其中Fe3的類質同向代替有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。
       產于變質礦床和內生礦床中，氧化后變為赤鐵礦或褐鐵礦，是煉鐵的主要原料。

       磁鐵礦其中FeO=31%，Fe2O3=69%，理論含鐵量為72.4%。這種礦石有時含有TiO2及V2O5組合復合礦石，分別稱為鈦磁鐵礦或礬鈦磁鐵礦。在自然純磁鐵礦礦石很少遇到，常常由于地表氧化作用使部分磁鐵礦氧化轉變為半假象赤鐵礦和假象赤鐵礦。所謂假象赤鐵礦就是磁鐵礦（Fe3O4）氧化成赤鐵礦（Fe2O3），但它仍保留原來磁鐵礦的外形，所以叫做假象赤鐵礦。磁鐵礦具有強磁性，晶體常成八面體，少數為菱形十二面體。集合體常成致密的塊狀，顏色條痕為鐵黑色，半金屬光澤，相對密度4.9～5.2，硬度5.5～6，脈石主要是石英及硅酸鹽。還原性差，一般含有害雜質硫和磷較高。
       赤鐵礦石：Fe2O3
       赤鐵礦化學成分為Fe2O3、晶體屬六方晶系的氧化物礦物。與等軸晶系的磁赤鐵礦成同質多象。晶體常呈板狀;集合體通常呈片狀、鱗片狀、腎狀、鮞狀、塊狀或土狀等。呈紅褐、鋼灰至鐵黑等色，條痕均為櫻紅色。金屬至半金屬光澤。摩斯硬度5.5~6.5，比重4.9~5.3。呈鐵黑色、金屬光澤、片狀的赤鐵礦稱為鏡鐵礦;呈鋼灰色、金屬光澤、鱗片狀的稱為云母赤鐵礦，中國古稱"云子鐵";呈紅褐色土狀而光澤暗淡的稱為赭石，中國古稱"代赭"，而以"赭石"泛指赤鐵礦。
       常含類質同像替代的Ti、Al、Mn、Fe2、Ca、Mg及少量的Ga、Co; 常含金紅石、鈦鐵礦的微包裹體。隱晶質致密塊體中常有機械混入物SiO2、Al2O3。纖維狀或土狀者含水。據成分可劃分出鈦赤鐵礦、鋁赤鐵礦、鎂赤鐵礦、水赤鐵礦等變種。

       赤鐵礦赤鐵礦為無水氧化鐵礦石，其化學式為Fe2O3，理論含鐵量為70%。這種礦石在自然界中經常形成巨大的礦床，從埋藏和開采量來說，它都是工業生產的主要礦石。
       赤鐵礦含鐵量一般為50%～60%，含有害雜質硫和磷比較少，還原較磁鐵礦好，因此，赤鐵礦是一種比較優良的煉鐵原料。赤鐵礦有原生的，也有野生的，再生的赤鐵礦的磁鐵礦經過氧化以后失去磁性，但仍保存著磁鐵礦的結晶形狀的假象赤鐵礦，在假象赤鐵礦中經常含有一些殘余的磁鐵礦。有時赤鐵礦中也含有一些赤鐵礦的風化產物，如褐鐵礦（2Fe2O3·3H2O）。赤鐵礦具有半金屬光澤，結晶者硬度為5.5～6，土狀赤鐵礦硬度很低，相對密度4.9～5.3，僅有弱磁性，脈石為硅酸鹽。
       褐鐵礦石：2Fe2O3·3H2O
       褐鐵礦是主要的鐵礦物之一，它是以含水氧化鐵為主要成分的、褐色的天然多礦物混合物。但它的含鐵量并不高，是次要的鐵礦石。先認為褐鐵礦是成分為 2Fe2O3·3H2O的一種獨立礦物，但X射線衍射分析表明,它們大部分是隱晶質的針鐵礦，可混有纖鐵礦、赤鐵礦、石英、粘土等，含吸附水及毛管水，成分可變，但基本上為 FeO(OH)·nH2O。物理性質亦可變,但總是呈各種色調的褐色。
       由它于屬于含鐵礦物的風化產物(Fe2O3·nH2O)，成分不純，水的含量變化也很大。通常呈黃褐至褐黑色，條痕為黃褐色，半金屬光澤，塊狀、鐘乳狀、葡萄狀、疏松多孔狀或粉末狀，也常呈結核狀或黃鐵礦晶形的假象出現。硬度隨礦物形態而異，無磁性。褐鐵礦是氧化條件下極為普遍的次生物質，在硫化礦床氧化帶中常構成紅色的"鐵帽"，可作為找礦的標志。
       褐鐵礦和高硅型褐鐵礦兩大類。矽卡巖褐鐵礦占66%，高硅型褐鐵礦占34%，矽卡巖褐鐵礦主要由褐鐵礦、赤鐵礦和石英組成，高硅型褐鐵礦主要由褐鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦和石英組成。褐鐵礦石中的礦物種類有26種之多，但主要是褐鐵礦和石英，其他含量甚微。

        褐鐵礦褐鐵礦是含水氧化鐵礦石，是由其他礦石風化后生成的，在自然界中分布得最廣泛，但礦床埋藏量大的并不多見。其化學式為nFe2O3·mH2O(n=1～3、m=1～4)。褐鐵礦實際上是由針鐵礦（Fe2O3·H2O）、水針鐵礦（2Fe2O3·H2O）和含不同結晶水的氧化鐵以及泥質物質的混合物所組成的。褐鐵礦中絕大部分含鐵礦物是以2Fe2O3·H2O形式存在的。一般褐鐵礦石含鐵量為37%～55%，有時含磷較高。褐鐵礦的吸水性很強，一般都吸附著大量的水分，在焙燒或入高爐受熱后去掉游離水和結晶水，礦石氣孔率因而增加，大大改善了礦石的還原性。所以褐鐵礦比赤鐵礦和磁鐵礦的還原性都要好。同時，由于去掉了水分相應地提高了礦石的含鐵量。
       菱鐵礦石：FeCO3
       鐵的碳酸鹽礦物，成分為FeCO3.經常有錳、鎂等替代鐵，形成錳菱鐵礦、鎂菱鐵礦等變種。三方晶系，晶體呈菱面體，晶面往往彎曲；集合體呈粒狀、塊狀或結核狀。顯晶質球粒狀的稱球菱鐵礦；隱晶質凝膠狀的稱膠菱鐵礦。菱鐵礦一般呈灰白或黃白色，風化后呈褐色、褐黑色。莫氏硬度4，比重3.7～4.0，隨成分中Mn和Mg含量的升高而降低。熱液成因的，菱鐵礦常見于金屬礦脈中；沉積成因的菱鐵礦，常見于頁巖層、粘土層和煤層中。氧化帶易水解成褐鐵礦，形成鐵帽。菱鐵礦大量聚集而且硫、磷等有害雜質的含量小于0.04%時，可作為鐵礦石開采。
       菱鐵礦常呈結核體或放射狀球粒結構的菱鐵礦產出；鐵的硫化物包括黃鐵礦和白鐵礦。

        菱鐵礦理論含鐵量48.2%。在自然界中，有工業開采價值的菱鐵礦比其他三種礦石都少。菱鐵礦很容易被分解氧化成褐鐵礦。一般含鐵量不高，但受熱分解出CO2以后，不僅含鐵量顯著提高而且也變得多孔，還原性很好。