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地質百科

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褐鐵礦Limonite



化學成分
  FeO(OH).nH2O
物理性質

  褐鐵礦常是別的含鐵礦物風化(氧化)之後所生成的次生鐵礦化學成分是含水氧化鐵,但常包含非晶質鐵分、混合膠狀氧化矽、氧化錳和泥質(氧化鋁)等雜質,所以只是野外方便對褐黃色鐵礦的通稱【Deer et al., 1992】,其中主要的結晶質部分是針鐵礦,所以可說是不純淨的含針鐵礦氧化鐵。
產地與產狀
  褐鐵礦是很常見礦物,在風化的岩石中常有它的蹤跡,呈褐黃色緻密塊體或岩石皮殼或顆粒的膠結物,但能富集成礦床的,在臺灣就不多,以下是幾處過去曾生產過的褐鐵礦地區或有出現特殊產狀的褐鐵礦
A.由桃園至新竹以及臺中一帶
  產於紅土臺地土層中的褐鐵礦。這代表土壤發育的產物,就是鐵分經過淋濾而沉積在澱積層(alluvium)形成硬磐(或稱鐵磐)。常成層狀、透鏡狀或者豆狀的褐鐵礦層或鐵塊。當土層被沖刷侵蝕崩解之後,堅硬的鐵塊滯留土中或累積在地面積少成多,可成殘留礦床(residual deposit)。在日治時代曾經採集,在臺中鐵砧山、新竹楊梅、平鎮、中壢等地,都有成層出現,厚近0.6公尺,或稱沼鐵礦,含鐵品位可由23%至近50%。光復後,中壢一帶褐鐵礦尚經周聞經等(1956)調查認為礦量尚有七、八十萬噸,主要地點在宋屋、大莊等地。
B.澎湖群島之姑婆嶼
  澎湖群島之姑婆嶼有座山丘因玄武岩之深度風化而成黃土層,其中夾多層透鏡狀褐鐵礦層(圖4-23-1),單層厚1至5公分不等。
C.七星山大油坑(五嶺)之褐鐵礦植物化石
  七星山大油坑(五嶺)之褐鐵礦植物化石層,沉積位置在北(投)金(山)公路大油坑站西南方之谷地,及沿溪谷而下之山坡上(座標位置561, 861,高度380至600公尺)。附近均為風化及蝕變之安山岩與集塊岩地帶,在靠近谷底之山坡上,有褐鐵礦礦床露頭數處。礦層大都順山坡向北下傾,其中最大露頭【鑛產測勘團,1962a】,長約數十公尺,寬近十公尺。褐鐵礦層呈鐵銹色之褐黃色,組成物質為已經褐鐵礦化之植物化石層(圖4-23-2),包括葉子、小枝以至直徑達六、七公分之莖(具微管束),厚度約數十公分至三、四公尺上下,因含許多植物化石,故礦層較疏鬆多孔,各層含鐵品位不一,含鐵(Fe%)由30~55%,礦層中亦雜有黏土與安山岩碎屑等。鑛產測勘團計算各露頭之總儲量近86,000噸,曾開採。
  本礦石為塊狀,其成分經陳培源X光分析,除有些黏土之外,均屬針鐵礦,陳培源當時採集含鐵化木褐鐵礦層一塊約30餘公分見方,現存臺中自然科學博物館(圖4-23-2)。
  本地褐鐵礦成因陳培源認為此處以前的溪流上源出於噴氣口與硫黃產地,水溶液極為酸性(pH<3),水中能溶解大量二價鐵,當流水浸泡或滲流過滿積枯枝殘木的溪底或谷地,水質因山坡雨水沖淡,或溪水與植物起反應,酸度降底,水溶液中原有鐵分氧化而沉澱,氧化鐵逐漸交代植物組織,產生了鐵化木的褐鐵礦
D.金瓜石礦山之含金褐鐵礦
  在金瓜石礦體之金礦或硫砷銅礦多與黃鐵礦或白鐵礦共生,風化之後則轉變為褐鐵礦,到處可見。褐黃色礦水係含懸浮狀態之褐鐵礦與黏土所結合之粒子所致,黏土粒為負電荷,氧化鐵為正電荷,結合一起,成絮聚(Flocculated)狀態隨水漂流。水湳洞的「陰陽海」現象,即與此有關。在金礦床中,本山露頭與三坑以上以及獅子岩都有含金褐鐵礦之存在,有的自然金生在褐鐵礦裂縫中【林朝棨,1950】。
E.由菱鐵礦結核轉變之褐鐵礦及其相關氧化鐵礦
  臺灣第三紀地層在砂岩與泥岩中都常含菱鐵礦結核,當其出露地面經過長期風化之後,碳酸離子流失而轉變為含水氧化鐵的針鐵礦或纖鐵礦,甚至轉為無水的赤鐵礦。結核外觀顏色也會隨礦物轉化,由原來的深灰色漸變褐黃色,甚至紅色(圖5-5-5與圖5-5-6),經X光分析的一顆結核,呈卵形,長7公分,外殼為紅色赤鐵礦,敲打之後與核心脫落,而核心部分之外層成分是針鐵礦與纖鐵礦,而最核心部分還有菱鐵礦。堆積在北部海岸海灘上的許多由母岩中脫落的「菱鐵礦」卵石,都是針鐵礦和菱鐵礦的結合。
 

圖4-23-1

圖4-23-1

圖4-23-2

圖4-23-2