白铁矿（Marcasite）常被称为“白铁色黄铁矿”，是一种重要的硫化铁矿物，化学式为 FeS₂。虽然它的化学成分与广为人知的黄铁矿完全相同，但由于它属于斜方晶系而非等轴晶系，因此被归类为同质异像体。这种结构上的差异决定了其独特的物理性质：新鲜的白铁矿表面通常呈现淡青铜黄色至近白色的金属光泽，但在暴露于空气中时，容易失去光泽并形成深黄色或褐色的氧化层。白铁矿最显著的特征或许是其内在的不稳定性。它比黄铁矿脆得多，极易发生被称为“黄铁矿腐烂”或“白铁矿病”的化学反应。在高湿度环境下，该矿物会与水分和氧气反应，生成硫酸铁和硫酸，这一过程会导致标本物理崩解并损坏周围的材料。
白铁矿的形成通常与低温、高酸性的地质环境有关，这使其主要发育路径与黄铁矿截然不同。它最常见于石灰岩、页岩和煤层等沉积岩中，常以结核、结块的形式产出，或作为化石有机物中的交代矿物。白铁矿在相对较低的温度下从热液溶液中沉淀而成，或在酸性地下水存在的情况下，通过磁黄铁矿或黄铜矿等其他富铁矿物的蚀变发育而成。从形态上看，白铁矿以其独特的晶体习性著称，这与其同质异像体的立方体或五角十二面体形式完全不同。它经常表现为板状、矛状或放射状晶体。一种特别著名的形态是“鸡冠状集合体”，即多组双晶以锯齿状模式生长在一起，形似公鸡的冠部。这些构造常发现于铅锌矿床中，那里的成矿流体具有足够的酸性，使矿物更倾向于形成斜方结构而非等轴结构。
在历史上，“白铁矿”（marcasite）一词曾被更广泛地用于描述包括黄铁矿在すす内的所有硫化铁矿物，直到 18 和 19 世纪矿物学家才将两者明确区分开来。在珠宝与时尚领域，“白铁矿首饰”拥有悠久的历史，尤其是在维多利亚时代和装饰艺术（Art Deco）运动时期。有趣的是，大多数历史和现代的“白铁矿”首饰实际上是由经过切磨的黄铁矿制成的，因为真正的白铁矿过于不稳定且易碎，不适合长期佩戴。在维多利亚时代，它作为一种高雅且平价的钻石替代品而广受欢迎，通常镶嵌在 925 银（Sterling Silver）中，以提供一种微妙的金属闪光。
白铁矿的变种与形态习性
虽然白铁矿是一种具有固定化学式 (FeS₂) 的特定矿物物种，但根据其物理形态、生长环境或独特的结构呈现，它表现出几种不同的变种。在矿物学中，这些变种通常根据其“习性”或“形态”而非化学亚种来进行分类。
鸡冠状白铁矿（又称矛头状白铁矿）
这是最具代表性且视觉冲击力最强的变种。它由多个板状或矛状晶体组成，这些晶体在 {101} 面上发生双晶。这些双晶以放射状、锯齿状的集群形式生长，极像公鸡的冠部。它们常发现于热液脉矿床中。
放射状白铁矿
这种变种常发现于沉积结核或团块中，其特征是晶体从中心点向外呈针状（acicular）或纤维状排列生长。当这些结核被切开或打破时，会展现出灿烂的、如旭日放射状的内部结构，并带有强烈的金属光泽。
矛头状白铁矿
这是一个用于描述白铁矿中特定双晶类型的专业术语。它指的是矛头状的双晶，其中两个单晶以特定方式结合，形成明显的“V”形或箭头形状。这种形态在欧洲的白垩层和石灰岩沉积物中尤为常见。
球状或肾状白铁矿
这种变种以圆形的、葡萄状（botryoidal）或肾状（reniform）集合体的形式产出。由于表面氧化，它们的外观通常呈现光滑且深色，但断面会展现出白铁矿典型的放射状内部结构。
毛发状白铁矿（Capillary Marcasite）
这是一种极其脆弱的变种，矿物形成异常细微的毛发状纤维。它们常发现于其他矿物的空隙或晶洞内部，在宿主岩石表面形成绒毛状或天鹅绒般的视觉效果。
假象白铁矿（Pseudomorphous Marcasite）
假象白铁矿（Pseudomorphous marcasite）发生于该矿物通过化学作用取代预先存在的物质，同时忠实地保留了原物质的外部几何形状。这一过程在化石置换中最为常见，白铁矿在菊石、双壳类或古代木材等有机结构中沉淀，以金属质感、黄铜色的铸件形式保留下复杂的生物细节。此外，它还可以通过取代磁黄铁矿或萤石等前驱硫化物形成矿物假象；在这些情况下，尽管白铁矿自身具有正交晶系的内部晶格，但它仍保持了前序矿物的立方或六方外部对称性。这种现象是地质学家的重要研究工具，因为它清晰地记录了地质场址内不断变化的化学环境和流体组分。
彩虹色白铁矿
虽然这不是一种独立的结构变种，但某些标本会形成一层薄薄的氧化表面层，从而产生鲜艳的多彩（晕彩）光泽。当矿物暴露在特定的特定大气条件下时，这种现象会自然发生，尽管它也可能是毁灭性“白铁矿腐蚀”的前兆。
晶体习性与晶体学
白铁矿在正交晶系（空间群 Pnnm）中结晶，这从根本上决定了其多样且独特的晶体习性。与其同质多象体黄铁矿中常见的等轴晶系立方体或五角十二面体不同，白铁矿通常形成板状、圆盘状或矛状晶体。其最具代表性的形态表现之一是“鸡冠状”集合体，这是在 {101} 面上反复双晶的结果。这些双晶形成了锯齿状、放射状的集群，酷似公鸡的冠部。此外，白铁矿经常以球状或肾状块体产出，内部具有放射纤维状结构。它作为假象矿物中的置换矿物也很常见，在这种情况下，它占据了不同矿物或有机物（如木材或软体动物壳）的外部形态，同时保持其自身的正交晶系内部结构。
光学特性
在矿相学（矿石显微镜）和矿物光学研究中，白铁矿被归类为不透明矿物。在反射单偏光下观察时，它表现出高反射率以及特征性的奶油白至淡黄色。白铁矿的主要鉴定特征是其强烈的双反射（bireflectance）和明显的反射多色性（pleochroism），这使得载物台旋转时会出现可见的颜色变化——从白色到淡黄色，甚至呈现绿褐色。在正交偏光下，白铁矿表现出极强的非均质性（anisotropy），产生鲜艳的偏光色，如蓝色、绿色和紫色。这种极端的显微光学活性是将其与黄铁矿区分开的关键，因为黄铁矿是均质体，在正交偏光下保持全灭（黑暗）。此外，白铁矿的反射率略高于黄铁矿，使其在新鲜的抛光面上看起来“更白”。对于地质学家和矿物学家来说，这些光学参数在鉴定复杂矿物基质中的细粒硫化物组合时至关重要。
物理与化学性质
白铁矿的物理特性由其金属密度和极高的脆性所决定。其莫氏硬度为 6 至 6.5，比重介于 4.85 至 4.89 之间。其韧性被描述为脆性，且缺乏明显的解理，而是表现出参差状至准贝壳状断口。在宏观层面，它呈现出灿烂的金属光泽，并具有深灰绿色至黑色的条痕。
在化学成分上，白铁矿是一种二硫化铁（FeS₂），作为黄铁矿的一种亚稳态同质多象体存在。它对环境条件极度敏感，尤其是大气湿度。在水分和氧气存在的情况下，该矿物会经历放热氧化过程，在矿物学中被称为“白铁矿腐蚀”或“黄铁矿病”。这种化学分解涉及硫离子氧化为硫酸（H₂SO₄），并形成各种水合硫酸铁，如水绿矾（FeSO₄·7H₂O）。该反应通常伴有明显的硫磺味和体积的显著增加，导致标本开裂、膨胀，并最终崩解成细小的酸性粉末。因此，白铁矿的保存需要严格控制的低湿度环境，以防止快速的结构降解。
珠宝应用与现代用途
在宝石学和装饰艺术的专业领域，白铁矿有着独特但常被误解的应用。它主要用于生产“白铁矿珠宝”，这种风格的特点是将微小的、玫瑰式切工的金属质感宝石密镶在标准纯银中。这种美学在维多利亚时代、爱德华时代和装饰艺术（Art Deco）时期达到了鼎盛，当时它是钻石光芒的一种高雅且更易获得的替代品。然而，由于真正的正交晶系白铁矿固有的不稳定性及极大的脆性，几乎所有标为该名称的商业珠宝实际上都是由其更稳定的同质多象体——黄铁矿（Pyrite）制成的。黄铁矿对“黄铁矿病”和机械应力具有更优异的抵抗力，使其成为必须经受日常佩戴的刻面宝石的首选材料。这些作品通常采用复古灵感的图案设计，如花卉纹样、蝴蝶和装饰艺术几何图形，宝石柔和的金属光泽营造出一种优雅的古董质感。
除了在珠宝贸易中的应用外，由于白铁矿的化学挥发性（不稳定性），其实际应用相对有限。在工业背景下，白铁矿历史上曾被用作生产硫酸（H₂SO₄）的次要硫源，特别是在其他硫源匮乏的地区。然而，这种用途已在很大程度上被石油和天然气加工中更高效的硫回收方法所取代。如今，它的主要价值存在于科学研究和收藏市场。对于矿物学家而言，白铁矿是研究低温热液系统和沉积地球化学的重要课题。对于矿物收藏家来说，高品质的“鸡冠状”集合体和具有晕彩表面的标本因其复杂的晶体学特征和美学吸引力而备受青睐。尽管缺乏广泛的工业用途，白铁矿仍然是古环境重建中的关键矿物，它在地质记录中的出现可以作为强酸性、厌氧环境的精确指示剂。