磁铁矿的主要成分是Fe3O4，晶体是等轴晶系的氧化物矿物。晶体通常为八面体和菱形十二面体，集合体呈粒状或块状。铁，或深靛蓝。黑色条纹，半金属光泽。不透明，无解理，断口不均匀。硬度5.5-6.5。密度为5.16~5.18克/立方厘米。强磁性，易碎，无嗅无味。常见于岩浆岩和变质岩中。
化学成分:FeO31.03%，Fe2O368.96%。其中，铁的类质同象被铝、钛、铬、钒等取代。铁由镁、锰、锌、镍、钴、铜、锗等代替。Ti代替Fe时，伴随有Mg-Fe和V-Fe；Ti也可以以钛铁矿或钛铁矿晶石的微细包裹体定向共生的形式存在，从固溶体中溶解。在>600℃时，形成磁铁矿Fe2O4—Fe2TiO4的完全固溶体，
矿物结构式:Fe3[Fe21-XFE31-2xti4x]O4(0≤x≤0.2)；Fe31.2-xFe2x-0.2[Fe21.2Fe30.8-xTi4x]O4(0.2≤x≤0.8)；fe32-2xfe22x-1[Fe22-xTi4x]O4(0.8≤x≤1)；方括号中的阳离子是八面体配位。在>500℃时，形成Fe2O4—FeTiO3的完全固溶体。随着温度的降低，固溶体析出。当Ti用25%的TiO2代替Fe时，称为含钛磁铁矿。
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