岩石的磁性 - 副本.ppt

岩石的磁性 岩石的磁性 一、物质磁性 二、岩石的磁性 三、岩石中的剩磁 岩石的磁性 表征磁性的物理量 磁化强度M: 均匀无限磁介质，受外部磁场 H作用，衡量物质被磁化程度的物理量。 岩石的磁性 表征磁性的物理量 к：物质磁化率 它表征物质受磁化的难易程度，是无量纲的物理量。 注意单位制！ 表征磁性的物理量 无量纲，但к仍注以单位 在SI制中: к单位注明为SI（к），磁化强度单位为A/m; CGSM制中: к单位注明为CGSM（к），磁化强度单位为CGSM（m） 两者关系 : 1SI（к）=1/4πCGSM(к)；1A/m=10-3CGSM（m） 表征磁性的物理量 感应磁化强度： 位于岩石圈中的地质体，受到现代地磁场的磁化而具有的磁化强度 T：地磁场总强度 к：岩矿石的磁化率 μ0:??真空中的磁导率 表征磁性的物理量 剩余磁化强度：?? 岩矿石在生成时，处在一定的条件下，受当时的地磁场磁化、成岩后经历漫长的地质年代，所保留下来的磁化强度。 记为： 表征磁性的物理量 岩石的总磁化强度，由两部分组成： 一、物质磁性 带电粒子运动?物质磁性 一、物质磁性 一、物质磁性 逆磁性（抗磁性）： 原因： 1、本身没有净剩磁矩 (1)各电子层中，电子成对出现，自旋方向相反，自旋磁矩抵消; (2)相邻轨道相互作用，抵消轨道磁矩. 一、物质磁性 逆磁性： 原因： 2、外磁场作用下，运动电子（轨道）受到洛仑兹力，绕外磁场旋进（拉莫尔旋进），旋进产生附加磁矩，其方向与外磁场方向相同，形成逆磁性。 一、物质磁性 逆磁性: 一、物质磁性 逆磁性是普遍的 与温度无关； 去掉外磁场，附加磁矩消失，即磁性消失 一、物质磁性 顺磁性： 原因： 1、电子层中，有非对称的电子，其自旋磁矩未被抵消，在作用下，转向平行； 2、无外磁场时，杂乱排列，不显示磁性，有外磁场时，转向，显示顺磁性。 一、物质磁性 顺磁性： 与（绝对）温度成反比（居里定律） ?发展了通过磁化率测定，确定原子磁矩的重要实验方法 一、物质磁性 铁磁性： 某些物质（Fe,Co,Ni）含有非成对电子，电子自旋磁矩构成原子磁矩，由于相邻原子彼此相互发生交换力的作用，迫使这些电子保持自旋平行，即使没有外磁场作用，也在局部“区域”内产生平行排列，这种磁化叫自发磁化，小区域称为“磁畴”。 一、物质磁性 铁磁性磁化过程：（与外磁场关系，温度不变） ① 无外磁场作用时，各磁畴的取向混乱，不呈磁性； ② 施加外磁场时，磁畴结构发生变化，畴壁移动，磁畴转动，显示出宏观磁性； ③ 当外磁场增加时，磁畴的磁化方向都接近磁场的方向，外磁场继续增加时，磁化方向趋于饱和，磁化强度不再增加； ④ 如果减小外磁场直到零，磁化并不按原过程返回，而落后于外磁场变化，外磁场为零时，仍保留部分磁化强度（剩余磁化强度）。 一、物质磁性 铁磁性：（与温度关系，外磁场不变） ① 温度 ； ② 温度 ； 铁磁性?顺磁性 按照磁畴内部原子磁矩排列的不同，铁磁性物质分为三类 ①铁磁性; ②反铁磁性; ③亚铁磁性. 一、物质磁性 物质的磁性规律： 1、当原子（或分子）的磁矩总和为零时，显示抗磁性; 2、当原子具有一定磁矩（电子自旋磁矩）时: ①当原子磁矩间没有相互作用时，显示顺磁性； ②当原子磁矩间有很强的交换力时，原子磁矩之间的相互作用形成磁畴，显示铁磁性(三种类型：铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性) 二、岩石的磁性 一．矿物的磁性 抗磁性、顺磁性、铁磁性 §2、岩石的磁性 一．矿物的磁性 逆（抗）磁性、顺磁性、铁磁性 二、岩石的磁性 铁磁性矿物： 自然界中不存在纯铁磁性矿物。最重要的磁性矿物当推铁-钛氧化物。地壳中纯磁铁矿少见，大多由不同比例的铁、钛、氧组成复杂的固熔体，它是典型的亚铁磁性。磁铁矿不仅有较强的磁化率，且有较强的剩余磁性，其变化范围较大。铁-钛氧化物的三元系统如下图所示，由FeO、Fe2O3和TiO2组成的固熔体,其主要矿物及磁性见以下附表所示。 二、岩石的磁性 岩石的磁性与岩石中铁磁性矿物的有无、含量的多少，颗粒的大小及其分布情况直接有关。 二、岩石的磁性 (一).沉积岩： 磁性较弱。沉积岩的磁化率主要决定于副矿物(磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿等）的含量及成分. (二).火成岩： 1.侵入岩的磁化率随岩石的基性增强而增大； 2.超基性岩磁性最强,基性、中性岩次之； 3.花岗岩建造的侵入岩,磁化率不高,喷发岩磁化率变化大； 4.火成岩具有明显的天然剩磁. (三).变质岩： 其磁性