磁性礦物學是以各類岩石中所含磁性載體即賦於岩石以穩定剩餘磁性的礦物為對象，研究礦物成分、晶體結構、磁學狀態及其在不同物理化學條件下的變化的學科。
基本介紹
- 中文名：磁性礦物學
- 基礎：鐵磁學
- 研究對象：各類岩石中所含磁性載體
- 研究狀態：不同物理化學條件
歷史,特性,研究,
歷史
被人類認識的最早並在實踐中加以套用的磁性礦物是磁石，或在我國歷史上被稱為“慈石”的磁鐵礦。兩千年前中國人發明磁羅盤就是磁性礦物套用的典型範例。經過數百年的探索，到19世紀中葉，人們對自然界中由各種礦物組成的岩石具有磁性這一普遍現象有了清楚的認識，並開始對各種礦物的磁學性質進行深入的科學研究。結果發現，組成岩石的大多數礦物屬於非磁性的，只有鐵、鈦的氧化物、氫氧化物及硫化物等有利於岩石的穩定剩磁。
特性
以鐵磁學為基礎，觀測礦物成分、顆粒大小與形狀、氧化程度、磁疇結構等，研究礦物的磁學狀態及其變化。表征礦物磁學性質的參數有磁化率、飽和磁化強度、矯頑力、居里溫度等等。
自然界的各類岩石中最常見的磁性礦物有鐵鈦、鐵錳氧化物及氫氧化物、鐵的硫化物以及鐵、鈷、鎳、合金等等。科學家們認為，這些礦物的磁學狀態除鐵鈷鎳及其合金之類屬鐵磁性外，其餘則屬反鐵磁性（如鈦鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦、鈦尖晶石及隕硫鐵等），或鐵氧體性（如磁鐵礦、磁赤鐵礦、磁黃鐵礦、錳尖晶石等）。其中鐵氧體性的磁鐵礦、磁赤鐵礦的磁性最強。
處在不同物理、化學條件下獲得剩磁的各類岩石有著不同的磁性載體。例如，大多數火成岩的磁性載體是鈦磁鐵礦和鐵赤鐵礦，純鐵和鐵鎳合金不多見，但月球岩石的磁學性質卻與所含鐵及其合金有關；深海沉積的主要磁性載體為鈦磁鐵礦；陸地沉積岩的磁性礦物學問題極為複雜，因為這些沉積物都是由原來的火成岩、沉積岩與變質岩的碎屑沉積而來。最新研究結果發現，某些大陸及海洋沉積的主要磁性載體可能是細菌磁鐵礦。現已發現，有些超磁性細菌甚至在無空氣、缺氧的環境下亦能生存。因此，生物起源的磁性礦物可能比原來想像的更普遍。此外，有些磁性礦物是通過自生和成岩作用形成的，但從根本上說，各類岩石所獲穩定剩磁大多來源於攜帶剩磁的磁性礦物顆粒。所以火成岩中的鈦鐵氧化物一直是磁性礦物學研究的重點對象。
磁性礦物除在高溫下形成固液體系列、低溫時發生脫溶現象之外，還會在各種溫度條件下發生氧化現象，這對磁性礦物的組合及結構都有一定的影響。此外，磁性礦物的化學變化有時會導致明顯的磁性變化，即所謂的化學變化的磁效應。雖然這種效應有時不明顯，但某些岩石的重磁化現象確實應認為是由自然界中發生的化學變化所帶來的。
至於磁性礦物的顆粒大小、形狀及矯頑力、居里溫度等還與岩石的生成方式有著密切關係。
研究
研究礦物的磁學性質、測定磁學參數的方法和儀器經數百年的發展至今正日趨完善。今天人們可以利用各種類型的光學及電子顯微鏡對人工合成及天然樣品進行磁疇結構的觀測，利用穆斯堡爾譜測定含鐵礦物的氧化狀態。此外，電子探針、X衍射、化學分析等手段都適於礦物成分的鑑定。
磁性礦物學研究的結果不僅是磁學、古磁學、岩石磁學等基礎、套用基礎研究的必不可少的基本數據，而且在磁性材料的開發套用中，特別是記錄材料的研製中，有關礦物磁學性質的研究無疑具有廣泛的套用前景，例如，在日常生活及科研工作中無處不用的磁碟、磁帶等就極為重要，它的生產原料就是立方晶系的磁赤鐵礦。
