MAGNETIC PROPERTIES OF COLOURED VARIETIES OF SPODUMENE

摘要

The high-field magnetization and magnetic susceptibility of two coloured varieties of spodumene from Pamir, i.e. kunzite and hiddenite, containing small amounts of transision metal ions have been studied for the first time. The magnetization has been measured for several temperatures between 1.5 and 300 K at fields up to 14 T and susceptibility has been determined as a function of temperature in the range 1.5-300 K. It appears that, for both varieties, the total magnetization and susceptibility consist of the paramagnetic contribution resulting from the temperature-dependent Brillouin-type behaviour of magnetic ions and temperature-independent diamagnetic contribution of the spodumene matrix. Based on the results obtained, we have determined the diamagnetic susceptibility of the spodumene matrix (-2.3 x 10~(-7) emu/g) and the molar concentration of Mn~(2+) ions in kunzite (0.23%).%Zbadano po raz pierwszy namagnesowanie w wysokich polach i podatność magnetyczną dwóch kolorowych odmian spodumenu, tj. kunzytu i hiddenitu pochodzących z Pamiru i zawierających niewielkie ilości jonów metali przejściowych. Namagnesowanie zmierzono w kilku temperaturach między 1,5 a 300 K w polach do 14 T, a podatność wyznaczono w funkcji temperatury w przedziale 1,5—300 K. Okazuje się, że dla obu odmian całkowite namagnesowanie i podatność składają się z części paramagnetycznej, wynikającej z zależnego od temperatury zachowania się jonów magnetycznych ze spinem S = 5/2 i czynnikiem Landego g = 2, a opisanej funkcją Brillouina, oraz z niezależnej od temperatury części diamagnetycznej pochodzącej od matrycy spodumenu. Na podstawie uzyskanych wyników określono podatność diamagnetyczną spodumenu (-2,3 x 10~(-7) emu/g) oraz koncentrację molową jonów Mn~(2+) w kunzycie (0,23%). Koncentracja ta odpowiada 0,068% wag. zawartości Mn w kunzycie, co jest porównywalne z wynikiem otrzymanym rentgenowską analizą fluorescencyjną (0,04% wag.), jeżeli uwzględnić złożoność tej metody oraz możliwą niejednorodność rozkładu jonów Mn w badanym minerale. W przypadku hiddenitu, uzyskane wyniki, w połączeniu z wynikami badań fluorescencyjnej analizy rentgenowskiej, wskazują na to, że zawiera on, oprócz jonów Mn~(2+), o wiele więcej jonów Fe~(3+), z których część może pochodzić z wtrąceń FeOOH w tego rodzaju spodumenie i świadczy o dużej niejednorodności badanego minerału. Reasumując, nasze badania wykazują, że pomiary magnetyczne można traktować jako efektywną i nieniszczącą metodę służącą do charakteryzowania minerałów zawierających różne jony magnetyczne.