地磁学_17
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1第一章 地球的磁场
31o 51' 31o 08' 62o18' 60o36' 58o 25' 53o12' 46o 48' 45o31' 46o 48' 41o 33' 43o55' 36o57' 70o14' 35o17' − 15o10' 30o37'
− 1o 25' − 1o03' − 9o55' − 8o58' − 7o49' − 5o10' − 4o02' − 4o40' − 4o12' − 3o02' − 4o09' − 2o50' − 10o57' − 2o41' 0o 25' − 2o33'
四、地磁场的结构与磁异常
（一）地磁场的构成 在地面上观测所得到的地磁场 T 是各种不同成分的磁场之总和。它们的场源分布有的 在地球内部，有的在地面之上的大气层中。按其来源和变化规律不同，可将地磁场分为两部 分：一是主要来源于固体地球内部的稳定磁场 Ts；二是主要起因于固体地球外部的变化磁
二、地磁图与地磁场分布的基本特征
(一)地磁测量和地磁图 地磁场是空间和时间的复杂函数，为了满足地面上定向、航空、航海、资源勘查以及地 磁学本身研究的需要，根据地磁测量的结果定期地编绘出相应的各种图件。完成地磁观测任 务的测点通常为两类:一类是连续地测定地磁要素绝对值及随时间变化场值，此类有固定的 测点，称为地磁台；另一类是野外测点，在这些测点上间断地测定地磁要素绝对值。由这两 类测点组成了某地区、某国家甚至全球范围的地磁测网。当进行全球性的研究时，不可忽略 超过陆地面积四分之三的海域地磁测量。为此，必须充分利用海洋磁测、航空磁测和卫星磁 测，它们可以在短时间内获得大面积或全球范围的磁场三分量（X、Y、Z)及其它地磁要素 的地磁资料。 地磁要素是随时空变化的，要了解其分布特征，必须把不同时刻所观测的数值都归算到 某一特定的日期，国际上将此日期一般选在 1 月 1 日零点零分，这个步骤称之为通化。将经 通化后的某一地磁要素值按各个测点的经纬度坐标标在地图上，再把数值相等的各点用光滑 的曲线连结起来，编绘成某个地磁要素的等值线图，便称为地磁图。 地磁图按要素 T、H、Z、X、Y、 D 及 I 可分别绘制出相应等值线图，按编图范围分 类，有世界地磁图和局部地磁图两种；世界地磁图表示地磁场在全球范围内的分布，通常每 五年编绘一次，图 1-1-2 至图 1-1-6 为 2010 年代的 D、I、H、Z 及 T 等要素的世界地磁图。 我国地磁图每十年编绘一次，自 1950 年至 2000 年已正式出版六期，2010 年地磁图也将正 式编制出版。 根据各地的地磁要素随时间变化的观测资料，还可求出相应要素在各地的年变化平均 值，称为地磁要素的年变率。同样可以编制出相应年代的要素年变率等值线图。这类图件一 般可以适用五年，与地磁图合用可以求得五年中某一年的地磁要素值。由于地磁场存在长期 变化，因此，在使用地磁图时必须注意出版的年代，及相应年代要素的年变率地磁图。 (二)地磁场随地理分布的基本特征 世界地磁图基本上反映了来自地球核部场源的各地磁要素随地理分布的基本特征。 图 1-1-2 是等偏线图。由图可见，等偏线是从一点出发汇聚于另一点的曲线族，明显地 分别汇聚在南、北两磁极区，在这两点上磁北方向可以从 0°变到 360°，即没有固定的磁 偏角。按磁偏角定义，同样在地理两极也是如此。因此，在南北两半球上磁偏角共有四个汇 聚点。全图有两条零偏线(D=0°)分布，将全球分为负偏角区(D<0°)和正偏角区(D>0°)两个 部分。 图 1-1-3 是等倾线图。由图可见，等倾线大致和纬度线平行分布。零倾线在地理赤道附 近，称为磁赤道，但不是一条直线。由磁赤道向北，磁倾角为正，在北极附近有一点(实际 上是一个小区域)I=90°,称为北磁极。磁赤道以南，磁倾角为负，有类似的变化特征，有一个 南磁极。磁南北两极的位置也随时间变化。2010 年两磁极位置是：北磁极为 76°1’N，100°W， 南磁极是 65°8’S，139°E。它们在地球表面上的位置也不是对称的。
古地磁学的基本原理有哪些
古地磁学的基本原理有哪些古地磁学是研究地球磁场在过去数百万年或数十亿年来的变化的学科。
地球磁场是由地核中的熔融金属外流以及地幔和地壳中的电流所产生的，具有地球内部结构和构造的关键信息。
通过研究古地磁记录，可以揭示地球的古地质演化、构造运动、构造活动和地球物理变化等重要问题。
下面将介绍古地磁学的基本原理。
1. 磁性矿物的形成和保存：古地磁学的研究对象是古地磁记录保存在地质样本（如岩石和沉积物）中的磁性矿物。
这些磁性矿物包括磁铁矿、赤铁矿和磁石等，它们通常形成于地质过程中的岩浆和沉积环境中。
这些磁性矿物的形成过程中，会记录下当时的地磁场状况。
2. 磁性矿物的磁化过程：磁性矿物在形成过程中会被地磁场所影响，使其具有磁性。
磁性矿物的磁化过程包括磁矩的取向对齐和磁区域的形成。
磁矩的取向对齐是指磁性矿物中含有的微小磁矩在地磁场作用下趋于与地磁场方向平行或反平行。
磁区域是指在磁性矿物中形成的具有相同磁化方向的微小区域。
3. 磁化与磁倾角：地磁场的磁化会受到地磁场的强弱、方向和倾角等因素的影响。
其中，地球磁场倾角是指磁力线与地球表面的夹角。
地磁场的倾角随着地球位置的不同而变化，可以用来确定地球的纬度。
4. 磁极的变化：地磁场的变化会导致地球磁极的位置发生改变。
磁极是地磁场磁力线穿过地球表面的点。
通过研究古地磁记录中的磁矩方向，可以确定地球磁极的位置和运动轨迹，从而推断地球磁场的演化过程。
5. 磁性矿物的稳定性：磁性矿物的稳定性对于研究古地磁记录起着重要的作用。
磁性矿物的稳定性取决于其化学组成、结晶形态和温度等因素。
在某些条件下，磁性矿物可能会发生热重置现象，即被加热后重新磁化，使得原有的古地磁记录被抹去。
6. 磁性矿物的测量和分析：古地磁学的研究需要对地质样本中的磁性矿物进行测量和分析。
常用的测量方法包括磁化强度的测量、矢量磁化测量和磁滞回线的测量。
通过这些测量手段，可以确定地质样本中的古地磁记录。
总之，古地磁学的基本原理包括磁性矿物的形成和保存、磁性矿物的磁化过程、磁化与磁倾角的关系、磁极的变化、磁性矿物的稳定性，以及磁性矿物的测量和分析等。
地磁场测量方法
地磁场测量方法
地磁场测量方法：
① 磁强计测量：使用磁强计直接测量地磁场强度。
比如霍尔效应磁强计，将其放置在测量点，它能给出磁场强度的数值，像在某空旷地带测量出磁场强度大约是50 微特斯拉。
② 感应线圈法：利用感应线圈。
把感应线圈固定在一个位置，当地磁场发生变化时，线圈中会产生感应电动势。
例如，转动感应线圈，根据产生的感应电动势大小来推算地磁场强度。
③ 质子旋进法：通过质子在磁场中的旋进现象来测量。
把含有质子的液体或者固体放在一个容器中，给它加一个射频脉冲，质子就会旋进，根据旋进频率可以算出地磁场强度，像用含氢的水作为质子源进行测量。
④ 光泵磁强计法：基于光泵浦原理。
让特定原子的电子在特定光的照射下发生跃迁，地磁场会影响这个过程。
例如用铷原子制作光泵磁强计，在实验室环境中进行地磁场测量。
初中物理基础知识1第十七章《电与磁》
第十七章 电与磁
考点梳理
考点 1 磁现象和磁场
1. 磁现象(6年3考) (1)磁性：能够吸引铁、钴、镍等物质的性质． (2)磁极：磁体的吸引能力__最__强____的两个部位叫做磁极；能够自由转动的磁体， 静止时指南的那个磁极叫做___南_____(S)极，指北的那个磁极叫做___北_____(N) 极．(2016.39)
，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示．下列
说法正确的是( C) a. 图中p、q两点相比，p点处的磁场较强
b. 若只改变螺线管中的电流方向，p、q两
点处的磁场会减弱
c. 若只改变螺线管中的电流方向，p、q两
点处的磁场方向会改变
d. 若只增大螺线管中的电流，p、q两点处
第6题图
第十七章 电与磁
考点 3 电磁铁 电磁继电器
1. 电磁铁 (1)构成：在螺线管内插入铁芯，电磁铁中铁芯的作用是为了增强磁性． (2)原理：_电__流__的__磁__效__应___． (3)影响电磁铁磁性强弱的因素(6年2考) a．电流：线圈匝数和铁芯一定时，电流越大，磁性越___强_____； b．线圈匝数：电流和铁芯一定时，线圈匝数越多，磁性越___强_____； c．有无铁芯：电流和线圈匝数一定时，有铁芯的磁性___强_____．
第十七章 电与磁
适时总结 电磁现象的辨析及应用
实验 奥斯特实验
探究磁场对电流 探究影响电磁铁磁 电磁感应实验
的作用实验 性强弱的因素实验
实验 装置
第十七章 电与磁
实验 奥斯特实验
能量转化
/
电磁感应实验 __机__械__能__→__电__能____
探究磁场对电流 探究影响电磁铁磁
的作用实验 性强弱的因素实验
考点梳理
考点 1 磁现象和磁场
1. 磁现象(6年3考) (1)磁性：能够吸引铁、钴、镍等物质的性质． (2)磁极：磁体的吸引能力__最__强____的两个部位叫做磁极；能够自由转动的磁体， 静止时指南的那个磁极叫做___南_____(S)极，指北的那个磁极叫做___北_____(N) 极．(2016.39)
，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示．下列
说法正确的是( C) a. 图中p、q两点相比，p点处的磁场较强
b. 若只改变螺线管中的电流方向，p、q两
点处的磁场会减弱
c. 若只改变螺线管中的电流方向，p、q两
点处的磁场方向会改变
d. 若只增大螺线管中的电流，p、q两点处
第6题图
第十七章 电与磁
考点 3 电磁铁 电磁继电器
1. 电磁铁 (1)构成：在螺线管内插入铁芯，电磁铁中铁芯的作用是为了增强磁性． (2)原理：_电__流__的__磁__效__应___． (3)影响电磁铁磁性强弱的因素(6年2考) a．电流：线圈匝数和铁芯一定时，电流越大，磁性越___强_____； b．线圈匝数：电流和铁芯一定时，线圈匝数越多，磁性越___强_____； c．有无铁芯：电流和线圈匝数一定时，有铁芯的磁性___强_____．
第十七章 电与磁
适时总结 电磁现象的辨析及应用
实验 奥斯特实验
探究磁场对电流 探究影响电磁铁磁 电磁感应实验
的作用实验 性强弱的因素实验
实验 装置
第十七章 电与磁
实验 奥斯特实验
能量转化
/
电磁感应实验 __机__械__能__→__电__能____
探究磁场对电流 探究影响电磁铁磁
的作用实验 性强弱的因素实验
惯性_地磁组合导航算法_蔡洪
2 2
−5
（3）
式中， B ( x , y )、 I ( x , y )、 D ( x , y ) 分别表示坐标 ( x , y ) 处的地磁场强度、磁倾角、磁偏角，ri = ( x − xi ) + ( y − yi ) ，
2
a1 、 a2 和 Fi 为 xi、yi 分别表示网格处的坐标值； ε 为控制曲面曲率变化的小量，本文取为 10 ； N 为拟合点数量。 a0 、
地磁滤波辅助惯性导航是指在规划好的区域根据惯导系统的位置输出在地磁基准图上读取对应的地磁场强度值与导弹飞行过程中地磁测量装置的实测值进行比较其差值包含了惯性导航定位的误差信息通过滤波对惯导系统的位置输出进行修正使得导航系统的定位结果向着真实位置靠拢34
第 17 卷第 3 期 2009 年 6 月 文章编号：1005-6734(2009)03-0333-05
（4）
′ 、a1′ 、a2 ′、Fi′ 和 a0 ′′、a1′′、a2 ′′ 类似地， 用同样的方法可以求出 a0 每个曲面样条模型共有 N + 3 个待定参数。 、Fi′ 的值，
若采用EKF进行滤波计算，则相应的雅克比矩阵为可表示如下：
⎡ ∂B ⎢ ∂x ⎢ ⎢ ∂I ∂h H= =⎢ T ∂X ⎢ ∂x ⎢ ∂D ⎢ ⎣ ∂x
1
惯性/地磁组合导航
惯性/地磁组合导航的方式主要有地磁匹配辅助惯性导航和地磁滤波辅助惯性导航两种。地磁匹配原理与地形匹配类
收稿日期：2008-12-10；修回日期：2009-05-31 基金项目：教育部新世纪优秀人才支持计划（NCET－05－0901） 作者简介：蔡洪（1967－） ，男，教授，博士生导师，主要从事导航、制导、控制等方面的研究。Email：hcai@
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（3）
式中， B ( x , y )、 I ( x , y )、 D ( x , y ) 分别表示坐标 ( x , y ) 处的地磁场强度、磁倾角、磁偏角，ri = ( x − xi ) + ( y − yi ) ，
2
a1 、 a2 和 Fi 为 xi、yi 分别表示网格处的坐标值； ε 为控制曲面曲率变化的小量，本文取为 10 ； N 为拟合点数量。 a0 、
地磁滤波辅助惯性导航是指在规划好的区域根据惯导系统的位置输出在地磁基准图上读取对应的地磁场强度值与导弹飞行过程中地磁测量装置的实测值进行比较其差值包含了惯性导航定位的误差信息通过滤波对惯导系统的位置输出进行修正使得导航系统的定位结果向着真实位置靠拢34
第 17 卷第 3 期 2009 年 6 月 文章编号：1005-6734(2009)03-0333-05
（4）
′ 、a1′ 、a2 ′、Fi′ 和 a0 ′′、a1′′、a2 ′′ 类似地， 用同样的方法可以求出 a0 每个曲面样条模型共有 N + 3 个待定参数。 、Fi′ 的值，
若采用EKF进行滤波计算，则相应的雅克比矩阵为可表示如下：
⎡ ∂B ⎢ ∂x ⎢ ⎢ ∂I ∂h H= =⎢ T ∂X ⎢ ∂x ⎢ ∂D ⎢ ⎣ ∂x
1
惯性/地磁组合导航
惯性/地磁组合导航的方式主要有地磁匹配辅助惯性导航和地磁滤波辅助惯性导航两种。地磁匹配原理与地形匹配类
收稿日期：2008-12-10；修回日期：2009-05-31 基金项目：教育部新世纪优秀人才支持计划（NCET－05－0901） 作者简介：蔡洪（1967－） ，男，教授，博士生导师，主要从事导航、制导、控制等方面的研究。Email：hcai@
专题17 电与磁(解析版)(第2期)
A绿灯亮，红灯不亮B红灯亮，绿灯不亮
C 红灯和绿灯都亮D红灯和绿灯都不亮
【答案】B。
【解析】容器中水的高低相当于控制电路的开关。
当水位没有到达A时，电磁铁没有磁性，此时衔铁与绿灯的触点接触，绿灯亮；
当水位到达A时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁就会在磁力吸引的作用下与绿灯的触点断开，与红灯的触点接触使红灯所在电路接通，此时绿灯不亮，红灯亮，故选B。
专题17 电与磁（解析版）
（第2期）
一、选择题
1.（2022·湖北宜昌）关于如图所示的实验，下列说法中正确的是（ ）。
A这是模拟法拉第电磁感应实验的场景；
B移走小磁针，电流的磁场消失；
C根据这一现象的原理，制成了电磁铁；
D将导线断开，小磁针N极将指向地磁场的北极
【答案】C。
【解析】A．这是探究通电导体周围存在磁场，即奥斯特实验的场景，故A错误；
【答案】D。
【解析】A．电动机是依据磁场对通电导体有力的作用来工作的，其将电能转化为机械能；电磁感应是指部分导体在磁场中做切割磁感线运动而产生电流的现象，是发电机的工作原理，其将机械能转化为电能，故A错误；
B．九年级物理课本长约25cm，故B错误；
C．电功是指电流所做的功，单位焦耳（J），根据电功公式 可推导其单位也可以是V·A·s，选项中V·A是应是电功率的单位，故C错误；
C．电饭煲是利用电流的热效应工作的，把电能转化为内能，故C符合题意；
D．电冰箱主要工作部件是压缩机（压缩机实际是一个电动机），正常工作时压缩机主要将电能转化为机械能，故D不符合题意。故选C。
8.（2022·湖南长沙）我国的白鹤滩水电站拥有全球单机容量最大的水轮发电机组。下列四个装置能反映发电机基本原理的是（ ）。
C 红灯和绿灯都亮D红灯和绿灯都不亮
【答案】B。
【解析】容器中水的高低相当于控制电路的开关。
当水位没有到达A时，电磁铁没有磁性，此时衔铁与绿灯的触点接触，绿灯亮；
当水位到达A时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁就会在磁力吸引的作用下与绿灯的触点断开，与红灯的触点接触使红灯所在电路接通，此时绿灯不亮，红灯亮，故选B。
专题17 电与磁（解析版）
（第2期）
一、选择题
1.（2022·湖北宜昌）关于如图所示的实验，下列说法中正确的是（ ）。
A这是模拟法拉第电磁感应实验的场景；
B移走小磁针，电流的磁场消失；
C根据这一现象的原理，制成了电磁铁；
D将导线断开，小磁针N极将指向地磁场的北极
【答案】C。
【解析】A．这是探究通电导体周围存在磁场，即奥斯特实验的场景，故A错误；
【答案】D。
【解析】A．电动机是依据磁场对通电导体有力的作用来工作的，其将电能转化为机械能；电磁感应是指部分导体在磁场中做切割磁感线运动而产生电流的现象，是发电机的工作原理，其将机械能转化为电能，故A错误；
B．九年级物理课本长约25cm，故B错误；
C．电功是指电流所做的功，单位焦耳（J），根据电功公式 可推导其单位也可以是V·A·s，选项中V·A是应是电功率的单位，故C错误；
C．电饭煲是利用电流的热效应工作的，把电能转化为内能，故C符合题意；
D．电冰箱主要工作部件是压缩机（压缩机实际是一个电动机），正常工作时压缩机主要将电能转化为机械能，故D不符合题意。故选C。
8.（2022·湖南长沙）我国的白鹤滩水电站拥有全球单机容量最大的水轮发电机组。下列四个装置能反映发电机基本原理的是（ ）。
《重力学与地磁学》磁异常数据处理与解释部分
x
x
g g(x, y y) - g(x, y)
y
y
实例：塔里木盆地东部及邻区布格重力与重力水平梯度
塔东重力5水4 平梯度
2.3.3 重、磁场的解析延拓
1. 重、磁异常解析延拓概念：
观测面 o
向上延拓：
g(x, y,0) 数学变换 g（x, y,h)
z
向下延拓：
g(x, y,0) 数学变换 g（x, y, h)
重、磁异常是叠加异常，来源于地下不同的 物质源，解释中希望将不同场源的异常分开
2. 重、磁异常数据处理的目的
将各种场源引起的异常分开，用于定量反 演计算与定性解释
3. 数据处理的思路
根据重磁异常特点
异常体埋深、规模大，异常宽缓，异常 值幅度大，在频率域中表现为低频成分多
一般异常体规模、埋深小，异常宽度窄， 幅值变化大，在频率域中表现为高频成分多
起 长江坳陷
带
海礁隆起
西湖凹陷
10 g.u.
28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10
闽 浙
隆
美人峰1井
虎皮礁隆起
起 长江坳陷
带
海礁隆起
西湖凹陷
10 g.u.
18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4
自兴地东开始，近 EW向延伸；
从辛格尔向东延伸， 延伸方向近EW向；
辛格尔北NWW向 延伸异常与中间EW向 异常在东端相交
2. 两个不同特征的磁场界限，往往是断裂存在的表现
不同构造单元的地质情况不同， 磁场也显示出明显不同的特征。 不同构造单元的边界存在断层
高二物理 地磁场研究性学习报告
“感受地磁场”之一-----跳绳发电组员：李理、张泽宇（9班）、杨明、邵璐、周全、陈中乐（10班）一、实验目的：通过跳绳活动来感受我们周围的地磁场二、实验原理：利用电磁感应原理让导线切割地磁场产生感应电流。
三、实验器材：①小磁针②多股铜导线③灵敏电流计（300μA预知内阻r =100Ω）④卷尺⑤秒表⑥量角器⑦多用表四、实验过程先用小磁针确定并标记实验地点地磁场的方向。
将导线和连接成一个闭合回路1．用一根导线（L=4.2m）：发现电流表偏转只有1格（10uA），为了获得更大的电流，于是杨明同学提出电线多几股就行了。
2．两根导线绕法带来的困惑（1）发现指针不偏转：此时我们遇到了困难。
通过排除装置的因素，是什么原因导致电流不偏转呢？分析原因：两跟导线切割产生的电动势大小相等、方向相反，故回路无电流，指针不偏转。
讨论并改进了实验方案：3．导线用串联好还是并联好？开始同学们一致认为都一样，无区别。
（1）导线并联出现困惑：实验后发现：并联后不管导线怎么增多（2根、5根、10根、30根导线并联），电流表的指针偏转与一根导线切割时指针偏转几乎相同，无增大。
这是为什么呢？分析原因：30根导线并联，每根产生的电动势为E，并联总电动势还是E，= r G（电线的电阻小于1Ω），电路的总主要原因是电路的总电阻几乎不变，R总电流几乎不变。
（开始分析时，同学们没有把电表的电阻记入在内）五．实验结果记录：我们如右图均匀摇动导线（像跳绳一样），邵璐记录50周期所用的时间t，同时由两名同学测量电线摇动的幅度D，并在停止摇动时测量两摇动导线同学手间的距离以及两手连与地磁场方向的夹角θ。
其他同学观察灵敏电流计指针并记录指针摆动的幅值A。
我们小组成员记录、论实验现象，填写实验记录表1．绳子数不同，电流表的幅值A：实验结论：导线股数越多，则导线切割产生的电流越大2．旋转速度不同慢到大，发现指针偏转有小到大后摆了快后指针幅度又变小了。
结论：变大原因：切割速度越大，根据E=BLv知，电路中产生的电流越大变小的原因：电流方向变化的频率大了后，由于指针的惯性，指针来不及回摆。
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05
海洋与大陆古地磁学成就
海洋地壳磁异常与磁结构
05
海洋与大陆古地磁学成就
海洋地壳磁异常与磁结构
the pillow lavas of the upper part of Layer gradually change with depth to dolerite sills (灰绿岩床) and sheeted dikes (席状岩墙, Layer 2B); the gabbros of Layer 3 are thought to be isotropic and possibly in green-schist (绿片岩相) facies in the upper part (Layer 3A), cumulitic in the lower (Layer 3B).
这些古地磁研究的结果不仅对于确定中国的黄土 -古土壤序列 的年代格架，进行全球气候变化等的研究具有重要意义，而 且对于研究地球磁场的内部变化过程有着重要的研究价值。
05
中国黄土古地磁学研究
磁性地层研究 极性转换分析 磁化率与岩石磁学
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中国黄土古地磁学研究
磁性地层
05
中国黄土古地磁学研究
Systematic measurements across a ridge highlight a wide, positive anomaly centered on the rift and a sequence of maxima and minima, i.e. of positive and negative anomalies, whose profile away from the ridge is symmetric along the two sides.
Parallelism between the anomalies and the ridge axis, and symmetry of the maxima and minima sequence are the bases of the model proposed by Vine and Matthews and independently by Morley in 1963. They are the combined effect of the sea-floor expansion and the polarity reversal of the Earth’s magnetic field.
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古地磁场
地磁极性年表（GPTS，Geomagnetic polarity time scale）
将地磁场的极性按时间顺序排列起来，就构成了地磁极性 年表，其年代值主要根据钾-氩法测定火成岩年龄得出。 分为四个极性期（Polarity Chron）， 在一个极性期内一种极性占优势。
布容正向期；松山反向期； 高斯正向期；吉尔伯特反向期。
某一极性偏倾统治的时间称为极性超期（ polarity superchron）。在近3亿年中，有两个主要的单一极性超 期：（1）白垩纪正极性超期，也称为卖坎顿（ mercanton） 间隔；（2）二迭-石炭反极性超期（基亚曼间隔 （Kiaman））。
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古地磁场
极性偏倾（polarity biaos）
地磁场倒转频率的改变与全球性重大事件之间可能存 在相关性（核幔边界条件的变化，一方面影响到液核发电机的 运转，另一方面可能通过深地幔对流影响到岩石圈板块运动）。
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古地磁场
极性偏倾（polarity biaos）
正极性所占的比例与太阳距银河系 中心的距离似乎有一定的关系
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古地磁场
极性过渡期
过渡期内，地磁场变化的特点：
每一个极性期内含有若干极性亚 期（Polarity subchron）。以 首次发现的地名命名。
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古地磁场
地磁极性年表（GPTS，Geomagnetic polarity time scale）
由于钾-氩法测定年龄精度的限制，早于5百万年的极性年 表根据海底扩张学说，由海底磁异常资料得出。
海底地壳就像一条运转着的磁带一样记录了地磁场极性正负交替 的过程，如果知道了海底扩张的速度，那么就可以由各异常条带 到洋中脊的距离算出地磁场各次倒转发生的年代。
海底就像一个巨大的磁带，记录着地磁场倒转和海底扩张的 信息。地壳磁异常与磁结构
如果海底匀速扩张，则正、负磁异常宽度正比于正、负极性 期的长度。再给予这些岩石合理的磁化强度数据，算出横穿 洋脊异常的理论剖面，与实测异常剖面进行对比。
2A主要为玄武岩，厚约0.5-1km； 2B为辉绿岩，厚约1或2km；3 厚约2.5km。 玄武岩中磁性矿物成分为 Fe2.4Ti0.6O4，自下而上高速冷却 和高温氧化，标准的居里温度在 150-200℃。
Fig 1b. total field magnetic anomaly profiles projected perpendicular to the ridge axis (1 gamma = 1 nT) (from Heirtzler et al. 1966)
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海洋与大陆古地磁学成就
海洋地壳磁异常与磁结构
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海洋与大陆古地磁学成就
Fig. 1a. Magnetic anomalies over Reykjanes Ridge, south of Iceland; a skeleton magnetic map; symbols: black/white areas = positive/negative anomaly; A = central anomaly over the ridge;
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古地磁场
地磁场倒转（reversals）
布容（B.Brunhes)在1906年发现某些熔岩流的磁化方向与 现代地磁场方向相反。后来，松山（Matuyama）发现正向 磁化与反向磁化的熔岩年龄不同。 两种解释：（1）岩石的自发反向磁化； （2）古代地磁场的极性在某些时候与现代地磁场相反。
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古地磁场
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海洋与大陆古地磁学成就
海洋地壳磁异常与磁结构
Pitman和Heirtzler(1961)分 析横穿太平洋至南极1000km 长洋脊的剖面，假定扩张速 度10km/Ma，延长了以往的 常速45km/Ma。
到1968年，Heirtzler继续分 析不同大洋情况，并提出建 议，以南大西洋为标准，选 定扩张常速为19km/Ma，将 年表由4Ma延展至80Ma。
由于不存在古老的洋底岩石圈，比170百万年更早的极性 年表由大陆岩石的生物地层顺序为基础进行磁极性排列。
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古地磁场
极性偏倾（polarity biaos）
地磁场倒转的特征在107-108年的时间量级下是有变化的： 在某些时期内，地磁场基本上是单一极性的，或为正向、 或为反向，很少发生倒转；在另一些时期内，地磁场则频 繁倒转，呈现混合极性。这一现象称为地磁场的极性偏倾。
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海洋与大陆古地磁学成就
海洋地壳磁异常与磁结构
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海洋与大陆古地磁学成就
海洋板块的古磁极及视极移路径(APWP)
根据（1）深海岩心钻探取得 的倾角I；（2）垂直磁异常 的偏差S；（3）磁异常相对 振幅因子C；（4）海岭磁异 常M；（5）岩心测得的古赤 道记录E 确定古磁极及 APWPs。
太平洋板块125~26Ma的视极移路径
地磁场倒转（reversals）
一些观测事实表明：（1）在世界上不同地区，不论是陆 地还是海洋；不同的岩石种类，不论是火成岩还是沉积岩， 只要岩石生成年代是相同的，磁化方向就是相同的，与岩 石的化学组成及形成机制无关。反之，不同年代生成的岩 石，即使化学成分与形成机制差不多，磁化方向却可能完 全相反；（2）侵入火成岩的磁化方向与接触烘烤带中的 围岩磁化方向是相同的；（3）在岩层序列中可以观测到 一种极性向另一种极性的连续过渡。
太平洋板块自82Ma至今北向 漂移，而125-82Ma之间，由 于太平洋板块的转动，主要 为东西向。
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海洋与大陆古地磁学成就
大陆古地磁资料分析
一、质量分析 二、模式GAD的检验
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海洋与大陆古地磁学成就
大陆古地磁资料分析
质量分析
利用质量因子Q(0-7)计算，完全符合表内7条为7分，完 全不符合为0分，一般Q=2或3可视为合格，但如果平均 Q≥4，就算良好。 国际地磁与高空物理协会（IAGA）古地磁工作组于1991 年及1994年组织全球古地磁资料（GPMDB），通过互联 网可从美国Boulder的世界资料中心，取得“岩石单元” 及“古地磁结果”资料。
磁场强度大幅度下降，场强平均值约为稳定期内的 1/4， 有时甚至只有1/10； 过渡期的时间长度估计为4000-5000年（按方向变化估 算），在方向变化之前，已开始了强度减小，若按强度变 化的起止时间来说，过渡期时间长度约在 10000年左右； 过渡期内可能是非偶极场占优势。
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古地磁场
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海洋与大陆古地磁学成就
各大板块的视极移路线（APWPs）
总的说来，视极移速率约为 0.1-0.2度/Ma，即平均古磁 极位置在30Ma内变化为3-6度。
西伯利亚显生宙以来的APWP
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中国黄土古地磁学研究
风成的中国黄土-古土壤序列是世界上最为连续的陆相沉积物 之一，其很好地记录第四纪以来古气候和地磁场变化。 中国黄土系统地记录了第四纪乃至中新世以来亚洲内陆连续 的气候变化历史、地磁极性转换以及地磁漂移。
海洋与大陆古地磁学成就
古气候与古纬度
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海洋与大陆古地磁学成就
各大板块的视极移路线（APWPs）
视极移路线是研究大陆漂移和古地理重建的重要工具。 McFadden（2000）根据全球古地磁资料库（GPMDB）选用质量 因子≥3的资料，制成全球各重要板块的显生宙以来的视极移 路线（APWPs），共有12幅图，对应12个记录表。