磁赤鐵礦（英文：Maghemite，化學(xué)式：γ-Fe?O?），是一種常見的亞鐵磁性礦物，屬立方晶系，多呈粒狀集合體，致密塊狀，顏色及條痕均為褐色，硬度5，相對密度4.88，強磁性，與磁鐵礦晶體結(jié)構(gòu)高度相似，化學(xué)組分與赤鐵礦（α-Fe?O?）相同，因礦物學(xué)特征差異被冠以 γ 標識區(qū)分。常與磁鐵礦相伴隨，廣泛分布于熱帶、亞熱帶高度風(fēng)化的氧化型土壤，以及干旱地區(qū)、凍原地區(qū)，是氧化透水通氣環(huán)境的很好指示礦物。?
磁赤鐵礦存在超順磁（SP）、單疇（SD）和多疇（MD）等不同粒級，對應(yīng)不同的磁學(xué)特點；部分磁學(xué)特性可通過磁滯回線、高溫磁化強度、低溫?zé)嵬舜藕偷蜏?a href="/hebeideji/3687151906148672030.html">磁化率等指標表征。磁赤鐵礦受熱不穩(wěn)定，加熱至250℃之后會不同程度轉(zhuǎn)變成為赤鐵礦。人工合成磁赤鐵礦樣品受熱可以部分熱穩(wěn)定，居里點約為645℃；超細粒級（假單疇（PSD）和多疇細粒）磁鐵礦在快速加熱過程中，可形成完全熱穩(wěn)定的磁赤鐵礦；用同樣樣品在加熱爐中快速加熱到700℃并停留10min后冷卻，也能達到相同效果。受熱后部分穩(wěn)定和完全穩(wěn)定的磁赤鐵礦應(yīng)當具備攜帶熱剩磁的能力。此外，磁赤鐵礦受熱后穩(wěn)定與否可能與多種因素有關(guān)，如純度大小、受熱溫度高低和時間長短等，粒度大小可能也是重要因素之一。?
磁赤鐵礦一般由磁鐵礦通過在低于300℃的氧化環(huán)境中加熱幾個小時甚至幾天時間來形成，是制造音樂和錄像盒式錄音磁帶的重要磁性材料，在工業(yè)上有很廣泛的用途。納米磁赤鐵礦也被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、信息存儲、水處理等工業(yè)領(lǐng)域?。2025年11月消息，中國科研團隊通過分析月背南極-艾特肯盆地月球樣品，首次發(fā)現(xiàn)大型撞擊事件成因的微米級赤鐵礦（α-Fe2O3）和磁赤鐵礦晶體，揭示了月球氧化反應(yīng)機制。
礦物學(xué)特征?
物理性質(zhì)
磁赤鐵礦（英文：Maghemite）是一種常見的亞鐵磁性礦物，晶體結(jié)構(gòu)為立方體陽離子不足的尖晶石結(jié)構(gòu)，與磁鐵礦晶體結(jié)構(gòu)高度相似。磁赤鐵礦晶體中的氧作立方最緊密堆積，理論化學(xué)式是Fe?O?。實際上磁赤鐵礦中常含有少量二價鐵，晶體結(jié)構(gòu)中一半Fe3+占據(jù)四面體空隙，另一半Fe3+和Fe2+一起占據(jù)八面體空隙。晶體X射線衍射的特征峰d值（nm）為0.252，0.295。
【晶體結(jié)構(gòu)】：立方晶系。a?=0.5421nm，α=55°17′；Z=2。主要玫瑰晶譜線：具有尖晶石型結(jié)構(gòu)。
【晶體形態(tài)】五角三四面體晶類，多呈粒狀集合體，致密塊狀，常具磁鐵礦假象。
【物理性質(zhì)】顏色及條痕均為褐色，硬度5，相對密度4.88，強磁性。
【顯微鏡下特征】礦相顯微鏡下為灰藍色，反射率高。
化學(xué)性質(zhì)
磁赤鐵礦（化學(xué)式：γ-Fe?O?）的鐵離子以三價鐵（Fe3?）為主，通過陽離子空缺補償氧化數(shù)的二價鐵（Fe2?），這是其與磁鐵礦（Fe?O?，含二價與三價鐵離子）的核心區(qū)別；晶體結(jié)構(gòu)與磁鐵礦極為相似，磁學(xué)性質(zhì)也相近，僅在熱穩(wěn)定性上存在顯著差異。?化學(xué)組分與赤鐵礦（α-Fe?O?）相同，因礦物學(xué)特征差異被冠以γ標識區(qū)分。?
磁學(xué)性質(zhì)?
基本磁學(xué)特點
與磁鐵礦類似，磁赤鐵礦存在超順磁（SP）、單疇（SD）和多疇（MD）等不同粒級，對應(yīng)不同的磁學(xué)特點；部分磁學(xué)特性可通過磁滯回線、高溫磁化強度、低溫?zé)嵬舜藕偷蜏?a href="/hebeideji/3687151906148672030.html">磁化率等指標表征。?
熱穩(wěn)定性
傳統(tǒng)認知中，磁赤鐵礦受熱不穩(wěn)定，加熱至250℃之后會不同程度轉(zhuǎn)變成為赤鐵礦，因此實際上無法測量其居里點。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，人工合成磁赤鐵礦樣品受熱可以部分熱穩(wěn)定，居里溫度約為645℃；超細粒級（假單疇（PSD）和多疇細粒）磁鐵礦在快速加熱過程中，可形成完全熱穩(wěn)定的磁赤鐵礦；用同樣樣品在加熱爐中快速加熱到700℃并停留10min后冷卻，也能達到相同效果，由此形成的磁赤鐵礦從室溫加到700℃的居里溫度測量過程幾乎達到百分之百可逆。此外，磁赤鐵礦受熱后穩(wěn)定與否可能與多種因素有關(guān)，如純度大小、受熱溫度高低和時間長短等，粒度大小可能也是重要因素之一；受熱后部分穩(wěn)定和完全穩(wěn)定的磁赤鐵礦應(yīng)當具備攜帶熱剩磁的能力。?
特殊現(xiàn)象
細粒PSD氧化的人工磁鐵礦在低溫磁學(xué)測量中顯示為 Verwey轉(zhuǎn)換被“抑制” 的現(xiàn)象，其根本原因可能是，氧化后磁鐵礦的內(nèi)核直徑實際上已經(jīng)達到或者接近該礦物的SD粒徑，所以它的Verwey轉(zhuǎn)換顯得被 “抑制”。?
自然形成
除與磁鐵礦共生形成外，還可作為天然森林和草原大火的最終產(chǎn)物；或在成土過程中由水鐵礦轉(zhuǎn)化生成（如磷酸鹽化水鐵礦在150℃恒溫環(huán)境中120天內(nèi)可生成含水磁赤鐵礦，粒度10~30nm，隨時間從順磁向單疇轉(zhuǎn)變）；磁鐵礦顆粒表面經(jīng)長期風(fēng)化氧化也可形成磁赤鐵礦或磁赤鐵礦化的磁鐵礦，細粒磁鐵礦因表面積大，比粗粒磁鐵礦更易被氧化。
分布
作為地表十分常見的礦物，常與磁鐵礦相伴隨，廣泛分布于熱帶、亞熱帶高度風(fēng)化的氧化型土壤，以及干旱地區(qū)（如中國黃土高原、歐洲捷克黃土堆積），甚至高緯度高濕度的凍原地區(qū)（如阿拉斯加州、西伯利亞地區(qū)的黃土和古土壤），是氧化透水通氣環(huán)境的很好指示礦物。?
磁赤鐵礦存在于有機質(zhì)含量較高的土壤表層及磁性鐵錳結(jié)核中。土壤中有磁赤鐵礦存在的地方，可以認為該處曾經(jīng)是富含有機質(zhì)的還原環(huán)境。
分類
根據(jù)受熱穩(wěn)定性及表現(xiàn)形式，可細分為4種類型：?四類磁赤鐵礦從A到D，粒徑呈從小到大的趨勢。?
磁赤鐵礦A
磁赤鐵礦A（完全熱不穩(wěn)定型）：受熱250℃以上轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦，無法測量居里點，可能為超順磁（SP）粒級，常見于天然黃土、古土壤樣品。?
磁赤鐵礦B
磁赤鐵礦B（熱不穩(wěn)定型）：居里溫度約640℃，冷卻后完全轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦，如音樂盒式錄音磁帶用磁赤鐵礦、部分人工合成磁赤鐵礦。?
磁赤鐵礦C
磁赤鐵礦C（部分熱穩(wěn)定型）：居里溫度約640℃，冷卻后部分強度損失，熱磁曲線部分可逆（可逆率65%~80%）。
磁赤鐵礦D
磁赤鐵礦D（完全熱穩(wěn)定型）：居里溫度約640℃，熱磁曲線幾乎100%可逆，由超細粒級磁鐵礦快速加熱氧化形成。?
合成方式
一般由磁鐵礦通過在低于300℃的氧化環(huán)境中加熱幾個小時甚至幾天時間來形成。?最佳的氧化條件為氧化溫度300℃、氧化時間5min、空氣流量500mL/min。在最佳條件下,氧化冷卻產(chǎn)物中磁赤鐵礦含量為17.74%，磁選精礦鐵品位為55.34%、鐵回收率為90.31%。焙燒產(chǎn)物的氧化冷卻過程按兩條路徑同時進行，一是四氧化三鐵→α—氧化鐵,二是Fe3O4→γ—Fe2O3→α—Fe2O3；氧化溫度高于300℃時,磁鐵礦主要被氧化為赤鐵礦。因此,焙燒產(chǎn)物在氧化冷卻時,應(yīng)先在N2中冷卻至300℃，再經(jīng)空氣氧化冷卻至室溫,以獲得較高的磁赤鐵礦含量。
通過超細粒級磁鐵礦快速加熱氧化，可制備出完全熱穩(wěn)定、居里點測量可逆的磁赤鐵礦；人工合成磁赤鐵礦的溫度與其反應(yīng)時間可能有個互補關(guān)系；合成產(chǎn)物可通過 X 衍射和穆斯堡爾譜技術(shù)鑒定確認。?
磁赤鐵礦可由磁鐵礦氧化或纖鐵礦脫水而成。
鑒定方法?
X 射線衍射（XRD）：可檢測磁赤鐵礦的礦物相，但其與磁鐵礦空間群相同，僅晶格參數(shù)存在細微差別，細小粒度樣品的衍射峰變寬會增加區(qū)分難度；加熱形成的磁赤鐵礦樣品經(jīng) XRD 檢測可確認磁鐵礦已完全轉(zhuǎn)化，僅檢測到磁赤鐵礦和赤鐵礦兩種礦物相。?
穆斯堡爾譜：可在295K、80K、15K等溫度下測量，通過超精細磁場等參數(shù)區(qū)分磁赤鐵礦與磁鐵礦、赤鐵礦，能粗略估算不同礦物的相對含量（如15K 溫度下可估算赤鐵礦與磁赤鐵礦的鐵含量比值）；原磁鐵礦樣品的穆斯堡爾譜可檢測到磁赤鐵礦的兩組分，加熱形成的磁赤鐵礦樣品圖譜可通過兩個六線峰擬合，分別對應(yīng)赤鐵礦和磁赤鐵礦。
工業(yè)用途
工業(yè)應(yīng)用：是制造音樂和錄像盒式錄音磁帶的重要磁性材料，在工業(yè)上有很廣泛的用途。納米磁赤鐵礦也被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、信息存儲、水處理等工業(yè)領(lǐng)域。了解磁赤鐵礦的礦物學(xué)特性及形成和轉(zhuǎn)化過程，以及與之關(guān)聯(lián)的礦物磁學(xué)特性，在古地磁學(xué)、巖石磁學(xué)、環(huán)境磁學(xué)及礦物工業(yè)應(yīng)用上有重要意義?。
環(huán)境指示
作為氧化環(huán)境的指示礦物，其形成與保存環(huán)境可通過礦物鑒定分析；成土作用中形成的超順磁的磁赤鐵礦被認為是古土壤磁化率增強的主要因素之一，且成土作用中形成的磁赤鐵礦是水鐵礦（ferrihydrite）向赤鐵礦轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物，常與赤鐵礦伴生。?
發(fā)現(xiàn)研究
2025年11月消息，中國科研團隊通過分析嫦娥六號探測器采回的月背南極-艾特肯盆地月球樣品，取得月球科學(xué)研究重大突破——首次發(fā)現(xiàn)大型撞擊事件成因的微米級赤鐵礦（α-Fe2O3）和磁赤鐵礦（γ-Fe2O3）晶體，揭示了全新的月球氧化反應(yīng)機制，為環(huán)繞南極-艾特肯盆地磁異常的撞擊成因提供了樣品實證。該成果已發(fā)表在國際綜合性期刊Science Advances，為后續(xù)月球科學(xué)研究提供科學(xué)依據(jù)。
參考資料 >
磁赤鐵礦的幾種類型與特點分析.中國科學(xué)網(wǎng).2025-11-22
首次!嫦娥六號月球樣品，有突破性發(fā)現(xiàn)!.百家號.2025-11-27
【央視新聞】月球科研重大突破！嫦娥六號“土特產(chǎn)”中發(fā)現(xiàn)“鐵銹”意味著什么？.中國科學(xué)院.2025-11-27