1. Magnetic characterisation of magnetite and hematite from the Blotberget apatite--iron oxide deposits (Bergslagen), south-central Sweden
- Author
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Almqvist, Bjarne S.G., Bjork, Andreas, Mattsson, Hannes B., Hedlund, Daniel, Gunnarsson, Klas, Malehmir, Alireza, Hogdahl, Karin, Backstrom, Emma, and Marsden, Paul
- Subjects
Earth sciences ,Uppsala University - Abstract
Rock magnetic measurements were carried out on drill core material and hand specimens from the Blotberget apatite--iron oxide deposit in the Bergslagen ore province, south-central Sweden, to characterise their magnetic properties. Measurements included several kinds of magnetic susceptibility and hysteresis parameters. Petrographic and scanning electron microscopy were used to independently identify and quantify the amount and type of magnetite and hematite. Two hematite-rich samples were studied with laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry to quantify the trace element chemistry in hematite and investigate the potential influence of trace elements on magnetic properties. Three aspects of this study are noteworthy. (1) Hematite-rich samples display strong anisotropy of magnetic susceptibility, which is likely to affect the appearance and modelling of magnetic anomalies. (2) The magnitude-drop in susceptibility across Curie and Neel temperature transitions shows significant correlation with the respective weight percentage of magnetite and hematite. Temperature-dependent magnetic susceptibility measurements can therefore be used to infer the amounts of both magnetite and hematite. (3) Observations of a strongly depressed Morin transition at approximately -60 to -70 [degrees]C (200 to 210 K) are made during low-temperature susceptibility measurements. This anomalous Morin transition is most likely related to trace amounts of V and Ti that substitute for Fe in the hematite. When taken together, these magnetic observations improve the understanding of the magnetic anomaly signature of the Blotberget apatite--iron oxide deposits and may potentially be utilised in a broader context when assessing similar (Paleoproterozoic) apatite--iron oxide systems. Key words: apatite--iron oxide, magnetic properties, magnetite, hematite, Kiruna-type deposit. Des mesures du magnetisme des roches ont ete realisees dans du materiau de carottes et des echantillons de terrain du gisement d'apatite--oxyde de fer de Blotberget dans la province miniere de Bergslagen du centre-sud de la Suede, afin de caracteriser leurs proprietes magnetiques. Des mesures de plusieurs parametres associes a la susceptibilite et aux hystereses magnetiques ont ete faites. La microscopie optique et la microscopie electronique a balayage ont ete utilisees pour identifier et quantifier de maniere independante les proportions et types de magnetite et d'hematite. Deux echantillons riches en hematite ont ete etudies par spectrometrie de masse a source a plasma inductif jumelee a l'ablation au laser afin de quantifier la composition des elements en traces dans l'hematite et d'examiner la possible influence de ces elements sur les proprietes magnetiques. Trois aspects de l'etude meritent d'etre soulignes, a savoir. (1) Les echantillons riches en hematite presentent une forte anisotropie de la susceptibilite magnetique, qui a probablement une incidence sur l'apparence et la modelisation des anomalies magnetiques. (2) La baisse de susceptibilite associee aux transitions thermiques de Curie et de Neel est significativement correlee aux pourcentages en poids respectifs de la magnetite et de l'hematite, de sorte que les mesures de la susceptibilite magnetique dependante de la temperature peuvent etre utilisees pour inferer les proportions de magnetite et d'hematite. (3) Une transition de Morin fortement reduite est observee autour de -6 a -70 [degrees]C (200 a 210 K) durant les mesures de susceptibilite a basse temperature. Cette transition de Morin anormale est vraisemblablement reliee a des traces de V et de Ti qui se substituent au Fe dans l'hematite. Collectivement, ces observations magnetiques ameliorent la comprehension de la signature des anomalies magnetiques des gisements d'apatite--oxyde de fer de Blotberget et pourraient eventuellement etre utilisees plus largement pour l'evaluation de systemes a apatite--oxyde de fer (paleoproterozoiques) semblables. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: apatite--oxyde de fer, proprietes magnetiques, magnetite, hematite, gisement de type Kiruna., Introduction Characterisation of magnetic properties of iron oxide deposits is important to improve interpretation of magnetic anomalies for exploration purposes and modeling of anomalies (i.e., Clark 1997, 1999). Laboratory rock [...]
- Published
- 2019
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