Anisotropía de la susceptibilidad magnética en cristales naturales de hematites

Resumen

El hematites es un óxido de hierro abundante en la superficie terrestre y presente también en otros astros como Marte. Su comportamiento magnético lo convierte en uno de los principales portadores de remanencia de campo magnético, pero las características de algunas de sus propiedades magnéticas pueden inducir errores en diversos estudios de geomagnetismo. El foco de interés de esta tesis reside en el comportamiento anómalo de la susceptibilidad magnética, en cristales naturales de hematites, en el rango de campo más habitual en instrumentos comerciales. El principal objetivo es determinar qué parámetro físico condiciona dicho comportamiento de la susceptibilidad, con la intención de establecer si es posible, un modelo matemático para dicho comportamiento y un valor de la forma y grado del elipsoide de anisotropía. La obtención de estos parámetros facilita la interpretación de estudios de separación de subfábricas magnéticas y la corrección por somerización de la inclinación magnética en muestras ricas en hematites. Lo primero que se ha tenido en cuenta a la hora de analizar el comportamiento de la susceptibilidad magnética en hematites, es el efecto en los resultados de una posible falta de precisión instrumental. Para ello se ha realizado un estudio sobre la fiabilidad de los métodos estadísticos empleados en la obtención de los parámetros del elipsoide, en función del error instrumental. Una vez rechazada la hipótesis de una falta de precisión, los parámetros que se proponen como posibles causas de la variación de la susceptibilidad en función del campo magnético aplicado son: el tamaño de grano, el contenido de cationes, la estructura de las muestras, parámetros magnéticos, la anisotropía del plano basal y el movimiento de las paredes de dominio. Para determinar la influencia del tamaño de grano se han medido fracciones de polvo provenientes de una misma muestra que han sido preparadas hasta obtener especímenes de distintos tamaño de grano. El contenido de otros cationes distintos al hierro ha sido calculado a partir de medidas de difracción de rayos X, espectrometría de masas y microsonda. La estructura de las muestras se ha estimado a través de los difractogramas de rayos X, al igual que la cristalinidad de las muestras. Los diferentes parámetros magnéticos han sido obtenidos mediante diferentes técnicas y medidas: ciclos de histéresis, curvas de magnetización remanente isoterma, backfield y curvas termomagnéticas de magnetización. La constante de anisotropía del plano basal ha sido calculada a partir de medidas de magnetometría de par y ciclos de histéresis. La relación del comportamiento de la susceptibilidad con el movimiento de las paredes de dominio se ha observado mediante medidas de ciclos menores a la temperatura de 77K. Además, para completar estos estudios y explicar el comportamiento del proceso de magnetización en los cristales de hematies se han realizado medidas de ZFC-FC, de susceptibilidad AC y diagramas de FORC. Los resultados indican que los distintos comportamientos observados de la susceptibilidad a bajo campo dependen del movimiento de las paredes de dominio. El hecho de que el comportamiento de la susceptibilidad esté dominado por un parámetro que depende de las propiedades físicas del material además de su historia magnética, imposibilita establecer un modelo matemático para la anisotropía de la susceptibilidad que pueda ser utilizado en los estudios de subfábricas magnéticas, como los que ya existen en el caso de la pirrotina y titanomagnetita.