赤铁矿和磁铁矿形式如何?

Question

我想了解的条件赤铁矿\ ce {Fe_2O_3}和美元磁铁矿$ \ ce {Fe_3O_4} $形式。与维基百科的文章解释各种条件下形成,但并没有真正解释两者的区别从地质角度看,或从化学基础状态为什么应该而不是另一种形式。

Answer 1

在自然界中,铁可以是金属(美元\ ce {Fe ^ 0} $),黑色($ \ ce {Fe ^ 2 +} $)或铁($ \ ce {Fe ^ 3 +} $)。

在赤铁矿,所有的铁是铁:美元\ ce {Fe ^ 3 + _2O3} $。在磁铁矿,铁和铁的结合:$ \ ce {Fe ^ 2 +铁^ 3 + _2O4} $。因此,无论是磁铁矿或赤铁矿稳定主要是由铁的氧化态。

让我们来看一个eh ph图:

这x美元轴是pH值,系统的酸度。低pH值意味着酸性、高pH值的基本手段。的y美元轴是一个衡量伏,可能不是直观的,但假设更高的价值意味着有更多的氧气和较低的值意味着有更少的氧气。

正如你所看到的,图的左下角区域是由可溶性亚铁(你在那里看到的所有2 +)而右上方是由三价铁。您可能会注意到,这里没有赤铁矿和磁铁矿只存在在右下角,但那是因为这张图是对水饱和环境条件。重要的是你得到铁和二价铁的地方。

火成岩、变质岩和沉积岩有氧气不安定(多少氧气的另一个措施是在),结果在大多数被黑色的铁,和一些被铁。这就是为什么这些岩石中你有二价铁轴承矿物质(橄榄石、角闪石、辉石、黑云母)和一些+三价铁轴承亚铁矿物质(磁铁矿)。一旦这些矿物暴露在表面,那里有大量的大气中的氧气,氧化亚铁,三价铁,你得到赤铁矿。基本上,岩石开始生锈。

现在,在一些过程中,埋在岩石可以高度氧化,从而诱发赤铁矿,但是这不是太常见了。虽然它确实发生,当它通常与地下水(,而氧化)。注意,根据图,有时你不需要系统氧化如果它足够的基本(pH值的)。

还有这篇论文开放存取,谈到赤铁矿磁铁矿转换:

静赵乔尔brgger Allan印刷面积机理和动力学的热液替代赤铁矿的磁铁矿问题1,地球科学前沿,体积10日,2019年,页29-41,https://doi.org/10.1016/j.gsf.2018.05.015。