(一)偶极子磁场BSN
1,人们发现,地磁场的空间形态与一个位于地心的磁偶极子(称为地心磁偶极子)的磁场相似;
2,这个地心磁偶极子的磁场强度约占整个地磁场强度的80%一90%; 3,地心磁偶极子轴和地轴斜交成11.50 的角度;
4,地磁极:地心磁偶极子轴线与地面交于南北两对称点,我们把这两点叫做地磁极。
(二)非偶极子磁场Bm
1,更详细研究地磁场的空间分布时发现,在相当大的地域内,地磁场的分布与偶极子磁场不完全符合;
2,实际地磁场和理想的地心偶极子磁场之间还存在着比较显著的差异,若把这差异 (即从正常磁场使中减去按偶极子算出的磁场值)叫做非偶极子磁场,它约占地球总磁场的10%一30%;
3,因此用地心磁偶极只能作为描述地磁场的一级近似。 (三)变化的磁场δB 1、长期变化的磁场
基本磁场随时间的缓慢变化,称为地磁场的长期变化。 特点:
(1)周期长(周期为年、几十年或更长),变化缓慢;
(2)地球磁场的西向漂移(如大陆磁场中心、磁倾角等的西向漂移); (3)地球磁矩的衰减变化。
由于长期变化的周期长,幅值小,故在磁法勘探中可不考虑长期变化的磁场。
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2、短期变化的磁场
主要起源于固体地球外部各种电流体系产生的磁场。 按其变化特征可分为两类: (1)平静变化(日变化)
连续出现的,比较有规律且有一定周期的变化。
特点:以24小时为周期的变化,白天变化大,夜间变化小;夏季变化大,冬季变化小;同一地点、不同日期,则日变化变化不相同;同一磁纬度的不同地点,日变化变化形态及幅度相同。 (2)扰动变化
偶然发生的、短暂而复杂的变化。 强度大的磁扰动变化,称为“磁暴”。
特点:变化剧烈(强度可达几百~上千 nT )、无规律,持续时间为几小时~几天。 (四)、磁异常
实践证明,在消除了各种短期磁场变化以后,实测地磁场与作为正常磁场的主磁场之间仍然存在着差异,这个差异就称为磁异常。
磁异常是地下岩体、矿体或地质构造受到地磁场磁化以后,在其周围空间形成并叠加在地磁场上的次生磁场,因此它属于内源磁场(仅是其中很小的一部分)。
磁异常中由分布范围较大的深部磁性岩层或区域地质构造等引起的部分,称为区域异常;由分布范围较小的浅部磁性岩、矿体或地质构造等引起的部分,称为局部异常。
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总磁场强度(B)等值线图特征:等值线与纬度线近似平行,在磁赤道约30000~40000nT,向两极增大,在两极约为60000~70000nT。
垂直强度(Z)等值线图特征:与纬度线大致平行,在磁赤道Z=0,向两极绝对值增大,约为磁赤道水平强度的两倍,磁赤道以北Z>0,以南Z<0。
水平强度(H)等值线图特征:沿纬度线排列,在磁赤道附近最大,向两极减小趋于零,全球各点除两磁极区外都指向北。
等倾(I)线图特征: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,向南为负。
等偏(D)线图特征:从一点出发汇聚于另一点的曲线簇,明显地汇聚于南北两磁极区,两条零偏线将全球分为正负两个部分。
感应磁化强度( Mi ):岩、矿石被现代地磁场磁化后,所获得的磁化强度。其方向与地磁场方向一致。
天然剩余磁化强度( Mr ):岩、矿石形成时,被当时地磁场磁化后保留下来的磁化强度。 剩余磁化强度与现代地磁场无关,其方向与岩矿石形成时的地磁场方向一致。
天然剩余磁性的类型有: 热剩余磁性,化学剩余磁性,沉积剩余磁性和粘滞剩余磁性。
火成岩的剩余磁化方式主要是热剩磁。
所谓热剩磁就是炽热熔岩,其温度都在磁性矿物居里点 (500一7000C)以上,从地下喷出地面后在地磁场中冷却至常温的过程中,磁性矿物因受到当地、当时地磁场的作用,而平行于地磁场的方向被磁化,其结果获得很强的剩磁,这种剩磁称为热剩磁。
热剩磁有以下几个特点:
(1)热剩磁的强度大。弱磁场中,热剩磁比常温下用外磁场磁化后的剩磁 (称为等温剩磁)强几十至几百倍;
(2)热剩磁的方向与外场一致。因此,火成岩的天然剩磁方向一般代表岩石形成时期的地磁场方向;
(3)在弱磁场中热剩磁的强度正比于外磁场感应强度B; (4)热剩磁主要在居里点附近获得;
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(5)热剩磁有很高的稳定性。
沉积岩的剩磁主要有两种,一种是沉积剩磁,另一种是化学剩磁。 岩石碎屑携带原已具有剩余磁性的矿物颗粒,在成岩 (包括沉积、压实、固化等)过程中,由于地磁场的作用,使矿物颗粒的剩余磁性按着当时的地磁场方向取向并被固定下来的剩磁叫做沉积剩磁。
沉积剩磁很稳定。
某些矿物在地磁场坏境中发生了化学变化或重新结晶,也可能获得相当高的磁化强度。矿物通过这种方式获得的剩磁就叫做化学剩磁。 岩(矿)石磁性的一般特征:
火成岩磁性>变质岩磁性>沉积岩磁性 1、火成岩
? 由酸性→中性→基性→超基性,磁性由弱→强。
? 同一成分的火成岩其磁性不同,喷出岩磁性>侵入岩磁性;
? 不同时代的同一成分火成岩其磁性不同,年代新的磁性>年代老的磁性; ? 同一成分岩体的不同岩相带磁性不同,由边缘相→过渡相→中心相,磁性由强→弱;
⑤ 具有明显的天然剩余磁性。 2、沉积岩
κ及Mr 都很小,磁性很弱,通常认为它是无磁性 3、变质岩
? 正变质岩磁性>负变质岩磁性;
? 层状结构的变质岩,往往具有磁的各向异性,即顺着层面方向的磁化率大于垂直层面方向的磁化率。 4、非金属矿
磁性很弱—可视为无磁性的。 5、金属矿
除前述的磁铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿、方黄铜矿及磁赤铁矿具有强磁性外,其它绝大多数金属矿亦可看成是无磁性的。 岩、矿石的天然剩余磁化强度:
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