La mineralogía magnética es el estudio de las propiedades magnéticas de los minerales . La contribución de un mineral al magnetismo total de una roca depende en gran medida del tipo de orden o desorden magnético. Los minerales magnéticamente desordenados ( diamagnetos y paramagnetos ) contribuyen a un magnetismo débil y no tienen remanencia . Los minerales más importantes para el magnetismo de las rocas son los minerales que se pueden ordenar magnéticamente, al menos a algunas temperaturas. Estos son los ferromagnetos , ferrimagnetos y ciertos tipos de antiferromagnetos.. Estos minerales tienen una respuesta mucho más fuerte al campo y pueden tener una remanencia.
Minerales débilmente magnéticos
Minerales que no contienen hierro
La mayoría de los minerales sin hierro son diamagnéticos. [1] Algunos de estos minerales pueden tener una susceptibilidad magnética positiva significativa , por ejemplo , la serpentina , [2] pero esto se debe a que los minerales tienen inclusiones que contienen minerales fuertemente magnéticos como la magnetita . La susceptibilidad de tales minerales es negativa y pequeña (Cuadro 1).
Mineral | Susceptibilidad de volumen a temperatura ambiente (SI) |
---|---|
grafito | -80 hasta -200 |
calcita | -7,5 a -39 |
anhidrita | -14 hasta -60 |
yeso | -13 hasta -29 |
hielo | -9 |
ortoclasa | -13 hasta -17 |
magnesita | -15 |
forsterita | -12 |
hálito | -10 a -16 |
galena | -33 |
cuarzo | -13 hasta -17 |
celestina | -16 hasta -18 |
esfalerita | -31 hasta -750 |
Minerales paramagnéticos que contienen hierro
La mayoría de los carbonatos y silicatos que contienen hierro son paramagnéticos a todas las temperaturas. [1] Algunos sulfuros son paramagnéticos, pero algunos son fuertemente magnéticos (ver más abajo). Además, muchos de los minerales fuertemente magnéticos que se analizan a continuación son paramagnéticos por encima de una temperatura crítica (la temperatura de Curie o la temperatura de Néel ). En la Tabla 2 se dan las susceptibilidades para algunos minerales que contienen hierro. Las susceptibilidades son positivas y de un orden de magnitud o más grandes que las susceptibilidades diamagnéticas.
Mineral | Susceptibilidad de volumen (SI) |
---|---|
granate | 2700 |
illita | 410 |
montmorillonita | 330-350 |
biotita | 1.500-2.900 |
siderita | 1.300-11.000 |
cromita | 3.000-120.000 |
ortopiroxeno | 1.500-1.800 |
fayalita | 5.500 |
olivino | 1600 |
jacobsite | 25.000 |
franklinita | 450.000 |
Minerales fuertemente magnéticos
Óxidos de hierro-titanio
Muchos de los minerales magnéticos más importantes de la Tierra son óxidos de hierro y titanio . Sus composiciones se representan convenientemente en una gráfica ternaria con ejes correspondientes a las proporciones de Ti 4+ , Fe 2+ y Fe 3+ . Las regiones importantes en el diagrama incluyen las titanomagnetitas , que forman una línea de composiciones Fe 3-x Ti x O 4para x entre 0 y 1. En el extremo x = 0 está la magnetita , mientras que la composición x = 1 es ulvöspinel . Las titanomagnetitas tienen una estructura cristalina de espinela inversa y a altas temperaturas son una serie de solución sólida . Los cristales formados a partir de titanomagnetitas por oxidación deficiente en cationes se denominan titanomaghemitas , un ejemplo importante de las cuales es la maghemita . Otra serie, las titanohematitas , tienen hematita e ilmenita como miembros finales, por lo que también se denominan hemoilmenitas . [1] La estructura cristalina de la hematita es trigonal - hexagonal . Tiene la misma composición que la maghemita ; para distinguirlos, sus fórmulas químicas se dan generalmente como γ Fe 2 O 3para hematites y α Fe 2 O 3 para maghemita.
Sulfuros de hierro
La otra clase importante de minerales fuertemente magnéticos son los sulfuros de hierro , particularmente greigita y pirrotita .
Aleaciones de hierro
Al ser ambientes extraterrestres bajos en oxígeno, los minerales tienden a tener muy poco Fe 3+ . La fase magnética primaria en la Luna es la ferrita , la fase cúbica (bcc) del hierro centrada en el cuerpo. A medida que disminuye la proporción de hierro, la estructura cristalina cambia de bcc a cúbica centrada en la cara (fcc). Las mezclas de níquel y hierro tienden a extenderse en una mezcla de kamacita rica en hierro y taenita pobre en hierro . [3] : 27
Ver también
- Magnetoquímica
Referencias
- ↑ a b c Dunlop, David J .; Özdemir, Özden (1997). Magnetismo de las rocas: fundamentos y fronteras . Cambridge Univ. Presione . ISBN 0-521-32514-5.
- ^ a b c Hunt, Christopher P .; Moskowitz, Bruce P. (1995), "Propiedades magnéticas de rocas y minerales", en Ahrens, TJ (ed.), Rock Physics and Phase Relations: A Handbook of Physical Constants , 3 , Washington, DC: American Geophysical Union, págs. 189-204
- ^ O'Reilly, W. (1984). Magnetismo de rocas y minerales . Boston, MA: Springer EE. UU. ISBN 9781468484687.