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Magnetit

 
     
  Magneteisenerz, Magneteisenstein, Siegelstein, nach der Stadt Magnesia bei Smyrna (Izmir) in der Türkei benanntes Mineral (Abb.) mit der chemischen Formel (Fe3+,Fe2+)Fe3+O4 und kubisch-hexoktaedrischer Kristallform; Farbe: eisenschwarz; meist fettiger Metallglanz; undurchsichtig; Strich: schwarz; magnetisch; Härte nach Mohs: 5,5-6 (spröd); Dichte: 4,9-5,2 g/cm3; Spaltbarkeit: unvollkommen nach (111); Bruch: muschelig; Aggregate: derb, grob- bis feinkörnig, dicht massig, eingesprengt, lagenförmig, lose oder abgerollte Körner; Kristalle aufgewachsen; vor dem Lötrohr unschmelzbar; nur gepulvert in Salzsäure löslich; Begleiter: Ilmenit, Chlorit, Hämatit, Pyrit, Galenit, Sphalerit, Chalkopyrit, Löllingit; Vorkommen: als Hauptgemenge oxidischer Erze in den meisten Gesteinen, vor allem in kristallinen Schiefern und Kontaktgesteinen sowie lagenweise in fluviatilen wie marinen Sanden; Fundorte: Kirunavaara und Luossavaara (Nordschweden), Kusa (Ural) und Krivoj Rog (Ukraine).


Magnetitist das wichtigste natürliche ferrimagnetische Mineral (Ferrimagnetismus) und findet sich in allen Gesteinstypen. Seine chemische Formel Fe3O4 setzt sich additiv aus den beiden Oxiden FeO (Wüstit) und Fe2O3 (Hämatit) zusammen, es enthält also sowohl dreiwertiges Eisen (Fe3+ mit fünf Bohrschen Magnetonen μB) als auch zweiwertiges Eisen (Fe2+ mit vier Bohrschen Magnetonen). Der kubisch flächenzentrierte Magnetit mit einer Gitterkonstante a0=0,8395 nm zählt zu den inversen Spinellen und besitzt zwei antiparallel magnetisierte magnetische Untergitter in Form der Oktaederlücken (B-Plätze, besetzt mit den Fe2+-Ionen und der Hälfte der Fe3+-Ionen) und der Tetraederlücken (A-Plätze, besetzt mit der anderen Hälfte der Fe3+-Ionen). Die Verteilung der Ionen auf Tetraeder(A)-plätzen und Oktaeder(B)-plätzen (eckige Klammern) sieht folgendermassen aus: Fe3+[Fe2+Fe3+]O4(. Durch die antiferromagnetische Kopplung sind die magnetischen Momente der B-Plätze mit insgesamt 5μB+4μB=9μB antiparallel zu den Momenten der A-Plätze mit 5μB orientiert.


Dadurch entsteht ein Restmoment von 9μB(5μB=4μB pro Formeleinheit. Magnetit hat bei Raumtemperatur eine Sättigungsmagnetisierung von MS=480·103 A/m und ist einer der wichtigsten Träger einer remanenten Magnetisierung in Gesteinen. Die Curie-Temperatur TC beträgt 578ºC, die Koerzitivfeldstärke HC hat Werte von höchstens 0,2 T. Magnetit zählt deshalb zu den weichmagnetischen Ferriten, deren remanente Magnetisierung auch durch magnetische Wechselfelder bis 0,2 T=200 mT zerstört werden kann. Die Stabilität der remanenten Magnetisierung wird aber stark von der Korngrösse der Minerale beeinflusst. Die spezifische Suszeptibilität χspez hängt von der Korngrösse, kann Werte von 106-107·10(8 m3/kg erreichen und übertrifft dabei diejenige der paramagnetischen Minerale um Grössenordnungen. Die dadurch im Erdmagnetfeld entstehende starke induzierte Magnetisierung parallel zum örtlichen Erdmagnetfeld führt bei magnetithaltigen Gesteinen in der Regel zu starken magnetischen Anomalien.

MagnetitMagnetit: Magnetitkristall.
 
 

 

 

 
 
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