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剩餘磁性

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剩餘磁性是由於岩石鐵磁性礦物而形成的。岩石在形成和形成之後的長期地質歷史過程中受到温度、壓力以及化學變化等各種因素的影響,磁化過程十分複雜,主要有以下幾種:熱剩餘磁性、沉積剩餘磁性、化學剩餘磁性、等温剩餘磁性和粘滯剩餘磁性。 [1] 
中文名
剩餘磁性
外文名
thermoremanent magnetization
別    名
熱剩餘磁性或稱温差頑磁性
分    類
物理學術語
學    科
固體地球物理學
研究內容
礦物成分、顆粒大小與形狀等
鑑定手法
電子探針、X衍射、化學分析等

剩餘磁性簡介

岩石剩餘磁化強度是岩石在成巖過程中獲得天然剩餘磁化強度,它是岩石磁性的重要組成部分。由於形成剩餘磁性的磁化歷史(如磁化場,礦物成分,温度及化學反應等)的不同,因而剩餘磁性的類型、特點不相同。 [1] 

剩餘磁性類型及特點

剩餘磁性熱剩餘磁性

在恆定磁場作用下,岩石從居里點以上的温度,逐漸冷卻到居里點以下,從通過居里温度開始,受磁化所獲得的剩磁,稱熱剩餘磁性(温度頑磁性,簡稱熱剩磁)。熱剩磁的特點: [2] 
①它的強度大。在弱磁場中,其熱剩磁強度大致正比於外磁場強度;並與磁場方向一致。因此,火成岩的天然剩餘磁化強度方向,一般代表了成巖時的地磁場方向。 [2] 
②熱剩磁具有很高的穩定性。剩磁隨時間衰減的現象,叫做磁性弛豫。熱剩磁的穩定,表現為其弛豫時間很長。實驗表明,外磁場的變化,温度在200—300℃內的熱作用,很難影響熱剩磁的變化。 [2] 

剩餘磁性碎屑剩餘磁性

沉積岩中含有從母巖風化剝蝕帶來的許多碎屑顆粒,其中磁性顆粒(磁鐵礦等)在水中沉積時,受當時的地磁場作用,使其沿地磁場方向定向排列,或者是這些磁性顆粒在沉積物的含水孔隙中轉向地磁場方向。沉積物固結成巖後,按其碎屑的磁化方向保存下來的磁性,稱碎屑剩餘磁性(沉積剩餘磁性,簡稱碎屑剩磁)。碎屑剩磁的特點: [2] 
①它的強度正比於定向排列的磁性顆粒數目。其強度比熱剩磁小得多。
②形成碎屑剩磁的磁性顆粒大都來自火成岩,這些顆粒的原生磁性來自熱剩磁,因此碎屑剩磁比較穩定。
③等軸狀顆粒,其碎屑剩磁方向和外磁場(地磁場)方向一致。 [2] 

剩餘磁性化學剩餘磁性

在一定磁場中,某些磁性物質在低於居里温度的條件下,經過相變過程(重結晶)或化學過程(氧化還原),所獲得的剩磁,稱化學剩餘磁性(簡稱化學剩磁)。化學剩磁的特點:
①在弱磁場中,其剩磁強度正比於外磁場的強度。
②化學剩磁有較高的穩定性。
③在相同磁場中,化學剩磁強度只有熱剩磁強度的幾十分之一.但大於碎屑剩磁強度。
上述三種剩餘磁性,又稱為原生剩磁。 [1] 

剩餘磁性粘滯剩餘磁性

岩石生成之後,長期處在地球磁場作用下,隨着時間的推移,其中原來定向排列的磁疇,逐漸地弛豫到作用磁場的方向,所形成的剩磁稱粘滯剩餘磁性。粘滯剩餘磁性的特點:
①它的強度與時間的對數成正比。
②隨温度增高,粘滯剩磁增大。裸露於地表的岩石,受晝夜及季節的温差變化的熱騷動影響,隨時間增長,會形成較強的粘滯剩磁。具有較大粘滯剩磁的岩石樣品,不宜用於古地磁研究。 [1] 

剩餘磁性等温剩餘磁性

在常温沒有加熱情況下,岩石因受外部磁場的作用(比如閃電作用),獲得的剩磁稱等温剩餘磁性。等温剩磁是不穩定的,其大小和方向隨外磁場變化。
上述兩種剩磁,是在岩石生成之後,因受某些外部因素的作用而獲得的,因此稱它們為次生剩磁。 [2] 
參考資料
  • 1.    中國礦業大學物探教研室.煤田重力與磁法勘探:中國礦業大學出版社,1981
  • 2.    王君恆,李淑玲,姚長利.固體地球物理學概論:地質出版社,2014