地球物理勘探 第一章-fu
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M = kH
式中：k磁化率,它表征物质磁化的难易程度，是一个量纲为
一的物理量。SI单位制用SI(k)标明，CGSM单位制用 CGSM(k)标明,两者的关系是1SI(k)=1/4πCGSM(k)。在
两种单位中，磁化强度的单位,分别是A/m及CGSM(M),两 者的关系是1A/m=10-3CGSM(M)。
经受蛇纹石化时，辉石被蚀变分解成蛇纹石和磁铁矿， 磁化率增大，可达到几个SI（k）单位。
（3）基性岩、中性岩，一般说来其磁性较超基性岩低。 （4）花岗岩建造的侵入岩，普遍是铁磁—顺磁性的，磁 化率不高。 （5）喷出岩在化学和矿物成分上与同类侵入岩相近，其 磁化率的一般特征相同。
（6）火成岩具有明显的天然剩余磁性，其Q= Mr /Mi 称 为柯尼希斯贝格比。不同岩石组成的Q值范围，可在0-10
※ 组成岩石的各种矿物成分及其含量的多少； ※ 岩石中孔隙度大小及孔隙中的充填物成分； ※ 岩石所承受的压力等。
2.火成岩（2.5～3.6 g /cm³）
（1）主要取决于矿物成分及其含量的百分比，由 酸性→基性→超基性岩，随着密度大的铁镁 暗色矿物含量增多密度逐渐加大。
（2）成岩过程中的冷凝、结晶分异作用也会造成 同一岩体不同岩相带，由边缘相到中心相， 密度逐渐增大。
上式为物质磁化与外磁场的关系。显然，在同一外 磁场的作用下，空间为磁介质充填与空间为真空相 比，B增加了kH项，即介质受磁化后所产生的附加 场，其大小与介质的磁化率成正比。
3.感应磁化强度和剩余磁化强度 感应磁化强度：位于岩石圈中的地质体，
处在约为0.5×10-4T的地球磁场的作用下； 它们受现代地磁场的磁化，而具有的磁化强
度，叫感应磁化强度（Mi），表示为： Mi =k(T/µ0 )
T:地磁场总强度（磁感应强度)；k是岩石、
矿石的磁化率。
剩余磁化强度：岩石、矿石在生成时，处于一定 条件下，受当时的地磁场磁化，成岩后经历漫长 的地质过程，所保留下来的磁化强度，称作天然 剩余磁化强度，它与现代地磁场无关。
岩石的总磁化强度
两种。前者磁化率随温度增高而增大，接近居里点则陡然 下降趋于零；加热和冷却的过程，在一定条件下磁化率都有 同一个数值。后者其加热和冷却曲线不相吻合，即不可逆。
铁磁体磁化，同时发生机械变形，其形状和体积的改变
称为磁致申缩。
岩石的剩余磁化强度随着岩石受压的增大而减小。
（一）岩石剩余磁性的类 型及特点
1.热剩余磁性（TRM）
（3）随着成岩时代的久远及埋深加大，上覆岩层对下伏岩层 的压力加大，这种压实作用也会使密度值变大。
4.变质岩（2.6~2.8 g /cm³）
变质岩的密度一般大于原岩的密度；变质程度越深， 密度越大；动力变质而使岩石破碎，则密度减小。
变质岩的密度与矿物成分、含量和孔隙度均有关，这主 要由变质的性质和变质程度来决定；
M= Mi+ Mr = k(T/µ0)+ Mr 磁法勘探中，表征岩石磁性的物理量是:k（Mi） 、Mr 及M
（二）矿物的磁性 1.抗磁矿物与顺磁矿物：绝大多数矿物属顺
磁性与抗磁性。
常见矿物的磁化率
2.铁磁性矿物 自然界中不存在
纯铁磁性矿物，最重 要的铁磁性矿物当推 铁—钛氧化物，由 FeO、Fe203、TiO3组 合成的固熔体的主要 矿物及其他磁性矿物
3.沉积岩（1.6~2.7 g /cm³）
沉积岩的密度主要取决于岩石的孔隙度及岩石所处的构 造部位：
（1）沉积岩一般具有较大的孔隙度，如灰岩、页岩、砂岩 等，这类岩石密度值主要取决于孔隙度大小，干燥的岩 石随孔隙度减少密度呈线性增大；
（2）孔隙中如有充填物，充填物的成分(如水、油、气等)及 充填孔隙的百分比也明显地影响着密度值；
（三）各类岩石一般磁性特征 1.沉积岩的磁性 一般说来，沉积岩的磁性较弱，主要取决于副
矿物的含量和成分，它们是磁铁矿、磁赤铁矿、赤 铁矿，以及铁的氢氧化物。造岩矿物如石英、长 石、方解石等，对磁化率无贡献。
2.火成岩的磁性 （1）不同类型的侵入岩，其k平均值随着岩石的基性增强
而增大。它们的磁化率数值分布范围宽。 （2）超基性岩是火成岩中磁性最强的。超基性岩体系在
在恒定的磁场作用下，
岩石从居里点以上的温度 ，逐渐冷却到居里点下，在 通过居里温度时受磁化所获 得的剩磁，称热剩余磁性
（简称热剩磁）。
热剩磁具有如下特点： （1）强度大，大致正比于外磁场强度，并同外磁场方向 一致。因此,火成岩的天然剩余磁化强度方向,代表了成岩 时的地磁场方向。 （2）具有很高的稳定性，热剩磁的弛豫时间长。 （3）实验证明，总热剩磁是居里温度至室温各个温度区 间的部分热剩磁之和。即热剩磁服从叠加定律（特里埃 第一定律）。 （4）热退磁过程也服从叠加定律（特里埃第二定律）。 岩石的热剩磁是古地磁研究的重要对象之一。
特点： （1）强度正比于定向排列的磁性颗粒数目,
比热剩磁小得多。 （2）形成碎屑剩磁的磁性颗粒来自火成岩,
这些颗粒的原生磁性来自热剩磁，因此，碎屑剩 磁比较稳定。
（3）等轴状颗粒，其碎屑剩磁方向和外磁 场（地磁场）方向一致。
3.化学剩余磁性（CRM） 在一定磁场中，某些磁性物质在低于居里温
度的条件下，经过相变过程（重结晶）或化学过 程（氧化还原）所获得的剩磁，称为化学剩余磁 性（简称化学剩磁）。
为P2 ，水的密度为σ0
则wenku.baidu.com：
m
V
（P1 -P2）·g=V·σ0·g
V PP
1
2
m
m
P 1
V P P P P
1
2
1
2
0 1g / m3
任何物质的磁性都是带电粒子运动的结果。
原子总磁矩 电子轨道磁矩 电子自旋磁矩 原子核自旋磁矩
（一）抗磁性（逆磁性）
又叫逆磁性、反磁性。一些物质的原子中电 子磁矩互相抵消，合磁矩为零。当受到外加磁场 作用时,电子轨道运动会发生变化,而且在与外加 磁场的相反方向产生很小的合磁矩,如H2O,SiO2, AlCI2 。
具有层状结构的变质岩，表现有磁各向异性。
其Mr方向往往近于片理方向。磁化率各向异性可
用下式来评价：
k
k最大 k最小 k平均
式中：λk是磁化率各向异性系数。在强变质沉积
岩石中，λk值可达1.0～1.5。
（四）影响岩石磁性的主要因素 1.岩石磁性与铁磁性矿物含量有关 2.岩石磁性与磁性矿物颗粒大小、结构有关 （1）相对含量相同，磁化率与粒经成正比。
（二）地球内部的密度分布
根据有关地球物理资料，推测地球内部物质密度变化如下图所示：
σ (g /cm³)
14 12 10 8 6 4 2
地表
9.9
地幔
5.5
1000
2000
3000
4000
2900（核幔分界面）
5000
12.46
Km
6000
6371（地心）
设标本在空气中的重
量为P1 ,在水中的重量
2.5 ∼ 3.7 2.5 ∼ 2.8 2.9 ∼ 3.1 2.7 ∼ 3.2 2.9 ∼ 3.3
4.9 ∼ 5.3 4.9 ∼ 5.2 4.9 ∼ 5.2 4.5 ∼ 4.6 4.3 ∼ 4.6
（一）岩（矿）石密度的一般规律
1.火成（岩浆）岩密度＞变质岩密度＞沉积岩密度
根据长期研究的结果，认为决定岩、矿石密 度的主要因素为：
抗磁性物质的原子（离子）的磁矩应为零, 即不存在永久磁矩。当抗磁性物质放入外磁 场中，受到外磁场作用后，电子受到洛仑兹 力的作用，外磁场使电子轨道改变，其运动 轨道绕外磁场做旋转（拉莫尔旋进），感生 一个与外磁场方向相反的磁矩，表现为抗磁 性。所以抗磁性来源于原子中电子轨道状态 的变化。
k:磁化率，表征物质受磁化的难易程度
2.磁感应强度和磁导率 在各向同性磁介质内部任意点上，磁化场H
在该点产生的磁感应强度（磁通密度）为
B=μH 式中：B 以T[特（斯拉）]为单位，μ是介质的 磁导率，单位为H/m[亨（利）/米]；H以A/m（
安 /米）为单位。
令μr=μ/μ0(相对磁导率)，有： B=μH=μ0μrH=μ0H+μ0（μr-1）H=μ0（1+k ）H =μ0（H+M) (k =μr-1)
各类岩石的密度表
密度（g/cm³ 岩石名称 ）
火成岩类
1.1∼1.3
花岗岩
1.8 ∼ 2.8
安山岩
2.4 ∼ 3.0
辉长岩
2.3 ∼ 3.0
玄武岩
2.7 ∼ 3.0
橄榄岩
2.1 ∼ 2.2
矿石
赤铁矿
2.4 ∼ 2.9
磁铁矿
2.6 ∼ 3.2
黄铁矿
2.6 ∼ 2.9
铬铁矿
2.6 ∼ 2.9
重晶石
密度（g/cm³）
特点： （1）在弱磁场中,其强度正比于外磁场强
度。 （2）有较高的稳定性。 （3）在相同磁场中,化学剩磁强度只有热剩
磁的几十分之一，但大于碎屑剩磁强度。 上述三种剩余磁性，统称为原生剩磁。
2.碎屑剩余磁性（DRM） 沉积岩中含有从母岩分化剥蚀带来的许多碎
屑颗粒，其中磁性颗粒（磁铁矿等）在水中沉积 时，受当时的地磁场作用，会沿地磁方向定向排 列，或者是这些磁性颗粒在沉积物的含水孔隙中 转向地磁场方向。沉积物固结成岩石，保存下来 的磁性称为碎屑剩余磁性（沉积剩余磁性，简称 碎屑剩磁）。
地磁化；自发磁化的小区域称为磁畴，每个磁畴的磁 化均达到磁饱和。实验表明，磁畴磁矩起因于电子的 自旋磁矩。
1.磁化强度
与磁化场呈非线
性关系。右图中
铁
磁 性
HC 称为矫顽磁
力。
2. 磁化率与温度的关系，服从居里-魏斯定律
即：
C
k
T TC
铁
磁 性
式中：C是居里常数，T是热力学温度,TC是居里温
度, 当T＞TC，铁磁性消失，转变为顺磁
第一章 岩（矿）石物性与各类 矿床的地球物理特征
地球物理勘探以岩石、矿石（或地 层）与围岩的物理性质差:密度、磁化性 质、导电性、放射性等异为基础。
第一节 岩（矿）石的密度
一、岩矿石的密度 三大岩类物质循环
岩石名称
沉积岩类 土壤 砂岩 页岩 石灰岩 石膏 岩盐
变质岩类 片麻岩 蛇纹岩 石英岩 大理石
通常，由于重结晶等作用，区域变质作用将使变质岩比 原岩密度值加大；
经过变质的沉积岩，如大理岩、板岩和石英岩比原生石 灰岩、页岩和砂岩更致密些。
由于变质作用的复杂性，所以这类岩石的密度变化显得 很不稳定，要具体情况具体分析
变质作用与变质岩
5.矿石
金属矿：σ 很大，一般大于岩石的平均密度（2.7 g /cm³） 非金属矿：其σ 小于岩石的平均密度（2.7 g /cm³）
（2）衡量剩磁大小的矫顽力HC ，与铁磁性矿
物颗粒成反比。喷出岩的剩磁常较同一成分的侵入 岩的剩磁大。
当磁性矿物相对含量、颗粒大小都相同，颗粒 相互胶结的比颗粒乘分散状者磁性强。
3.岩石磁性与温度、压力有关
（1）顺磁体磁化率与温度的关系由居里定律确定：
（2）铁磁性矿物的磁化率与温度的关系，有可逆及不可逆
性。
3.在无外磁场作用
时，各磁畴的磁化强
度矢量取向混乱，不
呈磁性。当施加外磁
铁 磁
场时，磁畴结构发生
性
变化;随外磁场增加,
通过畴壁移动和转动
的过程，显示出宏观
磁性。
（一）表征磁性的物理量
1.磁化强度和磁化率
磁化强度：均匀无限磁介质受到外部磁场H的作用时，衡量 物质被磁化程度的物理量，它与磁场强度H的关系为：
（3）不同成岩环境(如侵入与喷发)也会造成同一岩 类的密度有较大差异，同一成分的火成岩密 度，喷出岩小于侵入岩。
（4）年代老的岩体的密度小于新岩体的密度。
喷出岩 2.5～2.6 g /cm³ 侵入岩 2.7～2.9 g /cm³ 基性、超基性岩 3.0～ 3.6 g /cm³
火成岩成分和密 度的关系
或 更大范围内变化。
3.变质岩的磁性 变质岩的磁化率和天然剩余磁化强度的变化范
围很大。按磁性，变质岩可分为铁磁—顺磁性和铁 磁性两类，其与原来的基质有关，也与其形成条件 有关。由沉积岩变质生成的，称副变质岩，其磁性 特征一般具有铁磁—顺磁性；由岩浆岩变质生成 的，称正变质岩，其磁性有铁磁—顺磁性与铁磁性 两种。这和原岩的矿物成分，以及变质作用的外来 性或原生性有关。
抗 磁 性
（二）顺磁性
顺磁性是指有些物质可以受到外部磁场的影 响产生同指向的磁场的特性。这样的物质具有正 的磁化率。。
顺 磁 性
顺磁性物质的主要 特征是：不论外加磁 场是否存在，原子内 部存在永久磁矩。
抗 磁 性
（三）铁磁性 Ferromagnetism
过渡族金属（如铁）及它们的合金和化合物所具有 的磁性叫做铁磁性。法国P.E.外斯认为：铁磁体内部存 在强大的“分子场”，即使无外磁场，也能使内部自发
式中：k磁化率,它表征物质磁化的难易程度，是一个量纲为
一的物理量。SI单位制用SI(k)标明，CGSM单位制用 CGSM(k)标明,两者的关系是1SI(k)=1/4πCGSM(k)。在
两种单位中，磁化强度的单位,分别是A/m及CGSM(M),两 者的关系是1A/m=10-3CGSM(M)。
经受蛇纹石化时，辉石被蚀变分解成蛇纹石和磁铁矿， 磁化率增大，可达到几个SI（k）单位。
（3）基性岩、中性岩，一般说来其磁性较超基性岩低。 （4）花岗岩建造的侵入岩，普遍是铁磁—顺磁性的，磁 化率不高。 （5）喷出岩在化学和矿物成分上与同类侵入岩相近，其 磁化率的一般特征相同。
（6）火成岩具有明显的天然剩余磁性，其Q= Mr /Mi 称 为柯尼希斯贝格比。不同岩石组成的Q值范围，可在0-10
※ 组成岩石的各种矿物成分及其含量的多少； ※ 岩石中孔隙度大小及孔隙中的充填物成分； ※ 岩石所承受的压力等。
2.火成岩（2.5～3.6 g /cm³）
（1）主要取决于矿物成分及其含量的百分比，由 酸性→基性→超基性岩，随着密度大的铁镁 暗色矿物含量增多密度逐渐加大。
（2）成岩过程中的冷凝、结晶分异作用也会造成 同一岩体不同岩相带，由边缘相到中心相， 密度逐渐增大。
上式为物质磁化与外磁场的关系。显然，在同一外 磁场的作用下，空间为磁介质充填与空间为真空相 比，B增加了kH项，即介质受磁化后所产生的附加 场，其大小与介质的磁化率成正比。
3.感应磁化强度和剩余磁化强度 感应磁化强度：位于岩石圈中的地质体，
处在约为0.5×10-4T的地球磁场的作用下； 它们受现代地磁场的磁化，而具有的磁化强
度，叫感应磁化强度（Mi），表示为： Mi =k(T/µ0 )
T:地磁场总强度（磁感应强度)；k是岩石、
矿石的磁化率。
剩余磁化强度：岩石、矿石在生成时，处于一定 条件下，受当时的地磁场磁化，成岩后经历漫长 的地质过程，所保留下来的磁化强度，称作天然 剩余磁化强度，它与现代地磁场无关。
岩石的总磁化强度
两种。前者磁化率随温度增高而增大，接近居里点则陡然 下降趋于零；加热和冷却的过程，在一定条件下磁化率都有 同一个数值。后者其加热和冷却曲线不相吻合，即不可逆。
铁磁体磁化，同时发生机械变形，其形状和体积的改变
称为磁致申缩。
岩石的剩余磁化强度随着岩石受压的增大而减小。
（一）岩石剩余磁性的类 型及特点
1.热剩余磁性（TRM）
（3）随着成岩时代的久远及埋深加大，上覆岩层对下伏岩层 的压力加大，这种压实作用也会使密度值变大。
4.变质岩（2.6~2.8 g /cm³）
变质岩的密度一般大于原岩的密度；变质程度越深， 密度越大；动力变质而使岩石破碎，则密度减小。
变质岩的密度与矿物成分、含量和孔隙度均有关，这主 要由变质的性质和变质程度来决定；
M= Mi+ Mr = k(T/µ0)+ Mr 磁法勘探中，表征岩石磁性的物理量是:k（Mi） 、Mr 及M
（二）矿物的磁性 1.抗磁矿物与顺磁矿物：绝大多数矿物属顺
磁性与抗磁性。
常见矿物的磁化率
2.铁磁性矿物 自然界中不存在
纯铁磁性矿物，最重 要的铁磁性矿物当推 铁—钛氧化物，由 FeO、Fe203、TiO3组 合成的固熔体的主要 矿物及其他磁性矿物
3.沉积岩（1.6~2.7 g /cm³）
沉积岩的密度主要取决于岩石的孔隙度及岩石所处的构 造部位：
（1）沉积岩一般具有较大的孔隙度，如灰岩、页岩、砂岩 等，这类岩石密度值主要取决于孔隙度大小，干燥的岩 石随孔隙度减少密度呈线性增大；
（2）孔隙中如有充填物，充填物的成分(如水、油、气等)及 充填孔隙的百分比也明显地影响着密度值；
（三）各类岩石一般磁性特征 1.沉积岩的磁性 一般说来，沉积岩的磁性较弱，主要取决于副
矿物的含量和成分，它们是磁铁矿、磁赤铁矿、赤 铁矿，以及铁的氢氧化物。造岩矿物如石英、长 石、方解石等，对磁化率无贡献。
2.火成岩的磁性 （1）不同类型的侵入岩，其k平均值随着岩石的基性增强
而增大。它们的磁化率数值分布范围宽。 （2）超基性岩是火成岩中磁性最强的。超基性岩体系在
在恒定的磁场作用下，
岩石从居里点以上的温度 ，逐渐冷却到居里点下，在 通过居里温度时受磁化所获 得的剩磁，称热剩余磁性
（简称热剩磁）。
热剩磁具有如下特点： （1）强度大，大致正比于外磁场强度，并同外磁场方向 一致。因此,火成岩的天然剩余磁化强度方向,代表了成岩 时的地磁场方向。 （2）具有很高的稳定性，热剩磁的弛豫时间长。 （3）实验证明，总热剩磁是居里温度至室温各个温度区 间的部分热剩磁之和。即热剩磁服从叠加定律（特里埃 第一定律）。 （4）热退磁过程也服从叠加定律（特里埃第二定律）。 岩石的热剩磁是古地磁研究的重要对象之一。
特点： （1）强度正比于定向排列的磁性颗粒数目,
比热剩磁小得多。 （2）形成碎屑剩磁的磁性颗粒来自火成岩,
这些颗粒的原生磁性来自热剩磁，因此，碎屑剩 磁比较稳定。
（3）等轴状颗粒，其碎屑剩磁方向和外磁 场（地磁场）方向一致。
3.化学剩余磁性（CRM） 在一定磁场中，某些磁性物质在低于居里温
度的条件下，经过相变过程（重结晶）或化学过 程（氧化还原）所获得的剩磁，称为化学剩余磁 性（简称化学剩磁）。
为P2 ，水的密度为σ0
则wenku.baidu.com：
m
V
（P1 -P2）·g=V·σ0·g
V PP
1
2
m
m
P 1
V P P P P
1
2
1
2
0 1g / m3
任何物质的磁性都是带电粒子运动的结果。
原子总磁矩 电子轨道磁矩 电子自旋磁矩 原子核自旋磁矩
（一）抗磁性（逆磁性）
又叫逆磁性、反磁性。一些物质的原子中电 子磁矩互相抵消，合磁矩为零。当受到外加磁场 作用时,电子轨道运动会发生变化,而且在与外加 磁场的相反方向产生很小的合磁矩,如H2O,SiO2, AlCI2 。
具有层状结构的变质岩，表现有磁各向异性。
其Mr方向往往近于片理方向。磁化率各向异性可
用下式来评价：
k
k最大 k最小 k平均
式中：λk是磁化率各向异性系数。在强变质沉积
岩石中，λk值可达1.0～1.5。
（四）影响岩石磁性的主要因素 1.岩石磁性与铁磁性矿物含量有关 2.岩石磁性与磁性矿物颗粒大小、结构有关 （1）相对含量相同，磁化率与粒经成正比。
（二）地球内部的密度分布
根据有关地球物理资料，推测地球内部物质密度变化如下图所示：
σ (g /cm³)
14 12 10 8 6 4 2
地表
9.9
地幔
5.5
1000
2000
3000
4000
2900（核幔分界面）
5000
12.46
Km
6000
6371（地心）
设标本在空气中的重
量为P1 ,在水中的重量
2.5 ∼ 3.7 2.5 ∼ 2.8 2.9 ∼ 3.1 2.7 ∼ 3.2 2.9 ∼ 3.3
4.9 ∼ 5.3 4.9 ∼ 5.2 4.9 ∼ 5.2 4.5 ∼ 4.6 4.3 ∼ 4.6
（一）岩（矿）石密度的一般规律
1.火成（岩浆）岩密度＞变质岩密度＞沉积岩密度
根据长期研究的结果，认为决定岩、矿石密 度的主要因素为：
抗磁性物质的原子（离子）的磁矩应为零, 即不存在永久磁矩。当抗磁性物质放入外磁 场中，受到外磁场作用后，电子受到洛仑兹 力的作用，外磁场使电子轨道改变，其运动 轨道绕外磁场做旋转（拉莫尔旋进），感生 一个与外磁场方向相反的磁矩，表现为抗磁 性。所以抗磁性来源于原子中电子轨道状态 的变化。
k:磁化率，表征物质受磁化的难易程度
2.磁感应强度和磁导率 在各向同性磁介质内部任意点上，磁化场H
在该点产生的磁感应强度（磁通密度）为
B=μH 式中：B 以T[特（斯拉）]为单位，μ是介质的 磁导率，单位为H/m[亨（利）/米]；H以A/m（
安 /米）为单位。
令μr=μ/μ0(相对磁导率)，有： B=μH=μ0μrH=μ0H+μ0（μr-1）H=μ0（1+k ）H =μ0（H+M) (k =μr-1)
各类岩石的密度表
密度（g/cm³ 岩石名称 ）
火成岩类
1.1∼1.3
花岗岩
1.8 ∼ 2.8
安山岩
2.4 ∼ 3.0
辉长岩
2.3 ∼ 3.0
玄武岩
2.7 ∼ 3.0
橄榄岩
2.1 ∼ 2.2
矿石
赤铁矿
2.4 ∼ 2.9
磁铁矿
2.6 ∼ 3.2
黄铁矿
2.6 ∼ 2.9
铬铁矿
2.6 ∼ 2.9
重晶石
密度（g/cm³）
特点： （1）在弱磁场中,其强度正比于外磁场强
度。 （2）有较高的稳定性。 （3）在相同磁场中,化学剩磁强度只有热剩
磁的几十分之一，但大于碎屑剩磁强度。 上述三种剩余磁性，统称为原生剩磁。
2.碎屑剩余磁性（DRM） 沉积岩中含有从母岩分化剥蚀带来的许多碎
屑颗粒，其中磁性颗粒（磁铁矿等）在水中沉积 时，受当时的地磁场作用，会沿地磁方向定向排 列，或者是这些磁性颗粒在沉积物的含水孔隙中 转向地磁场方向。沉积物固结成岩石，保存下来 的磁性称为碎屑剩余磁性（沉积剩余磁性，简称 碎屑剩磁）。
地磁化；自发磁化的小区域称为磁畴，每个磁畴的磁 化均达到磁饱和。实验表明，磁畴磁矩起因于电子的 自旋磁矩。
1.磁化强度
与磁化场呈非线
性关系。右图中
铁
磁 性
HC 称为矫顽磁
力。
2. 磁化率与温度的关系，服从居里-魏斯定律
即：
C
k
T TC
铁
磁 性
式中：C是居里常数，T是热力学温度,TC是居里温
度, 当T＞TC，铁磁性消失，转变为顺磁
第一章 岩（矿）石物性与各类 矿床的地球物理特征
地球物理勘探以岩石、矿石（或地 层）与围岩的物理性质差:密度、磁化性 质、导电性、放射性等异为基础。
第一节 岩（矿）石的密度
一、岩矿石的密度 三大岩类物质循环
岩石名称
沉积岩类 土壤 砂岩 页岩 石灰岩 石膏 岩盐
变质岩类 片麻岩 蛇纹岩 石英岩 大理石
通常，由于重结晶等作用，区域变质作用将使变质岩比 原岩密度值加大；
经过变质的沉积岩，如大理岩、板岩和石英岩比原生石 灰岩、页岩和砂岩更致密些。
由于变质作用的复杂性，所以这类岩石的密度变化显得 很不稳定，要具体情况具体分析
变质作用与变质岩
5.矿石
金属矿：σ 很大，一般大于岩石的平均密度（2.7 g /cm³） 非金属矿：其σ 小于岩石的平均密度（2.7 g /cm³）
（2）衡量剩磁大小的矫顽力HC ，与铁磁性矿
物颗粒成反比。喷出岩的剩磁常较同一成分的侵入 岩的剩磁大。
当磁性矿物相对含量、颗粒大小都相同，颗粒 相互胶结的比颗粒乘分散状者磁性强。
3.岩石磁性与温度、压力有关
（1）顺磁体磁化率与温度的关系由居里定律确定：
（2）铁磁性矿物的磁化率与温度的关系，有可逆及不可逆
性。
3.在无外磁场作用
时，各磁畴的磁化强
度矢量取向混乱，不
呈磁性。当施加外磁
铁 磁
场时，磁畴结构发生
性
变化;随外磁场增加,
通过畴壁移动和转动
的过程，显示出宏观
磁性。
（一）表征磁性的物理量
1.磁化强度和磁化率
磁化强度：均匀无限磁介质受到外部磁场H的作用时，衡量 物质被磁化程度的物理量，它与磁场强度H的关系为：
（3）不同成岩环境(如侵入与喷发)也会造成同一岩 类的密度有较大差异，同一成分的火成岩密 度，喷出岩小于侵入岩。
（4）年代老的岩体的密度小于新岩体的密度。
喷出岩 2.5～2.6 g /cm³ 侵入岩 2.7～2.9 g /cm³ 基性、超基性岩 3.0～ 3.6 g /cm³
火成岩成分和密 度的关系
或 更大范围内变化。
3.变质岩的磁性 变质岩的磁化率和天然剩余磁化强度的变化范
围很大。按磁性，变质岩可分为铁磁—顺磁性和铁 磁性两类，其与原来的基质有关，也与其形成条件 有关。由沉积岩变质生成的，称副变质岩，其磁性 特征一般具有铁磁—顺磁性；由岩浆岩变质生成 的，称正变质岩，其磁性有铁磁—顺磁性与铁磁性 两种。这和原岩的矿物成分，以及变质作用的外来 性或原生性有关。
抗 磁 性
（二）顺磁性
顺磁性是指有些物质可以受到外部磁场的影 响产生同指向的磁场的特性。这样的物质具有正 的磁化率。。
顺 磁 性
顺磁性物质的主要 特征是：不论外加磁 场是否存在，原子内 部存在永久磁矩。
抗 磁 性
（三）铁磁性 Ferromagnetism
过渡族金属（如铁）及它们的合金和化合物所具有 的磁性叫做铁磁性。法国P.E.外斯认为：铁磁体内部存 在强大的“分子场”，即使无外磁场，也能使内部自发