Ilmeniitti
Esiintyminen > Esiintymät magmakivissä

Magmakivien ilmeniittivarat ovat syntyneet, kun koostumukseltaan ferrodioriittiä tai gabroa oleviin magmoihin kerääntyy tiheitä ja hapekkaita fluideja magmojen jäähtyessä. Tällaisia malmeja kutsutaan V-Ti-Fe-malmeiksi. Ilmeniittimalmit sisältävät Kanadan kaivoksissa noin 35 % titaanidioksidia, Yhdysvalloissa pitoisuus on noin 20 %, Norjassa 18 % ja Suomessa 13 %. Näiden malmien suora käyttö teollisuudessa on vähentynyt niiden suuren rautapitoisuuden vuoksi.
Pääasiassa ilmenomagnetiittia sisältävät V-Ti-Fe-malmit ovat melko yleisiä, koska sekä rauta että titaani ovat yleisiä alkuaineita maapallon kuoressa. Malmit esiintyvät kerrosmyötäisinä ja linssimäisinä ja niiden primäärit isäntäkivet ovat anortosiitit, anortosiittiset gabrot ja gabrot. Tällaisten emäksisien magmojen viskositeetti on niin pieni, että sekä kiteinen että sulakin malmiaines voivat gravitatiivisesti erottua melko helposti intruusion sisäisiksi muodostumiksi, malmeiksi. Ilmeniitin magmakivien malmiot ovat massiivisissa anortosiiteissa. Suuria määriä ilmeniittiä löytyy myös kerrosintruusioista, mutta niiden hyödyntäminen on kaupallisesti haastavaa, koska niissä on mukana paljon magnetiittia.
V-Ti-Fe-malmeja syntyy ferrodioriittisissa intruusioissa, joissa ainakin kiteytymisen alkuvaiheessa vesipitoisuus on ollut matala, mutta hapen osapaine ja kiteytymislämpötila ovat olleet korkeat. Nämä olosuhteet suosivat plagioklaasin kiteytymistä, jolloin mafisten mineraalien magnesiumpitoisuus suhteessa rautaan nousee. Jäännössula sisältää paljon piidioksidia, rautaa, titaania ja vanadiinia, mikäli kiteytyminen etenee loppuun asti. Tällaista differentiaatiosarjaa kutsutaan Fennerin sarjaksi.
Magma kiteytyy loppuun asti Fennerin sarjan mukaisesti vain harvoin. Vesi rikastuu hiljalleen jäännössulassa, jolloin se kohottaa hapen fugasiteettia ja laskee kiteytymislämpötilaa. Kolmenarvoisen raudan lisääntyessä titaanipitoinen fluidi alkaa kiteytyä. Tuloksena syntyy ilmenomagnetiittia. Kyseessä on siis tiheä titaanipitoinen fluidi, joka painonsa vuoksi vajoaa sekoittumattomana isäntämagmassa ja kumuloituu magmakammion pohjalle. Se voi kiteytyä sinne tai jatkaa matkaansa alla oleviin magmarakenteisiin, jotka ovat usein anortosiitteja.
Ilmenomagnetiitilla tarkoitetaan magnetiitin ja ilmeniitin yhteenkasvettumaa. Ne ovat syntyneet yli 800 °C:n lämpötilassa. Ilmeniitti on magnetiitin sisällä oktaedripintojen suuntaisina lamelleina tai epäsäännöllisinä rakeina. Alkuainesuhteista, lämpötilasta ja hapen fugasiteetista riippuen erilaisia suotautumarakenteita esiintyy niin hematiitissa kuin ilmeniitissäkin. Lamellirakenteet ovat metamorfoitumattomissa malmeissa usein niin hienorakenteisia, ettei mineraaleja pystytä erottelemaan jauhamalla. Anortosiittien ilmeniittiesiintymät ovatkin usein käyneet läpi korkean asteen metamorfoosin, jossa niiden yhteenkasvettumat ovat erottuneet omiksi faaseikseen. Ilmeniitin esiintyminen omassa faasissaan on taloudellisesti erittäin tärkeää, jotta esiintymää pystyttäisiin louhimaan kannattavasti. Yhteenkasvettumina esiintyvä ilmeniitti on yleensä kaivannaisteollisuutta ajatellen toistaiseksi arvotonta.
Kaupallisesti tärkeimmät massiivisten anortosiittien ilmeniittimineralisaatiot ovat Lac Allardin esiintymä Quebecissa Kanadassa ja Tellnesin esiintymä Etelä-Norjassa. Muita tämän tyyppisiä mineralisaatioita ovat esimerkiksi Otanmäen esiintymä Suomessa sekä Yhdysvalloissa sijaitsevat Sandford-järven, Roselandin, San Gabrielin ja Duluthin esiintymät. Näiden mineralisaatioiden titaanidioksidipitoisuus on verrattain pieni, koska ilmeniitti esiintyy hematiitin ja magnetiitin yhteydessä, mutta kaupallinen potentiaali saattaa tulevaisuudessa kasvaa, koska esiintymät ovat melko yleisiä.
Tyypillisesti anortosiittien ilmeniittiesiintymät ovat emäksisissä kivissä, jolloin ilmeniitti sisältää tavallista enemmän kalsiumia ja magnesiumia. Tämän vuoksi näiden esiintymien ilmeniittiä ei voida käyttää raaka-aineena kaikkiin teollisiin sovelluksiin. On kuitenkin kehitetty teollisia prosesseja, joilla voidaan poistaa näitä alkalimetalleja ilmeniitistä.