6 讲 第七章 磁性地层学
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
地磁起源
地球的内部构造
地 球 内 部 构 造 示 意 图
地球的基本信息
• 地球更为详细的信息一般都是从地震波的研究中获得的。 • 地震波分为横波（s）和纵波（p）：
1、纵波的传播速度较快（约9——12千米/秒），介质质点的震 动方向与波的传播方向相一致。横波传播速度较慢（6——8千 米/秒）， 介质质点的震动方向与波的传播方向相垂直。 2、横波和纵波的传播速度都随通过物质的性质不同而发生改变。 3、横波只能在固体物质里传播，纵波可在固、液、气体里传播。
• 地震波速度变化明显的深度，反正出该深度上下的地球物质在 成分或者物态上有改变或两者都有改变，这个深度可作为上下 两种物质的分界面，成为不连续面或者界面。于是产生有莫霍 面和古登堡面，并且将地球分为三个圈层。
上地幔
• 上地幔
– 震波数值与在橄榄岩中实验所得数值相似——橄榄岩层，又称榴辉岩层。 与地壳相比，SiO2减少，镁铁增加。
• 岩石圈
– 莫霍面以下上地幔顶部，相当于固态的橄榄岩层。通常把这一层加上地 壳（即A+B′）合称为岩石圈。
• 古登堡低速层——软流圈
– 60—400km范围内，波速下降——古登堡低速层（相当B″层）。 – 一般认为该层有部分熔融，有较大的塑性或潜柔性——软流圈。 – 软流圈的深度、厚度和范围常随地而异。约700—1600℃，岩浆的主要
地核
• 地核：2900km的古登堡面以下——地心。
–因震波速度发生突然变化——纵波速从13.32km/s下降 到8.1km/s ，横波则消失。表明组成物质的化学成分和 物理性质等有了很大的变化。
古生物学与地史学考研期末考试知识点(含答案)
《古生物地层学》知识点一、填空1、石化作用的方式有充填作用、交替作用、升馏碳化作用和重结晶作用四种方式。
2、化石的保存类型有实体化石、模铸化石和遗迹化石。
3、生物进化的总体趋势是由简单到复杂、由低等到高等和由海洋到陆地、空中。
4、生物进化的特征为进步性、阶段性、不可逆性和适应性。
5、生物适应环境的方式有趋同、趋异和并行。
6、地质历史时期发生了多次生物绝灭事件，三次较大的生物绝灭事件分别发生于泥盆纪晚期、二叠末期、白垩末期，这些时期都处于太阳系G值曲线的特征点时刻。
7、就控制物种形成的因素而言，遗传变异提供物质基础，隔离提供条件，自然选择决定物种形成的方向。
8、物种的形成方式有渐变成种、迅变成种和骤变成种。
9、就物种的绝灭方式而言，类人猿的绝灭属于世系绝灭，恐龙的绝灭属于集群绝灭。
10、海洋生物的生活方式有游泳、浮游和底栖。
11、由于生物进化具有阶段性，因此，可以利用地层中化石的阶段性表现，来划分地层的新老。
12、生物进化的不可逆性表明，各种生物在地球上只能出现一次，绝灭以后，决不会重新出现，因此，不同时代地层中的化石群是不会完全相同的。
13、由于大多数遗迹化石是原地埋藏的，因此遗迹化石对分析古沉积环境的极好样品。
14、中国的三叠纪，呈现出以秦岭－大别山为界，南海北陆的地理格局。
15、侏罗纪被称为裸子植物的时代、爬行类的时代、菊石的时代。
16、中三叠世晚期，由于印支运动的影响，华南地区发生大规模的海退，人称拉丁期大海退。
17、地层与岩层相比，除了有一定的形体和岩石内容之外，还具有时间顺序的含义。
18、地史上构造旋回的概念，是指地壳上的地槽区由到上升，由相对而转变为相对过程，这样一个过程叫做构造旋回（或褶皱旋回）。
19、全球岩石圈板块可以划分为：太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度板块(包括澳洲)和南极板块。
20、古板块边界的识别标志主要包括蛇绿岩套、混杂堆积、双变质带、深断裂带等方面。
21、我国古太古界～新太古界的分布主要局限于华北地区，岩性以变质岩为主。
磁性地层学发展历史综述
2017年01月磁性地层学发展历史综述赵涛曾永耀(兰州资源环境职业技术学院，甘肃兰州730600)摘要：磁性地层学肇始于19世纪中叶。
作为古地磁学的主要分之之一，磁极性地层学以岩石的剩余磁化强度和磁化率的特征与变化为研究基础，来判断一套地层的地磁极性序列，结合古生物化石年代或其他定量测年手段，来界分整套地层的相对年代。
磁性地层学在地质年代测定、海底扩张速率计算、全球地层对比、古板块重建以及全球标准剖面的建立等方面取得了广泛的应用。
本文主要简述磁性地层学的发展历史、基本工作原理和工作流程。
关键词：磁性地层学；基本原理；工作流程磁性地层学以岩石的剩余磁化强度和磁化率的特征与变化为研究基础，该学科肇始于19世纪中叶[1]。
A·Delesse 和M·Melloni 分别于1849年和1853年通过研究岩石磁性方向，发现近代熔岩沿着地磁场方向被磁化，自此拉开了磁性地层学的研究序幕。
直到20世纪初，K-Ar 法年代学的诞生，西方学者首次建立全球第一个地磁极性年代表。
自此之后，磁性地层学在地质年代测定、海底扩张速率计算、全球地层对比、古板块重建以及全球标准剖面的建立（Global Standard Section and Points ）等方面取得了广泛的应用[2]。
1磁性地层学基本原理磁性地层学的基本原理为，岩石形成时所获得的地磁组分为原生剩磁（NRM 原生），又叫初始剩磁（NRM 初始），然而岩石形成后，在漫长的地质年代会被再次磁化从而获得次生剩磁（NRM 次生），因此从野外采集的岩石样品未经过磁清洗时，直接测量得到的剩磁强度为天然剩磁强度（Natural Remaneni Magnetiza⁃tion ，NRM 天然剩磁），NRM 天然剩磁是地质历史时期各种剩磁的总和，即NRM 天然剩磁=NRM 原生+NRM 次生，显然若要获取岩石所记录的地球当时磁场方向的原生剩磁（NRM 原生），就要清洗岩石形成后所叠加的次生剩磁（NRM 次生）[3]。
6-7第3章 地层学2+3-200
Le:e=1:3&1:4 e:o = 1: 3 e:p = 1: 6
U.tri a ngularis
3 75.6
Bundl e Bs Sb s St
Famennian
M.tr ian gul aris
3 75.9
M . triangularis z.
2 Yangdi
T S T Tr ansgre ssive s ystems tract H S T Hi ghstan d syste m trac t
构建地球科学的时间坐标
第3章 地层学
Stratigraphy
3.1 概念、定律和地层的接触关系
Concepts, laws & contact relationships of strata
3.2.1 Concepts of Stratigraphic subdivision and correlation
1测剖面、采 集样品 2样品处理、 鉴定 3岩性岩相分 析比较→地 层划分对比
1
Fossils
标准化石 /Index fossils： 指那些演化 速度快、地理分布广、数量丰富、特征 明显、易于识别的化石。利用标准化石 不仅可以鉴定划分地层的时代，还可以 用于地层的年代对比。 化石组合 /Fossil association：指在 一定的地层层位中所共生的所有化石。 化石组合法是根据地层的化石组合划分 对比地层的方法。
构建地球科学的时间坐标
第3章 地层学
Stratigraphy
3.1 概念、定律和地层的接触关系
Concepts, laws & contact relationships of strata
超群 群 组 段 层
确定地层相对地质年代的方法
确定地层相对地质年代的方法确定地层相对地质年代是地质学中非常重要的一环，它是了解地球历史的必要方式之一。
确定地层相对地质年代，顾名思义，就是要确定地质中不同岩石层叠加次序和时间上的前后关系，相对地质年代的确定必须建立在现有地层学和古生物学的基础上，以确保对地层相对年代的准确判定。
本文将介绍地质学中用于确定地层相对地质年代的十种方法和详细描述。
1.叠加原理叠加原理是确定地层相对地质年代的最基本原理。
根据这一原理，当地层沉积结束时，上一层会覆盖下一层。
处于上层的岩石层比处于下层的岩石层年代更年轻。
叠加原理通常用于建立地层序列图。
2.岩石特征不同地层的岩石具有不同特征，可以通过观察这些特征来确定它们的相对地质年代。
如果两个岩石层的岩性和厚度都非常相似，则它们可能是同一地层时期的产物。
某些地层如煤炭和盐岩只在特定的地层时期中产生，因此可以用它们的存在证明该地层的存在。
3.化石记录化石记录可以用来确定不同地层的相对地质年代。
由于化石存在于地质中，化石的时代和地层年代可以相对比较。
如果两个地层含有相同的化石，则它们可能在相同的地质年代产生，即地质同期。
如果一个化石在某一地层中出现，而在其他地层中不存在，那么它有助于确定该地层的相对年代。
4.地球磁场地球磁场在地质时间尺度上经历了显著的变化。
通过测量岩石磁性取向的方法，可以识别出不同时期的地球磁极取向，并据此确定地层相对年代。
这种方法被称为磁性地层学。
5.断层关系如果两个地层之间可能存在断层，那么通过研究断层和地层的相互关系，可以确定该地层的相对年代。
如果断层越过一个年轻的地层，它会在那个地层之上，而对于一个较旧的地层，断层会在下方。
6.沉积速率地层的沉积速率也可以用来确定地层的相对年代。
如果两层含有相同类似的岩石、化石、环境与沉积条件，则较厚的地层是较短时间内沉积下来的，意味着较年轻的地层。
7.火山喷发地震学和地层学可以利用火山爆发，确定地层的相对年代。
火山爆发形成的岩石在地层之上，可以确定它们的年龄比下面的地层年轻。
磁学基础知识
磁学基础知识一、磁性材料1.磁性：物体吸引铁、镍、钴等物质的性质。
2.磁体：具有磁性的物体。
3.磁极：磁体上磁性最强的部分，分为南极和北极。
4.磁性材料：具有磁性的物质，如铁、镍、钴及其合金。
5.硬磁材料：一经磁化，磁性不易消失的材料，如铁磁性材料。
6.软磁材料：磁化后，磁性容易消失的材料，如软铁、硅钢等。
7.磁场：磁体周围存在的一种特殊的物质，它影响着磁体和铁磁性物质。
8.磁场线：用来描述磁场分布的假想线条，从磁南极指向磁北极。
9.磁感线：用来表示磁场强度和方向的线条，从磁南极出发，回到磁北极。
10.磁通量：磁场穿过某一面积的总量，用Φ表示，单位为韦伯（Wb）。
11.磁通密度：单位面积上磁通量的大小，用B表示，单位为特斯拉（T）。
三、磁场强度1.磁场强度：磁场对单位长度导线所产生的力，用H表示，单位为安培/米（A/m）。
2.磁感应强度：磁场对放入其中的导线所产生的磁力，用B表示，单位为特斯拉（T）。
3.磁化强度：磁性材料内部磁畴的磁化程度，用M表示，单位为安培/米（A/m）。
4.磁化：磁性材料在外磁场作用下，内部磁畴的排列发生变化，产生磁性的过程。
5.顺磁性：磁化后，磁畴的排列与外磁场方向相同的现象。
6.抗磁性：磁化后，磁畴的排列与外磁场方向相反的现象。
7.铁磁性：磁化后，磁畴的排列在外磁场作用下，相互一致的现象。
8.磁路：磁场从磁体出发，经过空气或其他磁性材料，到达另一磁体的路径。
9.磁阻：磁场在传播过程中遇到的阻力，类似于电学中的电阻。
10.磁导率：材料对磁场的导磁能力，用μ表示，单位为亨利/米（H/m）。
11.磁芯：具有高磁导率的材料，用于集中和引导磁场。
六、磁现象的应用1.电动机：利用电流在磁场中受力的原理，将电能转化为机械能。
2.发电机：利用磁场的变化在导体中产生电流的原理，将机械能转化为电能。
3.变压器：利用电磁感应原理，改变交流电压。
4.磁记录：利用磁性材料记录和存储信息，如硬盘、磁带等。
第1章磁学与磁性材料基础知识PPT课件精选全文完整版
( )
H
d
=
NxM xi
+ NyMy
j
+ NzMzk
( )
Fd
=
1 2
m0
N
x
M
2 x
+
N
yM
2 y
+
NzM
2 z
N x + N y + N z = 1
球体：Fd = (1/ 6)m0M 2
( ) 细长圆柱体：Fd = (1/ 4)m0 M x2 + M y2
薄圆板片：Fd = (1/ 2)m0M z2
适用条件：磁体内部均匀一致，磁化均匀。
16
1.2. 材料的磁化
▼磁化曲线
表示磁场强度H与所感生的B或M之间的关系 O点：H＝0、B＝0、M＝0，磁中性或原始退磁状态 OA段：近似线性，起始磁化阶段 AB段：较陡峭，表明急剧磁化 H<Hm时，二曲线基本重合。 H>Hm后，M逐渐趋于一定值 MS（饱和磁化强度），而B 则仍不断增大(原因?) 由B－H（M－H）曲线可求 出μ或 χ
FeO, MnO, NiO, CoO, Cr2O3, FeCl2, FeF2, MnF2, FeS, MnS
右图是1938 年测到的MnO 磁化率温度曲线，它是被 发现的第一个反铁磁物质， 转变温度 122K。
38
T
p
该表取自Kittel 书2005中文版p236，从中看出反铁磁物质的 转变温度一般较低，只能在低温下才观察到反铁磁性。
2
磁极和电流周围都存在磁场，磁场可以用磁力线表示：
磁力线特点：
从N极出发，进入与其最邻近的S极，并形成闭合回路； 通常呈直线或曲线，不存在呈直角拐弯的磁力线； 任意二条同向磁力线之间相互排斥，因此不存在相交的磁力线；
磁性地层学
2、地层的对比
地 层 对 比 的 方 法 和 标 志
由于沉积岩中磁性矿物颗粒 的排列，不但受古地磁场的影响， 而且还受当时古水流的影响，所 以沉积岩的磁化强度大约要比熔 岩的磁化强度弱100倍。虽然如 此，它仍然可以作为了解古地磁 场的依据。
2011-2-13 Wang X.L. 23
2011-2-13 Wang X.L. 13
5. 磁性地层学的基本原理
地磁场一直在变化之中，其变化周期有几 千年的，也有几十万年的，如果掌握了地磁场 随时间变化的规律，反过来就能用来确定岩石 的年龄。尤其在那些缺少化石或不能进行绝对 年龄测定的岩层，磁性地层学方法更能起到重 要作用。
2011-2-13
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2、地层的对比 地 地磁极性反转对比 层 Magnetostratgraphy
对 比 的 方 法 和 标 志
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Palaeomagnetic Evidence
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2、地层的对比
地 地磁极性反转对比 层 Magnetostratgraphy 对 比 的 方 法 和 标 志
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4. 地磁事件的基本特点 (2) 等时性
地区不同而年龄相同岩石记录的地磁事件 的变化特征基本相同。
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4. 地磁事件的基本特点 (3) 控时性
泛指地磁事件变化的周期或所持续的时间。 不同类型的地磁事件，它们的变化周期各 异。地磁长期变化周期可以小于1000年，地磁 极性带的变化周期约为103-107年，而地磁倒转 的持续时间矩的一般为0.1-0.5Ma，长的可为 0.5-1Ma．这些特征奠定了磁性地层学的理论基 础。
地质学基础——地层学的基本分类
地质学基础——地层学的基本分类译者：王立群地层学是地质学的一个分支，是研究岩层和成层岩石的一门学科。
它主要被应用于沉积岩和成层的火山岩。
地层学包括两个相关的领域：岩石学或岩性地层学和生物地层学。
目录；1、历史发展2、岩石地层学3、生物地层学4、年代地层学5、磁性地层学1、历史发展学科的理论基础是由提出叠覆原理的Nicholas Steno建立的，原始水平原理和1669年提出的侧向连续原理有效地利用了沉积层中有机残体的石化作用。
最初的地层学的大规模实践应用是由William Smith在1790年代和1800年代早期所做的，这位以英国的地质学之父而著称的smith最早绘制了英国地质图，并首先认识了地层和成层岩石的意义和化石对对比地层的重要性。
在1800年代早期的其他有影响的应用是Georges Cuvier和Alexandre Brongniart所做的环巴黎地区的地质研究。
2、岩石地层学岩石地层学或岩性地层学在地层学中是最早发展的，它涉及到物理岩性或岩石类型在垂向上层状岩层的变化和侧向上称做相变的沉积环境的变化。
地层学的重要内容包括如何理解岩层形成的某些几何体的相互关系和这些几何体在沉积环境方面意味着什么。
地层学的基本概念之一是叠覆原理，简单地描述它就是：在无变形的地层层序中，最老的地层处于层序的底部。
化学地层学基于在岩性单元之内和在岩性单元之间，微量元素和同位素的相对比率的变化。
碳氧同位素随时间变化并被用于古环境微细变化的地质制图中，由此发展出同位素地层学这一专门学科。
旋回地层学证明矿物的相对含量常常是循环变化的，尤其是碳酸盐循环变化和随时间以及相对于古气候的变化化石多样性的变化。
3、生物地层学生物地层学是以地层中的化石证据为基础的，在较大范围内的地层中，都含有相同的动植物化石群，在时间上是可以对比的。
生物地层学以William Smith的动物区系演替原理为基础，其主要含义是：在生物演化过程中最有能力的种属和优势的种属优先生存。
固体物理学：第七章 第三节 顺磁性
s, p, d 轨道
在球对称的中心力场中，角动量是守恒的，因此在自由原
子（离子）中，核外电子的能量由主量子数 n 和轨道角动 量子数 l 决定，与磁量子数 ml 无关。过渡族金属的 3d 电 子轨道角动量数 l = 2，角动量可有(2l+1) = 5个不同的取向， 它们具有相同的能量。d电子波函数的五个轨道的空间分量 为
二、理论的局限性
关于顺磁性的讨论基于下面几点基本假定：
1. 顺磁原子或离子具有2J+1重简并的基态
2. 顺磁原子或离子处于稀释状态
3. 外磁场下，简并消除，对2J+1个分裂的能级求 统计平均，求得每个原子或离子的平均磁矩。
在这些假定下，可以用朗德公式7.1.8求出gJ值，再由洪德定则 预计的基态能级可计算离子或原子的有效波尔磁子数P。但这 样计算得到的磁子数和由磁化率测量得到的实验值，对于大 多数铁族过渡元素和一些稀土元素离子，比如Eu3+和Sm3+有明 显不符
当
合成的磁化强度为 磁化率为 当
磁化强度几乎由基态提供
磁化率为 它与温度无关，这种类型的贡献为范弗莱克顺磁性， 只有当激发态能量Δ很小时，范弗莱克顺磁性才重 要。稀土离子Sm3+和Eu3+激发态能量十分靠近基态 能量，必须考虑激发态的影响。
其中
为径向函数，这些波函数是正交的，并且是归一化的， 对于每一个波函数应该满足:
假定晶体具有正交对称性，每个磁性离子周围有6个 非磁性离子近邻。它们在磁性离子处产生的最低级多 项式静电势为
其中ABC为三个不等常数。为了使它们满足拉普拉斯
方程：
，要求：
这样：
这是一个非中心势场，并且有和晶体一致的对称性。 这种晶体扰动，微扰矩阵是对角化的，非对角为0
地磁学
• 太阴日变化以来于地方太阴日，并以半 个太阴日为周期。太阴日是地球相对于 月球自转一周的时间（约25小时），太 阴日变化的幅度很微弱（Z和H的最大振 幅仅1-2nT），磁测时已将它包括在太 阳静日变化内，故不再单独考虑。
• 24小时为周 期的地磁日 变与地球相 对太阳的自 旋有关
• 高空电离 层中的涡 旋电离体 系，很可 能就是主 要场源。
主要内容
• • • • • 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 地球磁场 岩(矿)石的磁性 磁力测量与资料整理 磁力资料处理 磁力资料解释应用
第一节 地球磁场
• 地磁场：地球周围存在的磁场。 • 地磁场有两个磁极，其S极位于地理北极附近，N 极位于地理南极附近，但不重合，磁轴与地球自 转轴的夹角现在约为11.5度。长期观测证实，地 磁极围绕地理极附近进行着缓慢的迁移。
• 沿高度方向的梯度 H H 0 3M 3H cos 4 z r 4 R R Z Z 0 6M 3Z sin 4 z r 4 R R
• 北京地区1986年，
Z 46329nT
• 其梯度：
H 29460nT,
R 6371km
H H 3.6 nT/km x R Z Z 9.2 nT/km x R
地磁日变
• • • • 平均变化幅度为几纳特至几十纳特 特点： 24小时为一周期； 变化依赖地方时，同一磁纬度，变化形 态和幅值很相似；同一经度不同纬度， 变化差异很大； • 白天变化大，夜晚变化小； • 夏季的变化幅度大，冬季的幅度最小， 春秋居中
2）扰动变化
• 分磁扰和地磁脉动
• 磁扰（幅度大的称磁暴）：无周期，变化 范围大，（磁暴往往是全球性的）； • 地磁脉动：地磁场的微扰变化，具有准周 期
地质学基础第六章地层
年代地层单位及其对应的地质年代单位。
宇 Eonthem 宙 Eon
界 Erathem 代 Era
系 System
纪 Period
统 Series
世 Epoch
阶 Stage
期Age
时带 Chronozone 时 Chron
年代地层单位是指在特定地质时间间隔内形成
的岩石体。其顶底界线都是以等时面为界的，因此
21
地质学基础
地震勘探中获得的反射波资料是地层的地震响 应。同一反射界面的反射波有相同或相似的特征， 如反射波振幅、波形、频率、反射波波组的相位个 数。根据这些特征，沿横向对比追踪出同一反射界 面的反射，也就实现了对同一地质界面的对比。反 射波组对应的地层层位是根据钻井资料和地质资料 来标定的。
利用地震资料对比地层有其不可取代的重要作 用，如覆盖区地层的划分对比，在一定条件下，它 正确地揭示出岩石地层学和生物地层学方法的缺陷 与弊端，并予以修正。
群在必要时可以再分成亚群，或合并为超群。群 的名称通常取自典型剖面附近的地名。
25
地质学基础
段：是低于组的岩石地层单位，必须具有与组内 相邻岩层不同的岩性特征，且分布广泛，对研究区域 地层有用。
组是否要分段应根据其内部有无分段的岩性条件 和区域地层研究的需要来定，有的组可全部划分为段 ；也可仅指定组的某一部分为段，其余部分不正式命 名为段；有的组可不分段；有的组在某一地区分段， 在另一地区不分段。
5
地质学基础
（1）岩性法 沉积岩的岩性特征反映了其形成时的古地理
环境。在一个剖面上，岩性的变化意味古地理环 境随着时间推移而改变。在地面露头和钻井地质 剖面中，常常根据岩性特征来划分对比地层，这 种划分对比在一定区域范围内是准确的，这就是 常用的岩性法来划分对比地层。
年代地层学
延 限 带 对 比 及 误 差
生物地层与年代地层单位之间关系：
BU通常接近于年代地层单位(CU)。虽然生物地层对比接近 于时间对比，但生物地层单位(BU)在根本上不同于年代地 层单位。
生物地层单位是物质性的，而年代地层单位是时间性的。生物地 层单位是指含有某化石的地层，而年代地层单位是指某种生物生 存的时间内形成的全部地层，并非仅指含有化石的地层。
?1三叶虫首次出现?2小壳动物首次出现?3两个小壳动物带之间中国的奥陶系中国的奥陶系笔石相穆恩之1974壳相赖才根1982阶钱塘江阶艾家山阶达瑞威尔阶大湾阶道保湾阶新厂阶下奥陶统中奥陶统上奥陶统奥陶系490438统传统划分方案中国的志留系中国的泥盆系中国的泥盆系中国的石炭系传统的二叠系的划分方案及对比两分二叠系现在的划分方案二叠系现在的划分方案三分与欧洲接轨asselianstage新生界划分方案思考题?岩石地层单位生物地层单位和年代地层单位三者之间的差异
阶（Stage）
指在一个“期”的时间内形成的地层，是年代地层单位 中最基本的单位。期的划分主要是根据属级的生物演化特 征划分的。
阶的应用范围取决于建阶所选的生物类别，以游泳型、 浮游型生物建的阶一般可全球对比(?)，如奥陶系、志留 系以笔石建的阶、中生代以菊石建的阶。而以底栖型生物 建的阶一般是区域性的（？），只能用于一定区域，如寒 武系以底栖型生物三叶虫建的阶。
国际上为四分
第七章
2.寒武系的底界:
年代地层学
1)三叶虫首次出现 2)小壳动物首次出现 3)两个小壳动物带之间
第七章
年代地层学
3.中国的奥陶系
笔石相(穆恩之,1974)
壳相(赖才根,1982)
地层学基础知识
地层学基础知识
主要内容
一、 基本概念 二、 岩石地层单位 三、 生物地层单位 四、年代地层单位 五、磁性地层极性单位 六、地震层序地层单位 七、层序地层单位 八、测井地层单位 九、其它地层单位
一、基本概念
地层（Strata）：是具有某种共同 特征或属性，构成地壳的层状或似 层状岩石体，能以明显界面与相邻
二、岩石地层单位
4、岩石地层单位代号书写规定 群的符号是在相应的界或系或统的符号之后， 加群名两个汉语拼音小写斜体字母，第一个为汉语 拼音的头一个字母，第二个为该拼音最接近的声母， 如卡普沙良群K1kp； 组的符号是在相应的系或统的符号后加汉语拼 音的头一个小写斜体字母，同一个统内组名第一个 字母有重复时，则年代较新的组在头一个字母之后 再加上最接近的一个小写斜体声母，如巴西改组 K1b、巴什基奇克组K1bs； 段的符号是在组的符号右上角注以阿拉伯数字 1、2、3表示，如塔塔埃尔塔格组下段S1t1
四、年代地层单位
6．统：是小于系，大于阶的年代地层单位，是系的一部分。 一个统代表一个世的时间内所形成的全部地层。统名由在 系的专有名词前增加下、中、上等字样组成，对应的世在所属 纪的专有名词前增加早、中、晚等字样，志留系（纪）石炭系 （纪）、古近系（纪）、新近系（纪）、第四系（纪）的统 （世）名例外。 志留系（纪）分为兰多弗里统（世）、文洛克统（世）、 拉德洛统（世）、普里多利统（世），石炭系（纪）分为密西 西比亚系（亚纪）、宾夕法尼亚亚系（亚纪），古近系（纪） 分为古新统（世）、始新统（世）、渐新统（世），新近系 （纪）分为中新统（世）、上新统（世），第四系（纪）分为 更新统（世）、全新统（世）。
四、年代地层单位
1．年代地层单位的定义 是指在特定的地质时间间隔中形成的地层 体。形成年代地层单位的地质时间间隔称为地 质年代单位。 年代地层单位的顶、底界线都是以等时面 为界的。它们的大小随形成岩石所需的时间长 短，而不是根据岩石绝对厚度来确定。 划分年代地层单位的目的首先是确定地层 的时间关系，其次是建立一个全球的标准年代 地层表。
古地磁学研究及其在地质学中的应用
古地磁学研究及其在地质学中的应用引言地球的磁场是地球的一项重要特征，它不仅指导着动物的迁徙，还对地球的地质历程有着深远影响。
古地磁学研究便是通过分析古代地球磁场的变动情况，揭示地球历史演化与地壳运动之间的联系。
本文将探讨古地磁学的研究方法与技术，并介绍它在地质学中的应用。
一、古地磁学的研究方法和技术1. 磁化率测量磁化率测量是古地磁学中常用的一种分析方法。
它通过测量岩石样品在不同磁场强度下的磁化率，来揭示古地磁场变动的规律。
这种方法可以用于分析古代岩石中的磁性物质，并推测地球磁场的演化过程。
2. 磁化方向测量磁化方向测量是古地磁学中另一种常用的方法。
通过采集岩石样品并测量其磁化方向，可以推断过去地球磁场的方向，并进一步研究地壳运动和板块漂移的历史。
3. 磁性地层学磁性地层学是一种利用岩石中的磁性物质来对地层进行研究的方法。
通过分析不同地层中的磁性物质的种类和数量，并对比古地磁场的变动情况，可以揭示地层的形成时代和环境。
二、古地磁学在地质学中的应用1. 地壳运动研究古地磁学可以通过分析地壳中的岩石样品，揭示地壳的漂移和变形情况。
例如，通过测量在不同地区采集的样品中的磁化方向，可以推断地壳板块的漂移轨迹，从而更好地理解板块构造和地震活动。
2. 地质年代划分古地磁学也可用于地质年代的划分。
地球的磁场会随着时间而变化，因此通过测量不同地质时期的岩石样品中的磁化方向和磁化率，可以确定岩石的年代。
这对于地层和化石的年代划分具有重要意义，并且有助于了解地球历史演化过程。
3. 地震预测古地磁学还可以帮助地震预测。
研究表明，地震前地球磁场的变化有时会发生异常。
通过监测地球磁场的变化，并结合地震地质学的知识，可以提前预测地震的发生概率和危险性，为地震救援和防灾工作提供重要参考。
结论古地磁学作为地质学中的重要分支，通过分析古代地球磁场的变动情况，可以揭示地球历史演化与地壳运动之间的联系。
目前，古地磁学的研究方法和技术不断发展，为我们更好地理解地球历史和地质现象提供了重要的工具与线索。
磁性地层极性单位
磁性地层极性单位磁性地层极性单位可以定义为一种由大地磁场引起的地层极性，它实际上是一种大尺度的地局部极性模式。
它包括地层磁性和磁场结构，并且持续存在于大规模变化的地球的表面和内部的深处。
此极性单位的存在是非常重要的，因为它能够提供极端环境变化的准确信息，优化地球表面的环境，并且可以作为地球的数据存储的依据来确定地球的过去和未来。
磁性地层极性单位的发现可以追溯到1950年前后，当时科学家们发现大地磁场会形成球形和椭圆形的面板，并且它们会形成一种匀速的模式，每两个面板之间的磁场强度有一定的比例。
而现在，随着技术的发展，不仅可以用来研究磁性地层极性单位，还可以用来了解地质构造，包括火山和地震活动发生的条件和动力学。
磁性地层极性单位的概念是基于地磁场的基本规律的。
地磁场的基本规律是，它会在大地磁场周围产生几何形状的磁场结构，以及地层表面上的磁化作用。
根据地磁场这种规律，当地球表面发生地壳扰动时，会产生一种磁性环流，这种环流可以引发地磁场方向的变化，从而产生地层极性单位。
磁性地层极性单位的应用非常广泛，它可以用来检测地壳结构的变化，可以帮助科学家们了解地壳的深度结构，探测地震源的位置，以及识别地质运动的性质。
此外，磁性地层极性单位还可以用来研究地磁场的变化对大气和海洋环境的影响，从而深入了解大气和海洋环境之间的相互作用。
在研究磁性地层极性单位时，目前使用最广泛的方法是采用三维建模技术，可以通过采集地磁场数据，映射出地球表面上不同磁性模式的变化，并且可以分析出某一段时间内大地磁场强度的变化趋势。
而在未来，由于技术的发展和进步，磁性地层极性单位将会变得更加有用，不仅可以用来了解地壳结构，还可以用来分析和预测地质运动的趋势。
综上所述，磁性地层极性单位是一种大型的地局部极性模式，它可以用来检测地壳结构的变化，分析和预测地质运动的趋势，以及了解大气和海洋环境之间的相互作用。
因此，磁性地层极性单位是非常重要的，它可以用来优化地球表面的环境，并且可以作为地球的数据存储的依据来确定地球的过去和未来。
第七章磁性地层学分析
美国亚拉巴马州志留纪红山建造中赤铁矿形成时代的确定 (据Perroud等,1984)
3°
2°
1°
？
北美东部晚三叠世古纬度及磁性地层对比（据 Kent and Olsen, 2000） (DR、D、C、N、H、F：剖面名；c、含煤沉积； s、盐类沉积； e、风成沉积)
m 1 30
西峰
o 1 50
洛川 m 1 00
S o
S
1 20
陕县 m 1 00
S o
S
120
蓝田 m
1 00
S
o
S
（2）所采集的样品要能够比较容易通过各种退磁方 法来确定及分离出原生的稳定剩磁成分；
（3）样品的磁化强度年龄要能根据其它方法测定；
（4）所有采样点应位于同一板块，它们之间未发生 过相对运动。
依据北美视极移轨迹确定蒙特瑞根碱性岩体的时代 (a)黑圆点表示碱性岩体剩余磁性方向的分布;
(b) ×号代表采集点的古地磁地(据Tarling ,1978）
磁极性地层单位的等级及其时间跨度的划分
磁极性地层单位 极性巨带 极性超带 极性带 极性亚带 极性微带
地质年代单位 巨时 超时 时 亚时 微时
年代地层单位 巨时间带 超时间带 时间带 亚时间带 微时间带
时间跨度等级
107～108 106～107 105～106 104～105
＞104
极性带是基本单位，每个极性带是以自身所特有的极性为基本 特征，其时空位置均以上限和下限来区分，这种界线被称为转 换带，标志着两种相反极性符号的变化。
5
S10
L1 1 S11 J
L1 2
S12
10 L1 3 S13
阳 郭 西 岔湾
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第七章 磁性地层学
化学剩磁(chemical remanent magnetism): 是指在地磁场中， 某
些磁性物质在低于居里点稳定的条件下，经过相变过程（重结晶）
或者化学过程（氧化还原）所获得的剩磁。
粘滞剩磁(viscous remanent magnetism) ：是指岩石在长期的地 磁场作用和一定温度下所获得的随时间逐渐增加的剩磁。 其中前三种为原生剩磁，后一种为次生剩磁（需要退磁）。
件，其变化周期各异，即控时性不同。如地磁极性倒转的持续时间 短的一般为0.05—0.1Ma，长的可为0.5—1Ma。
第七章 磁性地层学
1、磁极性地层单位
磁极性地层单位：是指在正常地层序列中，以其磁极性基本一致 而组合在一起，并以此区别于相邻单位的岩石体（据《中国地层指 南》，2001）。 磁极性地层单位极性特征有三种情况：
地 质 时 期 偏 极 性 超 时Ｋ 年 龄Fra bibliotekＡｒ 正
Ｍ ） ａ
向 极 性
中 间 极 性
反 向 极 性
边 界 年 龄 （ Ｍ ａ ）
极 性 时 间
极 性 事 件
（
２ ．６ ８
． ３ ０
２ ３ ３
． ９ ．２ 卡 伊 纳 ０ ． １
→
新 生 代 晚 期 地 磁 极 性 年 代 表
０ ．７３ １ ． ０ ０ ．９ ０ ０ ．９ ７ 贾 拉 米 洛
剖 面 ｍ 3 0 5 0 磁 率 线 化 曲 7 0 9 0 10 1 10 3
Ⅰ
（ ×0 6Ｉｋ L 1 —Ｓ ）9 S 0
2
4
L 1
6
第七章 磁性地层学
M 0 0 20 40 60 80 120 160180 × 10 Sk I( )
— 6
M 0
L L 9
L 9
L 1 0
5 5
L 1 0
L 1 1 J
第七章 磁性地层学
2、地磁极性年表
根据化石带和岩石的绝对年龄值建立地层层序后，确立各层序的 地磁极性，列出年龄—地层—地磁极性对应的序列表，这种表称为 地磁极性年表。
建立地质时期地磁极性年表是磁极性地层学研究的重要任务之一。
1969年，A.cox等人首先综合编制出第一个4.5Ma以来的地磁极性年 表。此后，随着K—Ar法测年手段的改进，加之国际地层规范有关 术 语 的 规 定 ， 一 些 新 的 地 磁 极 性 年 表 相 继 作 出 。 J.A.Jacobs （1984）作出了新生代晚期地磁极性年表。
巨时 超时 时 亚时 微时
巨时间带 超时间带 时间带 亚时间带 微时间带
107—108 106—107 105—106 104—105 >104
第七章 磁性地层学
磁极性地层单位：极性带是基本单位.通常每个极性带是以自身所 特有的极性为基本特征，其时空位置均以上限和下限来区分，这种 界限被称为转换带，标志着两种相反极性符号的变化。 极性带的延续时间：在105—106年。例如距今2.4Ma至0.73Ma间的 一段极性,基本上以反向为主,称其为松山反向极性带。 磁极性地层柱状图中，正向极性带（亚带或超带）通常用黑色表 示，而反向极性带（亚带或超带）则用白色表示。
１ ．７ ６ 奥 杜 威 ２ ． ０ １ ２ ２ ２ ２ ．８ ７ ．０ １ ．４ 留 尼 沃 ０ ．２ １ ．１ ４ ‘ × ’ ？
第七章 磁性地层学
一、概念及定义 二、磁性地层学的原理 三、磁化率地层学 四、极性磁性地层学 五、长周期磁性地层学及视极移曲线磁性地层学 六、现状与前景 七、采样、制样、加工
第七章 磁性地层学
一、概念及定义
• 磁性地层学（Magnetic stratigraphy）：是根据岩石的磁学特 征来进行地层划分和对比的地层学分支学科。
由于磁化率与古气候、地质事件、沉积物源及沉积物颗粒大小， 尤其是古气候或地质事件有重要的联系，而古气候或地质事件的垂 向变化在一定范围内是相同的。 所以，地层剖面中磁化率的垂向分布特征能反映这种古气候或地 质事件的垂向变化。
因此，通过研究地层中磁化率的变化特征可以进行精确的地层划 分、对比。
第七章 磁性地层学
参数。铁磁质物质的磁化率随外磁场的大小而变化。具有下列规律， 即磁化强度M与磁场强度H的关系：M=κ/H，κ为磁化率。
第七章 磁性地层学
磁性物质可分为三类，即抗磁质、顺磁质以及铁磁质。 上述三类物质在常温下受到外磁场作用时的磁化效果存 在以下不同：前者产生的磁矩与磁场相反，而后两者产生 的磁矩与磁场相同； 前两者产生的的磁矩较弱，而后者产生的磁矩较强； 前两者的磁化过程是可逆的，而后者的磁化过程是不可 逆的。
概念：在恒定磁场的作用下，岩石从居里点以上的温度逐渐冷却 到居里点以下，在通过居里点附近（阻挡温度）时受磁化所获得的 剩磁，称为热剩余磁性，即热剩磁。
特点：强度大，方向与外磁场方向一致，稳定性高和可加性等特
点。一般来说，火成岩的剩磁即来源于热剩磁。
第七章 磁性地层学
沉积剩磁(depositional remanent magnetism)： 沉积岩在形成过程中，其中的铁磁质颗粒在水中沉积时，受当 时的地磁场作用，沿地磁场方向定向排列；或这些磁性颗粒在沉积 物的含水孔隙中转向地磁场方向，沉积物固结后，按地磁场方向保 存下来的磁性，称为沉积剩余磁性，即沉积剩磁。其稳定性较热剩 磁小 。
三、磁化率地层学
磁化率地层学应用最好的是第四纪地层，尤其是中国北方地区的 黄土—古土壤层。 在黄土—古土壤序列中，代表不同古气候条件的黄土和古土壤有 明显不同的磁化率值，因此，可以利用磁化率曲线来辨别黄土层和 古土壤层。
即使是一些肉眼不易辨别的弱古土壤层也可以用磁化率曲线辨别。
第七章 磁性地层学
（1）整个单位为单一的极性；
（2）可由正向与负向的交替组成；
（3）以正向极性为主又包含了次要的负向极性，或者相反。
第七章 磁性地层学
磁极性地层单位的等级及其时间跨度的划分(据岳乐平等，1996)
磁性地层极 性单位
地质年代等 级
年代地层单 位等级
时间跨度等 列（年）
极性巨带 极性超带 极性带 极性亚带 极性微带
二、磁性地层学的原理
1、地球磁场的时空特征（地磁场三要素）
③磁场强度（磁感应强
度）：是指磁场强度
矢量的绝对值，地球
平 均 为 50μt （ 微 特 斯
拉），在赤道附近最 小，为30μt。
F等值线图
第七章 磁性地层学
2、磁性地层学分支学科
磁性地层学分为三类：①以周期约10 2—10 4a的地磁场长期 变化为依据，称长期变化磁性地层学；②以周期为10 5—10 7a 的极性带为依据，称极性磁性地层学；③以磁化率变化为依据
• 磁性地层学以岩石的剩余磁化强度和磁化率的特征和变化作为基
础。前者主要基于地球磁场的极性倒转以及长期变化性质； 后 者取决于来自于气候异常或火山活动以及外星撞击的区域性磁化 率异常。
二、磁性地层学的原理
1、地球磁场的时空特征（地磁场三要素） • 地磁场：地球周围存在的 受磁性物质作用的空间称 为地磁场。 • 地磁场近似于一个由在地 心放置的磁棒所产生的磁 偶极子磁场。 • 磁南极位于地理北极附近， 磁北极位于地理南极附近
称为反向极性（Reversal,用R表示）。
第七章 磁性地层学
四、极性磁性地层学
但是在一定的地质时间里，地球磁场的极性是一定的， 与现今磁场极性方向一致或相反。
三个重要的特征:全球性,同时性,控时性.
第七章 磁性地层学
四、极性磁性地层学 全球性:是指地磁场倒转事件具有全球分布的特征。 同时性:是指同一地质时期的岩石中所记录的地磁场特征相同。 控时性:泛指极性转换变化的周期或持续时间。不同类型的地磁事
第七章 磁性地层学
剩磁(remanent magnetism)
不同类别的岩石获得天然剩余磁性的方式是截然不同的。
一般有以下几种剩磁方式：热剩磁、沉积剩磁、化学剩磁、
粘滞剩磁、等温剩磁及非粘滞剩磁。
其中以沉积剩磁和热剩磁在极性磁性地层学中使用较多。
第七章 磁性地层学
热剩磁（thermoremanentmagnetism）：
的磁化率磁性地层学。
磁性地层学当中，极性磁性地层学应用最广。 长期变化磁性地层学以及磁化率磁性地层学常辅助于极性磁 性地层学在高分辨率地层划分与对比中发挥作用。
第七章 磁性地层学
3、磁化率及剩磁的概念
磁化率（magnetic susceptibility）
磁化率是表示在外磁场中物质被磁化的难易程度，是一个重要的
岩石次生剩磁的清洗
（测试，逐步增幅交流磁场或加热退磁）
注：1.边退磁边测试、逐步增幅、退尽剩磁的意义。 2.不同载体剩磁与原生、次生剩磁的关系。
第七章 磁性地层学
三、磁化率地层学
磁化率地层学（magnetic susceptibility stratigraphy）是以 磁化率变化为依据的磁性地层学。
二、磁性地层学的原理
1、地球磁场的时空特征（地磁场三要素）
• 地磁场的三要素：磁 偏角、磁倾角、磁场 强度。
①磁偏角：是指磁子午 线与地理子午线间的 夹角，也就是磁场强 度矢量的水平投影与 正北方向的夹角。
二、磁性地层学的原理
1、地球磁场的时空特征（地磁场三要素）
②磁倾角：是磁场强度 矢量与水平面间的夹 角，通常以磁场强度 矢量指向下为正值， 指向上为负值。在赤 道 为 00 。 由 磁 赤 道 到 磁 北 极 磁 倾 角 由 00 变 900 。在北半球磁场强 度矢量指向下／上？
L 1 1 L 1 2
L 1 2
第七章 磁性地层学
四、极性磁性地层学
极性磁性地层学（ Magnetic polarity stratigraphy）的基本原理： 是地磁场的反转理论，其地层划分与对比基于地磁场极性的正向性