白鐵礦

白鐵礦是一種鐵的硫化物礦物。英文名為Marcasite，來自阿拉伯語，原指黃鐵礦，是對硫化鐵礦和類似的不確定礦物的命名。

白鐵礦成分FeS₂，常含砷、銻、鉍、鎳、鈷等。是黃鐵礦同質多象變體。斜方晶系。晶體常呈板狀。集合體呈結核狀、鐘乳狀、皮殼狀等。淡黃銅色，微帶淺灰或淺綠色。條痕灰綠色。金屬光澤。硬度5—6，比重4.6—4.9。在自然界的分布遠比黃鐵礦為少。為熟液礦床，見於晚期低溫成礦階段的產物，常見於晶洞，呈腎狀或膠狀集合體。外生成因的白鐵礦見於泥岩、砂泥岩和碳質地層中，常呈結核狀。白鐵礦與黃鐵礦形成條件不同，白鐵礦由弱酸性溶液沉澱，形成溫度低，在氧化帶較黃鐵礦更易分解，其產物與黃鐵礦相同。

基本介紹

• 中文名：白鐵礦
• 外文名：Marcasite
• 化學組成：FeS2
• 名稱來源：Marcasite一字，來自阿拉伯語
• 晶系：斜方晶系
• 顏色：淡黃銅黃色
• 特點：與黃鐵礦為同質多象變體

簡介

白鐵礦屬於硫化物礦物，化學成分與黃鐵礦相同。屬於同質多象變體。白鐵礦的顏色為錫白色和青銅黃色，晶體常呈板狀產出。集合體呈結核狀、球狀、鐘乳狀、皮殼狀等。白鐵礦為淺黃銅色，略帶淺灰或淺綠色調，新鮮面近似錫白色。條痕暗灰綠色，金屬光澤。不透明，硬度為5—6，比重4.85-4.9g/cm³。性脆，解理平行（101）不完全，斷口為參差狀，具弱電性。白鐵礦和黃鐵礦不同之處，—是具有雞冠狀的晶形，二是顏色比較淡白，三是在顯微鏡下觀察時光性的非均質性。

白鐵礦

內生白鐵礦常見於晶洞中。通常與黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦、雄黃、雌黃等硫化物、碳酸鹽共生。外生白鐵礦常以結核狀產於含碳泥質岩地層中，極少量自形晶產於低溫熱液礦床的晶洞中，高於350℃變為黃鐵礦。

基本性質

晶體結構

晶胞參數：a0=4.0445Å，b0=5.425Å，c0=3.388Å。

主要粉晶譜線：3.42（80），2.,689（100），2.404（60），2.303（70），1.754（90），1.431（50）。

晶系：斜方晶系，斜方雙錐對稱型：3L³3PC。結晶習性常呈板狀，較少數為短柱狀。又常呈複雜雙晶，依柱面（110）作雙晶面，或依軸面（101）作雙晶面，外觀上構成矛頭狀或雞冠狀集合體。尋常更多成結核狀，鐘乳狀，臀狀，殼狀及放射狀集合塊等形狀產出。

光學性質

反射色黃白。反射率：52（綠光），45.5（橙光），44.5（紅光）。強雙反射，平行a軸白帶玫瑰褐色，平行b軸亮黃色，平行c軸奶油白色。強非均質性，從綠到紫紅色。

化學組成：FeS₂（Fe=46.6%，S=53.4 %）。

物理性質

顏色色呈淡黃銅黃色，稍帶淺灰或淺綠色調，新鮮斷面則幾乎銀白色。條痕暗灰綠。金屬光澤，不透明。硬度5—6。相對密度4.9g/cm³。性脆。參差狀斷口。比重4.6—4.9（較黃鐵礦稍小）。具弱導電性。

黃鐵礦與白鐵礦的鑑別

黃鐵礦與白鐵礦是一組同質異象的礦物。它們形成的物理化學條件基本相同，有內生的也有外生的，並在一定的條件下進行轉化，白鐵礦在高於350℃時轉化為黃鐵礦。由於二者物理化學性質極為近似，鑑別工作自然有一定的難度。黃鐵礦為黃銅黃色，而白鐵礦為淡黃銅黃色，也就是說白鐵礦的顏色要比黃鐵礦淺一些。若將二者並列直觀是顯而易見的。但若在顯微鏡僅見其一時，常令人難以捉摸。唯白鐵礦的新鮮斷面微具淺綠色，而黃鐵礦沒有這一特性。沉積形成的白鐵礦呈結核狀、草莓狀、不規則粒狀或生物遺體的假象出現，按其外表特徵，常誤認為是黃鐵礦。但白鐵礦置於空氣中，容易受氧化。在天氣悶熱、空氣潮濕的情況下，白鐵礦很快就會在其表面出現一些白色粒狀或柱狀、針狀的硫酸亞鐵：
2FeS₂（白鐵礦）+7O₂+2H₂O——→ 2FeSO₄+2H₂SO₄

硫酸亞鐵易溶於水和冷酸，並有很好的硫氰酸汞鹽顯微結晶反應和硫酸根的顯微結晶反應。另外，經常發現白鐵礦表面有腐爛現象，實際上是白鐵礦受氧化後生成的硫酸腐蝕的結果。

實地觀察證實：黃鐵礦在自然界氧化很慢，其氧化進程是有別於白鐵礦的。在降雨量多的濕熱地區，黃鐵礦的氧化並不經過硫酸鹽化過程，而是由黃鐵礦直接氧化為褐鐵礦。其作用過程大體可用下式代表：
4FeS₂（黃鐵礦）+11H₂O+15O₂——→Fe₄O₃(OH)₆（褐鐵礦）+8H₂SO₄

氧化後生成的硫酸則隨流水而散失，褐鐵礦則仍保留黃鐵礦原有形態（如立方體、五角十二面體等）的假象。這種現象，無論是室內或室外，巨觀或微觀都是容易見到的。相反，白鐵礦假象的褐鐵礦卻很難見到，其原因可能是白鐵礦氧化時因發生硫酸鹽化使晶形遭到破壞，而形成鐘乳狀、放射狀、同心環狀及土塊狀，以低熱液階段更為發育，因此在此階段白鐵礦的存在量相對較高。白鐵礦的風化促成了“鐵帽”的發展，而在以菱鐵礦為主的較高階段，“鐵帽”則普遍地不大發育。

黃鐵礦與白鐵礦在自然界中有差異，也反映在礦物酸中的溶解方面：若將黃鐵礦與白鐵礦放在1：1硝酸中，室溫下黃鐵礦不起作用。而白鐵礦則表面變為灰色，而且會明顯起泡，以至完全溶解，並出現絮狀硫：
FeS₂（白鐵礦）+4HNO₃（稀）——→Fe(NO₃)₂+2S↓+2NO₂↑ +2H₂O

黃鐵礦無此現象。用微化法區分二者可以一目了然。

此外，白鐵礦的光片在反光顯微鏡下具有明顯的非均質性，而黃鐵礦則是等軸晶系礦物，顯均質性。這一差異，熟練的礦相工作者是不難區分的。但必須注意，由於白鐵礦在磨製光片的過程中，熱和水的作用（磨片時發生）會加速白鐵礦的分解（硫酸鹽化作用），故最好是快磨速看，先將礦樣在切片上切割平整，快速磨製後，立即在顯微鏡下觀察光性特點，以利區分。

分布

白鐵礦世界範圍分布廣泛。大量的白鐵礦，在美國的Oklahoma、Missouri、Wisconsin和Illinois各州，產在鉛鋅礦床之內。在Bohemia、Caisbad和德國的Saxony等地，產在粘土岩之內。在英國的Doyer和Folkestone等地。

用途

白鐵礦是用來製造硫酸的主要原料之一，也用於制硫黃。其焙燒後所成的鐵渣，視其純度可用作顏料或用作鐵礦石。白鐵礦礦石常含有銅、鋅等，有的含金、硒等礦物，可提煉成副產品。