괴타이트는 일반적이다. 철 FeO(OH)라는 화학식을 갖는 산화물 광물. 이 용어는 다양한 산화철과 수산화물의 혼합물을 설명하기 위해 더 광범위하게 사용되지만 종종 "갈철석"이라고도 합니다. 침철석은 광범위하게 발생하고 철 순환 및 광물 형성과 같은 과정에서 중요한 역할을 하기 때문에 다양한 지질학적, 환경적 맥락에서 중요한 광물입니다.
침철석은 일반적으로 사방정계 결정계에서 결정화되어 각기둥 또는 바늘 모양의 결정뿐만 아니라 괴상, 보트리오이드(구형), 종유석 또는 흙 같은 형태로 결정화됩니다. 색상은 황갈색에서 짙은 갈색까지 다양하며, 종종 특유의 흐릿하거나 흙빛 광택을 나타냅니다. 침철석은 토양, 퇴적물 및 다양한 암석층의 공통 성분이며, 풍화 철분이 풍부한 다른 제품 미네랄.
역사적 맥락과 명명
광물인 괴타이트(goethite)는 문학, 철학, 과학 등 다양한 분야에 지대한 공헌을 한 독일의 박식가인 요한 볼프강 폰 괴테(Johann Wolfgang von Goethe)의 이름에서 유래되었습니다. 이 광물은 1806년 독일의 광물학자인 요한 게오르크 크리스티안 레만(Johann Georg Christian Lehmann)이 괴테의 이름을 따서 명명했습니다.
괴테는 직접적으로 연구하거나 기여한 적이 없습니다. 광물학그러나 그의 다방면적 관심과 영향력은 레만(Lehmann)이 그의 이름을 따서 광물의 이름을 짓기로 결정한 정도였습니다. 저명한 개인의 이름을 따서 광물에 이름을 붙이는 이러한 관행은 광물학 역사에서 그들의 기여에 경의를 표하거나 단순히 새로 발견된 광물에 대한 관심을 끌기 위한 방법으로 상당히 흔했습니다.
광물인 침철석은 고대부터 알려져 왔으며, 다양한 문화권에서 그 독특한 외관과 특성이 주목되었습니다. 그러나 체계적인 광물학적 분류와 명명이 이루어진 시기는 18세기와 19세기였으며 침철석과 같은 광물이 별개의 종으로 공식적으로 인정되었습니다.
요약하면, 침철석은 다양한 지질 환경에서 중요한 존재를 보이는 산화철 광물입니다. 그 이름은 독일 작가 요한 볼프강 폰 괴테(Johann Wolfgang von Goethe)와 연결되어 있습니다. 비록 그가 광물 연구에 직접적으로 관여하지는 않았지만 인간의 지식과 문화에 대한 광범위한 공헌 때문입니다.
다형성 및 계열: 페록시하이트(feroxyhyte)와 레피도크로사이트(lepidocrocite)로 구성된 삼형체입니다.
협회: 레피도크로사이트, 적철광, 황철석, 능철석, 피로루사이트, 망가나이트, 다른 많은 철 및 망간 함유 종.
괴타이트의 화학적 성질
침철석(FeO(OH))은 다양한 지질학적, 환경적 맥락에서 거동에 기여하는 다양한 화학적 특성을 지닌 복합 산화철 광물입니다. 침철석의 주요 화학적 특성은 다음과 같습니다.
- 화학식: 침철석의 화학식은 FeO(OH)이며, 이는 철(Fe), 산소(O) 및 수산기(OH)의 구성을 나타냅니다. 또한 형성 환경에 따라 미량의 불순물과 미량 원소를 함유할 수도 있습니다.
- 하이드록실 그룹: 침철석은 화학 구조에 수산기(OH)를 포함합니다. 이러한 하이드록실 그룹은 물과 기타 분자를 표면에 흡착하는 능력에 기여하며, 이는 색상, 안정성 및 반응성과 같은 특성에 영향을 미칠 수 있습니다.
- 철 산화 상태: 침철석의 철의 산화 상태는 주로 +3입니다. 이 산화 상태는 적갈색에서 황갈색으로 변하는 데 기여합니다. +3 산화 상태의 철의 존재는 또한 침철석을 중요한 구성 요소로 만듭니다. 철광석 매장.
- 구조 및 결정학: 침철석은 사방정계 결정계에서 결정화되며 일반적으로 바늘 모양 또는 프리즘형 결정을 형성합니다. 그 결정 구조는 산소 원자 층이 끼워진 팔면체 수산화철 단위 층으로 구성됩니다.
- 수분 함량 및 수분 공급: 침철석은 함수를 함유하고 있는데, 이는 구조 내에 물 분자가 포함되어 있음을 의미합니다. 수분 함량은 다양하여 광물의 물리적, 화학적 특성에 영향을 미칠 수 있습니다. 특정 조건에서는 수화 및 탈수 반응이 발생하여 광물의 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다.
- 흡착 및 표면 화학: 침철석의 수산기가 풍부한 표면은 주변 용액으로부터 다양한 이온과 분자를 흡착할 수 있게 해줍니다. 이 특성으로 인해 침철석은 오염 물질, 영양분 및 금속을 흡착할 수 있으므로 토양과 퇴적물의 중요한 구성 요소가 됩니다.
- 반응성과 변환: 괴타이트는 환경에 따라 다양한 변형과 반응을 겪을 수 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 다른 산화철로 변형될 수 있습니다. 적철광, 가열과 같은 특정 조건에서. 또한 철과 산소가 관련된 산화환원 반응에도 참여합니다.
- 풍화 및 환경 영향: 침철석은 다른 철 함유 광물의 일반적인 풍화 산물이며, 변경 물과 산소가 존재하는 상태에서 전구체 미네랄의 생성. 철의 안정성과 물 및 기타 화합물과의 상호작용은 토양 형성과 육상 환경에서 철의 순환에 중요한 역할을 합니다.
- 광물 협회: 침철석은 종종 적철광과 같은 다른 철광물과 결합하여 발견됩니다. 자철광, 사이드라이트. 또한 다음과 같은 다른 미네랄과 함께 발생할 수도 있습니다. 석영, 점토 광물, 및 다양한 금속 황화물.
요약하면, 침철석의 화학적 특성으로 인해 다양한 지질학적 및 환경적 과정에서 중요한 역할을 하는 다목적 광물이 됩니다. 물, 기타 광물 및 화합물과의 상호 작용은 지질학, 광물학, 토양 과학 및 환경 과학과 같은 분야에서 독특한 특성과 중요성에 기여합니다.
괴타이트의 물리적 특성
침철석은 식별 및 특성화에 기여하는 뚜렷한 물리적 특성을 지닌 산화철 광물입니다. 이러한 속성은 다양한 분야에서 일하는 광물학자, 지질학자 및 과학자에게 유용합니다. 침철석의 주요 물리적 특성은 다음과 같습니다.
- 색: 괴타이트는 황갈색, 적갈색, 암갈색 등 다양한 색상을 나타냅니다. 색상은 불순물, 수분 및 이와 관련된 기타 미네랄의 존재에 의해 영향을 받습니다.
- 광택: 침철석은 일반적으로 흐릿하거나 흙빛 광택을 가지며 종종 반짝이기보다는 다소 무광택으로 나타납니다. 이 광택은 미세한 입자 또는 섬유질 구조의 결과입니다.
- 줄: 침철석의 줄무늬는 일반적으로 황갈색이며, 이는 분말화되었을 때 광물의 색상입니다. 이 특성은 유사한 색상을 가진 다른 광물과 침철석을 구별하는 데 도움이 될 수 있습니다.
- 경도 : 침철석은 모스 척도로 약 5.0~5.5의 경도를 가지고 있습니다. 경도가 낮은 재료에는 긁힐 수 있지만 경도가 높은 재료에는 긁힐 수 있습니다.
- 결정 구조: 괴타이트는 사방정계 결정계에서 결정화됩니다. 그 결정은 종종 프리즘 모양이거나 바늘 모양입니다. 또한 구상형(구형), 종유석 및 흙 덩어리를 형성할 수도 있습니다.
- 분열: 침철석은 뚜렷한 벽개면을 갖고 있지 않습니다. 즉, 완벽한 벽개면을 가진 광물처럼 특정한 평평한 표면을 따라 부서지지 않습니다.
- 골절: 광물의 균열은 일반적으로 고르지 않거나 조갑 모양이며, 부러지면 불규칙하거나 구부러진 표면을 생성합니다.
- 밀도 : 침철석의 밀도는 수분 함량 및 불순물과 같은 요인에 따라 다르지만 일반적으로 약 3.3~4.3g/cmXNUMX 범위입니다.
- 투명성 : 침철석은 일반적으로 불투명하여 빛이 통과하지 못합니다. 얇은 조각이나 부분은 반투명할 수 있습니다.
- 습관: 괴타이트의 습관은 전체적인 외관과 형태를 의미합니다. 이는 각기둥형, 침형(바늘 모양), 신장 모양(신장 모양) 및 종유석(고드름 모양 구조 형성)을 포함한 다양한 습관에서 발생할 수 있습니다.
- 비중: 침철석의 비중은 약 3.3~4.3으로 물에 대한 밀도를 나타냅니다.
- 자기: 침철석은 자성이 약합니다. 즉, 강한 자석에 끌릴 수 있지만 자철광처럼 강한 자기 특성을 나타내지는 않습니다.
- 광학 특성: 암석 현미경 하에서 침철석은 복굴절 및 다색성을 포함한 다양한 광학 특성을 나타낼 수 있으며, 이는 결정 구조에 대한 추가 정보를 제공할 수 있습니다.
요약하면, 침철석의 물리적 특성은 다른 광물과의 식별 및 구별을 돕는 다양한 특성을 포함합니다. 이러한 특성은 결정 구조, 화학 조성, 형성 조건 등의 요인에 의해 영향을 받습니다.
괴타이트의 광학적 특성
침철석을 포함한 광물의 광학적 특성은 결정 구조, 구성, 빛과 상호작용할 때의 거동에 대한 귀중한 정보를 제공합니다. 침철석의 주요 광학적 특성은 다음과 같습니다.
- 색: 괴타이트의 색상은 황갈색에서 적갈색, 암갈색까지 다양합니다. 불순물, 결정 결함 및 기타 미네랄의 존재가 색상에 영향을 줄 수 있습니다.
- 투명성과 불투명도: 괴타이트는 일반적으로 불투명하여 빛이 통과할 수 없습니다. 얇은 조각은 약간의 반투명성을 나타낼 수 있지만 대부분의 경우 침철석은 투명하지 않습니다.
- 광택: 침철석은 일반적으로 흐릿하거나 흙빛 광택을 갖고 있는데, 이는 반사광 하에서 관찰할 때 광택이 나기보다는 다소 무광택으로 보인다는 것을 의미합니다.
- 굴절률: 굴절률은 빛이 공기에서 광물로 들어갈 때 얼마나 많은 빛이 휘어지는(굴절)지를 나타내는 척도입니다. 괴타이트의 굴절률은 상대적으로 낮아 외관이 둔해집니다.
- 복굴절: 침철석은 약한 복굴절성을 갖고 있으며, 이는 암석 현미경의 교차 편광판 아래에서 관찰할 때 굴절률에 작은 차이가 나타날 수 있음을 의미합니다. 이 특성은 유사한 색상을 가진 다른 광물과 침철광을 구별하는 데 종종 사용됩니다.
- 다색성: 다색성(Pleochroism)은 다양한 결정학적 방향에서 볼 때 다양한 색상을 나타내는 광물의 특성입니다. 침철석은 약한 다색성을 나타낼 수 있으며, 서로 다른 결정 축을 따라 관찰할 때 색상이 약간 다릅니다.
- 간섭 색상: 암석 현미경으로 교차된 편광판 사이를 관찰할 때 침철석은 복굴절로 인해 간섭 색상을 나타낼 수 있습니다. 이러한 색상은 광물 단면의 두께와 광학적 특성에 대한 정보를 제공할 수 있습니다.
- 자매결연: 침철석은 광물의 여러 결정 부분이 특정 방향을 따라 반복되는 것처럼 보일 때 발생하는 다합성 쌍정을 나타낼 수 있습니다. 이는 광학적 특성에 영향을 미칠 수 있습니다.
- 소멸: 소멸이란 광물이 교차된 편광판 아래에서 회전함에 따라 광물의 색상이나 밝기가 희미해지는 현상을 말합니다. 이것이 발생하는 각도는 광물의 결정 구조의 방향을 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
- 다색성 후광: 어떤 경우에는 방사성 광물 함유물 주위에 다양한 색상의 동심원 고리인 다색성 후광이 방사선 손상으로 인해 침철석 결정 주위에 형성될 수 있습니다. 이 현상은 주로 광물과 관련이 있습니다. 지르콘.
- 형광: 침철석 자체는 강한 형광성을 나타내는 것으로 알려져 있지 않지만 특정 불순물이나 관련 미네랄은 특정 조명 조건에서 형광성을 나타낼 수 있습니다.
요약하면, 침철석의 광학적 특성은 특히 편광 현미경과 같은 기술을 사용할 때 광물을 식별하고 특성화하는 데 필수적입니다. 이러한 특성은 침철석의 결정학, 구성 및 잠재적인 변경 이력에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.
발생과 형성
침철석은 다양한 지질 및 환경 환경에서 발생하는 광범위한 산화철 광물입니다. 그 형성은 철이 풍부한 물질의 풍화, 변화 및 침전과 관련된 과정과 밀접하게 연관되어 있습니다. 침철석의 일반적인 발생 및 형성 과정은 다음과 같습니다.
- 철이 풍부한 광물의 풍화작용: 침철석은 종종 다음과 같은 다른 철 함유 광물의 풍화 산물로 형성됩니다. 황철석 (황화철), 자철광(산화철), 능철광(탄산철). 이러한 광물은 물과 산소가 있는 상태에서 산화 및 가수분해를 거쳐 침철석이 형성될 수 있습니다.
- 열수 침전물: 침철석은 정맥 및 골절의 열수 용액으로부터 침전될 수 있습니다. 바위. 열수 유체 철분과 기타 원소가 풍부하여 침철석이 냉각되어 모암과 상호작용할 때 퇴적될 수 있습니다.
- 수렁철광석: 늪지대나 습지 환경에서는 침철석이 "늪철광석" 형태로 축적될 수 있습니다. 철분이 풍부한 물은 유기물과 반응하여 철이 침전되면 침철석 침전물을 형성합니다. 시간이 지남에 따라 이러한 퇴적물은 축적되어 경제적으로 중요한 철 공급원이 될 수 있습니다.
- 라테라이트 토양: 강우량이 많은 열대 및 아열대 지역에서는 침철석이 라테라이트 토양에 축적될 수 있습니다. 이 토양은 다른 광물의 침출과 철분의 농축을 통해 형성됩니다. 알루미늄 괴타이트를 포함한 산화물. 라테라이트 토양은 산화철의 존재로 인해 붉은색 또는 적갈색을 띠는 경우가 많습니다.
- 퇴적암: 침철석은 다음과 같이 철분이 풍부한 암석을 포함한 퇴적암에 존재할 수 있습니다. 띠형 철층(BIF). 이 암석은 철이 풍부한 광물이 교대로 층을 이루며 구성되어 있습니다. 처트, 그리고 그들은 고대 환경과 지구의 역사에 대한 중요한 단서를 제공합니다.
- 철 광물의 산화: 철 함유 암석과 상호 작용하는 지하수의 산화와 같은 다양한 지질 환경에서 철 광물의 산화는 다음과 같은 결과를 가져올 수 있습니다. 리드 괴타이트 형성. 이 과정에는 종종 pH 변화와 산소 가용성이 동반됩니다.
- 광산 광미 및 폐기물: 침철석은 철 함유 광물이 존재하는 광산 활동으로 인한 광산 광미 및 폐기물에서 형성될 수 있습니다. 이러한 XNUMX차 지층은 금속 및 기타 물질을 방출할 가능성이 있기 때문에 지역 환경과 수질에 영향을 미칠 수 있습니다.
- 생물학적 강수량: 미생물 활동, 특히 철산화 박테리아의 활동은 침철석 침전을 촉진하는 역할을 할 수 있습니다. 이 박테리아는 철의 산화를 촉매하여 침철석을 포함한 산화철의 형성을 유도합니다.
- 동굴 퇴적물: 특정 동굴 환경에서 침철석은 미네랄이 풍부한 물이 동굴을 통해 떨어지거나 흐를 때 침전될 수 있습니다. 이로 인해 침철석으로 만들어진 종유석과 석순과 같은 독특한 구조물이 생길 수 있습니다.
요약하면, 침철석은 철이 풍부한 광물 및 용액과 관련된 다양한 풍화, 변형 및 강수 과정을 통해 형성됩니다. 그 발생은 풍화 토양과 퇴적암에서부터 열수 정맥과 동굴 형성에 이르기까지 광범위한 지질 환경에 걸쳐 발생합니다. 침철석의 형성을 이해하는 것은 지구의 지질학과 그 표면을 형성하는 과정에 대한 지식에 도움이 됩니다.
괴타이트의 용도 및 응용
산화철 광물인 침철석은 독특한 특성으로 인해 다양한 실제 응용 분야와 용도를 가지고 있습니다. 다른 광물만큼 널리 활용되지는 않지만 그 특성으로 인해 여러 측면에서 가치가 있습니다.
- 안료 및 착색제: 황갈색, 적갈색, 암갈색 색조를 포함하는 괴타이트의 자연 색상 범위는 예술과 도자기의 천연 색소 및 착색제로서 역사적으로 중요한 역할을 해왔습니다. 도자기, 그림 및 기타 예술품을 색칠하는 데 사용된 것은 수세기 전으로 거슬러 올라갑니다.
- 철광석 및 철강 생산: 철의 주요 공급원은 아니지만 침철석은 철에 존재할 수 있습니다. 광상 전체적인 철분 함량에 기여합니다. 상당한 양의 침철광을 함유한 철광석을 가공하여 철을 추출하고 철강 및 기타 철 기반 제품 생산에 사용할 수 있습니다.
- 촉매 작용: 침철석 나노입자는 다양한 화학 반응에서 촉매로서의 가능성을 보여주었습니다. 높은 표면적과 반응성으로 인해 산업 공정에서 산화 및 환원 반응을 촉매하는 데 유용합니다.
- 환경 개선: 침철석의 흡착 특성은 물과 토양에서 오염물질을 제거하는 데 사용될 수 있습니다. 침철석의 표면은 중금속, 유기 화합물 및 기타 오염 물질을 흡착할 수 있어 환경 정화 활동에 잠재적으로 유용합니다.
- 고고학 및 지질연대학: 침철석은 시간이 지남에 따라 인공물과 지질 구조에 형성될 수 있습니다. 고고학 유물에 대한 존재는 해당 유물의 연대와 역사에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 지질학에서는 암석과 광물에 코팅된 침철석을 상대적인 연대 측정 목적으로 사용할 수 있습니다.
- 결정학 및 광물학 연구: 침철석의 결정 구조와 광학적 특성은 결정학, 광물학 및 지구 과학의 과학적 연구에 유용합니다. 연구자들은 그 특성을 이용하여 그것이 형성되는 조건과 다양한 지질학적 과정에서 그 역할에 대해 알아봅니다.
- 보석 및 광물 수집: 전통적이지는 않지만 보석, 침철석의 독특한 결정 습관과 색상은 광물 표본과 세공 예술에 관심이 있는 수집가와 애호가에게 매력적인 광물입니다.
- 교육 및 연구: 침철석은 학생들에게 광물 식별 및 광학 특성을 보여주기 위해 교육 환경에서 일반적으로 사용됩니다. 광물학 개념을 가르치기 위한 실용적인 예가 됩니다.
- 재료 과학 : 침철석의 특성에 대한 연구는 산화철의 거동과 광물과 환경 사이의 상호 작용을 포함하여 재료 과학에 대한 폭 넓은 이해에 기여합니다.
- 과학적 연구: 자연 환경에서 괴타이트의 발생은 과학자들에게 지구의 지질학적 역사, 과거 환경 조건 및 광물 형성 과정에 대한 통찰력을 제공합니다.
침철석은 다른 광물만큼 광범위한 산업 용도를 갖고 있지는 않지만, 그 특성과 작용은 특정 상황, 특히 독특한 특성이 다양한 목적으로 활용될 수 있는 예술, 과학 및 산업 분야에서 가치가 있습니다.
유통 및 채굴 위치
일반적인 산화철 광물인 침철석은 전 세계의 다양한 지질 환경에서 발견됩니다. 광범위하게 발생하므로 토양, 퇴적물 및 일부 철광석 퇴적물의 중요한 구성 요소가 됩니다. 침철석이 발견되는 주목할만한 지역과 국가는 다음과 같습니다.
- 오스트레일리아: 호주는 철광석의 주요 생산국이며 침철석은 서호주, 퀸즈랜드 및 남호주를 포함한 다양한 주에서 철광석 매장지의 구성 요소로 종종 발견됩니다.
- 브라질: 브라질은 또 다른 주요 철광석 생산국이며 침철석은 브라질의 일부 철광석 매장지, 특히 Carajás 지역에 존재합니다.
- 미국 : 침철석은 미시간, 미네소타, 미주리 등 미국 전역의 여러 주에서 발견됩니다. 이 지역은 철광석 매장지와 채굴 활동으로 유명합니다.
- 인도 : 인도는 세계 최대의 철광석 생산국 중 하나이며 침철석은 오디샤(Odisha), 카르나타카(Karnataka), 고아(Goa)와 같은 주의 철광석 매장지에서 발견됩니다.
- 러시아 제국: 침철석은 러시아의 다양한 철광석 매장지에 존재하며 러시아의 상당한 철광석 생산에 기여합니다.
- 중국: 중국은 철광석의 주요 소비국이자 생산국이며, 침철석은 전국 여러 지역의 철광석 매장지에서 발견됩니다.
- 남아프리카: 침철광은 중요한 철광석 생산지이기도 한 남아프리카의 일부 철광석 매장지에서 발생합니다.
- 캐나다: 침철석은 캐나다, 특히 래브라도와 퀘벡과 같은 지역의 철광석 매장지에서 발견됩니다.
- 스웨덴: 스웨덴은 철광석 생산으로 유명하며, 스웨덴의 일부 철광석 매장지에는 침철광이 존재합니다.
- 칠레 : 침철석은 칠레의 철광석 매장지에서 발견되며, 이는 주목할만한 철광석 생산지입니다. 구리 뿐만 아니라.
- 영국 : 침철석은 영국의 여러 지역에서 발견되었으며, 과거 철광석 채굴 활동과 관련이 있는 경우가 많았습니다.
- 다른 국가: 침철광은 전 세계 여러 국가의 철광석 매장지 및 기타 지질 환경에서 발견되어 글로벌 분포에 기여합니다.
침철석은 철광석 매장지에서 적철광, 자철석 등 다른 산화철 광물과 함께 존재하는 경우가 많다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 침철석의 구체적인 분포와 채광은 각 지역의 지질학적 특성과 존재하는 철광석 매장량의 특성에 따라 달라질 수 있습니다.
펼친; 좋은 결정을 생산하는 지역은 다음과 같습니다.
- 노르트라인베스트팔렌주 지겐과 독일 헤세주 기센 근처에서 출발합니다. AtPrıbram, 체코.
- Restormel 광산, Lanlivery의 뛰어난 수정; Botallack 광산, St. Just; 영국 콘월의 다른 지역에도 있습니다.
- 프랑스 인드르에루아르 샤이약 출신.
- 미국에서는 Pikes Peak 지역과 Florissant, El Paso Co., Colorado; Negaunee의 Jackson 광산과 미시간 주 Marquette Co.의 Superior 광산과 같이 Lake Superior 지역의 광석 광물입니다.
참고자료
- Bonewitz, R. (2012). 암석과 광물. 2판 런던: DK 출판.
- Handbookofmineralogy.org. (2019). 광물학 수첩. [온라인] 이용 가능: http://www.handbookofmineralogy.org [4년 2019월 XNUMX일 접속].
- Mindat.org. (2019). 괴철석: 광물 정보, 데이터 및 산지.. [온라인] 이용 가능: https://www.mindat.org/min-727.html [4년 2019월 XNUMX일 액세스].
