古地磁教程
古地磁课件-Lecture
古地磁极移曲线
通过测量不同地质时期地层中的磁 性矿物，可以绘制出古地磁极移曲 线，进一步分析地球磁场的变化历 史。
岩石磁性研究
通过对不同岩石的磁性特征进行研 究，可以了解岩石形成时的古地磁 场状况。
03
古地磁学应用
地球科学研究
地球磁场演化
古地磁学通过研究地磁场 的演化规律，揭示地球内 部结构和地球动力学过程 。
法，开展交叉研究，拓宽古地磁学的研究视野和方法论。
建立古地磁数据库与信息共享平台
03
建立古地磁数据库和信息共享平台，整合全球范围内的古地磁
数据和研究成果，促进数据共享和学术交流。
对人类社会的影响与价值
促进地球科学知识的普及和应用
通过古地磁学的研究，深入了解地球的演化历史和变化规律，为人类生产生活提供科学依 据和指导。
加强国际合作与交流
推动古地磁学的国际合作与交流，共同推进该领域的研究进展和成 果应用。
技术与方法创新
开发新型古地磁测量技术
01
针对古地磁测量的难点和需求，研发更高效、准确、可靠的新
型测量技术，提高古地磁测量的精度和可靠性。
探索多学科交叉研究方法
02
结合地质学、地球物理学、化学、生物学等多学科的理论和方
推动环境变化与人类文明互动研究
利用古地磁学的理论和方法，研究环境变化对人类文明的影响和互动关系，为人类可持续 发展提供科学支持。
增强国家地质安全保障能力
通过古地磁学的研究，提高国家对地质灾害、矿产资源等方面的预警和监测能力，保障国 家地质安全。
THANKS.
古地磁学在考古遗址年代测定中可用 于确定遗址的年代范围和历史背景。
古地磁学研究展望
04
4,古地磁和古地磁学
4,古地磁和古地磁学古地磁场：1，相关知识：磁场三要素，剩余磁性，局里温度在此法勘探已有。
2，古地磁场是轴向地心偶极子场。
3，磁异常带的发现：在大洋洋脊附近发现对称于中轴裂谷分布的磁条带异常，认为是由于洋底磁化条带引起，并经过海底扩张而形成的。
会反转，洋底磁条异常带平行并对称于中央裂谷，而其年龄又是离开中央裂谷越远越古老，与海底扩张模型完全符合，随后经过深海钻探的结果，使海底扩张和大陆漂移两个学说得到验证。
而古地磁资料给出的极移曲线表明大陆确实在漂移。
其原因是海底扩张和地磁场倒转的结果，熔岩流溢出海底，温度降到局里点时，受到当时地磁场的磁化。
由于地磁极性不时发生反转，熔岩磁化的方向也不断出现正反交替，从而形成海底扩张的磁带记录，由此计算出海底扩张的速率，然后又发现团一样，所以假定速度恒定，建立了地磁极性年表。
4，磁异常带的形成：100多年前，人们发现地磁场存在向西的漂移，因而推测地核是液态的。
地核是以金属铁为主的合金，建立了地核发电机模型，是偶极子场。
到了50年带出其，发现一些岩石的磁化方向与现在相反，解释是地磁场的方向正好与现在的相反，发生多次偏转。
其原因是不能归结为地球周期性反相旋转，二十发电机假说，液态的地核允许地磁场发生周期的倒转现象。
5，其意义：1，支持大陆漂移2，支持海底扩张3，转换地层的发现6，一次偏转为4600年。
7，视极移曲线：对采集到的岩石测量年龄和磁化方向，可以给出此岩石过去磁极所在的位置，将不同时代大陆磁极所在的地理位置联系起来，就可得到大陆的十几亿曲线。
8，地磁场的起源：自激发电机效应，使得地核为良导体。
液态地核由于内部的温度梯度或温差，压力差的原因产生斡旋场，使地核称为良导体。
然后由于地球自转所引起的回旋磁效应就存在微弱的初始磁场。
然后地核电流体形成，通过感应方式再生磁场，从而增强原来的磁场。
由于地核电流体持续运动不断提供能量，因而引起自激发电机效应，增强原来的磁场，最后达到稳定平衡现在的磁场。
古地磁学
古地磁学古地磁学是地磁学的一个分支，兴起于20世纪50年代，从60、70年代迅速发展。
它是通过圈定岩石剩余磁化强度来研究史前地质时期地磁场及其演化规律的一门学科，其物理基础是岩石磁性和地磁场轴向偶极子的假定。
第一节 古地磁学基础一、古地磁学的两个基本前提1、稳定的原生剩余磁化强度岩石的原生剩磁方向与岩石形成时的地磁场方向一致，且强度呈正比，所以研究岩石的原生剩磁就能推测岩石形成时的地磁场特征。
2、轴向地心偶极子场假说按偶极子公式，磁倾角I 与磁纬度的关系为如果测得古地磁岩石标本原生剩磁的倾角，由上式可计算出岩石形成时的古纬度。
再根据剩磁的偏角D ，可以计算出采样地点的古地磁极的位置。
二、古地磁极设偶极子磁矩为m ，则地球表面纬度 处场的径向分量和切向分量分别是：由于磁倾角的正切为 ，所以： 对时间平均的倾角对应于地心轴向偶极子场假说中的古纬度，对时间平均的偏角表示子午线的方向，由此可得地球表面相应地理极的位置。
虚地磁极2tgI tg ϕ=032sin 4R m F Rμϕπ=032cos 4m F R ϕμϕπ=/R F F ϕ2tgI tg ϕ=(,)P P P λϕ虚地磁极VGP是任一瞬时古地磁场方向计算出的磁极位置。
若在计算时，使用“足够长”时间地磁场方向的平均值，则计算出古地磁极。
若将某一稳定地块上各地质历史时期的古地磁极位置绘在地理坐标图上，并连成一条曲线或一个带，即为古地磁极移曲线。
假定地块固定，而认为极在移动，则它不是地磁极的真实运动，故称为视极移曲线。
在作古地磁研究时，通常在每一观测点采集不同年龄的系列标本，且按以万年计算的间隔大致均匀分布，有时也可按几百万年间隔计算。
得到的就是古地磁极。
三、古地磁场强度在弱磁场中（与地磁场相当）所产生的任何类型剩磁强度与该磁化场成正比。
在实验室里，在弱磁场中，重演原始磁化强度——热剩磁、取向剩磁的形成过程，并将得到的磁化强度和原始剩磁强度进行比较，若自岩石形成以来其磁性没有改变，利用正比规律，写成：利用即可确定古地磁场强度。
古地磁教程
这个软件所实现的原理：用主分量分析法对用作逐步退磁样品中的3个或3个以上退磁点进行线性拟合，求其平均剩磁方向。
最大角偏差即α应该小于15°。
柯施万克提出的主成分分析法是用最小二乘法拟合方法寻找退磁矢量序列中最佳的退磁直线（对正交投影图）和最佳退磁平面（对重磁化弧），从而能够分离和鉴别多磁成分。
主成分分析法的基本原理是采用一个线性变换，将原来的正交坐标系变换成一个新的、与退磁矢量序列的几何形态相适应的正交坐标系。
新坐标系的原点相应于数据的“质心”。
通过数据作最小二乘拟合确定新的坐标轴。
判断一组数据是共线还是共面，采用最大角偏差为依据。
它小于给定的MAD临界值就认为这些数据共线。
这样，就会得到每一块岩样逐步退磁的几何结构，通过原点的那条（段）退磁直线方向就代表最稳定的剩磁组分方向，不通过原点的其它退磁直线方向，分别代表了稳定性较差的磁性组分方向。
通过原点的那个退磁平面可求得最佳拟合大圆弧。
这就是这个软件所实现的功能！！！。
1、打开这个文件2、打开运用程序3、打开文件夹中有两个文件AF开头的是交变磁场退磁，Th是热退磁！！！因为交变退磁和热退磁是隔一个做的，但是热退磁的数据比较好，所以以热退磁为主！！！4、打开你所要解释的古地磁资料中的OPEN.SAM文件5、双击其中一项6、点图中选项（打开正交投影图）Orthographic-正交图Equal area-赤平投影图J/J0 –磁化强度衰减曲线图这里呈现的是热退磁曲线的退磁轨迹图7、再点选图中这个选项(这步是打开线性拟合结果的窗口)这个窗口是拟合所选样品S3-7-002中的点。
拟合类型：线性。
8、开始在图中选点（然后观察红圈中的数据）Geographic declination地理坐标下平均磁化偏角D m inclination 平均磁化倾角I m Stratigraphic declination 地层坐标下磁化偏角直接在图上点就能选上点（一个红的对应一个蓝的）红色代表倾角和蓝色代表偏角。
古地磁讲课3-气候变化ppt课件
3. 古气候研讨(Palaeoclima土高原的黄土-古土壤系列
黄土 Loess
aeolian silt deposit
grain size 10 - 50 mm
Quaternary age
deposited during glacial periods
古土壤 Palaeosol
strong wind high loess sedimentation reduced summer monsoon
dry conditions
adapted from Scheffer et al. (2001)
lower temperatures
more vegetation
sparse vegetation
➢ 从开展阶段看，中国正处于工业化、城镇化过程， 这一阶段温室气体排放增长较快。而最近15年，早已 完成工业化、现代化的兴隆国家的温室气体排放总量， 仍在1990年根底上增长了 11%；
➢ 中国出口产品由兴隆国家消费、由中国买单的温室 气体的排放量，大体上占中国排放总量的14—24 ％ 。 即中国排放总量中，为他人买单的约占20％。
Central sub-region
low sedimentation (~ 8 cm/kyr) high precipitation (~ 600 mm/yr) loesses s.s. since 2.6 Myr strongly developed palaeosols weathered loesses
Age (kyr)
13
500 30
SPECMAP 84
18O (‰)
2 1 0 -1 -2 -3 0
20
40
ice dust, Be, susceptibility Luochuan
古地磁场
第三章古地磁场通过研究地质时期古地磁场的特征，对了解地球的发展演化具有重要意义。
本章从原生剩余磁化强度和球心轴向偶极子假说出发阐明了古地磁极、古地磁场强度与地球偶极矩、古地磁场长期变化的概念及其平均特征。
在此基础上运用这些知识给出了大陆漂移、海底扩张的古地磁证据；阐明了在区域地质构造研究与确定地质年代方面的作用；指出了预测沉积矿产的方向。
这些内容也适用于磁力勘探中利用岩石剩余磁性进行地质填图与找矿勘探等方向。
第一节古地磁场研究的基础一、稳定的原生剩余磁化强度岩石磁性记录了岩石生成及以后的磁场变化特征，它可以用来研究地质时期磁场。
实验证明，沉积岩和火成岩形成后不久就获得了初始或原生磁化，磁化方向通常与地磁场方向一致。
但是要确定岩石的天然剩余磁化或残余的永久磁化是否是原生的，常常有一定困难，需要用到交变场退磁和热退磁等各种退磁方法。
为了检验古地磁方向稳定性还应通过褶皱和砾岩方法以及接触烘烤检验。
如从同一褶皱的各翼采集的样品，假想若将这一岩层拉平后其磁化强度的方向收敛，则磁化应产生在褶皱形成之前，且此后一直保持稳定；来自所研究岩层的砾岩中的卵石，其磁化强度方向若是随机分布的，则母岩的磁化强度自砾岩形成从来一直是稳定的；侵入岩周围烘烤区域的磁化强度方向若与未侵入岩中观测到的相同，但与未被烘烤的围岩不同，则侵入岩的磁化强度自形成以来是稳定的。
采用上列方法与检验标准可能对大部分古地磁样品的原生剩磁的可靠性作出评价。
二、地心轴向偶极子场假说古地磁场是由地心轴向偶极子产生，由此推算出来的古地磁极与古地理轴重合。
在一级近似下，地磁场对时间的平均将相应于一个沿旋转轴，而不是与轴有一定夹角的偶极子。
这一假说叫作地心轴向偶极子场假说。
对地磁场按照与长期变化周期相似的几千年的周期进行平均时，近2000万年以来的地磁场与地心轴向偶极子模型相似。
根据横跨大陆地区内地质年代基本相同的岩石获得的古地磁极都很一致，说明这个模型至少对于石炭纪以来是正确的。
第五章 古地磁场1
地磁极性反转
1906年，布容（Brunhes）在法国马西夫中央山脉的熔岩中， 发现某些火成岩的磁极性方向与现代地磁场的极性方向恰好相反， 即反向磁化现象 。此后，几乎在世界各地都陆续发现反向磁化岩 石和正向磁化岩石普遍存在。 1.岩石自反向磁化，在自然界 中只占1%。2.地磁场的极性反转。同一地区的磁化方向随时 间而交替发生周期性变化，并且正向磁化地层和反向磁化地层之 间岩石的磁化方向是渐变的；不同地区同一时代的不同类型岩石 的磁化方向彼此相同，例如太平洋深海沉积物和北美加里福尼亚 的熔岩，表明磁化方向的改变是全球同时发生的，与磁化
三是深海沉积岩芯中正、反磁化段的厚度，涉及 到几厘米到几米的垂直长度。 三种相互独立进行的磁性测量数据以完全相同的 比例而变化，雄辩确证了瓦因 - 马修斯假说和海底 扩张说的正确性。
海底年龄与海底扩张速率
地磁极性年表
同一时代的岩石和海洋沉积物应有同一极性，准确测定岩石和沉 积物的绝对年龄能得知地磁场正反向的时间序列，将地质历史上正向 磁化和反向磁化占有的时间间隔，按时间顺序排列起来，就可以建立 起地磁极性年表。 通常按照极性时间间隔持续的时间尺度，划分成极性时间（1万10万年）、极性时期（10万-100万年）、极性纪（100万-1000万年） 和极性代（1000万-10000万年）。
古地磁场
古地磁极与古地磁场强度
根据地心轴向偶极子场的假设，可以推算古地磁极。 设偶极子磁矩为m，则在地球表面（半径为R）纬度为ψ处场的径向分 量和切向分量分别为：
0 2m sin BR 4 R3
因为
0 m cos B 4 R3
所以
B tgI R
B
tgI 2tg
据A.V. Cox
二、地球运行的方式-6（古地磁）
二、地球运行的方式-6（古地磁）7.古地磁：板块构造的证据7.1古地磁的介绍地球外核中液态铁合金的流动产生了磁场，环绕着地球。
地质学家将接近北极的称为北磁极，南极称为南磁极。
地球的磁极并不完全覆盖地理极，即地球旋转轴与地球表面相交的点。
在有记录的历史中，北极磁极沿着一条迂回的路线到达现在的位置，即加拿大北部海岸的北冰洋，但磁极似乎并没有偏离地理极太远。
地球磁场的特征，地球的磁轴与自转轴不平行；过去2000年北极磁极位置的变化1500多年前，中国水手发现利用磁石可以做指南针。
磁石由一种具有天然磁性的氧化铁矿物构成的。
磁性材料会自发的与磁场线对齐。
某些类型的岩石含有磁铁矿或其他磁性矿物，使岩石整体上表现得像一个弱磁铁。
这种行为使岩石保存了数百万年甚至数十亿年地球磁场方向的记录。
对过去磁性的记录称为古地磁。
在岩石形成的过程中，岩石中的磁性矿物颗粒与地球磁场一致并保持不变。
7.2磁极漂移在20世纪早期，研究人员有了一个惊人的发现：在很久以前形成的岩石中，古磁偶极子与现在的磁极并不一致。
起初，他们将这一发现解释为，在岩石形成的时候，地球的磁极与现在的磁极处于不同的位置。
古磁偶极子所指向的位置后来被称为古极。
接下来的研究表明，在同一地区不同年代的岩石中记录的古极位置，似乎随着时间变化。
事实上，当在地图上绘制时，一个地区陆续出现的较年轻岩石的古磁极位置在地球表面表现为一条曲线。
这条线称为磁极漂移路径。
各大陆具有独特的磁极漂移路径佐证了板块构造作用为了解释明显的磁极漂移路径，研究人员首先采用了固定论者的猜想，并假设在整个地质时代中，大陆的位置一直保持不变，磁极漂移代表了地球磁极的位置随时间的迁移。
但不同大陆具有不同的磁极漂移路径这一事实打破了这一猜想。
每个大陆都有一个独特的明显的磁极漂移路径，大陆不仅相对于磁极移动，还相对于彼此移动。
这项发现证明了Wegener在所有方面都是对的——大陆是会移动的！这一发现是对板块构造的一次检验。
古地磁样品取样方法
古地磁样品取样方法嘿，朋友们！今天咱来聊聊古地磁样品取样方法，这可真是个有意思的事儿呢！你想啊，那深埋在地下的古老岩石，就像一个个藏着秘密的宝盒，而我们就是要找到打开这些宝盒的钥匙。
古地磁样品取样，就是我们寻找钥匙的过程。
咱先说说地点的选择。
这可不是随便找个地方就行的呀！就好比你要去挖宝藏，不得先找个有可能藏着宝藏的地方嘛！得找那些地质结构有特点、有代表性的区域。
要是选错了地方，那可就像无头苍蝇一样，白费力气啦！然后呢，到了地方，工具可得准备好。
这就跟战士上战场得拿好武器一个道理。
什么锤子啦、凿子啦、刷子啦，一个都不能少。
要是工具不趁手，那取样的时候可就麻烦咯！开始取样的时候，可得小心谨慎。
你想想，那古老的岩石就像珍贵的文物，咱得轻拿轻放呀！不能毛手毛脚的，把好好的样品给弄坏了。
就像你对待一个易碎的宝贝，得格外小心呵护。
有时候，那岩石可硬着呢，就跟铁疙瘩似的。
这时候可别着急，慢慢敲，一点点来，心急可吃不了热豆腐呀！要是用力过猛，把样品弄碎了，那不就前功尽弃啦！取完样后，还得好好包装。
这就像给宝贝穿上一层保护衣，不能让它受到一点损伤。
要是包装不好，在路上给磕了碰了，那不就白忙乎啦！哎呀，这古地磁样品取样啊，说起来容易，做起来难！但只要咱用心去做，肯定能取到有价值的样品。
这就跟种庄稼似的，你得精心耕耘，才能有好收成呀！朋友们，你们说是不是这个理儿？咱可不能小瞧了这取样的过程，它可是解开地球历史谜题的重要一步呢！咱得认真对待，就像对待一件特别重要的事情一样。
总之，古地磁样品取样方法可真不简单，需要我们有耐心、细心和恒心。
只有这样，我们才能从那些古老的岩石中找到地球的秘密，为我们了解地球的过去和未来贡献自己的力量！所以，大家都行动起来吧，让我们一起探索古地磁的奇妙世界！。
古地磁学方法测定
古地磁学方法测定嘿，朋友们！今天咱就来聊聊古地磁学方法测定这档子事儿。
你说这古地磁学啊，就像是个神奇的时光机器！它能带着我们穿越回过去，去探寻地球磁场的秘密。
这可不是开玩笑哦，想想看，地球那可是有着漫长的历史，而古地磁学就像一把钥匙，能打开那扇通往过去的大门。
咱就说，地球磁场就像是地球的一个超级大招牌。
它会变来变去的，而古地磁学方法呢，就是专门来研究这些变化的。
这就好比我们人，心情也会时好时坏，而有人就专门来研究我们心情变化的规律。
那怎么用古地磁学方法来测定呢？这可得好好讲讲。
首先得找到合适的岩石或者沉积物，这些可都是地球历史的记录者啊！就像我们写日记一样，它们把地球磁场的信息都悄悄记下来了。
然后呢，通过各种高科技手段，去读取这些信息。
你说这是不是很神奇？就好像我们能从那些古老的石头里听到地球在跟我们讲故事。
而且啊，通过古地磁学方法，我们还能知道地球在过去的不同时期，磁场是什么样的。
这可太重要啦！这就像我们要了解一个人的过去，才能更好地理解他现在为什么是这样。
你想想，如果我们能清楚地知道地球磁场的历史变化，那对我们研究地球的演化、气候变化等等，那可都是大有帮助啊！这就好比我们有了一张详细的地图，能更清楚地知道自己要往哪里走。
比如说，我们可以通过古地磁学方法知道过去地球的磁极是怎么变化的。
这就像我们知道了指南针的指针原来是怎么转的一样。
这对于地质学、地球物理学等领域来说，那简直就是宝贝啊！还有哦，古地磁学方法还能帮我们验证一些科学理论呢！就像我们做数学题，用一种方法算出结果，再用另一种方法验证一下是不是对的。
总之呢，古地磁学方法测定真的是太有意思啦！它让我们能更深入地了解地球的过去，就像拥有了一双能穿越时空的眼睛。
难道这还不够酷吗？朋友们，好好去了解一下古地磁学方法吧，你一定会被它的神奇所吸引的！。
古地磁场记录地球历史演化
古地磁场记录地球历史演化地球的历史演化是一个复杂而神秘的过程。
在研究地球历史演化的诸多方法中，古地磁场的记录起着重要的作用。
通过对古地磁场的研究，我们可以了解地球自身的演化历程，揭秘地球内部的奥秘，甚至对人类的生活和未来发展起到启示和指导作用。
地磁场是地球自身产生的一种磁场，在地球内部和周围形成一个保护层，能够抵御太阳风带来的高能粒子。
地球的核外液态外核通过运动形成了一个远离地心轴的横向电流，这种横向电流通过地球磁场的垂直方向引发磁效应，形成了磁矩。
由于地球的自转，这个地磁矩也会不断地运动和变化。
地球历史演化的记录主要来自于地球的岩石。
许多岩石中都含有磁性矿物，如铁磁搅拌矿物。
当这些岩石形成时，其中的磁性矿物会根据当时的地磁场方向保持一个特定的方向，并且在岩石中形成类似于磁针的磁化。
因此，通过对岩石的磁性测量，可以反推出当时地球的地磁场方向和强度。
这就是古地磁场的记录。
然而，古地磁场的记录并不容易解读。
首先，岩石的地磁矩会随着时间的推移而逐渐消失，因为地球的磁场也在变化。
其次，地壳构造和地球表面的运动也会扰动古地磁记录。
因此，研究人员需要综合考虑多个因素进行校正和分析。
通过对古地磁场的记录和研究，科学家们还发现了一些有趣的现象。
例如，他们发现地磁场并不是一成不变的，而是会发生翻转。
磁极会从地球北极移动到南极，然后再返回北极。
这些磁极的反转是一个漫长而逐渐的过程，可能需要几百万年甚至几千万年时间完成。
这种翻转循环可能与地球内部的对流运动和地幔的物理性质变化有关。
古地磁场的研究还有助于解释一些重要的地质事件。
例如，科学家们根据地磁极漂移的模式推断出，地壳板块运动和构造活动与地磁场变化有关。
地球上的板块在不断移动，地壳构造也经历了许多变化，这可能与地球内部流体的运动和地磁场的演化有关。
通过对古地磁场记录的研究，科学家们可以更好地理解这些地质事件，并深入探索地球内部的运动机制。
除了揭示地球历史演化的过程，古地磁场的研究还对人类的生活和未来发展具有重要意义。
沉积物古地磁研究方法及应用
沉积物古地磁研究方法及应用导言地球磁场对于人类的生活与导航有着重要的影响。
了解地球磁场的变化和演化对于地质、地球物理学研究及应用具有重要意义。
而沉积物古地磁研究作为重要的手段之一，广泛应用于地质和环境科学领域，本文将详细介绍沉积物古地磁研究方法及其应用。
方法介绍1. 磁性参数测量磁性参数是沉积物古地磁研究中常用的指标之一。
通过测量沉积物中的磁性参数，可以获得有关地球磁场的信息。
常见的磁性参数包括饱和磁化强度（SIRM）、剩磁（IRM）、磁化率（χ）、磁滞回线等。
这些参数的测量可以通过磁力计、霍尔效应传感器等设备进行。
2. 磁化方向测量沉积物中的磁化方向常常被用作古地磁研究的重要参数。
目前常用的方法包括岩芯取样、测井、钻孔数据及磁化方向测量仪等。
通过对沉积物中的磁化方向进行测量和分析，可以获得地球磁场的演化过程。
3. 地磁年代学地磁年代学是通过对地球磁场的演化过程进行研究，从而对地质事件进行绝对年代定量的方法。
通过确定地层中的地磁年代学标志物，比如极性翻转事件等，可以实现对地质事件的准确定年。
4. 数值模拟方法数值模拟方法在沉积物古地磁研究中具有重要意义。
通过建立数值模型，并参考现代地磁场数据，可以模拟过去的地磁场变化。
这种方法可以帮助研究人员了解地球磁场的演化过程，并预测未来的变化趋势。
应用领域1. 地壳演化研究沉积物古地磁研究可用于地壳演化研究。
通过对不同地层的古地磁参数进行分析，可以了解地壳板块的运动和变形过程，对于理解现代地壳构造以及古地壳构造的演化过程具有重要意义。
2. 环境科学研究沉积物古地磁研究也常用于环境科学研究。
通过对沉积物中的磁性参数进行分析，可以研究地球的环境变化，如气候变化、海洋演化等。
这种方法可以提供重要的环境变迁历史信息，对于环境预警和管理具有重要意义。
3. 考古学研究沉积物古地磁研究也可以应用于考古学研究。
通过对考古遗址中的沉积物进行古地磁测量，可以确定古人类活动时期，以及考古遗址中的文化演化过程。
古地磁
第一节 岩石的剩余磁性
一 、铁磁性概述
原子磁矩：原子内所有电子的轨道磁 矩和自旋磁矩之和。其大小与原子核周 围的电子结构有很大的关系。 在外场的作用下，原子的电子轨道发 生有序的排列，不同的物质因排列方式 的差异而形成不同的磁性。
第一节 岩石的剩余磁性
一 、铁磁性概述 物质的磁性：反磁性、顺磁性、铁 磁性
磁断代
一次要取10多份样品，以便取平均值，缩 小误差。 古地磁偏角和倾角随年代变化的标准曲线， 许多地区已能划到9000年以上。 由于各个地区地磁参数的变化并不一致， 一条标准曲线只能应用于方圆几百公里的 范围，适用于取样的只有未被移动、可知 其方位的物品。
磁断代
近期研究地磁强度随年代变化的实验曲线 的资料表明:二千几百年前最强的地磁场是 现在磁场强度的2倍，六千多年前的地磁场， 强度只有现在的一半，变化的周期大约八、 九千年。 地磁场对宇宙射线起屏蔽作用，因此古地 磁场强度的变化会导致大气中 14C浓度的 起伏，这与实验结果相符合。
退磁和稳定性检验
在退磁过程中注意： 逐步提高退磁温度T或者 Hmax，使得样品剩磁的方向 不再改变为止（样本的剩磁方 向离散度小）。
退磁和稳定性检验
稳定性检验有： 一致性检验：测得的剩磁方向 是稳定的。 褶皱检验：当样品是在褶皱中 采集时，要对样品做倾斜改正。 烘烤接触检验：用于侵入岩的 接触带。
1 热剩磁 TRM（原生）(Thermal Remnant Magnetism) 2 碎屑剩磁 DRM（原生）(Depositional Remnant magnetism) 3 化学剩磁 CRM（原生）(Chemical Remnant Magnetism) 4 等温剩磁IRM （Isothermal RM) 5 粘滞剩磁VRM (Viscous RM)
古地磁方向的获取
第九章古地磁方向的获取（Lisa Tauxe著，黄宝春译）建议读物背景知识：Butler (1992)第四章；详细了解：Collinson (1983)第八、九章9.1 前言正如第五讲所讨论的，岩石获得磁化的方式多种多样。
火成岩和沉积岩均可能受到后期化学变化的影响，而获得次生的磁化。
许多磁性矿物均受到粘滞剩磁的影响。
岩石中各种不同磁化分量累加起来构成了岩石的天然剩磁（NRM），这一剩磁是岩石样品取出后的“原始”剩磁。
古地磁实验室工作的目标正是分离各种剩磁分量，研究其成因、磁化年龄及稳定性。
然而，在开始实验室工作之前，我们首先必须进行采样，且采样方案对一项成功研究至关重要。
我们将首先简要地介绍采样的技术、定向方法及总的原则；然后将扼要地介绍一些有效的评价古地球磁场方向的野外和实验室技术。
9.2 古地磁采样对岩石单元进行古地磁采样的目的有好几种。
其中之一是为了平均掉采样本身所带入的误差；而另一个目的则是评估记录介质的可靠性。
此外，为了获得能够代表岩石单元形成时获得的、经时间平均的古地球磁场方向，我们希望通过合理的采样来消除由地球磁场长期变化所引起的偏离。
在一个单一的采样单元（称之为一个采样点）上，可以通过采集一定数量（N）的独立定向的样品来消除记录和采样的“噪声”。
一个采样点的样品必须采自一个单一的时间单元，即来自于一个单一的冷却单元或相同沉积层位。
即使最仔细的样品定向过程也可以有几度的定向误差。
由于定向精度正比于N1/2，因此为了提高定向精度，需要采集多个独立定向的样品。
采样的数量需根据特殊的研究方案而确定。
如果想知道极性，也许三个样品就足够了（这些样品将被用于最初评估“记录噪声”）。
另一方面，如果探讨地球磁场的长期变化，则需要更多的样品以抑制采样误差。
古地磁学的一些研究需要平均掉地球磁场的长期变化（古地磁“噪声”）以获得时间平均的古地球磁场方向。
地球磁场随时间变化的周期可以从毫秒变化到数百万年。
古地磁
研究意义
利用古地磁可了解地球的长期变化，测定一个板块上的地极游移及一个地区的磁极倒向，并用以对比岩石形 成的时代。
原理与方法
古地磁场的研究以岩石磁性的测量为基础。
现代地磁场的记录不超过400年,这在很大程度上限制了人们对地球基本磁场和长期变化规律的认识。地壳各 处的岩石含有或多或少的各种磁性矿物，在冷却或沉积过程中被地磁场磁化，记录下岩石形成时期地磁场的方向 和强度，其中一部分磁性稳定的岩石，在漫长的地质时期，完整地保留了这种记录。同理，古砖、古瓷器、炉灶 等原始焙烧物在它冷却时也被当时的地磁场磁化，于是记录了人类史期的地磁场。这些珍贵资料扩大了人们对地 磁场变化的认识。
谢谢观看
古地磁和近代测得的伦敦地磁场方向的变化，但没有发现相同周期的变化。因此，上述结果还有待验证。
近2000年来地球磁矩是衰减的，这与现代观测结果相符；2000年前有个最大值,约为现代地磁矩的1.5倍；公 元前2000年有个低值，与现代地磁矩相近；约在公元前4000年有个最小值，由此估计地球磁矩的变化周期约为 8000～年。
岩石和原始焙烧物在其形成后的漫长时期，由于各种物理、化学作用，难免产生次生磁化。清除岩石的次生 磁化,保留稳定的原生磁化,这项工作叫做磁清洗。由于古地磁场的方向和强度很难测定得很精确，所以，只有利 用大量标本的测量结果进行统计，才可能取得较好的结果。
场方向
当标本的产状(走向、倾向、倾角)已知时，由标本剩磁方向的测定可以得到标本产地的古地磁场的偏角和倾 角。在地心偶极子的假定下由古偏角和古倾角即可确定古地磁极的位置。
地球磁场起源于地球内部，地壳岩石的磁场完全由地球深处感应而来。然而地壳与地球内部的相对位置不是 一成不变的，地壳的南半球能“弦动”到北半球，同时地壳的“北半球”也能弦动到南半球，这就是“壳幔弦 动”。“弦动”后的火成岩与沉积岩其感应磁场与内部相同，与原来的磁场相反。
古地磁 (2)
古地磁什么是古地磁古地磁是指地球历史上的地磁场变化。
地磁场是地球内部的磁场，由地球内部的磁性物质产生，并围绕地球形成一个保护层。
古地磁记录了地球历史上的磁场演化过程，对研究地球内部结构、地质活动以及古环境变化有重要意义。
古地磁的研究方法研究古地磁主要依靠对保存在岩石、沉积物和冰芯中的古地磁信息进行分析。
下面介绍几种常用的古地磁研究方法：方向方法方向方法通过分析保存在岩石和沉积物中的古地磁记录，研究地球磁场的变化。
这种方法利用了磁性矿物在形成时会将地磁场的方向锁定在其中。
研究人员通过测量并比较不同地质时期的岩石和沉积物中的古地磁方向，可以了解地球历史上磁场的变化情况。
强度方法强度方法是通过测量岩石和沉积物中的古地磁强度来研究地球磁场的变化。
岩石中的磁性矿物会保留地磁场的强度信息，研究人员可以通过测量这些矿物的磁化强度来推断地球历史上的磁场强度变化。
地磁场模拟方法地磁场模拟方法利用数学模型来重现地球历史上的磁场变化。
这种方法基于对地球内部结构和地球物理过程的认识，通过计算机模拟来推断磁场的变化。
研究人员可以根据不同的地质时期和地球内部条件，模拟得到相应时期的地磁场分布和特征。
其他方法除了上述方法外，还有一些其他方法可用于研究古地磁，如磁性地层学方法、古生物磁学方法等。
这些方法的共同目标都是通过研究保存在不同记录物中的古地磁信息来揭示地球历史上的磁场变化规律。
古地磁的应用领域古地磁研究在多个领域具有重要应用价值，下面介绍几个主要的应用领域：地球演化研究通过对古地磁记录的分析，可以了解地球内部结构和演化过程。
比如，研究人员可以通过古地磁数据来推断地球内部的热流动情况，了解地球内部的物质循环和运动方式。
这对于研究地球演化过程，揭示地球内部的动力学机制具有重要意义。
构造地质学研究古地磁数据在研究地壳构造和板块运动方面具有重要作用。
通过分析不同地质时期的古地磁记录，可以推断地壳构造的变化和板块的运动轨迹。
这对于研究地壳构造演化过程、重建古地理环境具有重要意义。
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这个软件所实现的原理：
用主分量分析法对用作逐步退磁样品中的3个或3个以上退磁点进行线性拟合，求其平均剩磁方向。
最大角偏差即α应该小于15°。
柯施万克提出的主成分分析法是用最小二乘法拟合方法寻找退磁矢量序列中最佳的退磁直线（对正交投影图）和最佳退磁平面（对重磁化弧），从而能够分离和鉴别多磁成分。
主成分分析法的基本原理是采用一个线性变换，将原来的正交坐标系变换成一个新的、与退磁矢量序列的几何形态相适应的正交坐标系。
新坐标系的原点相应于数据的“质心”。
通过数据作最小二乘拟合确定新的坐标轴。
判断一组数据是共线还是共面，采用最大角偏差为依据。
它小于给定的MAD临界值就认为这些数据共线。
这样，就会得到每一块岩样逐步退磁的几何结构，通过原点的那条（段）退磁直线方向就代表最稳定的剩磁组分方向，不通过原点的其它退磁直线方向，分别代表了稳定性较差的磁性组分方向。
通过原点的那个退磁平面可求得最佳拟合大圆弧。
这就是这个软件所实现的功能！！！
1、打开这个文件
2、打开运用程序
3、打开
文件夹中有两个文件
AF开头的是交变磁场退磁，Th是热退磁！！！
因为交变退磁和热退磁是隔一个做的，但是热退磁的数据比较好，所以以热退磁为主！！！
4、打开你所要解释的古地磁资料中的OPEN.SAM文件
5、双击其中一项
6、点图中选项（打开正交投影图）
Orthographic-正交图Equal area-赤平投影图J/J0 –磁化强度衰减曲线图
这里呈现的是热退磁曲线的退磁轨迹图
7、再点选图中这个选项(这步是打开线性拟合结果的窗口)
这个窗口是拟合所选样品S3-7-002中的点。
拟合类型：线性。
8、开始在图中选点（然后观察红圈中的数据）
Geographic declination地理坐标下平均磁化偏角D m inclination 平均磁化倾角I m Stratigraphic declination 地层坐标下磁化偏角
直接在图上点就能选上点（一个红的对应一个蓝的）红色代表倾角和蓝色代表偏角。
也可以在下图的窗口中用Ctrl点选每行的数据，先连续选好（温度在300-500度区间的点）然后看error那个数字，必须小于15，并且越小越好，如果达不到，就删除一些乱点，当然选的点越多越好。
Error越小越好！！！
热退磁选点的原则：
●Error α必须小于15
●温度必须在250~300以上
●温度300~500先全选上（如果误差α大于15，尝试去除
其中的乱点使得误差α小于15）
●选点数在3个以上（越多越好）
●高温的数据如果稳定可以选上（一般500~600比较弱）●热退磁的数据更好，所以与交变退磁的数据结合起来，以
热退磁为主！
●数据点挤在一起不选
●跟前的不选
交变磁场退磁选点的原则：大于150gauss，至少连续（可以删掉乱点）3个以上的点，趋向圆心.150~400有一定趋势趋向圆心可以选上，大于400就不要了！
9、选完点之后，点保存（保存的是我们需要的两个数据：
平均磁化偏角、平均磁化倾角）
它会生成一个LSQ的文件，用excel打开就行了。
在这个电子表格中保存了窗口中的数据，可以利用它们进行分析！！！
10、每选完一个数据就保存，然后Ctrl+k到下一个数据，继续选点，同样的原则！
把所有的数据都处理完了就可以开始解释古地磁数据了！
为什么热退磁的温度取值到了500以后加密？而交变退磁的磁场强度一直是均匀的？
从这张图我们可以看到，热清洗和交变磁场对应起来，发现交变磁场清洗比较稳定，基本没多大突变！！！但是热退磁有一个转变点，所以我们做实验的时候，在温度500-600之间加密！！！而交变退磁一直都保持相同的观测密度！！！
图形讲解
Orthographic-正交图Equal area-赤平投影图J/J0 –磁化强度衰减曲线图
1、磁化强度衰减曲线J/J0
该图主要展示退磁过程中剩余磁化强度的变化情况。
在直角坐标图上，纵轴表示每步退磁后剩余磁化强度与天然磁化强度的比值（归一化），一般用线性坐标或对数坐标。
横轴表
示退磁的程度（温度、退磁场峰值）。
2、磁化方向的立体投影图
它主要展示退磁时，剩余磁化方向的变化情况。
在等角（等面积）立体投影图上，做出每步退磁后测得的剩余磁化方向（偏角D，倾角I）的投影点，将它们连接起来得到磁化方向变化图。
不同半球（蓝点和黄点）的方向点，要越过大圆连接。
3、正交投影图
上述两种作图，只能分别地绘出退磁过程中的强度和方向的变化情况。
正交图则容易地在一张图上表示这两种情况。
利用空间直角坐标划出磁化矢量，既可以看到强度的变化，又可以看到方向的变化。
为了在平面图上直观地表示它，则将空间矢量分别投影到水平面和铅垂面上。
这样就得到两个投影图，他们紧密相关。
古地磁原理：
根据研究，火成岩具有天然的剩余磁性，它是这样形成的。
处在地磁场中的岩浆，从居里点以上的高温冷却后，磁性矿物获得了剩余磁性，称为热剩磁。
它的特点是：1、与地磁场方向相同；2、高度稳定，所以能在漫长的地质年代中保存下来，由火成岩风化碎屑形成的沉积岩，在沉积时，磁性矿物排列在地磁场方向。
所以我们研究火成岩和沉积岩的天然剩磁，就能推知岩石形成是的地磁场的方向，这是古地磁学的一个基本出发点。
大家知道，地球的基本磁场是地心偶极场，地磁倾角I和地磁纬度a有简单关系：tanI=2tan a。
因
为岩石的剩磁倾角等于地磁倾角，所以由古地磁可确定古磁极的位置。
办法是，在剩磁的磁偏角的方向上找出一点，使这点与观测点的角距为90°-a，这点就是北磁极。
利用正交投影图可以分析岩石样品中的几种磁性成分，随退磁场的增加，矢量逐渐地变化，有的表现简单的形态，有的比较复杂，但最终趋向原点。
在高退磁场（温度）下，最后趋向原点的为最稳定的磁性，可能为原生磁性。
事实上，很少有这么理想的情况。
由于磁性矿物矫顽磁力谱（或阻挡温度谱）的重叠，在同一退磁作用下，携带次生磁性的矿物和携带原生磁性的矿物都可能被退磁，所以退磁曲线呈现较为复杂的情况，可以认为在某一段退磁范围内，为一直线段的图形就代表一种磁性成分。
1、古纬度和古地磁极位置的计算
已知某采样点的平均磁化倾角I n，则应用公式tanI m=2cotp求得古余纬度P=cot-1（0.5tanI m）
古纬度φ=90°-p
2、古地磁极的位置计算
已经标本产地的经度（λs，φs），平均磁化偏角D m，倾角I m，以及余纬度p，求得古地磁极的位置
纬度φp=sin-1（sinφs·cosp+cosφs·sinp·cosD m）
（-90°≤φp≤90°）
经度λp=λs+βcosp≥sinφs·sinφp
λp=λs+180°-βcosp≤sinφs·sinφp
式中β=sin-1(sinp·sinD m/cosφp) (-90°≤β≤90°)
依上式计算古地磁极在现在地里坐标下的位置。
3、古地磁极性的判别
已经证明，古地磁极位置比岩石磁化方向更接近于轴向对称。
所以，用古地磁极位置来判别地磁极性更好些。
新生代古地磁极位置的纬度分布，可分为三个区域，即余纬度0-40°，40°-140°（40°-﹣50°）和140°--180°（-50°---﹣90°）。
落在三个区域的地磁极性分别为正常极性，中间极性和反向极性。
新生代以前，特别到前寒武纪，地磁极有可能跨过赤道。
这时，就不能用古地磁极在现在地理坐标上的位置来区分地磁极性，而用极移曲线来划分。
（参考古地磁学原理及其应用）。