Лимонит — гидратированная смесь окислов железа; важное сырьё для выплавки чугуна и стали. Состоит в основном из гётита, лепидокрокита и адсорбированной ими воды. Название происходит от греч. «леймон» — луг; первоначально оно использовалось по отношению к болотным и луговым железным рудам. Синонимы: бурый железняк, гидрогётит, руда болотная.
Состав — FeO·OH·nH2O. Представляет собой аморфное вещество, не имеющее постоянного состава. Первоначально лимонит определяли конкретной формулой (2Fe2O3·3H2O), а в группе гидроокислов железа также выделяли турьит и еще несколько минеральных видов, различающихся содержанием воды и некоторыми физическим свойствами. Позднее было доказано, что лимонит в основном состоит из скрытокристаллического гётита или лепидокрокита, а также небольшого количества гематита. А другие, еще более богатые водой разновидности гидроокислов железа фактически являются гидрогелями.
Поэтому лимонит не является самостоятельным минеральным видом. В наше время этот термин используется для обозначения плохо окристаллизованных гидроокислов железа — бурых железняков, реальный состав которых с трудом поддается определению.
Главной составной частью лимонита является гётит. Помимо лепидокрокита и гематита в нем также часто содержатся: глинозем, гидроокислы кремнезёма, глинистые минералы, продукты разложения органических веществ; реже — окиси титана, фосфора, никеля, хрома. Окраска: от желтовато-бурой у охристых разновидностей до тёмно-бурой; в плотных массах — черная.
Обычно изотропен. Матовый; стекловатые разновидности иногда имеют полуметаллический блеск. Непрозрачен; в тонких сколах плотных выделений иногда просвечивает красновато-бурым. Твердость: от 1 — 2 у землистых выделений до 4 — 4,5 у натечных образований с раковистым изломом. Спайность отсутствует. Удельный вес: 2,7 — 4,3 г/см3. Черта: от желтой до красно-бурой. Немагнитный, но при длительном нагревании приобретает магнитные свойства. Растворяется в соляной кислоте.
Обычно встречается в виде плотных колломорфных и рыхлых землистых масс. Реже образует оолиты и другие натечные агрегаты иногда причудливой, сталактитоподобной формы. На их бурой поверхности часто присутствуют тонкие черные корочки гётита, а иногда наблюдаются зеленые или красноватые иризирующие участки. Часто наблюдаются псевдоморфозы лимонита по пириту, пирротину, марказиту, оливину.
Лимонит распространен очень широко и может присутствовать в любых породах; встречается как биогенный остаток в болотах и почвах, отлагается из вод минеральных источников.
Образуется в поверхностных условиях, при полном доступе кислорода и прочих атмосферных агентов; преимущественно в результате окисления и последующего гидратирования железосодержащих минералов. Является одним из основных конечных продуктов изменений пирита, марказита, сидерита, ильваита, роговой обманки и многих других сульфидов, карбонатов, силикатов. Например, станнин (оловянный колчедан) в зонах окисления разлагается с частичным образованием касситерита и лимонита.
Образование гидроокислов железа на земной поверхности происходит буквально повсеместно. В наиболее значительных количествах бурые железняки образуются в зонах окисления сульфидных месторождений, где они представлены рыхлыми, комковатыми и плотными массами — так называемыми железными шляпами. Крупные скопления лимонита сосредоточены и в «молодых» осадочных железорудных месторождениях, которые образовались в прибрежных зонах морей и озер в период неогена (от 1 до 23 миллионов лет тому назад).
Наряду с гематитовыми и магнетитовыми рудами, бурые железняки являются важным промышленным сырьем, широко используемым при выплавке чугуна и стали. Их месторождения многочисленны и имеют самое различное происхождение.
В России наиболее известны: Бакальское (Южный Урал, близ Златоуста), где малофосфористые бурые железняки высокого качества образовались в результате окисления сидеритовых руд; Халиловское (Оренбургская обл.), которое возникло при выветривании и размыве серпентинитовых пород в юрском периоде (145 — 200 млн лет назад); болотные руды в Липецкой и Тульской областях. В Украине крупное месторождение бурых железняков расположено на Керченском полуострове, где мощные пласты руды залегают в тектонических прогибах (мульдах) среди осадочных пород, образовавшихся до начала последнего Ледникового периода.
В поверхностных условиях лимонит устойчив к выветриванию, но под воздействием кислых вод гидроокислы железа выщелачиваются и выносятся. При региональном метаморфизме, т. е. в условиях высоких температур и давлений, лимонит обезвоживается и переходит в гематит или магнетит.
Включениями лимонита обусловлены бурые пятна в яшмовидном красно-желтом халцедоне — эффектном поделочном камне, который также известен как «крыло попугая». Смесь массивного мелкозернистого куприта и лимонита иногда обрабатывают кабошоном. Гидроокислы железа присутствуют в качестве примеси и в других поделочных породах, например, в тератолите, — синем поделочном камне, состоящем в основном из каолинита, кварца и слюд, или в окремнелом крокидолите, добываемом на северо-востоке Франции (Вогезы), а также в Польше и Великобритании.
Лимонит, гётит и лепидокрокит чаще всего встречаются в природе в тесной ассоциации друг с другом. Различить их на практике очень непросто, зато групповая диагностика не представляет особых трудностей. Они легко узнаваемы по характерным скрытокристаллическим формам выделения, бурой окраске, желтовато-красным охристым примазкам, красновато-бурому цвету черты. Обычно в полевых условиях эти минералы определяются как лимонит, а точная диагностика при необходимости производятся в лаборатории при помощи специальных методов.
Среди прочих минералов на лимонит более всего похожи массивные разновидности ярозита, которые отличается жирностью на ощупь. А гидроокислы железа при растирании в пальцах кажутся жесткими и песчанистыми.