各种岩矿石的磁性.ppt
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1、第一章第一章 地球的磁场地球的磁场地球的磁场地球的磁场 由地心轴向偶极子场由地心轴向偶极子场m m产生的磁力线方向分布图。产生的磁力线方向分布图。和和 分别是纬度和余纬。分别是纬度和余纬。I I是在地表特定点处的磁倾角。是在地表特定点处的磁倾角。磁偶极矩(磁偶极矩(magnetic dipole momentmagnetic dipole moment):):历史上,人们最早认为天然磁体(或人造磁铁)历史上,人们最早认为天然磁体(或人造磁铁)是由无数小的磁偶极子组成,每一个小的磁偶极是由无数小的磁偶极子组成,每一个小的磁偶极子由相距很近的等量正、负磁荷构成。于是定义子由相距很近的等量正、负磁荷
2、构成。于是定义了了“磁偶极矩磁偶极矩”,它也是矢量,方向由负磁荷指向,它也是矢量,方向由负磁荷指向正磁荷。人们认识到磁荷并不存在,物质的磁性正磁荷。人们认识到磁荷并不存在,物质的磁性乃是由分子电流定向排列而产生,于是用闭合元乃是由分子电流定向排列而产生,于是用闭合元电流电流I I重新定义这个量,使等效重新定义这个量,使等效“磁偶极矩磁偶极矩的概的概念保存下来。念保存下来。载流回路中的磁场在一个载流回路中,磁偶载流回路中的磁场在一个载流回路中,磁偶极矩是电流乘于回路面积:极矩是电流乘于回路面积:u=I*au=I*a;其中,;其中,u u为磁偶极矩,为磁偶极矩,I I 为电流,为电流,a a 为面
3、积。为面积。面积的方向则为右手定则所决定的方向。面积的方向则为右手定则所决定的方向。磁力线方向磁力线方向磁力线方向磁力线方向磁位增大方向磁位增大方向磁位增大方向磁位增大方向1.地磁场的解析表达式地磁场的解析表达式两极磁场强度等于赤道磁场强度的两极磁场强度等于赤道磁场强度的两极磁场强度等于赤道磁场强度的两极磁场强度等于赤道磁场强度的2 2 2 2倍,倍,倍,倍,以上计算所得结果与地磁图所示大致符合。以上计算所得结果与地磁图所示大致符合。以上计算所得结果与地磁图所示大致符合。以上计算所得结果与地磁图所示大致符合。设某地垂直强度设某地垂直强度z=46200z=46200伽马伽马,H=29900H=2
4、9900伽马伽马,地球半径为地球半径为6437Km,6437Km,则:则:2 2、地磁场的构成和磁异常、地磁场的构成和磁异常积测量时积测量时,必须消除地理坐标及高度的影响必须消除地理坐标及高度的影响.纬度改正纬度改正 高度改正高度改正第二章第二章 岩矿石的磁性岩矿石的磁性磁化强度和磁化率磁化强度和磁化率均匀无限磁介质,受到外部磁场均匀无限磁介质,受到外部磁场H H的作用产生磁的作用产生磁感应强度。衡量物质被磁化的强度,以磁化感应强度。衡量物质被磁化的强度,以磁化强度强度M M表示。表示。M=M=HH:物质的磁化率,它表示物质受磁化的难易:物质的磁化率,它表示物质受磁化的难易程度,是一个无量纲的
5、物理量。程度,是一个无量纲的物理量。由物理学可知,磁化强度的定义是单位由物理学可知,磁化强度的定义是单位体积的磁矩。即体积的磁矩。即n矿物颗粒在外磁场中磁化后,可以看成一根等效的磁矿物颗粒在外磁场中磁化后,可以看成一根等效的磁棒。磁棒的磁矩为:棒。磁棒的磁矩为:M=QM=Q磁磁L Ln式中式中Q Q磁磁磁棒的磁极强度,安米;磁棒的磁极强度,安米;nLL磁棒的长度,米。磁棒的长度,米。n磁化强度的概念反映物体被磁化的程度。磁化强度在磁化强度的概念反映物体被磁化的程度。磁化强度在数值上是矿物颗粒单位体积内的磁矩。用数值上是矿物颗粒单位体积内的磁矩。用J J表示,即表示,即J=M/VJ=M/Vn式中
6、式中JJ矿物颗粒的磁化强度,安矿物颗粒的磁化强度,安/米;米;nM M 矿物颗粒的磁矩,安平方米;矿物颗粒的磁矩,安平方米;nVV矿物颗粒的体积,立方米。矿物颗粒的体积,立方米。磁化强度是矢量,磁化强度愈大,表明矿粒磁化强度是矢量,磁化强度愈大,表明矿粒被外磁场磁化的程度愈大。被外磁场磁化的程度愈大。把磁化的矿物颗粒看成一根等效的磁棒。把磁化的矿物颗粒看成一根等效的磁棒。其磁化强度可以表示为:其磁化强度可以表示为:J=M/V=QJ=M/V=Q磁磁L/L/(SLSL)=Q=Q磁磁/S=Q0/S=Q0式中式中 S S矿物颗粒的等效面积,平方米;矿物颗粒的等效面积,平方米;LL矿物颗粒的等效长度,米
7、;矿物颗粒的等效长度,米;Q0Q0单位面积上的磁极强度(磁极面密度),单位面积上的磁极强度(磁极面密度),安安/米。米。即矿物颗粒的磁化强度与它等效的磁棒单位即矿物颗粒的磁化强度与它等效的磁棒单位面积上的磁极强度或面积上的磁极强度或磁极面密度相等。磁极面密度相等。物质磁化后磁荷分布及表示物质磁化后磁荷分布及表示设面磁荷密度为设面磁荷密度为,面积面积abcdabcd的磁荷密度为的磁荷密度为nn与与abcdabcd的磁荷密度的磁荷密度的关系显然:的关系显然:n=/cosn=/cosJ=整个体积内磁荷整个体积内磁荷/整个体积整个体积J=n =JcosJ J与磁荷面斜交时,磁性体面磁荷密与磁荷面斜交时
8、,磁性体面磁荷密度等于度等于J J在该面外法线方向的投影在该面外法线方向的投影抗磁性抗磁性 顺磁性顺磁性 铁磁性铁磁性n所有的物质可按其磁化率的不同划分为三大类,所有的物质可按其磁化率的不同划分为三大类,即抗磁性、顺磁性和铁磁性。即抗磁性、顺磁性和铁磁性。抗磁性:它的磁化率很小,为抗磁性:它的磁化率很小,为(-1(-1-2)10-2)10-8 8CGSMCGSM。有些常见的矿物是抗磁性的,如岩盐、石。有些常见的矿物是抗磁性的,如岩盐、石油、方解石等。油、方解石等。(可看成无磁性物质可看成无磁性物质)顺磁性:其磁化率在顺磁性:其磁化率在0 0 500 10 500 10-8-8CGSMCGSM;
9、有;有些矿物如黑云母、辉石、褐铁矿等是顺磁性的。些矿物如黑云母、辉石、褐铁矿等是顺磁性的。铁磁性:它的磁化率有几千至几百万个铁磁性:它的磁化率有几千至几百万个CGSMCGSM。在自然界中;只有铁、镍、钻和它们的化合物、在自然界中;只有铁、镍、钻和它们的化合物、合金以及铬、锰合金属于铁磁性的。合金以及铬、锰合金属于铁磁性的。抗磁性与顺磁性物质的磁化抗磁性与顺磁性物质的磁化各类岩石磁性的一般规律各类岩石磁性的一般规律 岩石中铁磁性矿物的有无、含量的多少、颗粒的大岩石中铁磁性矿物的有无、含量的多少、颗粒的大小及其分布情况,与岩石的磁性直接有关。小及其分布情况,与岩石的磁性直接有关。一般而言,火成岩磁
10、性最强,沉积岩磁性最弱,一般而言,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。变质岩则介于二者之间,其磁性取决于原岩的磁性。岩石类型岩石类型JrJr岩石类型岩石类型JrJr超基性岩超基性岩102 104102 104变质岩变质岩100 103100 102基性岩基性岩101 104100 104沉积岩沉积岩100 102100 102酸性岩酸性岩101 103100 104表中单位为表中单位为1010-6-6CGSMCGSM沉积岩的磁性沉积岩的磁性 沉积岩的磁性取决于它是否含有铁磁性矿物,若含有随母沉积岩的磁性取决于它是否含有铁磁性矿物,若含有随母岩侵蚀而来的
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