岩矿石的磁性文档格式.docx

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顺磁性物质其磁化率与绝对温度成反比，称为居里定律。

3.铁磁性

在弱外磁场的作用下，铁磁性物质即可达到磁化饱和，其磁化率要比抗磁性、顺磁性物质的磁化率大很多。

它具有下述磁性特征:

（1）磁化强度与磁化场呈非线性关系。

如图1-2-2所示，对未磁化样品施加磁场H作用，随H值由零增至Hc，而后减至零，反向由零减至-Hc，再由-Hc增至Hc，变化一周，样品的磁化强度M沿O、A、B、C、D、E、F、A变化，诸点所围之曲线，称磁滞回线，表明铁磁性物质磁化强度随磁化场的变化呈不可逆性。

其中Hc称为矫顽磁力，不同铁磁性物质它的变化范围较大。

（2）磁化率与温度的关系，服从居里—魏斯定律。

式中是C居里常数，T是热力学温度，Tc是居里温度，当

，铁磁性消失，转变为顺磁性。

（3）实验室结果说明，铁磁性物质的基本磁矩为电子自旋磁矩，而轨道磁矩基本无贡献。

铁磁性物质的磁滞回线

由于磁畴内原子间相互作用的不同，原子磁矩排列情况有别，铁磁性又分为三种类型。

①铁磁性：

磁畴内原子磁矩排列在同一方向，例如铁、镍、钴即属于此。

②反铁磁性：

磁畴内原子磁矩排列相反，故磁化率很小，但具有很大的矫顽力。

③亚铁磁性：

或称铁淦氧磁性，磁畴内原子磁矩反平行排列，磁矩互不相等，故仍具有自发磁矩。

此类物质具有较大的磁化率和剩余磁化强度。

各种铁磁性原子磁矩的排列示意图

（a）铁磁性（b）反铁磁性（c）亚铁磁性

二、岩石、矿石的磁性特征

（一）、表征磁性的磁化率

1.磁化强度和磁化率

均匀无限磁介质，受到外部磁场H的作用，衡量物质被磁化的强度，以磁化强度M表示，它与磁化场强度之间的关系为:

式中，

是物质的磁化率，它表征物质受磁化的难易程度，是一个无量纲的物理量。

在国际单位制中，磁化强度和磁场强度量纲相同，都为安（培）/米（A/m），在CGSM制中，磁化强度用高斯（Gs），磁场强度用奥斯特（

），两种单位的关系是1A/m=10-3CGSM（m）。

2.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H在该点产生的磁感应强度（磁通密度）为:

式中以B特斯拉（T）为单位，

是介质的磁导率，单位为H/m（亨（利）/米）。

若介质为真空，则有

式中

是真空的磁导率（

）。

3.感应磁化强度和剩余磁化强度

位于岩石圈中的地质体，处在约为

T的地球磁场作用下，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，它表示为

式中T是地磁场总强度，

是岩石、矿石的磁化率，它取决于岩石、矿石的性质。

岩石的总磁化强度M，是由两部分组成，即:

（二）、矿物的磁性

矿物组合成岩石，岩石的磁性强弱与矿物的磁性强弱有直接的关系。

1.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。

（1）.抗磁性矿物，其磁化率都很小，在磁法勘探中通常视为无磁性。

（2）.顺磁性矿物，其磁化率要比抗磁性矿物大得多，约两个数量级。

2.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。

铁磁性矿物磁化率

（三）、各类岩石的一般磁性特征

地壳岩石可分为沉积岩、火成岩及变质岩三大类。

1.沉积岩的磁性

一般说来，沉积岩的磁性较弱，如表1-2-3所示。

沉积岩的磁化率主要决定于副矿物的含量和成分，它们是磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿，以及铁的氢氧化物。

造岩矿物如石英、长石、方解石等，对磁化率无贡献。

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。

地壳岩石的磁化率和天然剩余磁化强度

2.火成岩的磁性

依据产出状态，火成岩又可分为侵入岩和喷出岩。

（1）.不同类型的侵入岩（花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩、超基性岩等），其κ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宽的相同特征。

（2）.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石和磁铁矿，使磁化率急剧增大，可达到几个SI（κ）单位。

（3）.基性、中性岩，一般来说其磁性较超基性岩要低。

（4）.花岗岩建造的侵入岩，普遍是铁磁—顺磁性的，磁化率不高。

（5）.喷出岩在化学和矿物成分上与同类侵入岩相近，其磁化率的一般特征相同。

由于喷出岩迅速且不均匀的冷却，结晶速度快，因而其磁化率离散性大。

（6）.火成岩具有明显的天然剩余磁性，其

称为柯尼希斯贝格比。

不同岩石组成的Q值范围，可在0～10或更大范围内变化。

3.变质岩的磁性

变质岩的磁化率和天然剩余磁化强度的变化范围很大。

按磁性，变质岩可分为铁磁—顺磁性和铁磁性两类，与原来的基质有关，也与其形成条件有关。

由沉积岩变质生成的，称水成变质岩，其磁性特征一般具有铁磁—顺磁性；

由岩浆岩变质生成的，称火成变质岩，其磁性有铁磁—顺磁性与铁磁性两种。

这和原岩的矿物成分，以及变质作用的外来性或原生性有关。

（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、颗粒大小与结构，以及温度、压力等因素决定的。

1.岩石磁性与铁磁性矿物含量的关系

根据实验资料和理论计算，侵入岩的磁化率与铁磁性矿物含量之间存在统计相关关系。

一般来说，岩石中铁磁性矿物含量愈多，磁性愈强。

2.岩石磁性与磁性矿物颗粒大小、结构的关系

3.岩石磁性与温度、压力的关系

高温与高压，对矿物和岩石的磁性会产生影响。

铁磁性矿物的磁化率与温度的关系，有可逆及不可逆两种。

岩石磁化率与温度的相互关系比单纯矿物的复杂，岩石的磁化率－温度曲线与铁磁性矿物的成分有关，岩石的居里温度Tc分布仅与铁磁性矿物成分有关，而与矿物的数量、大小及形状无关。

岩石在机械应力作用下，由于铁磁体的磁致伸缩，其磁性大小会有变化。

三、岩石的剩余磁性

（一）、岩石剩余磁性的类型及特点

1.热剩余磁性（TRM）

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的剩磁，称热剩余磁性（简称热剩磁）。

应当注意，热剩磁并非全都是在居里温度时产生的。

如将岩石自居里点逐渐冷却至室温，且只在某一温度区间施加外磁场，由此得到的热剩余磁性，称部分热剩磁。

2.碎屑剩余磁性（DRM）

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，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，按其碎屑的磁化方向保存下来的磁性，称为碎屑剩余磁性（沉积剩余磁性，简称碎屑剩磁）。

3.化学剩余磁性（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（简称化学剩磁）。

上述三种剩余磁性，统称为原生剩磁。

4.粘滞剩余磁性（VRM）

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，这一过程中所形成的剩磁称粘滞剩余磁性。

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（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。

上述第4、5两种剩磁，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。