常呈不规则粒状、鳞片状或厚板状。在950℃以上钛铁矿与赤铁矿构成彻底类质同象。当温度降低时，即发作熔离，故钛铁矿中常富含细微鳞片状赤铁矿包体。钛铁矿色彩为铁黑色或钢灰色。条痕为钢灰色或黑色。含赤铁矿包体时呈褐色或带褐的红色条痕。金属-半金属光泽。不透明，无解理。硬度5~6.5，比重4~5。弱磁性。钛铁矿首要出现在超基性岩、基性岩、碱性岩、酸性岩及变质岩中。中国攀枝花钒钛磁铁矿床中，钛铁矿呈粒状或片状分布于钛磁铁矿等矿藏颗粒之间，或沿钛磁铁矿裂开面成定向片晶。
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