西北大学古地磁讲课1-基础-磁性地层.pptVIP

古地磁学

(Paleomagnetism)

及其在地质学和地球物理学的应用(andIt’sApplicationtoGeologicalandGeophysicalProblems)?主要内容介绍（Contents）岩石地球化学示踪现代的观测表明地球磁场是一个地心偶极子场，即地磁场相当于一个在地球中心按一定方位放置，磁距为M的偶极子所产生磁场。地球表面上地磁场方向与地面垂直、磁场强度最大的地方，称为地磁极。地磁极有两个，分别是磁北极和磁南极。地磁轴与地理轴相交11.5°，但从长期以来的地磁场平均方向的统计显示地磁轴与地理轴非常相近。1.2地球是一个巨大的磁体，地球磁场是地球本体及其周围空间的地磁场。地磁场是一个矢量，有大小，有方向。描述地球表面的任意一点的地球磁场，以水平面上的地理北向和东向，及竖直向下为坐标轴建立坐标系。用H、F、D、I、X、Y、Z七个地磁要素来描述地磁场。地磁场强度与高斯理论尽管人类从公元8世纪就开始观测地磁场方向，直到公元1799-1803年德国人Humboldt才认识到地磁场强度随地理纬度变化。随后，德国数学家Gauss(1838)发表了《地磁学概论》一书，第一次用数学的方法对地磁场进行了描述.总结-1地球磁场是一个地心偶极子场；地球磁场在地表是有规律分布的；地球磁场是变化的；地磁场矢量可描述；地磁场发生过多次倒转。2.岩石磁学岩石的磁性矿物含量很少（一般少于5%），但有明确的磁性特征；岩石磁学不仅是古地磁学的基础，更是磁法勘探的基础（尤其是金属矿产勘探）。五磁滞性质具有铁磁性或亚铁磁性的材料，统称为磁性材料。磁性材料对外磁场有明显的响应特征，可以由磁化曲线和磁滞回线来表征。磁化曲线是表示磁感应强度M的非线性关系。当铁磁材料磁化时，磁感应强度M不仅与当时的磁场强度B有关，而且与磁化历史有关。曲线abd表示铁磁性材料从没有磁性开始磁化，M随B的增加而增加，即磁化曲线。当B达到某一个值Bsat时，M值几乎不再增加，磁化趋于饱和。如使得B减少，M将不再沿着原路返回，而是沿另一条曲线de下降。当B从-Bsat增加时，B将沿着fgd曲线到达d形成一闭合曲线。其中当B=0时，|M|=Mr，Mr称为剩余磁感应强度，如果此时撤去外场，所记录的磁化强度称为饱和剩余磁化强度（Mrs），要使得Mr为零，就必须加一反向磁场，当反向磁场强度增加到B=-Bmax时，磁感应强度M为0，达到了退磁，此时Bmax称为矫顽力；继续增加外场，到Mrs为零时，场强的大小为剩磁矫顽力（Bcr）。而Bcr又是非常简单有效的判定磁性矿物及颗粒大小的重要参数。这条从当B从Bsat变化到-Bsat，再回到Bsat，M随之变化的闭合曲线称为磁滞回线。各种铁磁性材料根据其矫顽力的大小不同有着不同的磁滞回线特征，我们把矫顽力大的磁性材料称为硬磁材料，矫顽力小的称为软磁材料。剩磁Mr不同磁物质的磁滞回线

总结-2一常见的磁性参数：磁化强度、磁化率、居里温度、饱和磁化强度Ms、剩余磁化强度Mr、矫顽力、磁滞性质二磁性分类及各自特征：抗磁性、顺磁性、反铁磁性、铁磁性、亚铁磁性

3磁化率及其应用

体磁化率susceptibility磁组构分析MagneticFabric(磁化率各向异性Magneticanisotropy)3-1体磁化率（包括体积磁化率和质量磁化率）磁化率：一种物质在有外磁场（通常用弱场）存在时，内部会产生一种磁感应。磁化率K作为该物质被感应程度的度量，用其感应强度J与外场强度H的比值来定义，即K＝J/H。决定磁化率的物质内部特征，主要指物质所含磁性物质的多少以及这些磁性物质各自的磁化率值，亦即物质内部磁性物质的含量、种类和粒度等。例如具相同的磁性物质含量，磁性矿物为赤铁矿的岩石要比磁性矿物为磁铁矿的岩石磁化率高出两个数量级以上；又如等量的磁铁矿，细粒的要比粗粒的磁化率高的多。对于各向同性的物质而言，其各个方向上的磁化率相同，外场强度方向的改变并不改变其磁化率值。因而磁化率是表征物质特性的“物质量”。岩石内部特性与其生成环境有关，故而岩石的磁化率可作为判定岩石种类及其生成环境的一种有效指标。频率磁化率(初始磁化率的频率依存性)可用来简单推定磁性颗粒的粒径分布。如Bart-ington公司生产的MS2可以用两种频率(低频Xlow:0.47kHz)和高频Xhigh:4.7kHz)对样品初始磁化率进行测定。一般Xlowhigh，这是因为处在超顺磁性和单磁畴区边界附近的粒径的颗粒被交流磁化