磁法、电法磁法、电法在区矿调工作中的应用在区矿调工作中的应用 第一章第一章 磁法勘探磁法勘探第一节第一节 地磁场地磁场第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征第三节第三节 磁力仪磁力仪第四节第四节 磁测的野外工作方法磁测的野外工作方法第五节第五节 磁异常的地质解释及应用磁异常的地质解释及应用教学目的：使学员了解岩（矿）石物性特征教学内容：一、物质的磁性 二、岩石矿物的磁性特征 三、岩石的剩余磁性授课方法：理论讲解，图片演示， 实例引导，课堂提问。 教学时间：50分钟2024/8/52024/8/5第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征 地壳中的岩石和矿体都处在地球磁场中，从它们地壳中的岩石和矿体都处在地球磁场中，从它们形成时起，就受其磁化而具有不同程度的磁性，其形成时起，就受其磁化而具有不同程度的磁性，其磁性差异在地表引起磁性差异在地表引起磁异常磁异常。 岩（矿）石磁性是磁法勘探的岩（矿）石磁性是磁法勘探的物理基础物理基础 研究岩（矿）石磁性的目的研究岩（矿）石磁性的目的掌握岩石和矿物受磁化的原理。掌握岩石和矿物受磁化的原理。了解岩（矿）石的磁性特征及其影响因素，以正了解岩（矿）石的磁性特征及其影响因素，以正确确定磁法能够解决的地质任务，对磁异常作出确确定磁法能够解决的地质任务，对磁异常作出正确的地质解释。正确的地质解释。有关岩（矿）石磁性的研究成果，亦可直接用来有关岩（矿）石磁性的研究成果，亦可直接用来解决某些基础地质问题解决某些基础地质问题( (如区域地层对比，构造划如区域地层对比，构造划分等分等) ) ) )。 第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征任何物质的磁性都是带任何物质的磁性都是带电粒子运动的结果，起电粒子运动的结果，起源于原子中原子核和电源于原子中原子核和电子的运动。子的运动。一、物质的磁性第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征磁化强度：三者的矢量和磁化强度：三者的矢量和电子轨道磁矩电子轨道磁矩自旋磁矩自旋磁矩原子核自旋磁矩。原子核自旋磁矩。磁化率：磁化率：是物质在外加磁是物质在外加磁场作用下的场作用下的合磁矩合磁矩( (称为磁称为磁化强度化强度) )与与磁场强度磁场强度之比值，之比值，符号为符号为 。一、物质的磁性一、物质的磁性第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征 各类物质，由于原子结构不同，它们在外磁场各类物质，由于原子结构不同，它们在外磁场作用下，呈现不同的宏观磁性。作用下，呈现不同的宏观磁性。 2024/8/52024/8/5抗磁性顺磁性铁磁性一、物质的磁性一、物质的磁性第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征（一）抗磁性（一）抗磁性( (逆磁性逆磁性) ) 1.定义：定义：在受到外加磁场作用时，物质获得反抗外加磁场的磁化强度的现象。 一、物质的磁性一、物质的磁性第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征（一）抗磁性（一）抗磁性（一）抗磁性（一）抗磁性( ( ( (逆磁性逆磁性逆磁性逆磁性) ) ) ) 2. 2.特征特征特征特征：磁化率（磁化率（ ）0 0，数值很小，数值很小（0.nn100.nn10-6-6CGSMCGSM），且为），且为常数常数在外磁力作用下，电子的运动轨在外磁力作用下，电子的运动轨道绕外磁场作旋进，此旋进产生道绕外磁场作旋进，此旋进产生附加磁矩的方向与外磁场相反，附加磁矩的方向与外磁场相反，形成形成抗磁性。抗磁性。常见的抗磁性物质常见的抗磁性物质常见的抗磁性物质常见的抗磁性物质: :金、汞、锌、硫、金、汞、锌、硫、金、汞、锌、硫、金、汞、锌、硫、水、金属水、金属铜铜、碳（、碳（C C）和大多数和大多数有机物、生物有机物、生物组织组织。一、物质的磁性一、物质的磁性第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征（二）顺磁性（二）顺磁性（二）顺磁性（二）顺磁性1.1.定义：定义：磁场磁场作用下，物质中相邻原子或离子的作用下，物质中相邻原子或离子的热热无序磁矩无序磁矩在一定程度上与磁场强度方向一在一定程度上与磁场强度方向一致的致的定向排列定向排列的现象的现象。一、物质的磁性一、物质的磁性第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征（二）顺磁性（二）顺磁性（二）顺磁性（二）顺磁性2.2.特点：特点：顺磁性物质（顺磁性物质（paramagnetismparamagnetism）的磁）的磁化率为正值，比抗磁性大化率为正值，比抗磁性大1 13 3个数量个数量级，级， 约约1010-5-51010-3-3。 顺磁性顺磁性顺磁性顺磁性绝对值绝对值绝对值绝对值 抗磁性抗磁性抗磁性抗磁性绝对值绝对值绝对值绝对值在外磁场作用下，原来取向杂乱的磁在外磁场作用下，原来取向杂乱的磁矩将定向，从而表现出顺磁性。矩将定向，从而表现出顺磁性。顺磁性与绝对温度成反比顺磁性与绝对温度成反比 顺磁顺磁顺磁顺磁C C/ /T T （C C为居里常数）为居里常数）为居里常数）为居里常数）一、物质的磁性一、物质的磁性第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征常常见见的的顺顺磁性物磁性物质质：铝铝、锰锰、钨钨、铀铀等等等等( (三三) )铁磁性铁磁性1.定义物质中相邻物质中相邻原子或离子的磁矩原子或离子的磁矩由于它们的由于它们的相互作用而在某些区域中大致按同一方向排相互作用而在某些区域中大致按同一方向排列，当所施加的磁场强度增大时，这些区域列，当所施加的磁场强度增大时，这些区域的的合磁矩定向排列程度合磁矩定向排列程度会随之增加到会随之增加到某一极某一极限值限值的现象。的现象。 一、物质的磁性一、物质的磁性第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征 2. 2.特征特征: :（1 1）磁化强度与磁化场呈非线性关系）磁化强度与磁化场呈非线性关系（2 2）磁化率与温度的关系服从居里）磁化率与温度的关系服从居里- -魏斯定律魏斯定律（3 3）磁化率要比抗、顺磁性物质的磁化率大很多。）磁化率要比抗、顺磁性物质的磁化率大很多。( (三三) )铁磁性铁磁性一、物质的磁性一、物质的磁性第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征（1 1）. .磁化强度磁化强度与磁化场呈非线性关系与磁化场呈非线性关系- -磁滞现象磁滞现象磁滞现象磁滞现象对未磁化样品施加磁场对未磁化样品施加磁场H H的作用。的作用。随随H H值由零增至值由零增至H Hs s，而后减至零；，而后减至零；反向由零减至反向由零减至- -HsHs，再由，再由-Hs-Hs，增至，增至HsHs，变化一周。，变化一周。样品的磁化强度样品的磁化强度MM，沿，沿O O、A A、B B、C C、D D、E E、F F、A A变化，诸点形成曲线，变化，诸点形成曲线，称称磁滞回线磁滞回线。磁滞回线表明铁磁性物质的磁化强磁滞回线表明铁磁性物质的磁化强度随磁化场变化，呈不可逆性。度随磁化场变化，呈不可逆性。一、物质的磁性一、物质的磁性第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征 2. 2.特征特征: :( (三三) )铁磁性铁磁性(2)(2)磁化率与温度的关系磁化率与温度的关系温度升高，铁磁性物质磁化率温度升高，铁磁性物质磁化率 增大，容增大，容易被磁化，临近居里点时易被磁化，临近居里点时 达到极大值；达到极大值；温度高于居里温度，继续升高时，温度高于居里温度，继续升高时， 急剧急剧下降下降0 0，由铁磁性转为顺磁性。，由铁磁性转为顺磁性。磁化率与温度服从居里磁化率与温度服从居里- -魏斯定律：魏斯定律：C C是居里常数，是居里常数，T T是热力学温度，是热力学温度，T TC C是居是居里温度。里温度。一般铁磁体的一般铁磁体的T TC C很高，例如铁为很高，例如铁为1043K1043K（3.733.73；280280）。2024/8/52024/8/5 2. 2.特征特征: :( (三三) )铁磁性铁磁性第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征一、物质的磁性一、物质的磁性（3 3）磁化率要比抗、顺磁性物质的磁化率大很多。磁化率要比抗、顺磁性物质的磁化率大很多。铁磁物质内包含着很多个自发磁化区域，称做铁磁物质内包含着很多个自发磁化区域，称做磁畴磁畴。无外磁场，各磁畴的磁化强度矢量取向混乱，不呈磁性。无外磁场，各磁畴的磁化强度矢量取向混乱，不呈磁性。当施加外磁场时，磁畴结构将发生变化；随外磁场增强，当施加外磁场时，磁畴结构将发生变化；随外磁场增强，通过畴壁移动和磁畴转动的过程，显示出通过畴壁移动和磁畴转动的过程，显示出宏观磁性宏观磁性。无外磁场无外磁场无外磁场无外磁场外磁场较小外磁场较小外磁场较小外磁场较小外磁场大外磁场大外磁场大外磁场大- - - - - - - - - - - - - 2. 2.特征特征: :( (三三) )铁磁性铁磁性第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征一、物质的磁性一、物质的磁性磁畴内原子间相互作用磁畴内原子间相互作用、原子磁矩排列情况有别，铁原子磁矩排列情况有别，铁磁性又分为三种类型。磁性又分为三种类型。2024/8/52024/8/5（1）铁磁性：磁畴内原子磁矩同一方向。磁畴内原子磁矩同一方向。( (铁、镍、钴）铁、镍、钴）铁、镍、钴）铁、镍、钴）（2）反铁磁性：原子磁矩排列相反，磁化率很小。原子磁矩排列相反，磁化率很小。（3）亚铁磁性：磁矩不相等，故仍具有自发磁矩。具磁矩不相等，故仍具有自发磁矩。具有较大的磁化率和剩余磁化强度有较大的磁化率和剩余磁化强度( (三三) )铁磁性铁磁性第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征一、物质的磁性一、物质的磁性第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征（一）表征磁性的物理量（一）表征磁性的物理量（二）（二）矿矿物的磁性物的磁性（三）各（三）各类类岩石的一般磁性特征岩石的一般磁性特征（四）影响岩石磁性的主要因素（四）影响岩石磁性的主要因素在磁法勘探中，岩矿石的磁性通常用在磁法勘探中，岩矿石的磁性通常用磁化率磁化率（）、）、感应磁化强度感应磁化强度（Mi）、）、剩余磁化强度剩余磁化强度（Mr）和）和总磁化强度总磁化强度( (M) )表示。表示。第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征（一）表征磁性的物理量CGSMCGSMCGSMCGSM制单位制单位制单位制单位磁场强度：磁场强度：常用单位为常用单位为常用单位为常用单位为“伽马（伽马（伽马（伽马（ ）”1 1 1 1伽马（伽马（伽马（伽马（ ） =10=10=10=10-5-5-5-5奥斯特（奥斯特（奥斯特（奥斯特（O O O Oe e e e）磁感应强度：磁感应强度：高斯高斯高斯高斯奥斯特与高斯两者量纲相同，有时可通用。奥斯特与高斯两者量纲相同，有时可通用。奥斯特与高斯两者量纲相同，有时可通用。奥斯特与高斯两者量纲相同，有时可通用。SISISISI制单位（国际单位）制单位（国际单位）制单位（国际单位）制单位（国际单位）特斯拉（特斯拉（T T）。此量）。此量纲较纲较大，通常用大，通常用“ “纳纳特（特（nTnT）” ”，1 1纳纳特（特（特（特（nTnT）=10=10-9-9特斯拉（特斯拉（特斯拉（特斯拉（T T）= 10= 10-5-5高斯高斯高斯高斯=1=1伽伽伽伽马马（ ）第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征（一）表征磁性的物理量（一）表征磁性的物理量二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征1.磁化强度磁化强度（M）和磁化率（）和磁化率（）磁化强度（磁化强度（MM）均匀无限磁介质受外磁场（均匀无限磁介质受外磁场（均匀无限磁介质受外磁场（均匀无限磁介质受外磁场（HH）作用（如地球磁力）作用（如地球磁力）作用（如地球磁力）作用（如地球磁力作用），衡量物质被磁化的程度；作用），衡量物质被磁化的程度；作用），衡量物质被磁化的程度；作用），衡量物质被磁化的程度；磁化率（磁化率（ ）物质被磁化的难易程度物质被磁化的难易程度物质被磁化的难易程度物质被磁化的难易程度MM与与H H之间的关系之间的关系 MM= = HH第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征（一）表征磁性的物理量单位（量纲单位（量纲单位（量纲单位（量纲）磁化率磁化率（ ）的的单位表示单位表示为无量纲的物理量；为无量纲的物理量；为无量纲的物理量；为无量纲的物理量；在在在在SISI单位制中用单位制中用单位制中用单位制中用SISI（ ）表示）表示）表示）表示在在在在CGSMCGSM制中用制中用制中用制中用CGSM CGSM （ ）表示）表示）表示）表示 1SI1SI（ ）= CGSM = CGSM （ ）/4 /4 磁化强度磁化强度（MM）单位单位SISI制单位：安培制单位：安培制单位：安培制单位：安培/ /米（米（米（米（A/mA/m）CGSMCGSM制：制：制：制： CGSM CGSM （mm） 1A/m=101A/m=10-3-3 CGSM CGSM （mm）（一）表征磁性的物理量第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征2. 2.磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度和磁导率和磁导率和磁导率和磁导率磁感应强度（磁感应强度（B B）在各向同性磁介质内部任意点上，磁化场在各向同性磁介质内部任意点上，磁化场在各向同性磁介质内部任意点上，磁化场在各向同性磁介质内部任意点上，磁化场HH在在在在该点产生的该点产生的该点产生的该点产生的 磁通密度。磁通密度。磁通密度。磁通密度。与磁化场关系与磁化场关系与磁化场关系与磁化场关系 B B= = HHB B的单位为的单位为的单位为的单位为特斯拉（特斯拉（特斯拉（特斯拉（T T）或纳特（）或纳特（）或纳特（）或纳特（nTnT）磁导率（磁导率（ ）单位为亨利单位为亨利单位为亨利单位为亨利/ /米（米（米（米（H/mH/m），在），在），在），在CGSMCGSM制中为无量纲用制中为无量纲用制中为无量纲用制中为无量纲用CGSMCGSM（ ）表示表示表示表示 1H/m=101H/m=107 7 CGSM CGSM （ ）/4 /4 （一）表征磁性的物理量第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征3.感应感应磁化强度磁化强度感应磁化强度（感应磁化强度（MMi i）岩矿石在现代地磁场中被磁化获得的磁化强度岩矿石在现代地磁场中被磁化获得的磁化强度岩矿石在现代地磁场中被磁化获得的磁化强度岩矿石在现代地磁场中被磁化获得的磁化强度地磁场近似为均匀的弱磁场，用地磁场近似为均匀的弱磁场，用地磁场近似为均匀的弱磁场，用地磁场近似为均匀的弱磁场，用T T表示，即表示，即表示，即表示，即MMi i= = T T式中：式中：式中：式中： 为岩矿石的磁化率，它取决于岩矿石的性质。为岩矿石的磁化率，它取决于岩矿石的性质。为岩矿石的磁化率，它取决于岩矿石的性质。为岩矿石的磁化率，它取决于岩矿石的性质。（一）表征磁性的物理量第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征4. 4.剩余磁化强度剩余磁化强度剩余磁化强度剩余磁化强度（MMr r）岩矿石在生成时，处在一定条件下，受当时的地岩矿石在生成时，处在一定条件下，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。来的磁化强度。与现代地磁场无关与现代地磁场无关。（一）表征（一）表征磁性的物理量磁性的物理量第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征5. 5.总总总总磁化强度（磁化强度（磁化强度（磁化强度（MM）由由感应磁化强度（感应磁化强度（MMi i）和剩余磁化强度（）和剩余磁化强度（MMr r）叠加组）叠加组成，即为感磁和剩磁的矢量和：成，即为感磁和剩磁的矢量和： MM= = MMi i+ + MMr r= = T T+ + MMr r剩磁可通过岩矿石标本测定获得大小和方向，地磁场剩磁可通过岩矿石标本测定获得大小和方向，地磁场强度强度T T可通过查地磁图或计算获得，因此不难获得总磁可通过查地磁图或计算获得，因此不难获得总磁化强度（化强度（MM）（一）表征（一）表征磁性的物理量磁性的物理量第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征（二）矿物的磁性（二）矿物的磁性1. 1.抗磁性矿物与顺磁性矿物抗磁性矿物与顺磁性矿物自然界中，绝大多数矿物属顺磁性与抗磁性。自然界中，绝大多数矿物属顺磁性与抗磁性。2024/8/52024/8/5抗磁性矿物抗磁性矿物顺磁性物质顺磁性物质名称名称 平均平均1010-5-5SISI( ( ) )名称名称 平均平均1010-5-5SISI( ( ) )名称名称 平均平均1010-5-5SISI( ( ) )名称名称 平均平均1010-5-5SISI( ( ) )石英石英-1.3-1.3方铅矿方铅矿-2.6-2.6橄榄石橄榄石2 2绿泥石绿泥石29902990正长石正长石-0.5-0.5闪锌矿闪锌矿-4.8-4.8角闪石角闪石10801080金云母金云母5050锆石锆石-0.8-0.8石墨石墨-0.4-0.4黑云母黑云母15651565斜长石斜长石1 1方解石方解石-1.0-1.0磷灰石磷灰石-8.1-8.1辉石辉石40904090尖晶石尖晶石3 3岩盐岩盐-1.0-1.0重晶石重晶石-1.4-1.4铁黑云母铁黑云母750750白云母白云母40204020第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征（二）矿物的磁性（二）矿物的磁性2. 2.铁磁性矿物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一钛自然界中不存在纯铁磁性矿物，最重要的磁性矿物当推铁一钛氧化物。由氧化物。由FeOFeO、FeFe2 2O O3 3和和TiOTiO2 2组合成的固熔体的主要矿物及其组合成的固熔体的主要矿物及其他磁性矿物。他磁性矿物。2024/8/52024/8/5矿物分子式 / SI()磁 铁 矿Fe3O40.070.2钛磁铁矿xFe3O4(1-x)TiFe2O410-710-2磁赤铁矿Fe2O30.030.2赤 铁 矿Fe2O310-610-5磁黄铁矿FeS1+xx10-310-4铁 镍 矿NiFe2O40.05锰尖晶石MnFe2O32.0镁 铁 矿MgFe2O40.08针 铁 矿FeOOH(0.0280)10-4纤 铁 矿FeOOH(0.92.5)10-4菱 铁 矿FeCO3(2060)10-4第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征（三）各类岩石的一般磁性特征1. 1.沉积岩的磁性沉积岩的磁性一般说来，沉积岩的磁性较弱。一般说来，沉积岩的磁性较弱。沉积岩的磁化率主要决定于副矿物的含量和成分沉积岩的磁化率主要决定于副矿物的含量和成分（磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿，以及铁的氢氧化（磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿，以及铁的氢氧化物）。物）。沉积岩的天然剩余磁性，与由母岩剥蚀下来的磁沉积岩的天然剩余磁性，与由母岩剥蚀下来的磁性颗粒有关，其数值不大。性颗粒有关，其数值不大。2024/8/52024/8/5第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征（三）各类岩石的一般磁性特征2. 2.火成岩的磁性火成岩的磁性（1 1）不同类型的侵人岩（花岗岩、花岗闪长岩、）不同类型的侵人岩（花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩、超基性岩等），其闪长岩、超基性岩等），其 平均值随着岩石的基平均值随着岩石的基性增强而增大。它们的磁化率均具有数值分布范围性增强而增大。它们的磁化率均具有数值分布范围宽的相同特征。宽的相同特征。2024/8/52024/8/5第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征（三）各类岩石的一般磁性特征2. 2.火成岩的磁性火成岩的磁性（2 2）超基性岩是火成岩中磁性最强的。超基性岩）超基性岩是火成岩中磁性最强的。超基性岩体系在经受蛇纹石化时，辉石被蚀变分解形成蛇纹体系在经受蛇纹石化时，辉石被蚀变分解形成蛇纹石和磁铁矿，使磁化率急剧增大，可达到几个石和磁铁矿，使磁化率急剧增大，可达到几个SISI（ ）单位。）单位。2024/8/52024/8/5第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征（三）各类岩石的一般磁性特征2. 2.火成岩的磁性火成岩的磁性（3 3）基性岩、中性岩，一般来说其磁性较超基性）基性岩、中性岩，一般来说其磁性较超基性岩要低。岩要低。（4 4）花岗岩建造的侵人岩，普遍是铁磁）花岗岩建造的侵人岩，普遍是铁磁顺磁性顺磁性的，磁化率不高。的，磁化率不高。2024/8/52024/8/5第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征（三）各类岩石的一般磁性特征2. 2.火成岩的磁性火成岩的磁性（5 5）喷出岩在化学和矿物成分上与同类侵人岩相）喷出岩在化学和矿物成分上与同类侵人岩相近，其磁化率的一般特征相同。由于喷出岩迅速且近，其磁化率的一般特征相同。由于喷出岩迅速且不均匀地冷却，结晶速度快，因而其磁化率离散性不均匀地冷却，结晶速度快，因而其磁化率离散性大。大。（6 6）火成岩具有明显的天然剩余磁性，其）火成岩具有明显的天然剩余磁性，其Q = Mr Q = Mr / Mi/ Mi称为柯尼希斯贝格比。不同岩石组成的称为柯尼希斯贝格比。不同岩石组成的Q Q值范值范围，可在围，可在010010或更大范围内变化。或更大范围内变化。2024/8/52024/8/5第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征（三）各类岩石的一般磁性特征3. 3.变质岩的磁性变质岩的磁性变质岩的磁化率和剩余磁化强度的变质岩的磁化率和剩余磁化强度的变化范围很大变化范围很大。 磁性与原来的基质有关，也与其形成条件有关。磁性与原来的基质有关，也与其形成条件有关。副变质岩，磁性特征一般具有副变质岩，磁性特征一般具有铁磁一顺磁性铁磁一顺磁性；正变质岩，磁性有正变质岩，磁性有铁磁一顺磁性铁磁一顺磁性与与铁磁性铁磁性。2024/8/52024/8/5第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征（三）各类岩石的一般磁性特征2024/8/52024/8/5岩石类型岩石类型/10-6SI()Mr / (Am-1)超基性岩超基性岩10110310-1101基基 性性 岩岩10010310-3101酸酸 性性 岩岩10010210-101变变 质质 岩岩10-110210-310-1沉沉 积积 岩岩10-110110-310-1第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征（四）影响岩石磁性的主要因素岩石的磁性是由所含磁性矿物的类型、含量、颗粒岩石的磁性是由所含磁性矿物的类型、含量、颗粒大小与结构，以及温度、压力等因素决定的。大小与结构，以及温度、压力等因素决定的。1. 1.岩石磁性与铁磁性矿物含量的关系岩石磁性与铁磁性矿物含量的关系一般来说，岩石中铁磁性矿物含量愈大，磁性愈强。一般来说，岩石中铁磁性矿物含量愈大，磁性愈强。2024/8/52024/8/5第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征2024/8/52024/8/5（四）影响岩石磁性的主要因素2. 2.岩石磁性与磁性矿物颗粒大小、结构的关系岩石磁性与磁性矿物颗粒大小、结构的关系在给定的外磁场在给定的外磁场 作用下，铁磁性矿物的相对含量作用下，铁磁性矿物的相对含量不变，颗粒粗的较之颗粒细的磁化率大。不变，颗粒粗的较之颗粒细的磁化率大。铁磁性矿物在岩石中的结构对岩石的磁化率的影响。铁磁性矿物在岩石中的结构对岩石的磁化率的影响。当磁性矿物相对含量、颗粒大小都相同，颗粒相互当磁性矿物相对含量、颗粒大小都相同，颗粒相互胶结的比颗粒呈分散状者磁性强。胶结的比颗粒呈分散状者磁性强。第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征2024/8/52024/8/5（四）影响岩石磁性的主要因素（四）影响岩石磁性的主要因素3.3.岩石磁性与温度、压力的关系岩石磁性与温度、压力的关系铁磁性矿物的磁化率与温度的关系，有可逆及不可逆铁磁性矿物的磁化率与温度的关系，有可逆及不可逆两种。两种。前者磁化率随温度增高而增大，接近居里点则陡然下前者磁化率随温度增高而增大，接近居里点则陡然下降趋于零；加热和冷却的过程，在一定条件下磁化率降趋于零；加热和冷却的过程，在一定条件下磁化率都有同一个数值。都有同一个数值。后者其加热和冷却曲线不相吻合，即不可逆。它是温后者其加热和冷却曲线不相吻合，即不可逆。它是温度增高后不稳定的那类铁磁性矿物的特征。度增高后不稳定的那类铁磁性矿物的特征。温度增高，还导致岩石剩余磁化强度退磁。温度增高，还导致岩石剩余磁化强度退磁。第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征2024/8/52024/8/5（四）影响岩石磁性的主要因素3.3.岩石磁性与温度、压力的关系岩石磁性与温度、压力的关系一般而言，岩石磁化率随着所受机械压力的一般而言，岩石磁化率随着所受机械压力的增加而减小。增加而减小。垂直于受压方向所测得的磁化垂直于受压方向所测得的磁化率，与压力的相依关系较弱。率，与压力的相依关系较弱。岩石的剩余磁化强度，亦随着岩石受压的增岩石的剩余磁化强度，亦随着岩石受压的增大而减小。大而减小。第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征二、岩石、矿石的磁性特征第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征三、岩石的剩余磁性三、岩石的剩余磁性（一）岩石剩余磁性的类型及特点（一）岩石剩余磁性的类型及特点（二）各类岩石剩余磁性的成因（二）各类岩石剩余磁性的成因2024/8/52024/8/5三、岩石的剩余磁性岩石在成岩过程中获得天然剩余磁化强度，它是岩石磁性的重要组成部分。不论是磁法勘探，还是古地磁测定，都要十分注意研究岩石的剩余磁性。第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征2024/8/52024/8/5（一）岩石剩余磁性的类型及特点由于形成剩余磁性的磁化历史（如磁化场、矿物成由于形成剩余磁性的磁化历史（如磁化场、矿物成分、温度及化学反应等）的不同因而岩石剩余磁性分、温度及化学反应等）的不同因而岩石剩余磁性的类型、特点各不相同。的类型、特点各不相同。1.热剩余磁性（TRM）2.碎屑剩余磁性（DRM）3.化学剩余磁性（CRM ）4.黏滞剩余磁性（VRM）5.等温剩余磁性（IRM）第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征三、岩石的剩余磁性三、岩石的剩余磁性2024/8/52024/8/5（一）岩石剩余磁性的类型及特点1.1.热剩余磁性（热剩余磁性（TRMTRM）在恒定磁场作用下，岩石从居里点以上的温度，逐渐在恒定磁场作用下，岩石从居里点以上的温度，逐渐冷却到居里点以下，在通过居里温度时受磁化所获得冷却到居里点以下，在通过居里温度时受磁化所获得的剩磁，称热剩余磁性（简称热剩磁）。的剩磁，称热剩余磁性（简称热剩磁）。热剩磁的特点：热剩磁的特点：（1 1）强度大。）强度大。（2 2）具有很高的稳定性。）具有很高的稳定性。第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征三、岩石的剩余磁性三、岩石的剩余磁性2024/8/52024/8/5（一）岩石剩余磁性的类型及特点2.2.碎屑剩余磁性（碎屑剩余磁性（DRMDRM）沉积岩中含有从母岩风化剥蚀带来的许多碎屑颗粒，其中磁沉积岩中含有从母岩风化剥蚀带来的许多碎屑颗粒，其中磁性颗粒（磁铁矿等）在水中沉积时，受当时的地磁场作用，性颗粒（磁铁矿等）在水中沉积时，受当时的地磁场作用，会沿地磁场方向定向排列，或者是这些磁性颗粒在沉积物的会沿地磁场方向定向排列，或者是这些磁性颗粒在沉积物的含水孔隙中转向地磁场方向。沉积物固结成岩石，保存下来含水孔隙中转向地磁场方向。沉积物固结成岩石，保存下来的磁性称为碎屑剩余磁性。的磁性称为碎屑剩余磁性。碎屑剩磁的特点：碎屑剩磁的特点：（1 1）其强度比热剩磁小得多。）其强度比热剩磁小得多。（2 2）碎屑剩磁比较稳定。）碎屑剩磁比较稳定。（3 3）等轴状颗粒，其碎屑剩磁方向和外磁场（地磁）等轴状颗粒，其碎屑剩磁方向和外磁场（地磁场）方向一致。场）方向一致。第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征三、岩石的剩余磁性三、岩石的剩余磁性2024/8/52024/8/5（一）岩石剩余磁性的类型及特点（一）岩石剩余磁性的类型及特点3. .化学剩余磁性（化学剩余磁性（CRM CRM ）在一定磁场中，某些磁性物质在低于居里温度的条件下，经过相在一定磁场中，某些磁性物质在低于居里温度的条件下，经过相变过程（重结晶）或化学过程（氧化还原）所获得的剩磁，变过程（重结晶）或化学过程（氧化还原）所获得的剩磁，称化学剩余磁性（化学剩磁）。称化学剩余磁性（化学剩磁）。化学剩磁的特点：化学剩磁的特点：（1 1）在弱磁场中，其强度正比于外磁场的强度。）在弱磁场中，其强度正比于外磁场的强度。（2 2）有较高的稳定性。）有较高的稳定性。（3 3）在相同磁场中，化学剩磁强度只有热剩磁强度的几十分之）在相同磁场中，化学剩磁强度只有热剩磁强度的几十分之一，但大于碎屑剩磁强度。一，但大于碎屑剩磁强度。热、碎屑、化学剩余磁性，统称为原生剩磁。热、碎屑、化学剩余磁性，统称为原生剩磁。第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征三、岩石的剩余磁性三、岩石的剩余磁性2024/8/52024/8/5（一）岩石剩余磁性的类型及特点（一）岩石剩余磁性的类型及特点4.4.黏滞剩余磁性（黏滞剩余磁性（VRMVRM）岩石生成之后，长期处在地球磁场作用下，随时间的推移，岩石生成之后，长期处在地球磁场作用下，随时间的推移，其中原来定向排列的磁畴，逐渐地弛豫到作用磁场的方向，其中原来定向排列的磁畴，逐渐地弛豫到作用磁场的方向，这一过程中所形成的剩磁称黏滞剩余磁性。这一过程中所形成的剩磁称黏滞剩余磁性。黏滞剩余磁性的特点：黏滞剩余磁性的特点：（1 1）强度与时间的对数成正比。）强度与时间的对数成正比。（2 2）随温度增高，黏滞剩磁增大。裸露于地表的岩石，受昼）随温度增高，黏滞剩磁增大。裸露于地表的岩石，受昼夜及季节温差变化的热骚动影响，随时间增长会形成较强的夜及季节温差变化的热骚动影响，随时间增长会形成较强的黏滞剩磁。具有较大黏滞剩磁的岩石样品，不宜用于古地磁黏滞剩磁。具有较大黏滞剩磁的岩石样品，不宜用于古地磁研究。研究。第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征三、岩石的剩余磁性三、岩石的剩余磁性2024/8/52024/8/5（一）岩石剩余磁性的类型及特点5.等温剩余磁性（IRM）在常温没有加热情况下，岩石因受外部磁场的作用在常温没有加热情况下，岩石因受外部磁场的作用（比如闪电作用），获得的剩磁称等温剩余磁性。（比如闪电作用），获得的剩磁称等温剩余磁性。等温剩磁是不稳定的，其大小和方向随外磁场变化。等温剩磁是不稳定的，其大小和方向随外磁场变化。第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征三、岩石的剩余磁性三、岩石的剩余磁性2024/8/52024/8/5（一）岩石剩余磁性的类型及特点黏滞、等温黏滞、等温剩磁，是在岩石生成之后，因受某些外部剩磁，是在岩石生成之后，因受某些外部因素的作用而获得的，因此称它们为次生剩磁。因素的作用而获得的，因此称它们为次生剩磁。地壳岩石具有的原生剩磁，既是磁法勘探，也是古地地壳岩石具有的原生剩磁，既是磁法勘探，也是古地磁研究的对象。磁研究的对象。次生剩磁不能作为古地磁研究的次生剩磁不能作为古地磁研究的“化石化石”。第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征三、岩石的剩余磁性三、岩石的剩余磁性2024/8/52024/8/5（二）各类岩石剩余磁性的成因1.1.火成岩剩磁的成因火成岩剩磁的成因热剩磁是形成火成岩原生剩磁的原因。热剩磁是形成火成岩原生剩磁的原因。2.2.沉积岩剩磁的成因沉积岩剩磁的成因沉积作用形成碎屑剩磁，成岩作用经氧化和脱水过程，沉积作用形成碎屑剩磁，成岩作用经氧化和脱水过程，获得化学剩磁。获得化学剩磁。3.3.变质岩剩磁的成因变质岩剩磁的成因变质岩的剩余磁性与其原岩有关。变质岩的剩余磁性与其原岩有关。正变质岩，它可能有热剩磁。正变质岩，它可能有热剩磁。副变质岩，它可能有碎屑剩磁与化学剩磁。副变质岩，它可能有碎屑剩磁与化学剩磁。第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征三、岩石的剩余磁性三、岩石的剩余磁性根据岩石、矿石的磁性强度可以分为五类： 第一类，磁化率（）1000010-6CGSM，为强磁性的岩矿石。橄榄岩、辉岩、角闪岩、含铁石英岩等。第二节第二节第二节第二节 岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征岩（矿）石的磁性特征一、物质的磁性一、物质的磁性（一）抗磁性；（二）顺磁性；（三）铁磁性。（一）抗磁性；（二）顺磁性；（三）铁磁性。二、岩矿石的磁性二、岩矿石的磁性（一）表征磁性的物理量（一）表征磁性的物理量（二）矿物的磁性（二）矿物的磁性（三）各类岩石的一般磁性（三）各类岩石的一般磁性（四）影响岩石的主要因素（四）影响岩石的主要因素三、岩石的剩余磁性三、岩石的剩余磁性（一）岩石剩余磁性的类型及特点（一）岩石剩余磁性的类型及特点（二）各类岩石剩余磁性的成因（二）各类岩石剩余磁性的成因小结小结思考题1、物质的磁性可以分为哪几种？2、表征岩石磁性的物理量有哪几个， 分别用什么字母表示？3、什么是原生剩磁和次生剩磁？2024/8/52024/8/5