它是什么

磁铁矿是一种氧化铁，化学式为Fe₃O₄，结晶于逆尖晶石结构。简单来说，铁原子占据两个亚晶格，其磁矩不完全抵消——因此具有强烈的净磁化（铁磁性）。

名称与传说

名称源自古希腊“magnetis lithos”（来自希腊马格尼西亚的石头）。天然磁化的标本称为磁石，是人类最早的指南针——真正指引方向的岩石。

火成岩与结晶岩

磁铁矿早期结晶于镁铁质–中性岩浆中。在层状侵入体中，它可集中形成磁铁矿–伊尔曼石带（钛磁铁矿），有时形成经济矿层。

变质与接触矿床

在富铁碳酸盐岩或页岩的接触变质作用中，磁铁矿与石榴石、辉石、绿帘石和角闪石一起形成接触矿床——通常是致密的矿石级矿体。

沉积铁矿床

在层状铁矿床（BIFs）中，磁铁矿与赤铁矿和燧石交替层理，形成著名的红灰条纹，供应全球大部分铁工业。

热液与风化

热液流体可直接沉淀磁铁矿；在地表，磁铁矿可能部分氧化成赤铁矿（γ‑Fe₂O₃），随后转变为赤铁矿。

生物与宇宙剪影

磁趋性细菌生长纳米级磁铁矿链（“磁小体”）以沿地球磁场导航。磁铁矿也存在于某些陨石中，尤其是碳质球粒陨石。

海洋记录者

玄武岩中的钛磁铁矿颗粒冷却并“锁定”地球磁场方向——它们共同在海底记录了磁场反转的斑马条纹图案。

典型外观

• 颜色：铁黑色至钢灰色。
• 光泽：金属光泽至亚金属光泽；风化处暗淡。
• 晶形：尖锐的八面体、十二面体；颗粒状至块状；砂矿中的磁铁矿“沙”。
• 条痕：乌黑（非常有诊断价值）。

晶体细节

晶面可能显示出三角形条纹或蚀刻坑。磁铁矿的伊尔曼石分解可在抛光切片中呈现为格子状薄片（钛磁铁矿）——矿石显微学家的最爱。

展示提示：架子下隐藏着一个小型钕磁铁，使松散的磁铁矿砂“竖立”成尖刺状图案——瞬间成为话题焦点。

手持放大镜线索

• 金属黑色，有时带八面体晶面。
• 条痕板立即显示黑色线条。
• 体积较小但手感沉重（比重约5.2）。

磁性测试

即使是小碎片也会被磁铁吸引。有些标本（磁石）能吸回磁铁—它们具有永久磁性。

抛光切片

在反射光下，磁铁矿明亮且各向同性；钛铁矿中微小的钛铁矿析出薄片可能形成精致的格状图案（钛磁铁矿）。

赤铁矿

颜色可为钢灰色至黑色，但条痕为红色。磁性最多很弱。镜面赤铁矿闪闪发光；磁铁矿则更均匀呈金属光泽。

钛铁矿

铁钛氧化物；磁性弱至无磁性。常呈棕色调且密度较低。条痕为黑色但光泽较暗淡。

铬铁矿

深色、高比重尖晶石；磁性弱，条痕为棕色。常见于超镁铁质岩石—需结合地质环境判断。

磁赤铁矿 & 赤铁矿假象矿

磁赤铁矿（氧化磁铁矿）仍为黑色，但磁性可能较弱；赤铁矿假象矿是磁铁矿的赤铁矿假象—八面体形状，红色条痕。

磁性炉渣

工业副产品可能具有磁性和玻璃质感，带有气泡状孔隙。寻找气泡质地和流动漩涡（矿物晶体中不自然）。

快速检查清单

• 强磁吸引力。
• 黑色条痕（决定性测试）。
• 八面体晶体或块状颗粒矿石。

全球铁源

主要铁产自条带状铁矿床（澳大利亚皮尔布拉和哈默斯利、巴西卡拉加斯、南非、北美苏必利尔湖区），其中磁铁矿和赤铁矿与燧石交替出现。

其他显著环境

• 磁铁矿-磷灰石（IOA）矿床（例如瑞典基律纳区）。
• 石灰岩-花岗岩接触带附近的矽卡岩磁铁矿。
• 带有钛磁铁矿带的层状侵入体。
• 沿海滩和河流的砂矿砂（“黑砂”）。

铁与工业

铁的主要矿石。细磨的磁铁矿也用作煤炭选矿中的密介质和黑色颜料（Fe₃O₄）。

电子与材料

Fe₃O₄纳米颗粒是铁磁流体和许多用于磁芯及射频应用的铁氧体的核心（通常与其他金属阳离子共存）。

地球的记忆

磁铁矿颗粒在冷却的熔岩和沉积物中“记录”地磁场的方向和强度——这是古地磁学和板块构造重建的关键。

日常处理

• 金属表面会显示指纹——用柔软干燥的布擦拭。
• 单独存放以避免刮伤较软的邻居（它密度大且有点磨蚀性）。
• 远离强磁铁与磁条卡和指南针（除非你是故意做演示！）。

清洁

• 用软刷除尘；稍微湿润的布也可以——用后及时擦干。
• 避免使用酸/漂白剂；风化表面用强烈处理会变红（氧化）。

简单实验

• 黑沙舞蹈：在一盘薄薄的磁铁矿沙下放置磁铁；观察尖刺形成并随磁铁移动。
• 磁石测试：看看你的标本能否自己提起回形针——如果能，你就有一块天然磁化的标本。
• 条痕与相似物：比较黑色磁铁矿条痕与赤铁矿的红色——瞬间确认身份。