Λειμωνίτης

Ο λειμωνίτης (limonite) είναι μια μορφή σιδηρομεταλλεύματος, που αποτελείται από μίγμα ένυδρων οξειδίων και υδροξειδίων του τρισθενούς σιδήρου, σε διάφορες αναλογίες. Ο εμπειρικός χημικός τύπος του ως ορυκτού αποδίδεται συχνά ως FeO(OH)·H2O, αν και δεν είναι ακριβής, καθώς η αναλογία του οξειδίου προς το υδροξείδιο μπορεί να απέχει αρκετά από το 1:1. Ο λειμωνίτης/γκαιτίτης είναι ένα από τα τρία κυριότερα σιδηρομεταλλεύματα, με τα άλλα δύο να είναι ο αιματίτης και ο μαγνητίτης. Ο λειμωνίτης εξορύσσεται για την παραγωγή σιδήρου εδώ και τουλάχιστον 45 αιώνες.MacEachern, Scott: «Iron Age beginnings north of the Mandara Mountains, Cameroon and Nigeria», σσ. 489-496 στο βιβλίο των Gilbert Pwiti και Robert Soper (επιμ.) Aspects of African Archaeology: Proceedings of the Tenth Pan-African Congress, University of Zimbabwe Press, Harare 1996, ISBN 978-0-908307-55-5 (αρχειοθετημένο εδώ από το Internet Archive στις 11 Μαρτίου 2012)Diop-Maes, Louise Marie: «La question de l'Âge du fer en Afrique», Ankh, τόμ. 4/5 (1996), σσ. 278-303 (στη γαλλική)

Ονομασίες
Η ονομασία «λειμωνίτης» προέρχεται από την αρχαία ελληνική λέξη λειμών, που σημαίνει (υγρό) λιβάδι, ως μια αναφορά στο ότι ανευρίσκεται σε υγρά λιβάδια και έλη. Στην πιο καφετί μορφή του αποκαλείται ενίοτε «φαιός αιματίτης» ή «φαιό σιδηρομετάλλευμα». Στην ανοικτή κίτρινη μορφή του πάλι, αποκαλείται και «λεμονόλιθος» ή «κίτρινο σιδηρομετάλλευμα».

Χαρακτηριστικά
Ο λειμωνίτης είναι ελαφρότερος από τον αιματίτη και τον γκαιτίτη, με πυκνότητα που κυμαίνεταιNorthrop, Stuart A.: «Limonite» στο Minerals of New Mexico (αναθεωρημένη έκδοση), University of New Mexico Press, Albuquerque 1959, σσ. 329-333 από 2,8 έως 4,3 gr/cm3. Το χρώμα του ποικίλλει από ανοικτό κίτρινο μέχρι μουντό γκριζωπό καφετί. Ωστόσο η γραμμή κόνεως του λειμωνίτη πάνω σε πλάκα πορσελάνης είναι πάντοτε καφετιά, κάτι που τον διακρίνει από τον αιματίτη (που έχει κόκκινη γραμμή) και τον μαγνητίτη (που έχει μαύρη γραμμή κόνεως). Η σκληρότητά του ποικίλλει, αλλά γενικώς είναι μεταξύ  4 και 5,5 στην Κλίμακα Μος.

Αν και αρχικώς είχε ορισθεί ως ενιαίο ορυκτό, ο λειμωνίτης αναγνωρίζεται σήμερα ως ένα μείγμα συγγενικών, ένυδρων ορυκτών οξειδίου του σιδήρου. Το πλέον άνυδρο από αυτά είναι ο γκαιτίτης, που έχει και την υψηλότερη περιεκτικότητα σε σίδηρο, ενώ μερικά άλλα είναι ο ακαγκανεΐτης, ο λεπιδοκροκίτης και ο γιαροσίτης. Τα επιμέρους ορυκτά του λειμωνίτη μπορεί να σχηματίζουν κρυστάλλους, αλλά ο λειμωνίτης ως σύνολο όχι, παρά το ότι κάποια δείγματα ίσως να εμφανίζουν μια ινώδη ή μικροκρυσταλλική δομή.Boswell, P.F. και Blanchard, Roland (1929): «Cellular structure in limonite», Economic Geology, τόμος 24(8), σσ. 791-796 Ο λειμωνίτης συναντάται συχνά σε συμπαγείς και γαιώδεις μάζες, κάποτε βοτρυοειδείς, νεφροειδείς ή σταλακτιτικές. Εξαιτίας της άμορφης (μη κρυσταλλικής) δομής του και της ευρέσεώς του σε υγρές περιοχές, εμφανίζεται συχνά ως πηλός ή άργιλος. Ωστόσο υπάρχουν και ψευδομορφές του ως άλλα ορυκτά, όπως ο σιδηροπυρίτης. Αυτό σημαίνει ότι η χημική αποσάθρωση μεταμορφώνει τους κρυστάλλους του σιδηροπυρίτη σε λειμωνίτη ενυδατώνοντας τα μόρια, αλλά το εξωτερικό σχήμα των κρυστάλλων του σιδηροπυρίτη παραμένει. Ψευδομορφές του λειμωνίτη έχουν επίσης σχηματισθεί από άλλα οξείδια του σιδήρου (αιματίτη και μαγνητίτη), από σιδηρίτη και από πυριτικά ορυκτά πλούσια σε σίδηρο, όπως ο αλμανδίνης.

Σχηματισμός
Ο λειμωνίτης δημιουργείται συνήθως από την ενυδάτωση των αιματίτη και μαγνητίτη, ή από την οξείδωση και ενυδάτωση πλούσιων σε σίδηρο θειούχων ορυκτών. Σχηματίζεται επίσης από τη χημική αποσάθρωση άλλων πλούσιων σε σίδηρο ορυκτών, όπως είναι ο ολιβίνης, ο πυρόξενος, οι αμφίβολοι και ο βιοτίτης. Ο λειμωνίτης αποτελεί συχνά το μείζον σιδηρούχο συστατικό σε λατεριτικά εδάφη. Ανθρωπογενώς, εναποτίθεται συχνά σε ροές νερού από εξορυκτική δραστηριότητα.

Χρήσεις
Μία από τις πρώτες χρήσεις του λειμωνίτη ήταν ως χρωστική (βαφή). Η κίτρινη ποικιλία έδινε την κίτρινη ώχρα, για την οποία φημιζόταν η αρχαία Κύπρος.Constantinou, G. & Govett, G.J.S.: «Genesis of sulphide deposits, ochre and umber of Cyprus» στο Transactions of the Institution of Mining and Metallurgy, τόμος 81, σσ. 34-46 (1972) Οι σκουρόχρωμες ποικιλίες έδιναν πιο «γήινους» τόνους. Το ψήσιμό του λειμωνίτη τον μετέτρεπε μερικώς σε αιματίτη δίνοντας ερυθρές ώχρες ή καθαρό καφέ χρώμα.Heckel, George B.: «Iron Oxide Paints» στο Paint, oil and drug review, τόμος 50(4), σσ. 14-21 (1910)

Η χρήση του λειμωνίτη για την παραγωγή σιδήρου είναι σήμερα περιορισμένη σε λίγες χώρες. Από την άλλη, έντονα οξειδωμένα και αποσαθρωμένα πετρώματα (gossan) λειμωνίτη περιέχουν κάποτε χρυσό, και έχει γίνει παραγωγική εκμετάλλευσή τους στην Κομητεία Σάστα (Καλιφόρνια).Brown, G. Chester: Mines and mineral resources of Shasta county, Siskiyou county, Trinity county California State Mining Bureau, California State Printing Office, Sacramento, California 1915, σσ. 15-16, κοντά στον ποταμό Τίντο της Ισπανίας και στο Μάουντ Μόργκαν του Κουίνσλαντ (Αυστραλία). Στη «ζώνη χρυσού» της Νταλόνιγκα, στα βόρεια της πολιτείας Τζόρτζια των ΗΠΑ, χρυσός εξαγόταν από πλούσιο σε λειμωνίτη λατεριτικό ή σαπρολιθικό έδαφος. Ο χρυσός των κύριων φλεβών ήταν συγκεντρωμένος μέσα στους λειμωνίτες των βαθιά αποσαθρωμένων πετρωμάτων. Παρόμοια κατάσταση απαντάται και στη Βραζιλία.

Ιστορία
Παρά το ότι το πρώτο σιδηρομετάλλευμα υπήρξε μάλλον ο μετεωριτικός σίδηρος και παρότι ο αιματίτης ήταν πολύ ευκολότερο να δώσει σίδηρο, στην Αφρική, όπου υπάρχουν τα αρχαιότερα ίχνη μεταλλουργίας του σιδήρου, ο λειμωνίτης είναι το συχνότερα απαντώμενο σιδηρομετάλλευμα. Καθώς το θέρμαιναν, απέβαλλε νερό, οπότε όλο και μεγαλύτερο μέρος του λειμωνίτη μετατρεπόταν σε αιματίτη. Στη συνέχεια το μετάλλευμα σφυρηλατείτο σε θερμοκρασία άνω των 1250 °C, στην οποία ο μεταλλικός σίδηρος αρχίζει να συγκολλάται σε συσσωματώματα, ενώ οι μη μεταλλικές προσμίξεις πετιούνται με τη σφυρηλάτηση ως σπινθήρες. Με τον καιρό αναπτύχθηκαν σύνθετα συστήματα κατεργασίας του λειμωνίτη, ιδίως στην περιοχή της σημερινής Τανζανίας.Schmidt, Peter & Avery, Donald H.: «Complex Iron Smelting and Prehistoric Culture in Tanzania» Science, τόμος 201(τεύχ. 4361), σσ. 1085-1089, 22 Σεπτεμβρίου 1978 Παρά το γεγονός αυτό, ο αιματίτης και ο μαγνητίτης παρέμειναν τα προτιμώμενα μεταλλεύματα όταν η εξαγωγή του σιδήρου γινόταν με φρεατώδεις καμίνους. Μόνο με την εφεύρεση και διάδοση των υψικαμίνων (τον 1ο αιώνα π.Χ. στην ΚίναWagner, Donald B: «The earliest use of iron in China» , σσ. 1-9 στο (1999) Metals in Antiquity, εκδ. Archaeopress, Οξφόρδη 1999, ISBN 978-1-84171-008-2 και περί το 1150 μ.Χ. στην ΕυρώπηJockenhövel, Albrecht et al. (1997) "Archaeological Investigations on the Beginning of Blast Furnace-Technology in Central Europe" Abteilung für Ur- und Frühgeschichtliche Archäologie, Westfälische Wilhelms-Universität Münster; abstract published as: Jockenhövel, A. (1997) "Archaeological Investigations on the Beginning of Blast Furnace-Technology in Central Europe". In Crew, Peter and Crew, Susan (editors) (1997) Early Ironworking in Europe: Archaeology and Experiment: Abstracts of the International Conference at Plas Tan y Bwlch 19–25 Sept. 1997 (Plas Tan y Bwlch Occasional Papers No 3) Snowdonia National Park Study Centre, Gwynedd, Wales,  pp. 56–58. . Archived here by WebCite on 11 March 2012) ο φαιός λειμωνίτης μπορούσε να χρησιμοποιηθεί με καλύτερα αποτελέσματα.

Ως προς τη χρήση του λειμωνίτη ως χρωστικής, υπήρξε ένα από τα πρώτα υλικά ζωγραφικής και σχεδίου που χρησιμοποίησε ποτέ ο άνθρωπος. Μπορούμε να δούμε έργα με χρήση λειμωνίτη σε ζωγραφιές σε σπήλαια και άλλες βραχογραφίες της Νεολιθικής περιόδου.Wilford, John Noble (13 October 2011) «African Cave, Ancient Paint Factory Pushes Human Symbolic Thought ‘Far Back’» The New York Times, 14 Οκτωβρίου 2011, σελ. A-14. αρχειοθετήθηκε από το WebCite page 1 and page 2 στις 11 Μαρτίου 2012

Παραπομπές

 Εξωτερικοί σύνδεσμοι 
 Χαρακτηριστικά (αρχειοθετημένη ιστοσελίδα)
 Ο λειμωνίτης στο mindat.org
 Λειμωνίτης και χρυσός

Κατηγορία:Ορυκτά του σιδήρου
Κατηγορία:Πετρώματα