地球物理资料：地磁学 ppt3.docx

1、地磁场定义地磁场定义：研究磁场的时间变化、空间分布、起源及其规律的学科。固体地球物理学的一个分支。地球周围存在磁场，简称地磁场。地球可视为一个磁偶极，其中一极位在地理北极附近，另一极位在地理南极附近。通过这两个磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成 11.5 度的倾斜。以前的单位是伽马（=10-9 T=1 nT） ，现在的单位是特斯拉（=10000高斯） 。地磁学的研究意义：地磁学的研究意义：1，资源、能源勘探2，地质构造运动、地球内部结构与地球动力学3，预防和减轻灾害（地震、火山、滑坡、环境电磁污染等）4，考古5，军事、航空与航天、航海、通讯等：行军、航海利用地磁场对指南针的作用来定向。

2、 地磁场的变化能影响无线电波的传播。 当地磁场受到太阳黑子活动而发生强烈扰动时，远距离通讯将受到严重影响，甚至中断。假如没有地磁场，从太阳发出的强大的带电粒子流（通常叫太阳风） ，就不会受到地磁场的作用发生偏转而直射地球。 在这种高能粒子的轰击下， 地球的大气成份可能不是现在的样子，生命将无法存在。所以地磁场这顶“保护伞” 对我们来说至关重要。地磁场的基本属性：地磁场的基本属性：1、磁场的基本参数是介质磁化率。2、磁场是一个矢量场。3、地磁场比较复杂，因为：磁场向量通常不是垂直方向磁场随时间变化快地磁场是非常弱的磁场。地球磁场的地磁极与磁极：地球磁场的地磁极与磁极：地磁极：地磁极：地磁轴与地球

3、表面的交点，其连线一定通过地心。磁极（磁倾极磁极（磁倾极） ：由实测结果得到，即地磁图中倾角为 90 度而等偏线汇聚的两个，其连线不一定通过地心描述地球磁场空间变化的形式：描述地球磁场空间变化的形式：1、数据表、数据表测点坐标、测量时间、地磁要素的数值、通化值2、地磁图：、地磁图：特定时刻各个地磁要素在地面上的分布图3、2000.0 年地磁图年地磁图：将各个地磁要素通化为 2000 年 1 月 1 日 0 时 0 分的数值4、2000 年地磁图：年地磁图：将各个地磁要素通化为 2000 年 7 月 1 日 0 时 0 分的数值5、在现代的地磁场观测中，地磁台一般只记录 H，D，Z 或 X，Y，

4、Z地磁场地磁场包括基本磁场基本磁场和变化磁场变化磁场两个部分，它们在成因上完全不同。地球基本磁场地球基本磁场是地磁场的主要部分地磁场的主要部分，起源于地球内部地球内部，比较稳定，变化非常缓慢。地球的基本磁场可分为偶极子磁场、非偶极子磁场和地磁异常偶极子磁场、非偶极子磁场和地磁异常几个组成部分。偶极子磁场是地磁场的基本成分，其强度约占地磁场总强度的 90，非偶极子磁场主要分布在亚洲东部、非洲西部、南大西洋和南印度洋等几个地域，平均强度约占地磁场的 10。地磁异常又分为地磁异常又分为区域异常和局部异常，与岩石和矿体的分布有关。区域异常和局部异常，与岩石和矿体的分布有关。偶极子磁极与地磁倾极并不互相

5、重合是由于非偶极子磁场的存在。地球变化磁场：地球变化磁场：地球变化磁场可分为平静变化平静变化和干扰变化干扰变化两大类型。平静变化主要是以一个太阳日为周期的太阳静日变化，其场源分布在电离层场源分布在电离层中。干扰变化包括磁暴、地磁亚暴、太阳扰日变化和地磁脉动等， 场源是太阳粒子辐射同地磁场相互作用在磁层和电离层中产生的各种短暂的电流体系。内源场是由外源场在地球内部感应出来的电流所产生的。内源场是由外源场在地球内部感应出来的电流所产生的。根据变化磁场的内、外场相互关系，可以得出地球内部电导率的分布。这已成为地磁学的一个重要领域，叫做地球电磁感应。地磁场的基本要素：地磁场的基本要素：地磁场的变化：地

6、磁场的变化：短期变化短期变化主要有外源引起；长期变化长期变化：主要由内源引起，地球主磁场的变化极缓慢-地磁场长期变化；偶极子磁矩衰减（现在约以每世纪 5%的速度衰减） ；非偶极子场的西向漂移地磁场的成因：地磁场的成因：1、 永磁理论：地球本身是个很大的永久磁铁，并产生基本磁场。2、 转动理论：物体的转动可以产生足够大的磁场。3、 自激发电机模型：a，液体地核内部由于温度梯度或温差、压力等原因产生涡旋运动，结果使地核成为良导体；b，由于地球绕轴自转所引起的回旋磁效应就存在一微弱初始磁场，虽然比地磁场小 10 倍，但对于引起再生效应来说已经足够了。c，地核电流体形成，通过感应方式电流自身形成的场又

7、可以连续不断地再生磁场，从而增强了原来的磁场，由于地核电流体持续运动而不断提供能量，因而引起一种自激发电机效应，从而增强了原来的磁场。由于能量的不断消耗和供应，磁场增强到一定程度就会稳定下来， 形成现在的地球基本磁场。 这种假说不仅能满意地定性解释地磁偶极子场和非偶极子场的起源，而且也能解释地球磁轴倒转等现象。居里点（温度居里点（温度） ：当磁铁物质加热到一定温度时，原来的磁性就会消失，把这个温度叫居里温度或居里点。热剩磁热剩磁：当熔岩的温度大于居里点时，熔岩中的矿物没有磁化；在冷却过程中，当温度降低到居里点以下时，某些磁性矿物按照当时的地磁场磁化；当熔岩完全冷却固结后，该岩石保留了当时地磁场

8、方向和磁化强度，称为热剩磁。居里面：居里面：地壳中包括熔岩温度梯度约为 30 摄氏度每千米，因此在 25 千米深处，温度可达750 摄氏度，即相当于铁的居里温度。将次相同温度的等温面称为居里面。也是磁力测量所能达到的最大等深面。居里面以下的物质包括熔岩， 是没有磁性的， 在居里面与地核之间应该没有明显的磁源。地磁极性倒转地磁极性倒转： 不同地质年代岩石的剩磁方向正负几乎各占一半， 而且这种方向的颠倒在时间上具有很好的全球一致性。这种现象的唯一合理解释是地磁场曾多次发生过磁性倒转。地磁极性年表地磁极性年表： 把地磁场极性倒转按照地层的时序配以同位素年龄数据， 构成地磁极性的年代序列，叫做地磁极性年表。磁法勘探：磁法勘探：仅次于地震方法的研究地球内部物理性质的方法。弹性体：弹性体：常温下具有高弹性、低永久变形的物质应变应力胡克定律hh