタイトの自然な構造色で評価され、他の産地は鉄酸化物や関連鉱物の上に魅力的な虹色の薄膜を形成します。
| 地域 | 材料と環境 | 色の挙動 | 解説ノート |
|---|---|---|---|
| ミナスジェライス州、ブラジル | スペキュラ赤鉄鉱、アイアンローズ、結晶群の板状、鉄鉱床材料はアイアン・クアドラングルから。 | 鮮やかな紫、ティール、緑、ローズ、青、金色；一部の古典的な材料は比較的安定した色の斑点を示します。 | ブラジルの材料は天然の虹色赤鉄鉱の基準であり、現代のコレクターの認識の中心です。 |
| モロッコと北アフリカ | 虹色の鉄酸化物、通常はゲーサイトを多く含む材料。 | ボトリオイド状、尖塔状、または結晶群の表面に孔雀のような色彩。 | 美しい材料ですが、多くは赤鉄鉱単独ではなくゲーサイトや混合鉄酸化物として識別されるべきです。 |
| 北メキシコ | 赤鉄鉱とゲーサイトを多く含む鉄酸化物の表面、青緑色の膜様式を含みます。 | しばしば強い青と緑の虹色を示します。 | 表面膜の虹色とブラジルの構造色材料の比較に有用です。 |
| イタリア、スペイン、クラシックなヨーロッパの鉄鉱地区 | スペキュラライト、アイアンローズ、歴史的な赤鉄鉱の産地。 | ブラジルの上質なものより控えめなことが多いですが、産地コレクターには重要です。 | 最良の例は赤鉄鉱の形態と繊細な虹色のパティナの両方を保持しています。 |
| アメリカ合衆国とオーストラリア | 縞状鉄鉱床や変成鉄鉱石、レイクスーペリアやピルバラ・ハマースリーの文脈を含みます。 | 虹色は磨かれた大きな塊よりも、風化した結晶群や割れた面に現れやすいです。 | これらの地域は虹色の表面が少なくても、主要な鉄鉱床地質内に赤鉄鉱を位置づけています。 |
類似鉱物と命名の落とし穴
虹色だけで虹色赤鉄鉱を特定することはできません。いくつかの金属鉱物や処理された材料も同様の色を示すため、鉱物の同定には条痕、形状、密度、磁性が重要です。
虹色のゲーサイト
ゲーサイト、FeO(OH)は豊かな孔雀色を示すことが多く、赤鉄鉱関連の名前で販売されることがあります。これは異なる鉄の酸化水酸化物であり、Feではありません。2O3 赤鉄鉱。
ボルナイトと黄銅鉱
変色した銅硫化物は鮮やかな「孔雀色」の表面を示すことがあります。これらは柔らかく、化学的に異なり、赤鉄鉱の赤褐色の条痕は持ちません。
虹色の黄鉄鉱
黄鉄鉱は立方体の形状を持ち、化学組成が異なり、暗緑色から黒色の条痕を示します。その虹色の結晶群は赤鉄鉱とは呼ばれません。
コーティングされた赤鉄鉱様ビーズ
チタン、ニオブ、またはその他の蒸着コーティングは非常に均一な虹色を作り出すことがあります。合成の磁性「赤鉄鉱」ビーズも流通しており、しばしば強い磁性を持ちます。
有用な非破壊的手がかり
天然の赤鉄鉱は密度が高く、不透明で、金属光沢から準金属光沢を持ち、通常は弱い磁性または無磁性です。赤褐色の条痕は診断に有効ですが、条痕試験は目立たない粗い部分で行い、重要な虹色の展示面では避けるべきです。
地質学に基づくケア
レインボーヘマタイトの基礎鉱物は頑丈ですが、最も特徴的な部分は表面に依存しています。摩耗、過度の研磨、酸、強力な洗剤、蒸気、超音波洗浄は色を生み出す膜や微細構造を損なう可能性があります。
- ほこりはエアブロワー、非常に柔らかいブラシ、または柔らかい布で取り除いてください。
- 必要な場合のみ短時間の清水接触を行い、その後標本を完全に乾燥させてください。
- 虹色の面は、石英、コランダム、ダイヤモンド、その他の硬い材料から別々に保管してください。
- ドゥルージーポイント、アイアンローズ、繊細なプレートは圧力や摩擦から保護してください。
- 広角の光を使って観察してください。強い点光源はまぶしさを生み、自然な色帯を隠すことがよくあります。
よくある質問
レインボーヘマタイトは染色されていますか？
天然のレインボーヘマタイトは染色されていません。その色は表面膜、微細構造、または反射光を変える近表面の秩序ある構造から生じます。コーティングや処理された材料も存在するため、説明は既知の場合、天然の虹色と追加されたコーティングを区別すべきです。
レインボーヘマタイトは常に純粋なヘマタイトですか？
必ずしもそうではありません。名前で販売されている一部の材料には、混合酸化鉄や酸化水酸化物、特にゴエタイトを多く含む表面のヘマタイトが含まれていることがあります。正確な説明は、証拠が区別を支持する場合、ヘマタイト、ゴエタイト、または混合の虹色酸化鉄を特定すべきです。
なぜ標本を傾けると色が変わるのですか？
傾けると、反射光が再結合する前に光が膜や表面構造を通過する距離が変わります。これにより強調される波長が変わり、紫が青、緑、金、バラ色、銅色に変わることがあります。
どの形態が最も強い虹色を示す可能性が高いですか？
ドゥルージーヘマタイトや良好に保存された鏡面またはメッキされた表面は、多くの反射微小面を提供するため、最も強い虹色の表示を示すことがよくあります。ボトリオイド状の表面も、膜が丸みを帯びた成長テクスチャに沿う場合は鮮やかになることがあります。
レインボーヘマタイトはピーコック鉱とどう違うのですか？
ピーコック鉱は通常、変色したボルナイトまたは処理された黄銅鉱で、どちらも銅を含む硫化物です。レインボーヘマタイトは酸化鉄、Feです。2O3、そして銅硫化物の条痕とは異なり、ヘマタイトの赤褐色の条痕を示すべきです。
形成の物語を一目で見る
レインボーヘマタイトは酸化鉄から始まり、表面で視覚的に非常に特異なものになります。ヘマタイトは鉄を豊富に含む堆積環境、熱水環境、変成環境、風化環境で形成されます。後に酸素を含む水、開放空間、湿乾の繰り返し、微細な表面構造の変化により、暗い金属的な表面がスペクトルに変わることがあります。結果として、重い鉄が下にあり、繊細な色彩が上にあるという光のスケールでの地質学的現象が生じます。