菱鉄鉱：詳細・その他
概要
菱鉄鉱（りょうてっこう、Siderite）は、化学組成が FeCO3 の炭酸塩鉱物です。鉄（Fe）と炭酸イオン（CO3）が結合した構造を持ち、鉄を主成分とする鉱物の中では比較的代表的な存在と言えます。その名称は、ギリシャ語の「sideros」（鉄）に由来しており、その名の通り鉄分を多く含んでいることが特徴です。
菱鉄鉱は、単体で産出されることもありますが、しばしば他の鉄鉱物や炭酸塩鉱物と共生して産出されます。その物理的・化学的性質は、純粋な炭酸鉄（II）とは異なり、他の金属イオン（マンガン、マグネシウム、カルシウムなど）の置換によって性質が変化することがあります。例えば、マンガン（Mn）が多く含まれる場合は菱マンガン鉱（Rhodochrosite）に、マグネシウム（Mg）が多く含まれる場合は菱苦土鉱（Magnesite）に近くなります。
物理的・化学的性質
色と透明度
菱鉄鉱の典型的な色は、淡黄色から褐黄色、赤褐色、黒褐色など、鉄の酸化状態や不純物の影響を受けて多様です。新鮮な状態では比較的淡い色をしていますが、風化が進むにつれて色が濃くなる傾向があります。
透明度は、透明から半透明、そして不透明まで様々です。微細な結晶や不純物が多い場合は不透明になりがちです。
結晶構造と結晶形
菱鉄鉱の結晶構造は、方解石（Calcite）や菱塩安鉱（Dolomite）と同じ斜方柱状（または菱面体）構造をとります。そのため、その結晶形も菱面体（rhombohedron）が一般的です。また、双晶（twinning）を形成することもよく見られます。
硬度
モース硬度で3.5～4.5程度と、比較的柔らかい鉱物です。ナイフなどで傷をつけることができるレベルです。
条痕
条痕（粉末にした時の色）は、白色から淡黄色です。
比重
比重は、3.95～4.05程度です。鉄を主成分としているため、比較的重い部類に入ります。
光沢
光沢は、ガラス光沢から真珠光沢、土状光沢まで、状態によって様々です。新鮮な面ではガラス光沢が見られますが、風化が進むと真珠光沢や土状光沢を示すことがあります。
劈開
劈開（へきかい）は、完全な菱面体劈開を示します。これは、結晶の特定の面に沿って割れやすい性質で、菱鉄鉱は立方体ではなく菱面体状に割れる傾向があります。
断口
断口は、不平坦または貝殻状を示します。
磁性
菱鉄鉱自体は非磁性ですが、不純物として鉄が多く含まれるため、風化して酸化鉄になると磁性を持つことがあります。また、高温で焼成すると磁性を持つようになります。
溶解性
冷たい希塩酸にはほとんど溶けませんが、温かい希塩酸には泡を立てて溶けます（炭酸塩鉱物としての特徴）。この際、二酸化炭素が発生します。
産出地と生成環境
生成環境
菱鉄鉱は、主に堆積岩や熱水鉱床、変成岩など、多様な環境で生成します。特に、海洋や湖沼などの還元的な堆積環境で、有機物分解によって生成されることが多いです。この環境では、水中の鉄イオンと炭酸イオンが反応して菱鉄鉱の沈殿が起こります。
また、火成岩の熱水変質作用や、堆積岩の広域変成作用によっても生成されることがあります。石炭層中にノジュール（結節）として産出することもあり、これは石炭の形成過程で生成されたと考えられています。
主な産出地
世界各地で産出しますが、主な産地としては以下のような場所が挙げられます。
- アメリカ合衆国
- イギリス
- ドイツ
- フランス
- 日本（北海道、東北地方、関東地方など）
日本では、特に北海道の石炭層や、秋田県の小坂鉱山などで産出が報告されています。
用途
菱鉄鉱は、その鉄含有量から鉄鉱石としての利用が考えられます。しかし、他の主要な鉄鉱石（赤鉄鉱や磁鉄鉱など）と比較すると、鉄の含有率や採掘・精錬の容易さで劣るため、現在では大規模な鉄鉱石としての利用は限定的です。
ただし、歴史的には、特に鉄鉱石が乏しい地域で副次的な鉄源として利用されてきました。また、顔料やセラミックスの原料として利用されることもあります。
一部の標本は、その美しい色合いや結晶形から鉱物標本として収集されています。特に、鮮やかな色を持つものや、良好な結晶形を示すものは、コレクターの間で人気があります。
識別・鑑別
菱鉄鉱は、その色、結晶形、硬度、劈開、そして酸への反応性などから、他の鉱物と識別することができます。特に、温かい希塩酸に泡を立てて溶ける性質は、炭酸塩鉱物であることを示す重要な特徴です。
誤認しやすい鉱物としては、黄鉄鉱（Pyrite）があります。黄鉄鉱は、化学組成がFeS2で、菱鉄鉱とは異なります。黄鉄鉱はより硬く、条痕は黒色、そして酸には反応しにくい（またはゆっくりと分解する）という違いがあります。
また、他の鉄鉱物である赤鉄鉱（Hematite）や磁鉄鉱（Magnetite）とも区別が必要です。これらは酸化鉄であり、菱鉄鉱のような炭酸塩構造ではありません。
その他
名前の由来
前述の通り、菱鉄鉱の名前はギリシャ語の「sideros」（鉄）に由来しています。これは、その主成分が鉄であることを端的に表しています。
地質学的な意義
菱鉄鉱は、地質学において古環境を復元するための指標鉱物としても重要です。特に、海底や湖底などの堆積環境における酸素濃度や硫化水素の有無などを推定する手がかりとなります。
また、石炭層中での存在は、石炭化の過程や当時の堆積環境を知る上で役立ちます。
鉱物学的な分類
菱鉄鉱は、炭酸塩鉱物（Carbonate minerals）に分類され、さらに菱面体構造を持つ炭酸塩鉱物（Calcite group）の一種です。このグループには、方解石（CaCO3）や菱塩安鉱（CaMg(CO3)2）、菱苦土鉱（MgCO3）、菱マンガン鉱（MnCO3）などが含まれます。
まとめ
菱鉄鉱（Siderite）は、鉄（Fe）を主成分とする炭酸塩鉱物であり、化学組成は FeCO3 です。淡黄色から赤褐色、黒褐色といった多様な色を持ち、ガラス光沢から真珠光沢を示すことがあります。硬度は3.5～4.5程度で、完全な菱面体劈開を持ちます。主に海洋や湖沼などの還元的な堆積環境、熱水鉱床、変成岩などで生成されます。
歴史的には鉄鉱石として利用されたこともありますが、現在ではその役割は限定的です。顔料やセラミックス、鉱物標本としての利用があります。温かい希塩酸に泡を立てて溶ける性質は、他の鉱物との識別において重要な特徴となります。地質学的には、古環境の復元や石炭化の過程を知る上で重要な指標鉱物です。
