نبذة تعريفية عن معدن “الهيماتيت”

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

معدن الهيماتيت علوم الأرض والجيولوجيا

اشتق اسم المعدن من كلمة يونانية تعني الدم (blood) إشارة إلى لون المعدن. وهو من أهم معادن خامات الحديد، وتركيبه الكيميائي هو Fe₂O₃.

يتبلور المعدن في فصيلة السداسي ، البلورات عادة مسطحة سميكة أو رقيقة، وقد تتشكل الصفائح الحديدية على هيئة ورد (Iron roses) (شكل1) ويتكون المعدن غاباً في هيئة ترابية أو كلوية مكوناً خام الحديد الكلوي، كما يوجد في هيئة عنقودية أو بطروخية.

اللون متدرج بين البني المائل للاحمرار إلى الأسود، البريق فلزي في النوع المتبلور ومطفأ في النوع الترابي، المخدش أحمر والمعدن معتم إلى نصف شفاف، الصلادة = 5 – 6، الانفصام لا يوجد.

 

وقد توجد مستويات انفصال قاعدية ومعينية الأوجه وهي متباعدة تقريباً، المكسر غير مستو، الوزن النوعي = 5.256.

ويعرف النوع الترابي بالمغرة الحمراء، وإذا وجد المعدن في هيئة ثماني الأوجه الكاذب فإنه يسمى (مارتيت). وتبلغ نسبة الحديد في المعدن 70% والأكسجين 30%.

وتكوّن بنية هذا المعدن طبقات من أيونات الاكسجين وطبقات أخرى من أيونات الحديد متعامدة على المحور الثلاثي. وتترتب أيونات الأكسجين في طريقة تعبئة سداسية معوجة.

 

وجميع الطبقات التي توجد فيها كاتيونات الحديد تحتوي على ايونات متساوية ومتشابهة حيث أن كل كاتيون مرتبط بست ذرات من الأكسجين.

وهذا يختلف عن الترتيب الذري لمعدن سبينيل حيث أن ثلثي الكاتيونات الحديدية مرتبة في طبقات متبادلة في أماكن ارتباط رباعية مع الأكسجين.

يتميز هذا المعدن بمغناطيسية حديدية ضعيفة يفقدها عند درجة حرارة 675° س. وتعزى هذه المغناطيسية إلى وجود كمية من تركيب (y – Fe₂O₃₎ المشوه أو إلى العلاقة بين انتظام وعدم انتظام الترتيب الذري.

 

يوجد معدن الهيماتيت في الطبيعة على شكل بلورات صفحية سميكة وفي بعض الأحيان يوجد على شكل كتل مركبة من لويحات متراصة، وتسمى عندئذ بأكسيد الحديد الأحمر البراق (Specular hematite).

وغالباً ما يوجد الهيماتيت على شكل مسحوق مميؤ وكتل أرضية مكونة من حبيات ناعمة، وهو يعتبر أهم المواد الصخرية الملونة (اللون الأحمر) وغالباً ما يوجد على شكل مادة لاحمة للحبيبات الرسوبية.

إن التركيب المثالي لعدن الهيماتيت هو (Fe₂O₃) ولكن غالباً ما يدخل في هذا التركيب كميات قليلة من أكسيد المنجنيز (MnO) وأكسيد الحديدوز (FeO).

 

بينما تمثل أكاسيد السليكون (SiO₂) والالومنيوم (Al₂O₃) بكميات متفاوتة وكذلك يوجد أكسيد التيتانيوم (TiO₂) بكميات قليلة، وعند وجوده بكميات كبيرة في بعض الأحيان يكون نتيجة التداخل تكوين معدن الإلمنيت.

ولقد أثبتت التجارب المختبرية أن كمية أكسيد النيتانيوم التي يمكن إدخالها إلى تركيب الهيماتيت عند درجة حرارة 800° س لا يتزيد عن 5% بينما عند درجة حرارة 1050° س يتم تكوين محلول جامد ذا تركيب كيميائي يتراوح بين الهيماتيت والإلمنيت.

بينما نجد أن نسبة الماجنيتيت (Fe₃O₄) التي يمكن أن توجد في محلول جامد مع الهيماتيت لا تتعدى 1%.

 

أما في حالة النظام (Fe₂O₃ – Al₂O₃) فإن الهيماتيت باستطاعته أن يحوي 10% تقريباً من أكسيد الالومنيوم في محلول جامد عند درجة 100° س.

يتكوّن الهيماتيت بواسطة أكسدة محاليل الحديد ثم تسخين الرواسب كما يحدث عند أكسدة الماجنيتيت (Fe²⁺Fe₂³⁺O₄)، أو بواسطة نزع الماء من الهيدروكسيد جويثيت [aFeO (OH)] أو أكسدة محاليل كلوريد الحديدوز.

وعند درجة حرارة 1390° س يتحول الهيماتيت إلى ماجنيتيت. ومن الجدير بالذكر أن وجود أكاسيد أخرى شائبة مثل أكسيد التيتانيوم لها تأثير كبير على درجة حرارة هذا التحول.

 

يعتبر الهيماتيت أكثر معادن الحديد شيوعاً، ولكن وجوده في الصخور النارية نادراً، حيث إنه يتكون نتيجة تحلل المعادن الحاملة للحديد خاصة السليكاتية.

لذا فإنه يوجد بصورة رئيسية في الصخور الرسوبية والمتحولة، ويوجد كذلك في التربة نتيجة عوامل التعرية والتحلل للصخور.

 

إضافة إلى ذلك فإنه يوجد في الصهير الصخري الفقير في أكسيد الحديدوز مثل: الجرانيت، السيانيت، الرايوليت، والتراكيت…

 وخير مثال على أماكن ترسبات الهيماتيت ومعادن السليكات الحديدية هو منطقة البحيرات العظمى في الولايات المتحدة – حيث يبلغ سمك الترسبات 305 قدم. وكذلك يوجد المعدن في الهند، كوبا، الصين، تشيلي، شمال أفريقيا والاتحاد السوفيتي سابقاً.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]