ОДНОФАЗНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ (ТИТАНОМАГНЕТИТОВ)

 – изменение соотношения разновалентных катионов одного атома (обычно железа) в сторону более высокой их валентности при сохранении кристаллической структуры исходного минерала в результате привноса окислителя (кислорода). Такой процесс идет вдоль линии окисления (для титаномагнетита и гемоильменита – это линия на треугольной диаграмме FeO-Fe₂O₃-TiO₂, вдоль которой отношение Fe/Ti постоянно. В результате однофазного окисления титаномагнетита образуется катион-дефицитный титаномагнетит – титаномаггемит. Обычно его образование идет при Т<300C в присутствии воды. Титаномаггемит распадается на магнетит и ильменит (которые, в свою очередь, окисляются до конечных продуктов – гематита и анатаза) при нагреве выше 300С. Однако есть примеры, с одной стороны, существования титаномаггемита и при Т>600С, с другой – распада при Т<200С [Johnsоn, Merrill, 1973]. Титаномаггемиты нередко наследуют палеомагнитную информацию о направлении первичной термоостаточной намагниченности. Наиболее вероятный механизм однофазного окисления: на поверхности частиц титаномагнетита адсорбируется кислород, который окисляет катионы Fe²⁺ до Fe³⁺. При этом образуются противоположно направленные потоки концентрации вакансий и катионов железа. Выравнивание концентраций идет диффузионным путем. У природных материалов с ростом однофазного окисления титаномагнетита растет Т_с, магнитная жесткость и уменьшается намагниченность; после нагрева образца, содержащего титаномаггемит, из-за гетерофазного его изменения растет намагниченность и Т_с, последняя приближается к Т_с магнетита. Отмеченные свойства позволяют обнаружить в коллекции однотипных образцов признаки присутствия титаномаггемита, если степень его окисления 0,8>Z>0,4; при Z>0,8 доля двухвалентного железа столь низка, что при распаде титаномаггемита заметный прирост J_s не происходит. В сочетании с данными о составе первичного титаномагнетита (данные микрозонда и/или результаты регомогенизации при высокотемпературной обработке в вакууме или инертном газе) возможно выявление титаномаггемита с Z<0,4. На примере океанских базальтов, поднятых в рейсах 63 и 64 DSDP показано, что наилучшей количественной характеристикой общего изменения породы является степень однофазного окисления титаномагнетита Z, в частности, рост точки Кюри по сравнению с ожидаемым [Verma, Banerjee, 1982].

См. титаномаггемит, гетерофазное окисление.