Магнитные свойства.

По магнитным свойствам выделяют магнитные, слабомагнитные и немагнитные минералы. Первые притягиваются простым (постоянным) магнитом. Таких минералов лишь несколько – это магнетит, пирротин, самородное железо, тетраферроплатина, изоферроплатина, железистая платина, некоторые разновидности ильменита, причем кристаллы и зёрна магнетита, пирротина, изредка ильменита сами по себе являются природными постоянными магнитами, имеющими силу и полярность настоящего магнита. К слабомагнитным относят те минералы, которые не притягивают простым магнитом, но приобретают магнитное свойство под действием электрического поля. Таковы, например, разные железистые силикаты, оксиды и гидроксиды железа, ильменит FeTiO , железистый сфалерит. Немагнитно большинство минералов – полевые шпаты, кальцит, кварц и др. Это разделение минералов на три группы удобно в практической работе геолога и используется при обогащении и переработке руд, но, конечно, оно условно, так как определяется уровнем техники изготовления магнитов и электромагнитов и произвольно принимаемыми граничными значениями магнитных свойств минералов в этих трёх группах. Степень магнитности минерала характеризуется удельной магнитной восприимчивостью אּ (каппа), её размерность см /г. Значение אּ у слабомагнитных минералов определяется взвешиванием в магнитном поле проб известного объёма и массы. Для сильномагнитных минералов используются другие, более сложные методы. Значения אּ минералов находятся в пределах приблизительно от +1,0 до – 0,5*10 см /г. За граничные для группы слабомагнитных минералов приняты значения אּ около +n*10 и n*10 см /г.

Физическая сущность явления намагничивания заключается в том, что каждый электрон, вращаясь вокруг своей оси, создаёт вокруг себя магнитное поле силой в один магнетон Бора (0,927*10 Дж/Тл). В зависимости от магнитной структуры (она определяется числом неспаренных электронов, их взаимной ориентацией в пространстве и общим характером химической связи) магнитные моменты атомов либо взаимно компенсируются (полностью или частично), либо этого не происходит. Все вещества, в том числе и минералы, делят на этой основе на диамагнитные, парамагнитные, ферромагнитные и антиферромагнитные (скомпенсированные и некомпенсированные, их ещё называют ферримагнитными). Степень намагничивания минералов возрастает от начала этого ряда к концу. Магнетит и пирротин являются некомпенсированными антиферромагнитными (иначе ферримагнитными) веществами.

Как любое свойство, магнетизм проявляется в пределах одного кристалла анизотропно. У магнетита, например, наибольшее намагничивание наблюдается вдоль осей симметрии L , их называют магнитными осями кристаллов. В одном кристалле магнетита четыре магнитные оси – по числу L . У пирротина одна магнитная ось, перпендикулярная таблитчатости его кристаллов.

Кристаллы магнетита и пирротина имеют доменное строение: в пределах одного кристалла или зерна выделяется множество мельчайших (от 10 до 10 см) участков с разными векторами намагниченности. Векторы соседних доменов обычно компенсируют друг друга, но эта структура может быть и нескомпенсированной.

Магнитные свойства магнетита, как и других изоморфных смесей, зависят от химического состава минерала: чем больше в магнетите алюминия и титана, занимающих структурные позиции Fe , тем слабее его магнитные свойства.

И, наконец, ещё одна способность магнитных свойств проявляется в зернистых агрегатах и рудах. Под действием магнитного поля Земли в течение геологического времени в них иногда происходит параллельная или близкая к этому ориентация векторов намагниченности отдельных зерен. Кусок руды превращается в природный магнит, он имеет свои полюса. Если при определении физических свойств руды, как вы думаете, магнетитовой, она не притягивает минерал, будьте внимательны: образец магнетитовой руды может притягивать один конец магнитной стрелки, а другой – отталкивать.