磁鐵礦的化學成分為Fe3O4，晶體屬等軸晶系的氧化物礦物，晶體常呈八面體和菱形十二面體、集合體呈粒狀或塊狀。完好單晶形呈八面體或菱形十二面體，呈菱形十二面體時，菱形面上常有平行該晶面長對角線方向的條紋。集合體為致密塊狀或粒狀。顏色為鐵黑色，條痕呈黑色，金屬光澤或半金屬光澤，不透明，無解理，摩氏硬度5.5-6，比重4.8-5.3。因為它具有強磁性，中國古代又稱為慈石、磁石、玄石。是礦物中磁性最強的，能被永久磁鐵吸引，中國古代的指南針"司南"就是利用這一特性制成的。氧化后變為赤鐵礦或褐鐵礦。
磁鐵礦分布廣，有多種成因。生于變質礦床和內生礦床中，巖漿成因礦床以瑞典基魯納為典型；火山作用有關的礦漿直接形成的以智利拉克鐵礦為典型；接觸變質形成的鐵礦以中國大冶鐵礦為典型；含鐵沉積巖層經區域變質作用形成的鐵礦，品位低規模大，俄羅斯、北美、巴西、澳大利亞和中國遼寧鞍山等地都有大量產出。磁鐵礦是煉鐵的主要礦物原料，也是傳統的中藥材。
[晶體化學] 理論組成(wB%)：FeO 31.03，Fe2O3 68.96。其中Fe3 的類質同像代替有Al3 、Ti4 、Cr3 、V3 等；替代Fe2 的有Mg2 、Mn2 、Zn2 、Ni2 、Co2 、Cu2 、Ge2 等。
當Ti4 代替Fe3 時，伴隨有Fe2 —Fe3 、Mg2 —Fe2 和V3 —Fe3 ；Ti亦可以鈦鐵礦或鈦鐵晶石的細小包裹體呈定向連生形式存在，系由固溶體出溶而成。在>600℃時，形成磁鐵礦FeFe2O4—Fe2TiO4完全固溶體，礦物結構式：Fe3 [Fe2 1-xFe3 1-2xTi4 x]O4(0≤x≤0.2)；Fe3 1.2-xFe2 x-0.2[Fe2 1.2Fe3 0.8-xTi4 x]O4(0.2≤x≤0.8)；Fe3 2-2xFe2 2x-1[Fe2 2-xTi4 x]O4(0.8≤x≤1)；其中方括號中的陽離子為八面體配位。在>500℃時則形成FeFe2O4—FeTiO3完全固溶體；隨溫度的下降，固溶體發生出溶。
當Ti4 代替Fe3 25%者稱鈦磁鐵礦。含釩鈦較多時，則稱釩鈦磁鐵礦。含鉻者稱鉻磁鐵礦。鈦磁鐵礦與釩鈦磁鐵礦在高溫時形成固溶體，溫度下降時發生出溶，在光片中可看到鈦鐵礦在磁鐵礦晶粒中生成的顯微定向連生常沿磁鐵礦的八面體裂開分布，叫鈦鐵磁鐵礦。磁鐵礦中的Fe2>25%時稱含鈦磁鐵礦，TiO2<，其中TiO2 可被Mg2 代替，構成磁鐵礦－鎂鐵礦完全類質同像系列。
[結構與形態] 等軸晶系，a0=0.8396nm；Z=8。反尖晶石型結構。即1/2的Fe3 和全部的Fe2 占據八面體位置，另1/2的Fe3 占據四面體位置。晶格常數a0隨Al3 、Cr3 、Mg2 替代量的增大而減小；隨Ti4 、Mn2 的替代量增高而增大。
六八面體晶類，Oh-m3m(3L44L36L29PC)。晶體常呈八面體和菱形十二面體。在菱形十二面體的菱形晶面上常有平行于該面長對角線方向的條紋，為和的聚形紋(圖4-4-3)。依尖晶石律成雙晶。集合體通常成致密粒狀塊體。
[物理性質] 黑色。條痕黑色。半金屬至金屬光澤。不透明。無解理，有時可見‖的裂開，往往為含鈦磁鐵礦中呈顯微狀的鈦鐵晶石、鈦磁鐵礦的包裹體在｛111｝方向定向排列所致。性脆。硬度5.5~6。相對密度4.9~5.2。具強磁性，居里點（Tc）578℃。居里點是磁性礦物的一種熱磁效應，為磁性或反磁性物質加熱轉變為順磁性物質的臨界溫度值。
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