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
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)
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。
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 (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。
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。
古地磁方法
古地磁方法简介古地磁方法是一种用于研究地球历史的科学技术。
通过分析地球上保存下来的古代岩石和沉积物中的地磁记录，可以推断出过去几百万年甚至更长时间内地球的磁场变化情况。
这种方法能够帮助科学家了解地球内部结构、板块运动、极转换等重要过程，对于理解地球演化和预测未来变化具有重要意义。
原理地球的磁场是由于其外核中液态铁合金在自转产生的大规模电流所引起的。
这个电流产生了一个类似于巨型电磁铁的效应，形成了一个环绕着地球的磁场。
这个磁场不仅保护着我们免受太阳风暴等宇宙射线的伤害，还对导航、定位等现代技术起到至关重要的作用。
然而，地球的磁场并不是恒定不变的，而是会随着时间发生变化。
通过对保存下来的古代岩石和沉积物进行测量和分析，科学家可以获取到过去地球磁场的信息。
测量方法古地磁测量通常通过两种方法来进行：方向测量和强度测量。
方向测量方向测量是通过分析岩石和沉积物中保存的磁性颗粒的取向来确定地磁场的方向。
这些磁性颗粒会在形成过程中对齐到当时的地磁场方向，因此可以作为一个记录器。
科学家使用特殊仪器来测量这些颗粒的取向，并将其与现代地磁场进行对比，从而推断出过去地磁场的方向变化。
强度测量强度测量是通过分析岩石和沉积物中保存的古代磁化强度来确定地磁场的强度变化。
岩石和沉积物中存在着一些具有特定结构的矿物质，这些矿物质在形成过程中会保留下来当时地球的磁场信息。
通过对这些样本进行实验室测试，科学家可以获得古代地球磁场的强度数据。
应用领域古地磁方法在许多领域都有广泛应用，以下是其中几个重要的应用领域：地球演化研究通过分析古地磁数据，科学家可以了解地球内部结构、板块运动、极转换等重要过程。
这些信息对于理解地球演化和地质历史具有重要意义。
环境变化研究古地磁方法可以帮助科学家了解过去几百万年甚至更长时间内的气候变化、海洋环流变化等环境变化情况。
这对于预测未来的气候变化以及制定环保政策具有重要意义。
地质灾害预测通过分析古地磁数据，科学家可以识别出某些特定地区的地震活动周期和活跃性。
大陆漂移的证据—古地磁
大陆漂移的证据—古地磁大陆漂移的证据—古地磁古地磁学在地学中有着广泛的应用，如大陆漂移学说的有力证据之一就是古地磁证据。
有学者把岩石比作录音机，地磁场比作歌唱家，岩石在形成的时候就记录下了当时的地磁场的相对磁场强度和磁场方向，地磁场就如生物化石一样被保存在岩石当中。
通过对古地磁的研究，就可以恢复当时地磁场的相对强度和地磁场的方向，进而为研究大陆漂移提供有力的证据。
1912年魏格纳提出大陆漂移学说的根据是大西洋两侧海岸线的相似性，两侧大陆的地层古生物的相似性及古气候的证据，认为大陆在地球表面漂移，古大陆分布与现代分布不同。
石炭纪末期，大西洋并不存在，北美与欧亚大陆相连，澳大利亚和南极洲也附着在这一巨大的陆块上。
印度当时在南半球，处在非洲和澳大利亚之间，称之为泛大陆，侏罗纪以后，泛大陆开始分裂为几块，然后各自漂开，达到今天的位置。
1 视极移路线的绘制视极移路线的绘制是研究大陆漂移的重要工具，在稳定地区内，蒋各地质时期的古地磁极画在现代地理坐标上连接起来，称为该地区的视极移路线。
前提是假设该地区固定不变，只是地磁极在移动。
由某地区近代岩石定出的两个对称的古地刺极Q和Q′，一个（Q）在北极附近，代表北磁极，另一个（Q′）在南极附近，代表南磁极，由于地磁极不断倒转，磁极的极性是不断的变化的。
这些我们都不考虑，只要是在北极附近的就是北磁极，在南极附近的就是南磁极。
由第三纪岩石也定出两个对称的磁极T和T′，距离Q较近的就是北磁极T，距离Q′较近的就是南磁极T′。
这样，每个地质时期都可以定出两个对称的磁极。
从实际资料可知，年代较新的的岩石，北磁极离北极近，但年代很老的岩石（下古生代以前），磁极迁移到赤道附近甚至越过赤道，这时将距离较近的相邻磁极连接起来，形成一条代表北磁极的视极移路线。
2用古地磁研究大陆漂移的方法视极移路线代表大陆与磁极的相对运动，究竟是大陆在漂移还是磁极在移动呢？如果地理极和地磁极是固定的，因此视极移路线就是大陆漂移的证据，但是我们无法确定地磁极是不是固定的，但是根据多个地区的综合视极移路线就可以判断大陆是不是漂移了。
古地磁学的原理和应用
古地磁学的原理和应用原理：古地磁学是一门研究古代地球磁场的学科。
它通过研究古代地磁记录，解析地球历史上磁场的演化和变化，进而揭示古地球动力学和地球演化的过程。
古地磁学的原理主要基于以下几个方面：1.磁性矿物演化：地球上的岩石和沉积物中普遍存在具有磁性的矿物，如磁铁矿、赤铁矿等。
这些矿物在形成时会记录当时的地磁场方向和强度，随着时间的推移，它们的磁性会发生变化，从而形成磁性纪录。
2.磁性矿物的磁留性：磁性矿物在形成时会保持当时的磁化状态，这种磁化状态可以长时间地保存下来，并通过磁性纪录被获取。
3.磁化激发机制：地磁场的变化会导致磁性矿物的磁化状态发生变化，例如地磁南北极的位置变动会引起磁性矿物的磁化状态的变化，这种变化可以通过磁性纪录被检测。
4.磁化纪录的获取：磁性矿物在研究过程中会被获取并进行测量分析，可以通过各种方法得到磁矩大小、方向和时间等信息。
应用：古地磁学作为一门基础学科，具有广泛的应用领域，以下列举几个常见的应用：1.地质年代测定：地球的地磁场具有一定的变化规律，通过对地磁场的变化进行研究，可以推测物质的年代。
古地磁学可以帮助研究人员对岩石、沉积物和古生物进行年代的测定，进而推断地质变化的时间序列。
2.构造运动研究：地球的构造运动会对地磁场产生影响，通过分析地磁场的变化可以研究地壳的构造运动过程。
古地磁学可以用于研究板块运动、地震活动和山脉的形成等地质现象。
3.火山活动研究：火山活动会对地磁场产生短期的影响，通过监测和分析地磁场的变化可以预测和评估火山的喷发活动。
古地磁学在火山活动研究方面也有一定的应用价值。
4.环境变化研究：地球的环境变化会对地磁场产生影响，例如气候变化、地壳运动和海洋环境变化等。
通过研究地磁场的变化，可以了解过去环境变化的情况，为预测和评估未来环境变化提供参考。
5.地球演化研究：通过对古地磁学记录的分析，可以了解地球历史上地磁场的演化和变化过程，揭示地球内部和外部动力学的规律。
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。
古地磁学与板块漂移分析
古地磁学与板块漂移分析古地磁学研究是一门通过分析地球上保存下来的古地磁信息，来揭示地球历史演化和板块漂移的科学。
它通过对岩石、沉积物以及地球其他可保存古磁信息的材料的研究，可以确定地球在不同时间段的地磁场方向和强度变化，从而帮助我们更好地理解地球演化的过程和板块之间的运动。
一、古地磁学的基本原理及方法古地磁学的基本原理来自于地磁场是地球内部流体运动产生的结果。
地球主要的磁场是由流动的外核产生的，外核是由铁合金组成的液体层，其流动通过涡流来引起地磁场的变化。
而岩石和沉积物中的铁矿物会记录下地磁场的方向和强度，并且在其形成的时候凝结成岩，从而保留下来。
古地磁学研究的首要方法是通过测量和分析岩石或沉积物样本中保存的古磁信息。
这一过程一般包括采样、实验室测量和数据分析三个步骤。
首先，需要在野外采集样本，这些样本可以来自于古老的岩石或者深海沉积物中。
接着，通过实验室测量，可以得到每个样本的古磁方向和强度。
最后，对测得的数据进行统计分析，并与现代地磁数据进行对比，以确定该样本代表的地质时期和地理位置。
二、古地磁学在板块漂移研究中的应用古地磁学在板块漂移研究中扮演着重要的角色。
通过对不同地质时期和地理位置的古地磁信息进行分析，可以确定地球上不同区域的板块漂移速率和运动方向。
这对于我们理解地球的动力学演化以及板块之间的相互作用具有重要意义。
首先，通过测量不同地质时期的古地磁信息，可以建立地球历史上地磁场的演化曲线。
这些曲线可以帮助确定地球磁极位置的变化，从而揭示板块漂移的规律。
例如，根据古地磁学的研究，我们知道北极和南极的位置在地质历史上发生过多次倒转。
这些倒转事件对于板块漂移的理解具有重要影响。
其次，通过对不同地理位置的古地磁信息进行比较，可以确定板块漂移的特定路径和速率。
研究表明，不同板块上的岩石或沉积物中的古地磁信息往往会显示出不同的特点。
通过比较这些信息，可以推断出板块之间的相对运动速率和方向。
这为我们研究板块漂移的机制和模式提供了重要线索。
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
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
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！。
古地磁研究指示的大洋地球动力学过程
古地磁研究指示的大洋地球动力学过程地球是一个充满神秘的星球，其地质构造和地球动力学过程一直是地球科学家们探索的重要领域。
其中一个关键的研究方向是古地磁学，它通过分析大洋底部的岩石和沉积物中的磁性矿物，揭示了地球磁场在历史时期的变化，并提供了有关大洋地球动力学过程的宝贵线索。
古地磁学是一门通过研究岩石中所保存的古地磁信息，重建过去地球磁场的学科。
根据地球磁场的性质和演化过程，我们可以揭示大洋地球动力学的一些关键问题，比如地壳板块构造、地壳运动和岩浆活动等。
在过去的几十年中，地球科学家们通过全球范围的古地磁野的测量取得了一系列重要的研究成果。
例如，他们发现地球自西向东的磁极漂移现象，即地球磁北极会在地球历史上的不同时期发生漂移。
这一现象表明地球的地磁场是不稳定的，在时间尺度上会发生明显的变化。
古地磁研究还揭示了地球的磁极翻转现象，即地球磁北极和磁南极互相交换位置的现象。
通过研究大洋底部的岩石和沉积物，科学家们发现地球的磁极翻转是一个极为缓慢的过程，时间尺度可能长达几百万年。
这一发现表明地球磁场的演化与地球内部的运动和变化密切相关。
大洋地球动力学是指探讨地球洋壳与地幔之间相互作用的过程。
通过古地磁研究，我们可以了解地球内部的流体运动以及板块漂移的原因。
比如，古地磁研究表明地壳板块的漂移可能与地球内部的对流流体运动有关。
当地球内部的熔融岩浆上升到地壳表面形成新的洋壳时，其中的磁性矿物会根据地球磁场的指示进行磁化，这就留下了大洋底部岩石中的古地磁信息。
通过对这些古地磁信息的分析，科学家们可以重建古地磁场的强弱和方向，进而推导出洋壳的形成和扩张速率以及板块漂移方向。
这些数据为我们深入了解地球内部的运动和地壳板块构造提供了重要依据。
除了揭示大洋地球动力学过程，古地磁研究还在其他领域发挥着重要作用。
比如，它可以为考古学家提供关于古代人类活动和迁移路径的线索。
古地磁记录在岩石和陶瓷中得以保存，通过研究这些记录，我们可以了解古代人类的活动范围和迁移路线。
古地磁多参考点方法及其在我国西部地体构造演化研究中的应用
古地磁多参考点方法及其在我国西部地体构造演化研究中的应
用
李朋武;董学斌
【期刊名称】《长春科技大学学报》
【年(卷),期】1998(028)001
【摘要】构造倾斜会使原生剩磁偏角产生偏差，从而影响对地体构造旋转等特征的分析，对这种偏角偏差进行了理论分析和计算，倾伏褶皱在野外难以识别，即或识别，倾伏要素也很难准确测定，为此提出了利用多个参考点的古地磁资料分析地运动特征的新方法。
该方法是基于剩磁倾角数据，从而避免了偏角误差的影响，提高了分析的可靠性，利用该方法对我国西北地区的地质构造演化进行了研究，初步实现了该区古生代古地理的重建。
【总页数】5页(P80-84)
【作者】李朋武;董学斌
【作者单位】长春科技大学地球探测与信息技术学院;长春科技大学地球探测与信息技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】P318.4
【相关文献】
1.作业成本法在我国西部地区企业中的应用研究 [J], 赵自豪
2.激光拉曼光谱在有机包裹体研究中的应用r——以苏里格气田西部盒8段油气包
裹体为例 [J], 董会;王志海;董敏;李宏;魏小燕;梁积伟
3.古地磁方法在安徽五河荣渡金矿陷伏隐伏区构造研究中的应用 [J], 陈柏林;董法先
4.我国古地磁学在岩石圈构造演化研究中的现状和问题 [J], 朱志文
5.平衡剖面技术在台湾海峡盆地西部构造演化研究中的应用 [J], 韦振权;张莉;帅庆伟;易海;钱星;雷振宇;王衍棠
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地球磁场古强度测定方法综述
地球磁场古强度测定方法综述
田莉丽;史瑞萍
【期刊名称】《地球物理学进展》
【年(卷),期】2001(16)4
【摘要】地球磁场的演化历史对研究地核与地幔边界的动力学和地核内的磁流体力学过程提供了重要的信息 .古地磁的研究为大陆漂移和海底扩张提供了定量的信息 ,然而到目前为止 ,对地球磁场古强度的研究还相当薄弱 .由于地球磁场古强度数据的匮乏 ,使得人们对于地质历史时期地球磁场强度缺乏 .本文对测定古强度的方法作了较详细的总结 ,并对一些实验方法作了评述 .在这些方法中。
【总页数】7页(P110-116)
【关键词】地球磁场;古强度;热退磁;交变退磁;古地磁;磁性矿物
【作者】田莉丽;史瑞萍
【作者单位】中国科学院地质与地球物理研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P318.4
【相关文献】
1.Brunhes极性期以来地球磁场相对强度变化研究 [J], 杨小强;李华梅;张澄博
2.Gauss-Matuyama极性转换期间地球磁场方向和强度变化特征 [J],
3.近2 Ma来东菲律宾海地球磁场相对强度变化的沉积记录 [J], 孟庆勇;李安春;蒋富清;徐兆凯;朱友生;李德鹏
4.近130ka以来地球磁场相对强度变化:南海南部NS93-5钻孔记录 [J], 杨小强;张贻男;高芳蕾;周文娟;周永章
5.地球磁场相对强度研究现状与展望 [J], 任收麦;石采东
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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）。