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1、第二节 岩矿石的磁性一、描述岩石磁性的物理量 在磁法勘探中，岩石（包括矿石）的磁性常用磁化率、感应磁化强度及剩余磁化强度来表示。1.磁化率和感应磁化强度 岩石被现在的地磁场磁化而具有感应磁化强度，可表示为 。其中 为地磁场的磁感应强度；为感应磁化强度；为岩石的磁化率。2.剩余磁化强度和总磁化强度 剩余磁化强度 与当代地磁场无关，它是岩石在形成时，处于一定的条件下，受当时地磁场磁化所保留下来的磁性。由前面关于铁磁性的讨论可知，只要岩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)。总磁化强度用 表示，它代表岩石总的磁性，其与 和 的关系为 式中 的方向可能与 的方向一致，也可能是任
2、意的，甚至与 的方向相反。二、影响岩石磁性的主要因素及岩石的磁性概述1.影响岩石磁性的主要因素（1）铁磁性矿物的含量对磁性的影响（2）岩石的结构及铁磁性矿物颗粒大小的影响（3）岩石形成过程中温度和机械力的影响2.矿物和岩石的磁性（1）自然界中绝大部分矿物属抗磁性和顺磁性，只有少数矿物属铁磁性。抗磁性矿物 岩盐、石膏、方解石、石英、石油、大理石、石墨、金刚石及某些长石等，其值的数量级为-10410-6SI()。在磁法勘探中基本上可视为零。但有时在某些较简单的地质条件下，在某些盐丘和石英脉上能观测到微弱的负磁异常。顺磁性矿物 如黑云母、辉石、角闪石、蛇纹石、石榴子石、堇青石、褐铁矿等，磁化率变化范
3、围为(060000)410-6SI()。有时，由于矿物中掺有磁铁矿而出现较高的磁化率。岩盐岩盐普通辉石普通辉石铁磁性矿物 自然界中并不存在纯铁磁性矿物，主要是铁淦氧磁性的矿物，如铁的氧化物和硫化物及其它金属元素的固熔体等。这些矿物虽然不多，但它们磁性却很强，对岩石的磁性起着决定性的作用。磁铁矿是磁性最强的天然矿物。居里点 对铁磁性物质来说，当升温到某一定值时，磁化率迅速消失，那么这个消失点的温度值，称为居里点。磁铁矿磁铁矿（2）各类岩石磁性的一般规律 一般说来，火成岩磁性最强，沉积岩磁性最弱，变质岩则介于二者之间，其磁性取决于原岩的磁性。火成岩的磁性 依据火成岩的产出状态，又可分为侵入岩和喷出
4、岩：a.侵入岩的不同种类中（如花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩、辉长岩、超基性岩等），其值的平均值随岩石基性增强而增大。它们的磁化率，均有数值分布范围宽的相同特征。b.超基性岩是火成岩中磁性最强的岩石。超基性岩在经受蛇纹石化时，辉石被分解形成蛇纹石和磁铁矿，使磁化率急剧增大，可达几个SI()单位。c.基性、中性岩，一般说来其磁性较超基性岩次之。d.花岗岩建造的侵入岩，普遍是铁磁-顺磁性的，磁化率不高。e.喷发岩在化学和矿物成分上与同类侵入岩相近，其磁化率一般特征相同。由于喷发岩迅速且不均匀的冷却，结晶速度快，使磁化率离散性大。f.火成岩具有明显的天然剩余磁性，其Q=Mr/Mi 称作柯尼希斯贝格比。不
5、同岩石群组的Q值范围，可从0-10或更大。纯橄榄岩纯橄榄岩 沉积岩的磁性 沉积岩的磁化率比火成岩及变质岩的磁化率小，如果不含铁质，磁化率可以认为接近于零。在含有少量铁质时，值有所增高。所含的铁矿物愈多磁性愈强。接近火成岩或变质岩 剥蚀地区的沉积岩，通常具有较高的值。一般认为，砾岩和砂岩因颗粒较粗，形成时又靠近剥蚀地区，磁化率具有稍高的数值。而泥灰岩、石灰岩等的磁化率则可忽略不计。沉积岩的Mi 值一般很小，而且Mr值更小，在磁法勘探中作用不大，但对古地磁研究具有一定的价值。泥灰岩泥灰岩变质岩的磁性 变质岩的磁性决定于原岩的磁性。如正片麻岩的磁性接近于花岗岩的磁性，负片麻岩的磁性则接近于泥砂质岩石
6、的磁性。纯的大理岩和石英岩的磁性很弱，千枚岩磁性稍强。某些变质岩中含有大量铁质时，磁性特别强，如含铁石英岩、磁铁石英片麻岩等，无论感应磁化强度还是剩余磁化强度都很强。蛇纹岩及角闪岩等有时也具有较强磁性。蛇纹岩蛇纹岩三、岩石的剩余磁性1.岩石剩余磁性成因类型热剩磁(TRM)沉积剩磁(DRM)化学剩磁(CRM)等温剩磁(1RM)粘滞剩磁(VRM)2.研究岩石剩磁的意义 岩石中因含铁磁性矿物，在成岩过程中受到当时地磁场的磁化而获得剩余磁性。如果在岩石形成后这种天然剩磁未遭破坏而被原样保留下来，则它的方向也就是岩石形成时该处地磁场的方向，因此根据岩石剩磁的倾角和偏角资料就可确定出当时地磁极的位置。如果某些岩石在形成后又叠加于次生剩磁，则必须把它加以清除，对这方面的处理方法已有许多研究。古地磁学做为地球物理学的一个新的分支，就是根据岩石的原生剩磁，研究地球各个地质发展阶段地磁场的变化发展历史、大地构造和古地理演化史的一门新兴边缘学科。经研究发现，在各个地质时期内地磁极的位置是变化的，地磁极的极性曾多次发生倒转。目前已编制出从现在回溯到7千万年前的地磁极性年表。由于古地磁学的发展，使人们对古地磁场的空间分布及时间上的变化规律等问题有了进一步的认识，从而对于地磁场起源问题的研究起着重要的作用。它的发展同时对地质科学理论的发展也起了积极的推动作用。