I principali minerali magnetici contenuti nelle rocce terrestri sono:
La Magnetite
L'Ematite
La Maghemite
La Goethite
La Pirrotina
La Greigite
I principali parametri magnetici che caratterizzano i suddetti minerali e che ne consentono l'individuazione nelle rocce sono:
la temperatura di Curie;
le eventuali temperature di transizione di fase;
i parameri di isteresi. Essi includono:
la magnetizzazione di saturazione (ovvero la magnetizzazione misurata durante l’azione del campo magnetico di saturazione: per unità di massa Js, per unità di volume Ms)
la magnetizzazione rimanente di saturazione (ovvero la magnetizzazione residua che si misura a campo magnetico nullo una volta che è stato rimosso il campo di saturazione: per unità di volume Mr)
il campo magnetico necessario per raggiungere la magnetizzazione di saturazione (Hsat)
la coercitività (Hc)
la coercitività della rimanenza (Hcr)


Magnetite

Fe3O4

Struttura cubica tipo “spinello inverso”. Cambiamento di struttura (da cubica ad ortorombica a 110-120 K, transizione di Verwey). Ferrimagnetica.

Temperatura di Curie: 580o C

Js = 90 - 93 Am2/kg

Ms = 480 kA/m

Hsat = 0.1 - 0.3 T

Hc = (30) 20 - 0.1 mT             Hcr = (50) 35 - 10 mT

I parametri di isteresi variano con le dimensioni e lo stato magnetico (singolo dominio=SD, pseudo singolo dominio=PSD, multidominio=MD):

Dimensioni critiche (per magnetite equidimensionale):

SPM --> SD : » 0.035 microns

SD --> PSD : 0.05 - 0.08 microns

PSD --> MD : 15 ¸ 20 microns




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Ematite

alpha - Fe2O3

Struttura trigonale, romboedrica, tipo corindone.

Antiferromagnetica inclinata.

Cambiamento di struttura a -10 ¸ -20o C (transizione di Morin).

Temperatura di Néel: 680o C

Js = 0.5 Am2/kg

Ms = 2.5 kA/m

Hc = 40 - 175 mT

Hcr = 270 - 535 mT

Hsat = 1.5 - 5 T
 

 

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Maghemite

gamma - Fe2O3

Struttura cubica, tipo magnetite.

Ferrimagnetica.

Temperatura di Curie = 590 - 675o C

Trasformazione in ematite a Ti variabile: 250oC < Ti < 900oC (frequente Ti = 350oC per granuli con dimensione < 1 x 10-6 m)

Js = 70 - 80 Am2/kg

Ms = 355 - 405 kA/m

Hc = 6 - 9 mT      Hcr = 17 - 23 mT        Hsat = 0.1 - 0.2 T

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Goethite

alpha - FeO.OH

Struttura ortorombica.

Antiferromagnetica.

Temperatura di Néel: 120o C (55-130o C)

Si trasforma in ematite in diagenesi.

Js < 1 Am2/kg

Ms < 2 kA/m

Hc = 25 - 252 mT            Hcr = 504 - 4025 mT

Hsat = ----
 



 

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Pirrotina

FeS1+x ; 0 <= x <= 0.14


 
Fe7S8 :
Struttura monoclina.
Ferrimagnetica. 
Transizione magnetica a 34oK
TCurie: 320-325o C 
Fe9S10 :
Struttura esagonale. 
Antiferromagnetica a 20oC.
Transizione l a 200-210o C
TCurie: 275-295o C

Js = 5 - 20 Am2/kg

Ms = 25 - 95 kA/m

Hc = 9 - 100 mT            Hcr = 10 -110 mT            Hsat = 0.5 -1 T


 

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Greigite

Fe3S4

Struttura cubica tipo magnetite.

Ferrimagnetica.

Temperatura massima di decomposizione: 330o C (fino a 380o C ?)

Js = 20-25 Am2/kg

Ms = 80-125 kA/m

Hc = 10 - 70 mT            Hcr = 45 - 95 mT           Hsat = 0.2 - 0.3 T

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