Magnetite and its transformation to hematite in a soil derived from steatite
Loading...
Files
Date
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Revista Brasileira de Ciência do Solo
Abstract
The main objective of this work was to characterize the magnetic minerals and to identify their pedogenic transformation on a steatite-forming soil of Minas Gerais, Brazil. The iron-rich spinel phase was characterized by chemical analysis, powder X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy, with and without an externally applied magnetic field of 6 tesla, and saturation magnetization measurements. Nearly stoichiometric and well-crystallized magnetite was the only magnetic mineral actually detected. The cubic unit cell parameter of the fresh rock magnetite was found to be ao = 0.8407(5) nm. Hematite (hexagonal cell; a = 0.5036(3) nm, c = 1.375(4) nm) was detected in the altered rock and in the sand-soil and silt-soil fractions. Magnetite is assumed to transform into hematite during pedogenesis through progressive oxidation of structural Fe2+ to Fe3+. In partially oxidized magnetites, a relatively small proportion of Fe3+ was interpreted as being uncoupled from the Fe2+-Fe3+ charge transfer system, in octahedral sites of the spinel structure. Compositional formulae of magnetite with different degrees of non-stoichiometry are proposed. Ilmenite was found in minor proportions in the magnetically extracted portions from both rock and soil samples.
O presente trabalho objetivou caracterizar o mineral magnético e identificar suas rotas pedogenéticas de transformação em um solo formado sobre esteatito, de Minas Gerais, Brasil. O óxido de ferro isoestrutural ao espinélio foi identificado e caracterizado por análises químicas, difração de raios X, espectroscopia Mössbauer e medidas de magnetização de saturação. Na rocha fresca, foi encontrada magnetita estequiométrica e bem cristalizada, com parâmetro da rede cúbica, ao = 0.8407(5) nm. Nas frações areia e silte, foram detectadas magnetita parcialmente alterada e hematita estequiométrica e bem cristalizada, com parâmetros da rede hexagonal, a = 0.5036(3) nm e c = 1.375(4) nm. A ocorrência dessas hematitas deveu-se principalmente à oxidação do Fe2+ a Fe3+, no sítio octaédrico da magnetita, durante a pedogênese. Esse processo foi caracterizado pelo aparecimento de pequena quantidade de Fe3+ eletronicamente desacoplada, encontrada nas magnetitas parcialmente oxidadas, cujas fórmulas para as diferentes estequiometrias foram propostas. Verificou-se também pequena quantidade de ilmenita nas amostras de rocha e de solo.
O presente trabalho objetivou caracterizar o mineral magnético e identificar suas rotas pedogenéticas de transformação em um solo formado sobre esteatito, de Minas Gerais, Brasil. O óxido de ferro isoestrutural ao espinélio foi identificado e caracterizado por análises químicas, difração de raios X, espectroscopia Mössbauer e medidas de magnetização de saturação. Na rocha fresca, foi encontrada magnetita estequiométrica e bem cristalizada, com parâmetro da rede cúbica, ao = 0.8407(5) nm. Nas frações areia e silte, foram detectadas magnetita parcialmente alterada e hematita estequiométrica e bem cristalizada, com parâmetros da rede hexagonal, a = 0.5036(3) nm e c = 1.375(4) nm. A ocorrência dessas hematitas deveu-se principalmente à oxidação do Fe2+ a Fe3+, no sítio octaédrico da magnetita, durante a pedogênese. Esse processo foi caracterizado pelo aparecimento de pequena quantidade de Fe3+ eletronicamente desacoplada, encontrada nas magnetitas parcialmente oxidadas, cujas fórmulas para as diferentes estequiometrias foram propostas. Verificou-se também pequena quantidade de ilmenita nas amostras de rocha e de solo.