Características químicas e cristalino-estruturais de ferritas naturais do tipo espinélio de pedossistemas magnéticos representativos, em Minas Gerais

• Autor(a) principal: Fernando Dias da Silva
• Data de Publicação: 2008
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-85VUMV
• topic: Rietveld; transição de Verwey; magnetita; Físico-química; Mossbauer, Espectroscopia de

O presente trabalho é dedicado à caracterização de óxidos de ferro, principalmente os iso-estruturais ao espinélio, e ao estabelecimento de etapas principais dos mecanismos químicos e cristalográficos envolvidos nas transformações pedogenéticas da magnetita (estequiometria ideal, Fe3O4) e da magnesioferrita (Fe2MgO4), em três pedosistemas. Frações magnéticas de rocha e de solo, de litologias de esteatito (pedra-sabão), tufito e itabirito foram magneticamente separadas com um ímã de mão. A composição química das frações magnéticas, após tratamento com uma mistura ditionito-citrato-bicarbonato (DCB), foi determinada por análise química convencional, por via úmida. As estruturas cristalográficas foram determinadas, a partir de dados da difratometria de raios X (DRX) de fonte síncrotron, da linha XPD do Laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS, Campinas, SP, Brasil),da espectroscopia Mössbauer e espectrosocopia de absorção de raios X (XANES). A análise cristalográfico-estrutural da fração magnética da rocha itabirito mostra a existência de duas fases mineralógicas: magnetita e hematita. Do concentrado magnético do solo, além das fases encontradas na rocha, observou-se ainda a presença de maghemita. Observa-se significativa diminuição no teor da magnetita do solo, em relação à da rocha. Isto sugere que parte da magnetita presente na rocha está sendo oxidada a maghemita, que seria a fase intermediária na série de transformação de magnetita para hematita para este tipo de litologia. Da fração magnética do tufito, as estruturas cristalográficas, deduzidas a partir do refinamento Rietveld dos dados DRX, foram: magnesioferrita (dimensão de rede cúbica, a = 0,837563(2) nm; para magnesioferrita pura, a = 0,83873(6) nm, conforme ficha JCPDS número 36-0398), e maghemita, a = 0,835758(3) nm. A partir dos parâmetros de rede obtidos, propõe-se um modelo geral de transformação pedogenética dos óxidos de ferro, em que a magnesioferrita tende a uma maghemita com alto teor de substituição do ferro por magnésio, nesses pedossistemas derivados de tufito, conforme o caminho proposto, neste trabalho: . Da fração magnética da rocha do esteatito, foi identificada uma magnetita com duas populações de sítios de coordenação octaédrica, diferenciadas por relativamente pequenas alterações dos parâmetros hiperfinos, encontrados para a amostra a 298 K, em relação ao padrão reportadamente ideal. O refinamento estrutural Rietveld, a partir dos dados de difratometria de raios X (pó) de fonte síncroton, indica a ocorrência de duas fases cristalográficas cúbica. Abaixo da temperatura de Verwey, TV ? 120 K, o refinamento estrutural permitiu separar três estruturas cristalográficas: duas cúbicas, com dimensões próximas, mas, ainda assim, significativamente diferentes, e uma monoclínica. Este é o primeiro registro deste tipo de comportamento em amostras naturais, envolvendo a transição de Verwey. Análises correspondentes dos dados DRX coletados a T < TV, sistematicamente, a 15 K, 50 K e 100 K, permitiram identificar e caracterizar, mais detalhadamente, as estruturas monoclínica (grupo espacial, P2/c) e cúbica (Fd3m). Da fração magnética do material do solo derivado desse esteatito, foram identificadas magnetita e hematita (?Fe2O3). Mesmo à temperatura suficientemente baixa, T = 15 K, não foi observada qualquer transição cristalográfica da magnetita separada do material de solo.