Ematite: un minerale primario di ferro e un minerale di pigmento

Contenuto

• Che cos'è l'ematite?
• Proprietà fisiche dell'ematite
• Composizione di ematite
• Evento geologico
• Ematite su Marte?
• Usi dell'ematite (minerale di ferro)
• Usi dell'ematite (pigmento)
• Usi dell'ematite (materiale gemma)
• Usi dell'ematite (pietra curativa)
• Altri usi dell'ematite

Ematite Oolitica: Un esemplare di minerale di ferro emolitico oolitico. Le ooliti sono minuscole sfere rotonde di ematite precipitata chimicamente. L'esemplare nella foto è largo circa quattro pollici (dieci centimetri) e le ooliti più grandi hanno un diametro di pochi millimetri.

Che cos'è l'ematite?

L'ematite è uno dei minerali più abbondanti sulla superficie terrestre e nella crosta poco profonda. È un ossido di ferro con una composizione chimica di Fe₂O₃. È un comune minerale formatore di rocce che si trova in rocce sedimentarie, metamorfiche ed ignee in varie parti del mondo.

L'ematite è il minerale di ferro più importante. Anche se una volta veniva estratto in migliaia di sedi in tutto il mondo, oggi quasi tutta la produzione proviene da alcune dozzine di grandi depositi in cui importanti investimenti in attrezzature consentono alle aziende di estrarre ed elaborare in modo efficiente il minerale. La maggior parte dei minerali è ora prodotta in Cina, Australia, Brasile, India, Russia, Ucraina, Sudafrica, Canada, Venezuela e Stati Uniti.

L'ematite ha una grande varietà di altri usi, ma il loro significato economico è molto piccolo rispetto all'importanza del minerale di ferro. Il minerale viene utilizzato per produrre pigmenti, preparati per la separazione di mezzi pesanti, schermatura anti-radiazioni, zavorra e molti altri prodotti.

Striscia di ematiti: Tutti i campioni di ematite produrranno una striscia rossastra. La striscia di un minerale è il suo colore in forma di polvere quando viene raschiata su una piastra di striscia (un piccolo pezzo di porcellana non smaltata utilizzato per produrre una piccola quantità di polvere minerale). Alcuni esemplari di ematite produrranno una striscia rossa brillante, altri produrranno una striscia marrone rossastra. È necessario prestare attenzione quando si analizza un campione di ematite con una lucentezza metallica. Questi esemplari sono spesso fragili e lasciano una scia di detriti insieme alla striscia. Quel detrito non è una polvere - è una scia di frammenti. Quindi, per valutare la striscia, le particelle sciolte devono essere scosse delicatamente dalla piastra della striscia o spazzolate via leggermente. Questo lascia dietro la polvere che è incorporata nella superficie strutturata della piastra a strisce. Nella foto sopra, la striscia a sinistra è stata pulita da frammenti e puoi vedere che è un marrone rossastro. La striscia a destra ha ancora una scia di frammenti luccicanti che devono essere delicatamente rimossi per una corretta valutazione.

Proprietà fisiche dell'ematite

L'ematite ha un aspetto estremamente variabile. La sua lucentezza può variare da terroso a submetallico a metallico. Le sue gamme di colori comprendono il rosso al marrone e il nero al grigio all'argento. Si presenta in molte forme che includono micaceo, massiccio, cristallino, botryoidal, fibroso, oolitico e altri.

Sebbene l'ematite abbia un aspetto molto variabile, produce sempre una striscia rossastra. Gli studenti nei corsi introduttivi di geologia sono di solito sorpresi nel vedere un minerale color argento produrre una striscia rossastra. Imparano rapidamente che la striscia rossastra è l'indizio più importante per identificare l'ematite.

L'ematite non è magnetica e non dovrebbe rispondere a un magnete comune. Tuttavia, molti esemplari di ematite contengono abbastanza magnetite da essere attratti da un magnete comune. Ciò può portare a un'errata ipotesi che il campione sia magnetite o pirrotite debolmente magnetica. L'investigatore deve verificare altre proprietà per effettuare una corretta identificazione.

Se l'investigatore controlla la striscia, una striscia rossastra esclude l'identificazione come magnetite o pirrotite. Invece, se il campione è magnetico e presenta una striscia rossastra, molto probabilmente è una combinazione di ematite e magnetite.

Ematite Speculare: L'ematite speculare, a volte chiamata "ematite micacea", ha una lucentezza metallica e sembra essere una roccia composta da scaglie di mica lucenti. Invece quei fiocchi sono ematite. Anche se questa ematite ha un colore argento, produce ancora una striscia rossastra - che è una chiave per l'identificazione delle ematiti. Il test di durezza sull'ematite speculare è difficile perché i campioni tendono a sgretolarsi. Questo esemplare è largo circa quattro pollici (dieci centimetri) ed è stato raccolto vicino a Republic, nel Michigan.

Formazione di ferro legato: Primo piano di una formazione di ferro legata. In questo esemplare, bande di ematite (argento) si alternano a bande di diaspro (rosso). La roccia prodotta dove vengono estratte queste formazioni viene spesso chiamata "taconite". Questa foto si estende su un'area di roccia larga circa un piede (30 centimetri). Foto scattata da André Karwath, GNU Free Documentation License.

Composizione di ematite

L'ematite pura ha una composizione di circa il 70% di ferro e il 30% di ossigeno in peso. Come la maggior parte dei materiali naturali, raramente si trova con quella composizione pura. Ciò è particolarmente vero per i depositi sedimentari in cui si forma l'ematite per precipitazione inorganica o biologica in un corpo idrico.

Una leggera sedimentazione clastica può aggiungere minerali di argilla all'ossido di ferro. La sedimentazione episodica può causare il deposito di bande alternate di ossido di ferro e scisto. La silice sotto forma di diaspro, chert o calcedonio può essere aggiunta mediante processi chimici, clastici o biologici in piccole quantità o in episodi significativi. Questi depositi stratificati di ematite e scisto o ematite e silice sono diventati noti come "formazioni di ferro fasciato" (vedi immagine).

Ematite massiccia: Un esemplare di ematite massiccia di circa quattro pollici di diametro (dieci centimetri) raccolto vicino ad Anversa, New York.

Ematite di minerale di rene: Alcune ematiti precipitano nelle cavità e hanno l'opportunità di formare un'abitudine senza restrizioni. Un'abitudine nota come "minerale di rene" si sviluppa spesso nelle cavità ed è chiamata per il suo aspetto visivo simile a un organo interno. Questo tipo di ematite precipitata chimicamente è spesso relativamente incontaminata con argilla sedimentaria o inclusioni di roccia ospite e ha una purezza più elevata. L'elevata purezza rende questa ematite la scelta ideale per la produzione di pigmenti. Questo esemplare è largo circa quattro pollici (dieci centimetri) ed è stato raccolto vicino a Cumberland, in Inghilterra.

Evento geologico

L'ematite si trova come minerale primario e come prodotto di alterazione nelle rocce ignee, metamorfiche e sedimentarie. Può cristallizzare durante la differenziazione di un magma o precipitare da fluidi idrotermali che si muovono attraverso una massa rocciosa. Può anche formarsi durante il metamorfismo di contatto quando i magmi caldi reagiscono con le rocce adiacenti.

I più importanti depositi di ematite si sono formati in ambienti sedimentari. Circa 2,4 miliardi di anni fa, gli oceani della Terra erano ricchi di ferro disciolto, ma nell'acqua era presente pochissimo ossigeno libero. Quindi un gruppo di cianobatteri divenne capace di fotosintesi. I batteri hanno usato la luce solare come fonte di energia per convertire l'anidride carbonica e l'acqua in carboidrati, ossigeno e acqua. Questa reazione ha rilasciato il primo ossigeno libero nell'ambiente oceanico. Il nuovo ossigeno si combinò immediatamente con il ferro per formare l'ematite, che affondò sul fondo del fondo marino e divenne le unità rocciose che oggi conosciamo come formazioni di ferro fasciato.

Presto, la fotosintesi si stava verificando in molte parti degli oceani della Terra e sul fondo marino si stavano accumulando vasti depositi di ematite. Questa deposizione è continuata per centinaia di milioni di anni, da circa 2,4 a 1,8 milioni di anni fa. Ciò ha permesso la formazione di depositi di ferro spessi da centinaia a diverse migliaia di piedi che sono lateralmente persistenti per centinaia di migliaia di miglia quadrate. Comprendono alcune delle più grandi formazioni rocciose del record rock della Terra.

Molti depositi di ferro sedimentario contengono sia ematite e magnetite che altri minerali di ferro. Questi sono spesso in intima associazione e il minerale viene estratto, frantumato ed elaborato per recuperare entrambi i minerali. Storicamente, gran parte dell'ematite non è stata recuperata ed è stata inviata a mucchi di sterili. L'elaborazione più efficiente oggi consente di recuperare più ematite dal minerale. Gli sterili possono anche essere rielaborati per recuperare ulteriore ferro e ridurre il volume degli sterili.

"Mirtilli" marziani: Nel 2004, Mars Exploration Rover Opportunity della NASA ha scoperto che il suolo vicino al suo sito di atterraggio conteneva milioni di minuscole sfere che i ricercatori hanno soprannominato "mirtilli". All'analisi, furono determinati a essere composti da ossido di ferro, principalmente sotto forma di ematite. Il contenuto di ferro delle rocce e del suolo marziani contribuisce al suo aspetto rosso dalla Terra e lo ha aiutato a guadagnare il nome "Il Pianeta Rosso". Immagine della NASA.

Ematite su Marte?

La NASA ha scoperto che l'ematite è uno dei minerali più abbondanti nelle rocce e nei terreni sulla superficie di Marte. Un'abbondanza di ematite nelle rocce marziane e nei materiali di superficie conferisce al paesaggio un colore marrone rossastro ed è per questo che il pianeta appare rosso nel cielo notturno. È l'origine del soprannome di Marte "Red Planet".

Palline di taconite: Questi pellet di taconite sono costituiti da roccia di taconite finemente frantumata che è stata elaborata per migliorare il contenuto di ferro e miscelata con una piccola quantità di argilla per migliorare la pellettizzazione. Questo è uno dei modi standard di spedizione del minerale di ferro da una miniera a un'acciaieria. Le particelle rotonde hanno un diametro di circa 1/2 pollice (1 1/4 centimetro) e sono molto facili da maneggiare durante la spedizione e presso il mulino. Immagine di Harvey Henkelmann.Licenza per documentazione gratuita GNU.

Usi dell'ematite (minerale di ferro)

L'ematite è il minerale di ferro più importante del mondo. Sebbene la magnetite contenga una percentuale maggiore di ferro ed è più facile da elaborare, l'ematite è il minerale principale perché è più abbondante e presente nei depositi in molte parti del mondo.

L'ematite viene estratta in alcune delle più grandi miniere del mondo. Queste miniere richiedono investimenti di miliardi di dollari e alcune rimuoveranno oltre 100 milioni di tonnellate di minerale all'anno. Queste miniere a cielo aperto possono essere profonde da centinaia a migliaia di piedi e attraversare diverse miglia quando sono state completate.

Cina, Australia, Brasile, India, Russia, Ucraina, Sudafrica e Stati Uniti sono i principali produttori mondiali di minerale di ferro (include ematite, magnetite e altri minerali). La produzione di minerale di ferro negli Stati Uniti avviene nel Michigan e nel Minnesota.

Pigmento di ematite: L'ematite è stato uno dei primi minerali di pigmento utilizzati dalle persone. Almeno 40.000 anni fa, le persone ottennero l'ematite, la frantumarono in una polvere fine e la usarono per fare vernici. Di seguito sono riportati i pigmenti di ematite commerciali disponibili oggi. Dall'alto a sinistra, procedendo in senso orario, sono: Blue Ridge Hematite, Blue Ridge Violet Hematite, Venetian Red e Pozzuoli Red. Sin dal Rinascimento, i pigmenti sono stati spesso chiamati in base ai luoghi in cui sono stati prodotti. Le variazioni di colore sono il risultato del tipo di ematite utilizzata e delle impurità, come argilla e altri ossidi di ferro, che si mescolano con esso.

Gemme di ematite: L'ematite e la taconite sono spesso trasformate in pietre burrattate o tagliate in cabochon e perline. Questi sono popolari come articoli di gioielleria economici. L'ematite lucidata è anche popolare come "pietra curativa". Alcune persone credono che trasportarlo aiuterà ad alleviare alcuni problemi medici. Questo uso non ha alcun merito scientifico e può effettivamente essere dannoso perché distoglie le persone che necessitano di cure mediche dal consultare un medico.

Usi dell'ematite (pigmento)

Il nome ematite deriva dalla parola greca "ematite" che significa "rosso sangue". Quel nome deriva dal colore dell'ematite quando è stato frantumato in una polvere fine. Le persone primitive hanno scoperto che l'ematite poteva essere frantumata e miscelata con un liquido per essere usata come vernice o cosmetico. I dipinti rupestri, noti come "pittogrammi", risalenti a 40.000 anni fa, sono stati creati con pigmenti di ematite.

L'ematite continua ad essere uno dei minerali di pigmento più importanti. È stato estratto in molte località del mondo ed è stato ampiamente scambiato come pigmento rosso. Durante il Rinascimento, quando molti pittori iniziarono a usare oli e tela, l'ematite era uno dei pigmenti più importanti. Il colore dell'ematite era opaco e permanente. Potrebbe essere mescolato con un pigmento bianco per produrre una varietà di colori rosa che venivano usati per dipingere la carne.

Il modo migliore per conoscere i minerali è studiare con una raccolta di piccoli esemplari che è possibile gestire, esaminare e osservare le loro proprietà. Collezioni di minerali economiche sono disponibili nello Store.

Usi dell'ematite (materiale gemma)

L'ematite è un materiale gemma minore utilizzato per produrre cabochon, perline, piccole sculture, pietre burrattate e altri oggetti. Il materiale utilizzato per fabbricare questi prodotti è un'ematite color argento con una consistenza solida e uniforme. Il brillante colore argento dell'ematite e la sua "sensazione pesante" la rendono una pietra burrattata molto popolare.

Novità sull'ematite: I prodotti chiamati "ematite magnetica" e "ematite iridescente" sono spesso offerti in vendita in negozi di articoli da regalo, turistici, di novità e scientifici e nei loro siti Web. Il più delle volte questi materiali non sono ematite ma sono materiali artificiali che non hanno nemmeno la stessa composizione chimica dell'ematite. Comprali se ti piacciono, ma non perché pensi di ottenere un campione minerale unico.

Usi dell'ematite (pietra curativa)

Alcune persone credono che trasportare pezzi di ematite lucidata a tamburo, noti come "pietre curative", porterà sollievo da alcuni problemi medici. Non ci sono prove scientifiche che questo uso dell'ematite abbia effetti positivi oltre a essere un placebo. L'uso dell'ematite come "pietra curativa" o "cristallo curativo" può effettivamente essere dannoso perché distoglie le persone dal vedere un medico in grado di fornire cure adeguate. Quindi quando la persona con il problema decide finalmente di consultare un medico, la loro situazione è più grave.

Fornace di ferro: Nel 1700 e 1800, piccole miniere negli Stati Uniti orientali producevano ematite che fungeva da minerale di ferro primario della regione. Il minerale veniva lavorato riscaldandolo bruciando carbone in semplici fornaci di pietra. I depositi di minerale di ferro erano piccoli e difficili da sfruttare. Quando furono scoperti i grandi giacimenti di minerale di ferro della regione dei Grandi Laghi, il minerale di ferro non veniva più estratto negli Stati Uniti orientali. Viene mostrata la fornace di ferro del Vesuvio nell'Ohio meridionale. Foto USGS.

Altri usi dell'ematite

L'ematite viene utilizzata per numerosi altri scopi. È un materiale molto denso ed economico che è efficace nell'arrestare i raggi X. Per questo motivo viene utilizzato per la protezione dalle radiazioni intorno alle apparecchiature mediche e scientifiche. Il basso costo e l'alta densità dell'ematite e di altri minerali di ferro li rendono utili anche come zavorra per navi.

L'ematite può anche essere macinata in una polvere fine che, se miscelata con acqua, produrrà un liquido con un peso specifico molto elevato. Questi liquidi sono utilizzati nella lavorazione "float-sink" di carbone e altri materiali minerali. Il carbone frantumato, che ha un peso specifico molto basso, viene posto sul liquido pesante e il carbone pulito e leggero galleggia, mentre le impurità ad alto peso specifico come il lavandino di pirite.

Infine, l'ematite è il materiale utilizzato per rendere i composti lucidanti noti come "rossetto rosso" e "gioiello rossastro". Il rossetto rosso è una polvere di ematite usata per lucidare ottone e altri metalli teneri. Può essere aggiunto a supporti di pannocchie di mais schiacciato o supporti di gusci di noce schiacciati per involucri di gusci di ottone lucidanti a tamburo. Jewelers rouge è una pasta utilizzata su un panno morbido per lucidare gioielli in oro e argento.