自然界中常见的磁性矿物可分为：①亚铁磁性矿物，如磁铁矿、磁赤铁矿和磁黄铁矿等；②不完全的反铁磁性矿物，如赤铁矿、针铁矿和纤铁矿等。这两者具有不同的磁性特征（表4-2）。亚铁磁性矿物极易获得剩磁，也容易退磁，一般经＜0.1T的磁场磁化后部可获得95%以上的饱和等温剩磁，其矫顽磁力也较低，磁铁矿约为20mT左右；而不完全的反铁磁性矿物要在4～7T的高磁场中磁化后，才能获得饱和剩磁。磁性矿物粒度与其剩磁的成因有着直接相关，是决定环境物质磁学性质的重要因素之一。在环境磁学研究中，一般根据磁性特征的变化，按磁性矿物晶粒大小分为：多畴（MD，1～2μm以上），假单畴（PSD，0.05～1μm），单畴（SD，～0.05μm），细粒黏滞性晶粒（FV，～0.02μm）和超顺磁晶粒（SP，0.03～0.001μm）（Maher et al.，1980）。
表4-2 不同磁性矿物的磁性特征
红色风化壳磁学参数所反映的红色风化壳剖面中磁性矿物主要有磁赤铁矿、赤铁矿和针铁矿。反铁磁性矿物赤铁矿和针铁矿富集的铁质结核带和铁壳表现出弱磁性特征，具有较低的磁化率（＜30×10 -8m3· kg-1）和磁化率频率系数（＜2%）。而具有较高磁化率的红色风化壳，其Xrd值均在13%左右，并具有较低的SIRM/X值（4%～6%），F300mT值在95%以上，S-100mT值在90%以上等特征，非常明显地反映了亚铁磁性矿物磁赤铁矿是红色风化壳的主要磁性载体，构成了对磁化率的主要贡献，其粒度处于单畴（SD，0.05～0.03μm）和超顺磁晶粒（SP，0.03～0.001μm）之间。红色风化壳剖面表层土壤中磁赤铁矿晶粒主要处于超顺磁状态，即粒度小于0.03μm。
在样品磁测基础上，采用高梯度磁性分离技术（分离条件详见图3-5），成功地从磁化率较高的安顺白云岩红色风化壳表层土壤样品中提取到较纯的磁赤铁矿微结核（图版Ⅶ-5）。经X射线衍射分析（图3-6，样品PS-01）证实，该磁赤铁矿微结核由磁赤铁矿、赤铁矿和石英组成，具有较强的0.334、0.296、0.277、0.252、0.209、0.1708、0.1613、0.148和0.1095nm衍射峰，其中0.296、0.209和0.148nm衍射峰是磁赤铁矿的特征衍射峰。根据特征峰强度和微结核的电子探针分析（表3-2），该微结核中磁赤铁矿含量在90%以上。由于供试土样中磁赤铁矿粒度极小，X射线衍射分析难以显示，仅可见赤铁矿和针铁矿的衍射峰（图3-6，除PS-01以外的样品）。在透射电镜观察下，碳酸盐岩红色风化壳表层土壤样品中磁赤铁矿主要呈羽毛状、鳞片状和束状集合体产出（图版Ⅷ-5、图版Ⅷ-6、图版Ⅷ-7、图版Ⅷ-8），束状集合体主要由羽毛状磁赤铁矿排列而成，与纤铁矿的形貌极为相似，并获得了较好的羽毛状磁赤铁矿和束状集合体的磁赤铁矿选区电子衍射图。
穆斯堡尔谱是细粒超细粒氧化铁矿物研究的重要手段。表3-3列出了部分供试土样室温穆斯堡尔参数测定结果（由MOSFUN程序拟合），图3-7为代表性样品的室温穆斯堡尔谱图。
为了对比，本次实验还实测了已知矿物赤铁矿和磁赤铁矿的穆斯堡尔谱列于表3-3。除样品ZC-01（贵州遵义剖面样品）外，其他土壤剖面（均为表层土壤）的室温穆斯堡尔谱都包含两组磁六线谱，其中第一组磁六线谱的参数为IS=0.35～0.38mm/s，QS=-0.17～-0.22 mm/s，H=504～517kOe，根据已知矿物的穆斯堡尔参数和透射电镜观察，这是由赤铁矿形成的；第二组磁六线谱的穆斯堡尔参数分别为IS=0.32～0.37mm/s，QS=-0.06～-0.09 mm/s，H=472～491kOe，这是较典型的磁赤铁矿的室温穆斯堡尔参数特征（Stucki et al.，1988），其内磁场的降低主要是由于碳酸盐岩红色风化壳发育的土壤中广泛存在氧化铁矿物中铝的类质同象替代所致。样品中磁赤铁矿的穆斯堡尔谱峰面积百分比为6%～10%，定量地反映了样品中磁赤铁矿的含量。