地球磁场课件.ppt

1、地球磁场地球磁场岩矿石的磁性岩矿石的磁性地球的磁场地球的磁场地磁场是一个弱磁场，在地面上的平均强度约为地磁场是一个弱磁场，在地面上的平均强度约为50000nT50000nT。在地面上观测所得到的地磁场在地面上观测所得到的地磁场T T是各种不同成分的磁场之是各种不同成分的磁场之总和。它们的场源分布有的在地球内部，有的在地面之总和。它们的场源分布有的在地球内部，有的在地面之上的大气层中。上的大气层中。按不同成分的磁场来源和变化规律不同，可将地磁场分按不同成分的磁场来源和变化规律不同，可将地磁场分为两部分。为两部分。一是主要来源于固体地球内部的稳定磁场一是主要来源于固体地球内部的稳定磁场T Ts s

2、，二是主要起因于固体地球外部的变化磁场二是主要起因于固体地球外部的变化磁场T T。则地磁场则地磁场T T可以表示为可以表示为sTTT一、地球磁场的构成一、地球磁场的构成n可以把稳定磁场和变化磁场分解为起源可以把稳定磁场和变化磁场分解为起源于地球内、外的两部分，故有于地球内、外的两部分，故有ssiscicTTTTTTT Tsisi是起因于地球内部的稳定磁场（占稳定磁场总量的是起因于地球内部的稳定磁场（占稳定磁场总量的99%99%以上）以上），T Tscsc是起源于地球外部的稳定磁场（占稳定磁场总量的是起源于地球外部的稳定磁场（占稳定磁场总量的1%1%以以下），下），T Tc c是变化磁场的外源场

3、（约占变化磁场总量的是变化磁场的外源场（约占变化磁场总量的2/32/3），），T Ti i为内源场（约占其总量的为内源场（约占其总量的1/31/3）。）。T Ti i实际上也是由于外部电流感应而引起的。实际上也是由于外部电流感应而引起的。一般情况下，变化场为稳定场的万分之几到千分之几，偶尔可一般情况下，变化场为稳定场的万分之几到千分之几，偶尔可达到百分之几。达到百分之几。si0maT=T+T+TT T0 0为中心偶极子磁场，为中心偶极子磁场，T Tm m为非偶极子磁场（也称为大陆磁场为非偶极子磁场（也称为大陆磁场或世界异常，或世界异常，基本磁场基本磁场），），T Ta a 为地壳磁场。为地壳磁

4、场。0mscaaT=T+T+T+T+T+T基本磁场基本磁场占地磁场的占地磁场的99以上，是构成地磁场主体的稳定磁场。以上，是构成地磁场主体的稳定磁场。其强度在近地表时较强，远离地表时则逐渐减弱。其强度在近地表时较强，远离地表时则逐渐减弱。变化磁场占地磁场的很小部分（变化磁场占地磁场的很小部分（1 1）。这种磁场主要是）。这种磁场主要是由太阳辐射、太阳带电粒子流、太阳的黑子活动等因素所由太阳辐射、太阳带电粒子流、太阳的黑子活动等因素所引起的。因此，它常包含有日变化、年变化及太阳黑子活引起的。因此，它常包含有日变化、年变化及太阳黑子活动引起的磁暴（即较剧烈的变化）等成分。动引起的磁暴（即较剧烈的变

5、化）等成分。变化磁场变化磁场 地球内部场源引起的缓慢长期变化和地球外地球内部场源引起的缓慢长期变化和地球外部场源引起的短期变化部场源引起的短期变化 扰动变化扰动变化叠加在平静变化上，持续时间可叠加在平静变化上，持续时间可由由1s到几天，强度由到几天，强度由1nT到到103nT。强度大时即为磁暴。强度大时即为磁暴。地磁场的微脉动地磁场的微脉动准周期结构的特点，一般周期准周期结构的特点，一般周期n n1010-1-1秒到秒到n n10102 2秒，强度秒，强度n n1010-3-3nTnT到到n n1010nTnT。n磁异常（磁异常（magneticmagnetic anomaly anomaly

6、）是地球浅部）是地球浅部具有磁性的矿物和岩石所引起的局部磁场，具有磁性的矿物和岩石所引起的局部磁场，它也叠加在基本磁场之上。它也叠加在基本磁场之上。一个地区或地一个地区或地点的磁异常可以通过将实测地磁场进行变点的磁异常可以通过将实测地磁场进行变化磁场的校正之后，再减去基本磁场的正化磁场的校正之后，再减去基本磁场的正常值而求得。常值而求得。Y（东）（东）X（北）（北）Z（下）（下）TZIDH地磁要素及其分布地磁要素及其分布T、Z、H、I、D、X、YT、Z、H、I固有物理量固有物理量D、X、Y相对物理量相对物理量H=TcosI Z=TsinIX=HcosD Y=HsinDX2+Y2=H2 X2+Y

7、2+Z2=T2DeclinationInclination地磁倾角地磁倾角三、正常场与磁异常三、正常场与磁异常正常场和磁异常正常场和磁异常正常场和磁异常正常场和磁异常地面上任一点的磁场地面上任一点的磁场T:T:地球中地球中心偶极子所引起的磁场心偶极子所引起的磁场Tn;Tn;大陆磁大陆磁场场Tm;Tm;随时间变化的磁场随时间变化的磁场T;T;因因地质原因所引起的磁异常地质原因所引起的磁异常TaTa在实际工作中，正常磁场在实际工作中，正常磁场T0T0一一般是指地磁图上所表示的磁场，般是指地磁图上所表示的磁场，而磁异常而磁异常TaTa又可分为区域异常和又可分为区域异常和局部异常。前者是由分布范围较局

8、部异常。前者是由分布范围较大、埋藏较深地质因素引起，后大、埋藏较深地质因素引起，后者是由分布范围较小、局部构造者是由分布范围较小、局部构造或埋藏较浅的磁性体所引起。或埋藏较浅的磁性体所引起。磁异常磁异常TaTa一般都是正负相伴出现。一般都是正负相伴出现。n磁场的单位磁场的单位n在无限长直导线中通以在无限长直导线中通以1010安培直流安培直流电电(1CGSM(1CGSM单位电流单位电流)时，在距此导线时，在距此导线2 2厘米处的磁场强度称为厘米处的磁场强度称为1 1奥斯特。奥斯特。n1oe(1oe(奥斯特奥斯特)1 11010-4-4WbWbm m-2-2=110-4T(特特斯拉斯拉)n1 11

9、010-4-4T(T(特斯拉特斯拉)1G(1G(高斯高斯)n1 1高斯高斯10 10-4-4特斯拉（特斯拉（T T），），1 1伽马伽马1010-9-9特斯特斯拉拉1 1纳特斯拉（纳特斯拉（nTnT），简称纳特。），简称纳特。n1.1.地磁图地磁图n将某一地磁要素值按各个测点的经纬度标在将某一地磁要素值按各个测点的经纬度标在地图上，再把数值相等的点用光滑曲线联结地图上，再把数值相等的点用光滑曲线联结起来，编绘成地磁要素的等值线图，称为地起来，编绘成地磁要素的等值线图，称为地磁图。磁图。n 广义的地磁图可分为基本磁场图、正常广义的地磁图可分为基本磁场图、正常磁场图和异常磁场图。磁场图和异常磁场图

10、。n基本磁场图：基本磁场图：n根据各个测点归算的测量资料绘制的地磁图。根据各个测点归算的测量资料绘制的地磁图。它不仅反映地磁场在地面上的趋势变化，而且它不仅反映地磁场在地面上的趋势变化，而且也反映出地磁场在地面上的异常变化。中国和也反映出地磁场在地面上的异常变化。中国和其他许多国家都出版基本磁场图。其他许多国家都出版基本磁场图。n只要地磁资料精度较高，测点分布比较合理，只要地磁资料精度较高，测点分布比较合理，而且密度适当，就能绘制出比较准确的基本磁而且密度适当，就能绘制出比较准确的基本磁场图。场图。n正常磁场图：正常磁场图：n主要是根据地磁场模型绘制的，有时也可以通主要是根据地磁场模型绘制的，

11、有时也可以通过多次光滑基本磁场图的等值线和等变线的办过多次光滑基本磁场图的等值线和等变线的办法得到，即把地磁场中来自地球浅层的部分资法得到，即把地磁场中来自地球浅层的部分资料滤掉，只剩下来自地球深部的部分，所以它料滤掉，只剩下来自地球深部的部分，所以它的等值线是光滑的。的等值线是光滑的。n异常磁场图：异常磁场图：n是根据各个测点的异常值绘制而成的。根据地是根据各个测点的异常值绘制而成的。根据地磁图表示地理范围的大小，地磁图又可分为区磁图表示地理范围的大小，地磁图又可分为区域地磁图和世界地磁图。域地磁图和世界地磁图。n编绘地磁图时，要根据地磁图的用途选择编绘地磁图时，要根据地磁图的用途选择适当的

12、投影，根据地磁测点的密度和地磁资料适当的投影，根据地磁测点的密度和地磁资料的精度，选取适当的比例尺和等值线的间隔。的精度，选取适当的比例尺和等值线的间隔。n编绘地磁图的方法主要有两种：编绘地磁图的方法主要有两种：n一种是图解法，一种是解析法。一种是图解法，一种是解析法。n图解法主要是用来获得基本磁场图和异常磁场图解法主要是用来获得基本磁场图和异常磁场图，它是用内插法寻找等值点，并在误差范围图，它是用内插法寻找等值点，并在误差范围内适当地描绘光滑的等值线，从而得到等值线内适当地描绘光滑的等值线，从而得到等值线图。图。n解析法是根据地磁场模型绘制地磁图，根据地解析法是根据地磁场模型绘制地磁图，根据

13、地磁场的泰勒多项式模型，绘制局部地区的正常磁场的泰勒多项式模型，绘制局部地区的正常磁场图，根据地磁场的球谐模型，绘制全球范磁场图，根据地磁场的球谐模型，绘制全球范围的正常磁场图。围的正常磁场图。n中国先后出版了中国先后出版了1950.01950.0年、年、1960.01960.0年、年、1970.01970.0年和年和1980.01980.0年的中国地磁图，最新的是年的中国地磁图，最新的是20102010年中年中国地磁图。其中包括磁偏角、磁倾角、水平强度、国地磁图。其中包括磁偏角、磁倾角、水平强度、垂直强度和总强度等地磁要素的地磁图。垂直强度和总强度等地磁要素的地磁图。英国、美国和苏联出版世界

14、地磁图。英国和英国、美国和苏联出版世界地磁图。英国和美国每美国每1010年出版一次全部年出版一次全部7 7个地磁要素的世界地磁个地磁要素的世界地磁图图,如如1965.01965.0年和年和1975.01975.0年的世界地磁图年的世界地磁图;每每5 5年出年出版一次磁偏角世界地磁图，如版一次磁偏角世界地磁图，如1970.01970.0年、年、1975.01975.0年和年和1980.01980.0年的磁偏角世界地磁图。苏联每年的磁偏角世界地磁图。苏联每 5 5年年出版一次磁偏角、磁倾角、水平强度、垂直强度出版一次磁偏角、磁倾角、水平强度、垂直强度和总强度的世界地磁图。和总强度的世界地磁图。n2

15、.地磁图的作用地磁图的作用n了解某一地区正常场的分布规律；了解某一地区正常场的分布规律；n查找地磁数据（磁偏角、磁倾角、总场强查找地磁数据（磁偏角、磁倾角、总场强度）；度）；n提供正常场改正值。提供正常场改正值。3.3.地磁图的特征地磁图的特征总偏线特征总偏线特征:从一点出发汇聚于另一点的曲线簇从一点出发汇聚于另一点的曲线簇,明显明显地汇聚于南北两磁极区地汇聚于南北两磁极区,两条零偏线将全球分为正负两个两条零偏线将全球分为正负两个部分。部分。n总倾线特征总倾线特征:与纬度大致平行，零倾线在地理赤道附近，称与纬度大致平行，零倾线在地理赤道附近，称为磁赤道，它不是一条直线，磁赤道向北倾角为正，向南

16、为磁赤道，它不是一条直线，磁赤道向北倾角为正，向南为负。为负。等等H H线大致平行于地理纬线；在赤道附近线大致平行于地理纬线；在赤道附近(磁赤道上磁赤道上)，水平分量水平分量H H最大，达最大，达(30(3040)T40)T，地下介质在这里被，地下介质在这里被“水平磁化水平磁化”。H H逐渐减小。在两极附近逐渐减小。在两极附近H H为零。为零。n等等Z Z线大致平行于地理纬线；在赤道附近线大致平行于地理纬线；在赤道附近(磁赤道上磁赤道上)，垂直分量垂直分量Z Z零，随着纬度的增大，零，随着纬度的增大，Z Z增大，在两极附近增大，在两极附近Z Z的的绝对值最大，达绝对值最大，达606070T70

17、T，它们就是地球的磁极。在两，它们就是地球的磁极。在两个磁极附近的地下介质被个磁极附近的地下介质被“垂直磁化垂直磁化”。总场强度等值线特征总场强度等值线特征:等值线与纬度线近乎平行，等值线与纬度线近乎平行，其值在磁赤道约其值在磁赤道约30000-40000nT,30000-40000nT,向两极增大，在两极约向两极增大，在两极约为为60000-70000nT60000-70000nT。19801980年代世界非偶极子磁场垂直分量等值线平面图（单位为年代世界非偶极子磁场垂直分量等值线平面图（单位为nTnT）n从世界地磁图中减去地磁场的偶极子磁场从世界地磁图中减去地磁场的偶极子磁场(约占主磁场的约

18、占主磁场的80%)80%)，即可得到非偶极子磁场。非偶极子磁场围绕着几个中心分布，即可得到非偶极子磁场。非偶极子磁场围绕着几个中心分布，每个中心都有各自的正、负极性，且分布的地域很广。每个中心都有各自的正、负极性，且分布的地域很广。东亚东亚南极大陆南极大陆非洲西部非洲西部大洋洲大洋洲 中国各地地磁要素值中国各地地磁要素值场值场值 分量分量地名地名HZID北京北京0.29620.46185716-559 沈阳沈阳0.27980.48655825-749 哈尔滨哈尔滨0.25560.48656218-955 上海上海0.33890.34204531-440 福州福州0.36400.27433657

19、-250 乌鲁木齐乌鲁木齐0.25400.56176306 237 西安西安0.32810.39935037-234 昆明昆明0.37950.26753513-100 广州广州0.38090.23693151-125 拉萨拉萨0.35600.33784332-014 五、地磁场的解析表示五、地磁场的解析表示假设：地球是均匀磁化球体，球体半径为假设：地球是均匀磁化球体，球体半径为R R，N N为地理北极，地球旋转轴与地磁轴重合。为地理北极，地球旋转轴与地磁轴重合。若采用球坐标系，坐标原点为球心，球若采用球坐标系，坐标原点为球心，球外任一点外任一点P P的地心距为的地心距为r r，余纬度为，余纬度

20、为经度经度为为 。则在地磁场磁位。则在地磁场磁位u u的拉普拉斯方程的拉普拉斯方程可以写成如下形式可以写成如下形式2222222111()(sin)0sinsinUUUrrrrrr1101cos()sin()(cos)nmmmnnnnnmUAmBmPr2222222111()(sin)0sinsinUUUrrrrrr()!(cos)(sin)(cos)()!(cos)mmmmnnmCnmdPPnmd为施密特准归一化的缔合勒让德函数为施密特准归一化的缔合勒让德函数 210210210()cos()+sin()(cos)()sin()cos()(cos)sin(1)()cos()+sin()(co

21、s)NnnmmmnnnnmNnnmmmnnnnmNnnmmmnnnnmRdXgmhmPrdRmYgmhmPrRZngmhmPr 22222Darctan()arctan()TXYZHXYY XIZ X 岩（矿）石的磁性岩（矿）石的磁性一、一、物质的磁性物质的磁性n所有物质可按其磁化率的不同，划分为三所有物质可按其磁化率的不同，划分为三大类，即抗磁性（逆磁性）、顺磁性以及大类，即抗磁性（逆磁性）、顺磁性以及铁磁性。铁磁性。n这三类物质的磁性随温度变化与受外磁场这三类物质的磁性随温度变化与受外磁场磁化作用等方面都有明显不同。磁化作用等方面都有明显不同。抗磁性与顺磁性物质的磁化特征抗磁性与顺磁性物质

22、的磁化特征 抗磁性，抗磁性，或称为逆磁性，是由于或称为逆磁性，是由于该类物质原子的各电子壳层中，该类物质原子的各电子壳层中，电子成对出现，自旋方向相反，电子成对出现，自旋方向相反，因而抵消了它的自旋磁矩。抗因而抵消了它的自旋磁矩。抗磁性物质的轨道磁矩也因相邻磁性物质的轨道磁矩也因相邻轨道磁场的相互作用而抵消，轨道磁场的相互作用而抵消，故这类原子没有剩余磁矩故这类原子没有剩余磁矩。当当受外磁场作用后，电子受到洛受外磁场作用后，电子受到洛仑兹力的作用，电子转动角速仑兹力的作用，电子转动角速度的改变导致出现附加的抗磁度的改变导致出现附加的抗磁性磁矩，其方向与外磁场性磁矩，其方向与外磁场H相反，相反，

23、形成抗磁性。形成抗磁性。抗磁性与顺磁性物质的磁化特征抗磁性与顺磁性物质的磁化特征 顺磁性，顺磁性，在外部均匀在外部均匀磁场强度磁场强度H H的作用下，的作用下，将使原子磁矩沿将使原子磁矩沿H H方向方向整齐排列，这种特性整齐排列，这种特性叫顺磁性。叫顺磁性。NCkTT203aN为单位体积内含有非成对电子的原子数，为单位体积内含有非成对电子的原子数，0为每个顺磁物质的原子磁矩，为每个顺磁物质的原子磁矩，k为波尔兹曼常数，为波尔兹曼常数，T为热力学温度，为热力学温度，C为居里常数。由公式可见顺磁物质的为居里常数。由公式可见顺磁物质的磁化率与热力学温度成反比。此现象由居里所发现，故称之为居里定律。磁

24、化率与热力学温度成反比。此现象由居里所发现，故称之为居里定律。铁磁性物质的磁滞回线铁磁性物质的磁滞回线 CTTc抗磁性物质的磁化率不随温度变化，顺磁性物质的磁化率与热力学抗磁性物质的磁化率不随温度变化，顺磁性物质的磁化率与热力学温度成反比。当温度升高时，铁磁性物质的磁化率逐渐增加，临近温度成反比。当温度升高时，铁磁性物质的磁化率逐渐增加，临近居里点时达到极大值，然后急剧下降，趋于零。居里点时达到极大值，然后急剧下降，趋于零。n均匀无限磁介质受到外部磁场均匀无限磁介质受到外部磁场H H的作用，衡的作用，衡量物质被磁化的程度，以磁化强度量物质被磁化的程度，以磁化强度M M表示，表示，它与磁化场强度

25、之间的关系为它与磁化场强度之间的关系为MH是物质的磁化率，它表征物质受磁化的难易程度，是一个量纲为一是物质的磁化率，它表征物质受磁化的难易程度，是一个量纲为一的物理量。实际工作中，磁化率应注明所用单位制。的物理量。实际工作中，磁化率应注明所用单位制。SISI单位制中用单位制中用SISI（）标明，）标明，CGSMCGSM单位制中用单位制中用CGSM CGSM（）标明，两者的关系是）标明，两者的关系是1 SI1 SI（）=（1/41/4）CGSMCGSM（）。）。n感应磁化强度和磁化率感应磁化强度和磁化率 0(/)iMTT T是地磁场总强度（磁感强度），是地磁场总强度（磁感强度），M Mi i为感

26、应磁化强度，为感应磁化强度，是岩（矿）石的磁化率，是岩（矿）石的磁化率，是真空的磁导率是真空的磁导率。0位于岩石圈中的岩体和矿体，处在约为位于岩石圈中的岩体和矿体，处在约为50000nT50000nT的地球磁场作用之下，的地球磁场作用之下，它们受现代地磁场的磁化，而具有的磁化强度，叫感应磁化强度，它们受现代地磁场的磁化，而具有的磁化强度，叫感应磁化强度，可表示为可表示为B=H 磁感应强度和磁导率磁感应强度和磁导率在各向同性磁介质内部任意点上，磁化场在在各向同性磁介质内部任意点上，磁化场在该点产生的磁感应强度该点产生的磁感应强度00=0/r00000(1)(1)()rr BHHHHHM1rn剩余

27、磁化强度和总磁化强度剩余磁化强度和总磁化强度 剩余磁化强度剩余磁化强度MrMr与现代地磁场无关，它是岩（矿）与现代地磁场无关，它是岩（矿）石在形成时，处于一定的条件下，受当时的地磁石在形成时，处于一定的条件下，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。来的磁化强度。只要岩（矿）石中含有铁磁性矿物，它就可能具有只要岩（矿）石中含有铁磁性矿物，它就可能具有一定的剩余磁化强度（简称剩磁）。一定的剩余磁化强度（简称剩磁）。0(/irrM=M+M=T)+Mn矿物的磁性矿物的磁性抗磁性矿物抗磁性矿物顺磁性矿物顺磁性矿物名称名称/10-5(

28、)名称名称/10-5()名称名称平均平均/10-5()名称名称平均平均/10-5()石英石英-1.3方铅矿方铅矿-2.6橄榄石橄榄石2绿泥石绿泥石2090正长石正长石-0.5闪锌矿闪锌矿-4.8角闪石角闪石1080金云母金云母50锆石锆石-0.8石墨石墨-0.4黑云母黑云母1565斜长石斜长石1方解石方解石-1.0磷灰石磷灰石-8.1辉石辉石4090尖晶石尖晶石3盐岩盐岩-1.0重晶石重晶石-1.4铁黑云母铁黑云母750白云母白云母420铁磁性矿物铁磁性矿物矿物矿物分子式分子式SI()矿物矿物分子式分子式SI()磁铁矿磁铁矿Fe3O40.070.2锰尖晶石锰尖晶石MnFe2O32.0钛磁铁矿钛

29、磁铁矿x Fe3O4(1-x)Ti Fe2O410-710-2镁铁矿镁铁矿Mg Fe2O40.08磁赤铁矿磁赤铁矿Fe2O30.030.2针铁矿针铁矿FeOOH(0.0280)10-4赤铁矿赤铁矿Fe2O310-710-2纤铁矿纤铁矿FeOOH(0.92.5)10-4磁黄铁矿磁黄铁矿FeS(1+x)10-710-2菱铁矿菱铁矿FeCO3(2060)10-4铁镍矿铁镍矿Ti Fe2O40.05n各类岩石的一般磁性特征各类岩石的一般磁性特征岩石类型岩石类型/10-6()Mr/(A/m)岩石类型岩石类型/10-6()Mr/(A/m)超基性岩超基性岩1010000.110变质岩变质岩0.11000.0

30、010.1基性岩基性岩110000.00110沉积岩沉积岩0.1100.0010.1酸性岩酸性岩11000.00110火成岩的磁性火成岩的磁性 火成岩一般都不同程度的含有铁磁性矿物，大火成岩一般都不同程度的含有铁磁性矿物，大多显示磁性特征。火成岩由酸性到基性，二氧化多显示磁性特征。火成岩由酸性到基性，二氧化硅含量渐减，而铁磁性矿物含量渐增，其磁性表硅含量渐减，而铁磁性矿物含量渐增，其磁性表现出逐渐增强的趋势。现出逐渐增强的趋势。同一成分的火成岩其磁性变化较大；同一成分的火成岩其磁性变化较大；不同时代的同一种火成岩往往具有不同的磁性；不同时代的同一种火成岩往往具有不同的磁性；同一岩体的不同岩相带

31、，往往也表现出不同的磁同一岩体的不同岩相带，往往也表现出不同的磁性。性。变质岩的磁性变质岩的磁性 变质岩的磁性一般与其变质前岩石的磁变质岩的磁性一般与其变质前岩石的磁性有关。但也应注意岩石受高温和高压作性有关。但也应注意岩石受高温和高压作用产生物理化学变化使矿物成分发生变化用产生物理化学变化使矿物成分发生变化而引起的磁性变化。而引起的磁性变化。在具有层状结构的变质岩中，其磁性一在具有层状结构的变质岩中，其磁性一般随方向不同而异，表现有磁的各向异性，般随方向不同而异，表现有磁的各向异性，沿片理方向上的磁化率要比垂直片理方向沿片理方向上的磁化率要比垂直片理方向上的要大。上的要大。侵入岩磁化率与铁磁

32、性组分含量的关系曲线侵入岩磁化率与铁磁性组分含量的关系曲线 岩石的磁性是由所含磁性矿物的类型、岩石的磁性是由所含磁性矿物的类型、含量、颗粒大小、结构以及温度、压力等含量、颗粒大小、结构以及温度、压力等因素决定的。因素决定的。岩石磁化率与温度的关系岩石磁化率与温度的关系 1-花岗闪长岩；花岗闪长岩；2-黑云母角闪石花岗岩；黑云母角闪石花岗岩；3-闪长岩；闪长岩；4-黑云母花岗岩黑云母花岗岩铁磁物质被磁化后具有很强的磁性，但随着温铁磁物质被磁化后具有很强的磁性，但随着温度的升高，金属点阵热运动的加剧会影响度的升高，金属点阵热运动的加剧会影响磁畴磁矩磁畴磁矩的有序排列，当温度达到足以破坏磁畴磁矩的整

33、齐的有序排列，当温度达到足以破坏磁畴磁矩的整齐排列时，排列时，磁畴磁畴被瓦解，平均磁矩变为零，铁磁物质被瓦解，平均磁矩变为零，铁磁物质的磁性消失变为顺磁物质，与磁畴相联系的一系列的磁性消失变为顺磁物质，与磁畴相联系的一系列铁磁性质（如高磁导率、磁滞回线、磁致伸缩等）铁磁性质（如高磁导率、磁滞回线、磁致伸缩等）全部消失，相应的铁磁物质的全部消失，相应的铁磁物质的磁导率磁导率转化为顺磁物转化为顺磁物质的磁导率。质的磁导率。与与铁磁性铁磁性消失时所对应的温度即为居消失时所对应的温度即为居里点温度。里点温度。岩石磁化率与机械应力的关系曲线岩石磁化率与机械应力的关系曲线/K0（）表示平行于表示平行于应力

34、的变化应力的变化/K0（）表示垂直于应表示垂直于应力的变化力的变化同一个岩石标本经同一个岩石标本经单轴压缩，磁化率单轴压缩，磁化率平行轴向减少，垂平行轴向减少，垂直轴向增加。直轴向增加。二、岩（矿）石的剩余磁性二、岩（矿）石的剩余磁性nremanent magnetizationremanent magnetization岩石和矿石在形成时所产生的磁性，历经地质变动后岩石和矿石在形成时所产生的磁性，历经地质变动后保留下来的部分磁性称为保留下来的部分磁性称为剩余磁性。剩余磁性。n剩余磁化强度剩余磁化强度是表示剩余磁性大小的物理量，它的大小是表示剩余磁性大小的物理量，它的大小n和方向与现代地磁场无

35、关，而决定于形成时的环境及所和方向与现代地磁场无关，而决定于形成时的环境及所n经历的地质变动。经历的地质变动。n几乎所有岩石都具有剩余磁化强度。几乎所有岩石都具有剩余磁化强度。n在磁测工作中，需要测定剩余磁化强度的大小和方向，在磁测工作中，需要测定剩余磁化强度的大小和方向，作为成果解释的依据。作为成果解释的依据。n古地磁学就是通过岩石剩余磁化强度研究古地磁场，古地磁学就是通过岩石剩余磁化强度研究古地磁场，从而解决某些地质问题的一个学科。从而解决某些地质问题的一个学科。岩石的剩余磁性岩石的剩余磁性 岩石的剩余磁性也是因其含有铁磁性矿物颗岩石的剩余磁性也是因其含有铁磁性矿物颗粒造成的。由于造成剩余

36、磁性的磁化历史不同，粒造成的。由于造成剩余磁性的磁化历史不同，因而剩磁的类型和特点也不相同。因而剩磁的类型和特点也不相同。热剩磁热剩磁 （TRM thermoremanent magnetismTRM thermoremanent magnetism）即在外磁场作用下，岩浆岩自居里点以上的温即在外磁场作用下，岩浆岩自居里点以上的温度逐渐冷却到居里点以下时获得的磁性。度逐渐冷却到居里点以下时获得的磁性。热剩余磁性不仅很强，而且特别稳定。热剩余磁性不仅很强，而且特别稳定。火成岩的剩余磁性主要是属于热剩磁，比较稳定。火成岩的剩余磁性主要是属于热剩磁，比较稳定。n沉积剩磁（沉积剩磁（碎屑剩磁碎屑剩磁）

37、n（DRM depositional remanent magnetism）n 在形成沉积岩的缓慢过程中，微细的磁在形成沉积岩的缓慢过程中，微细的磁性岩石颗粒按当时地磁场的方向呈定向排列，性岩石颗粒按当时地磁场的方向呈定向排列，这种颗粒的排列经沉积、压实、脱水后，长期这种颗粒的排列经沉积、压实、脱水后，长期保存在沉积岩中所显示出的磁性。沉积岩没有保存在沉积岩中所显示出的磁性。沉积岩没有经历居里点高温。经历居里点高温。n 沉积岩的剩余磁性是随颗粒的母岩磁性或在沉积岩的剩余磁性是随颗粒的母岩磁性或在沉积过程中因化学变化而形成的，一般比较稳定。沉积过程中因化学变化而形成的，一般比较稳定。n等温剩磁等

38、温剩磁（IRM isothermal remanent magnetism）n 在未加热的情况下，在外磁场作用下而获得的在未加热的情况下，在外磁场作用下而获得的剩余磁性。剩余磁性。n 如闪电能使地面小范围的岩石产生剩余磁性，如闪电能使地面小范围的岩石产生剩余磁性，这种剩余磁性是不稳定的，它的大小和方向随着施这种剩余磁性是不稳定的，它的大小和方向随着施加外磁场的大小和方向发生变化。加外磁场的大小和方向发生变化。n化学剩磁化学剩磁（CRM chemical remanent magnetism）n 在居里点以下的某一温度条件下，因化学作在居里点以下的某一温度条件下，因化学作用结果，使得磁性颗粒直径

39、增大，或由原来矿物用结果，使得磁性颗粒直径增大，或由原来矿物变为新的矿物，在此过程中，受当时地磁场作用变为新的矿物，在此过程中，受当时地磁场作用获得的剩余磁性。获得的剩余磁性。沉积岩和变质岩剩余磁性的形成常与这种过程沉积岩和变质岩剩余磁性的形成常与这种过程有关。有关。n化学剩磁比较稳定。化学剩磁比较稳定。n粘滞剩磁粘滞剩磁（VRM viscous remanent magnetism）n 磁性矿物在外磁场长期作用下，且随着时磁性矿物在外磁场长期作用下，且随着时间的延续，愈来愈多的磁畴按所作用磁场的方向间的延续，愈来愈多的磁畴按所作用磁场的方向排列，使其剩余磁性增强，并获得与外磁场方向排列，使其

40、剩余磁性增强，并获得与外磁场方向相同的剩磁。相同的剩磁。n 这种剩余磁性随获得的时间愈长而愈这种剩余磁性随获得的时间愈长而愈稳定，因此粘滞剩磁是很稳定的。稳定，因此粘滞剩磁是很稳定的。各类岩石剩余磁性的成因各类岩石剩余磁性的成因n1.1.火成岩火成岩n热剩磁热剩磁n2.2.沉积岩沉积岩n碎屑剩磁与化学剩磁碎屑剩磁与化学剩磁n3.3.变质岩变质岩n热剩磁、碎屑剩磁与化学剩磁热剩磁、碎屑剩磁与化学剩磁n原生剩磁：在岩石形成时获得的剩余磁原生剩磁：在岩石形成时获得的剩余磁性，如热剩磁、沉积剩磁、化学剩磁。性，如热剩磁、沉积剩磁、化学剩磁。n次生剩磁：是在岩石形成之后，在漫长次生剩磁：是在岩石形成之后

41、，在漫长的地质年代中，由于某些外部因素的作的地质年代中，由于某些外部因素的作用而获得的剩余磁性，粘滞剩余磁性用而获得的剩余磁性，粘滞剩余磁性 、等温剩余磁性等温剩余磁性 。三、磁异常的改正三、磁异常的改正n磁异常的改正磁异常的改正1、正常（场）梯度改正、正常（场）梯度改正大面积高精度磁测，要进行正常梯度改正。大面积高精度磁测，要进行正常梯度改正。改正方法：用球谐函数求出地磁场正常值，然后改正方法：用球谐函数求出地磁场正常值，然后求出沿纬向的变化率进行改正。求出沿纬向的变化率进行改正。2、高度改正、高度改正高度改正从总基点高程起算，以高度改正从总基点高程起算，以T0=50000nT为例，约为例，约每每42m高差改正高差改正1nT，比总基点高，比总基点高42m加加1nT，比总，比总基点低基点低42m减减1nT。n磁异常的改正磁异常的改正3.日变改正日变改正对地磁场短周期变化进行日变改正（幅度一般对地磁场短周期变化进行日变改正（幅度一般为为0.01-5nT，有时达，有时达10-20nT）。）。