菱鐵礦Siderite(Chalybite)

化學成分
　　FeCO₃
物理性質
　　六方晶系，多呈微晶至隱晶。{ }解理完全。純者硬度3.5～4，比重3.96，但若含有Mn²⁺和Mg就會稍減。玻璃光澤，透明到半透明，顏色從棕色到暗棕色。光性：（－）；ω=1.875，ε=1.633。
產地與產狀
　　亦屬方解石群礦物，晶形與方解石相似，常有彎曲的晶面，但在臺灣所見多屬微晶狀態，並成球形結核，且會轉變成針鐵礦和纖鐵礦，以至赤鐵礦（請參閱「4-23褐鐵礦」之E）。
　　在臺灣之第三紀泥質和砂質沉積岩都很常見，有扁圓形結核的存在（圖5-5-1），此類菱鐵礦結核若集結豐富可視作一種鐵礦利用，即所謂泥鐵礦（clay ironstone）。此類結核小者，直徑不及一、二公分，大者則可及數十公分。一般外殼多有若干風化現象，形成黃褐色之褐鐵礦，內心則呈深灰色之緻密質，其中成分除隱晶至微晶的菱鐵礦之外（圖5-5-2），也常混有黏土礦物、粉砂級的石英，有些也含微方解石或白雲石，以至有孔蟲或其他微體化石（圖5-5-3）。菱鐵礦結核在東北部的大桶山層以及含煤地層中都很常見（圖5-5-1）。陳培源曾挑選所採集此類結核樣品8件，經何恭算先生作化學成分分析，從8件成分中歸納各氧化物含量之分布範圍如下：SiO₂ 15～25％，Al₂O₃ 4～6％，FeO 29～36％，MgO 5～6％，CaO 4～6％，K₂O＋Na₂O 1.6％，L. O. I. 26～30％【陳培源，1999】，其中的燒失量（L. O. I.）是由於脫水和CO₂之逸失。就上列分析結果推算，菱鐵礦結核平均含有約50％之菱鐵礦，在XRD圖譜中都可見到清晰的菱鐵礦反射峰。除常見的結核外，菱鐵礦亦有成薄層狀者。在東北部貢寮一帶，媽岡層之細砂岩中常有呈紅色的紋層，大都為菱鐵礦氧化的結果。此類結核常因風化作用而產生圈狀之轉變層次，由內心之菱鐵礦往外，經中層之纖鐵礦與針鐵礦，以至表面之褐鐵礦與赤鐵礦，已見於「4-23褐鐵礦」。
　　菱鐵礦可以轉變為褐鐵礦、纖鐵礦，以至赤鐵礦，已見「4-23褐鐵礦」，圖5-5-4是一產於北濱白砂岩中的結核，由XRD圖表示其成分已由核心的菱鐵礦往外遞變至赤鐵礦（圖5-5-5）。
　　菱鐵礦亦為澎湖文石之一主要成分，生長在較大孔洞中者，常呈褐黑色葡萄狀之集晶，或與方解石、褐鐵礦等礦物交間，成同心圓之層殼（圖5-5-6）。在一些黏土層中也含有菱鐵礦之菱形小晶體，在電子顯微鏡與EDX分析下，可見微小菱形晶體。
　　菱鐵礦也常和海綠石伴生，在北海岸萬里至大武崙間的中途海岸，為五指山層中部之地層，在含有貝類化石之鈣質細砂岩中，夾有約2公分厚之海綠石和菱鐵礦密集的薄層；另外在南投縣大坑之海綠石層中亦含菱鐵礦。
　　北部金瓜石及牡丹坑武丹山礦床中，亦曾有出現菱鐵礦和方解石、孔雀石等礦物共生【岡本要八郎，1911b；小笠原美津雄，1938】。
　　許多散布於臺灣西南部之泥質岩或鈣質砂岩，亦含有菱鐵礦結核。
　　由以上例子可知大部分菱鐵礦是化學沉積礦物，可以和周圍沉積岩同時生成。在沉積岩層中或在較後之成岩時期交代生長成結核，在含CO₂較低之還原環境中，鐵分在水中因碳酸氫鹽之分解而沉澱，並可置換方解石或鮞綠泥石而產生【Deer et al., 1992】。