chapter08应用岩石磁学(环境磁学)
磁学与磁场的性质与应用
磁学与磁场的性质与应用磁学（Magnetism）是物理学的一个分支，研究的是磁场的性质和磁物质的行为。
磁场（Magnetic Field）是指某一区域内磁力作用所产生的物理场。
在本文中，我们将讨论磁学的基本概念、磁场的性质以及磁场在现实生活中的应用。
一、磁学基本概念磁学的起源可以追溯到古代中国和希腊。
中国古代的磁性石“磁石”早在公元前400年左右就被人们所熟知，并应用于指南针的制作。
而希腊哲学家提欧菲拉斯则在公元前600年左右发现了天然磁石吸引铁的现象。
在磁学中，常用的概念有磁铁、磁场线、磁感应强度等。
磁铁是指能够产生磁场并吸引铁、钢等磁性物质的物体。
磁铁通常由铁、镍、钴等磁性物质制成。
磁场线是指用来表示磁场空间分布的线条，它们从磁铁的南极穿出、经过空间，最后进入磁铁的北极。
磁感应强度是用来描述磁场强弱的物理量，用符号B表示，单位是特斯拉(T)。
二、磁场的性质1. 磁场的产生与磁铁磁场是由磁铁或电流产生的。
当电流通过导线时，会产生磁场，这是因为电流的运动形式决定了磁场的形成。
而磁铁则通过内部电子的自转和自旋产生磁场。
磁铁的北极吸引磁体的南极，而北极则排斥南极。
2. 磁场的磁力线与磁场强度磁力线是垂直于磁场的线条，用来表示磁场的方向和强度。
磁力线由磁铁的南极到北极，且磁力线之间不能相交。
磁场强度用磁感应强度B来表示，它的大小与磁场线的密度有关，即磁力线的数目越多，磁场强度越大。
3. 磁场的磁力与磁场力线的分布磁场中的物体会受到磁力的作用，这种力被称为磁场力。
磁场力主要有两种类型：吸引力和斥力。
同性相斥，异性相吸。
磁场力线从南极指向北极，表现为从磁场强度大的地方指向磁场强度小的地方。
三、磁场的应用由于磁场的性质与行为，磁场在现实生活中有着广泛的应用。
以下是几个常见的磁场应用领域：1. 电机和发电机电机和发电机是磁学的重要应用之一。
电动机是利用电流通过导线产生的磁场与磁铁互相作用而产生电机运动的装置。
磁学的基础知识与应用
磁学的基础知识与应用磁学是研究磁场与磁性物质相互作用的科学，对于我们的生活和工作有着广泛的应用。
本文将介绍磁学的基础知识和一些常见的应用领域。
一、磁场的基本特性磁场是指周围有磁性物质时产生的一种特殊物理场。
它的主要特性有以下几个方面：1. 磁场线：磁场通过磁感线来表示，磁感线由北极指向南极，呈现出一定的形状。
在磁场比较强的地方，磁感线比较密集，而在磁场较弱的地方，磁感线则相对稀疏。
2. 磁力线：磁感线上的每一点都表示了该点上的磁力的大小和方向。
磁力线越密集，说明磁力越大。
磁感线的方向表示了磁力的方向，磁力线之间不能相交。
3. 磁极：磁场是由磁极产生的，磁极又分为南极和北极。
同性相斥，异性相吸。
磁极具有吸引磁性物质、指向南北方向等特点。
二、磁性物质和磁性现象磁性物质是指具有磁性的物质，根据其性质可以分为铁、镍、钴等常见的铁磁性物质，以及由铁磁性物质施加外部磁场后才表现出磁性的顺磁性物质和抗磁性物质。
在磁性物质中，最典型的是铁磁性物质。
当外部施加磁场时，铁磁性物质内部的微小磁偶极子将会被磁场所排列，导致整个物质获得磁性。
而顺磁性物质会受到磁场的作用，但磁化强度相对较弱；抗磁性物质受到磁场的作用时，磁极短暂发生变化。
三、磁学的应用领域磁学在科技和生活中都有重要的应用，下面我们将介绍一些常见的应用领域：1. 电机与发电机：电动机与发电机是利用磁力与电流的相互作用实现能量转化的设备。
电动机将电能转化为机械能，实现物体的运动；发电机则将机械能转化为电能，供电使用。
2. 磁存储：磁学在计算机和存储器领域有着重要的应用。
硬盘存储使用的就是磁性材料，通过改变磁场中的磁位，实现信息的存储和读取。
3. 医学成像：核磁共振成像（MRI）是一种医学成像技术，通过调整磁场和放射频波的作用，获取人体内部器官的影像。
这种方法能够在不使用X射线这样的有害辐射的情况下获得高质量的影像，并在临床上广泛应用。
4. 磁悬浮列车：磁悬浮列车利用超导磁体产生强大的磁场，通过磁力与磁铁相互作用，使列车悬浮起来并运行在导向轨道上，实现高速运输。
岩石磁性
岩石磁性岩石磁性rock magnetism由岩石所含铁磁性矿物产生的磁性。
岩石磁性的强弱由岩石的磁化强度决定。
岩石如被放入磁场则被磁化。
当把外磁场去掉以后，岩石仍会保留一部分磁化强度，叫做剩余磁化强度，简称剩磁。
它不仅同岩石性质和外磁场有关，也同岩石所处的物理状态以及化学过程有关。
研究岩石磁性，可以追溯岩石的磁化历史，发现古地磁场的变化情况。
岩石在自然界中获得剩磁的方式有：①热剩磁（TRM）。
在高于居里点的状态下，对铁磁性物质进行磁化，并且逐步降温，当温度低于居里点时去掉外磁场，铁磁性物质将获得永久性的剩磁。
②碎屑剩磁（DRM），又称沉积剩磁。
是已经磁化的岩石碎屑在水中或空气中沉积时，受到地磁场的定向排列作用而产生的剩磁。
这种剩磁相当稳定。
③化学剩磁（CRM）。
在常温下，在较弱的外磁场中，岩石中的磁性矿物由于氧化等化学反应、相变或结晶增长等过程而获得的剩磁。
其强度和稳定性都可同热剩磁相比。
此外，还有等温剩磁、粘滞剩磁、压剩磁等也与地磁场作用有关。
一般沉积岩的磁参数表2-1岩石名称K X10-5SI Jr X10-3A/m砂岩10～150 50含铁砂岩1180 2440砂砾岩10～600页岩10～750 10～300表土25～120黄土3～500灰岩0～100 0～11一般火成岩磁化率参数统计表表2-2产状岩石名称K X10-5SI 平均K X10-5SI深成岩超基性岩类30-15490 3410 基性岩类200-39000 6530 中性岩类37-8683 2600 过渡岩类800-2500 2150 酸性岩类100-2800 1020 碱性岩类60-1650 740 脉岩类600-6800 3020浅成岩基性岩类100-10000 2760 中性岩类230-8300 2900 过渡岩类208酸性岩类200-2000 1220喷出岩超基性岩类2000基性岩类837-5000 2860中性岩类445-6700 2750过渡岩类140-3000 1310酸性岩类150-4000 2370碱性岩类85火山碎屑岩类32-10600 2648一般变质岩磁参数特征统计表表2-3变质类型变质程度岩石名称K(X4πX10-6SI)K(X4πX10-6SI)平均Jr(X10-3A/m)Jr(X10-3A/m)平均区域变质浅变质岩带板岩14-3230 750 3-390 360千枚岩20-46 29中变质岩带石英片岩600-2000 1020 175绢云母片岩2300-16000 6700 600-8700 4000绿泥片岩2600-12000 8100 1200-1500 1416 绿泥斜长片岩26-7400 3310 3-3900 1650 角闪片岩6300-12000 9150 260 绿泥阳起片岩40-50 45 15-17 16 片岩类20-16000 4700 3-8700 1897 深变质岩带片麻岩类500-38150 12600 120-12200 3540角闪岩197-29000 10100 122-13000 4880接触变质接触变质岩大理岩20-132 58 73 矽卡岩化大理岩380-17000 4760 160-9900 1840 石英岩5-175 74角岩980-2100 1320 28-730 350 接触交代矽卡岩300-5400 2150 60-5500 1120 含磁铁矽卡岩102-91120 15500 32-8000 4060汽成热液变质蛇纹岩50-4280 2350 90-4109 2360变安山岩3100 1000 混合岩化混合岩混合花岗岩50-3000 600 30-400 142动力变质破碎角砾岩100绿泥岩7200 3000 绿色岩系含铁绿泥岩10660 2300磁铁石英岩6500-180000 39400 1000-200000 37200 ——变粒岩2520 8615[磁化率][磁化率]susceptibility，magnetic susceptibility 在磁法勘探中是指矿物、岩石和砂石的磁化率。
二、岩石的磁性
表征磁性的物理量
感应磁化强度： 位于岩石圈中的地质体，受到现代地磁场的 磁化而具有的磁化强度
T Mi=H= =
0
T 0
к：岩矿石的磁化率 T：地磁场总强度 µ : 真空中的磁导率 0
表征磁性的物理量
剩余磁化强度： 岩矿石在生成时，处在一定的条件下，受当 时的地磁场磁化、成岩后经历漫长的地质年 代，所保留下来的磁化强度。
与（绝对）温度成反比（居里定律）
发展了通过磁化率测定，确定原子磁矩的重要实 验方法
§1、物质磁性
铁磁性： 某些物质（Fe,Co,Ni）含有非成对电子， 电子自旋磁矩构成原子磁矩，由于相邻原 子彼此相互发生交换力的作用，迫使这些 电子保持自旋平行，即使没有外磁场作 用，也在局部“区域”内产生平行排列，这种 磁化叫自发磁化，小区域称为“磁畴”。
§3、岩石中的剩磁
研究岩石剩磁的地质意义: 对磁测资料的解释： 当剩磁较强时，且其方向与现在的地磁场 方向不一致时，计算及解释需要考虑剩 磁，否则，容易得出错误的结论，磁性体 的产状推断也会出错.
§3、岩石中的剩磁
研究岩石剩磁的地质意义: 古地磁学研究成果：
研究岩石剩磁的地质意义: 地层对比 我国东部著名的郯城-庐江深大断裂, 多数学者认为它是左旋平移断层。 但是，对平移的时间和距离，却有 不同的看法。对断裂带东西两侧的 寒武纪、侏罗纪地层进行的古地磁 测量，为解决上述问题提供了有意 义的资料。在断裂带东侧，复县早 寒武世磁偏角338°，五莲晚侏罗 世磁偏角7°，说明后者相对前者 顺时针旋转29°。断裂带西侧宿县 早寒武世磁偏角42°，霍山晚侏罗 世偏角17°，则后者较前者逆时针 旋转25°。上述表明，断裂带两侧 地壳各自有独立的运动方式，至少 在侏罗纪前，两侧地层已发生过相 对运动。
地磁学_第八章
1.火成岩
①由酸性→中性→基性→超基性，磁性由弱→强。 ②同一成分的火成岩其磁性不同，喷出岩磁性﹥侵入岩
磁性；
③不同时代的同一成分火成岩其磁性不同，年代新的磁
性﹥年代老的磁性；
④同一成分岩体的不同岩相带磁性不同，由边缘相→过
渡相→中心相，磁性由强→弱；
⑤具有明显的天然剩余磁性。
当磁性矿物颗粒大小、含量都相同时，颗粒相互呈胶 结状者比颗粒呈分散状者磁性强。
3.岩、矿石形状对磁性的影响
当磁性体为有限体时，被地磁场磁化后，在 磁体内部要产生一个与外磁场相反的磁场（称为 消磁场或退磁场），则要产生消磁（或退磁）作 用，而使磁性体的磁化强度减小，亦即使岩、矿 体的磁性减小。
4.其他因素的影响
岩石的磁性主要由这一类矿物来决定。
（1）磁化强度与磁化场呈非线性关系（磁滞现象）
（2）磁化率与温度的关系，服从居里一魏斯定 律。即
C T TC
（3）实验结果说明，铁磁物质的基本磁矩为电子 自旋磁矩，而轨道磁矩基本无贡献。
a．铁磁性 b．反铁磁性 c．亚铁磁性 或称 铁淦氧磁性
●岩石的剩余磁性
●自然界中岩石在成岩时期的地磁场作用下 所获得的剩余磁性，称为天然剩余磁性，通 常用NRM（Natural Remanent Magnetism）表 示，它是古地磁学的研究对象。
●不同类别的岩石获得的天然剩余磁性的类 型是截然不同的。 ●天然剩余磁性的类型有：热剩余磁性，化 学剩余磁性，沉积剩余磁性和粘滞剩余磁性。
●在外磁场存在时，从居里点冷却至室温所获得的
全部热剩磁，称为总热剩磁（Total TRM）。
●如果在冷却时，外磁场只在温度范围T1——T2内
环境磁学在环境科学中的应用研究
ｅ ｖｒ ｍｅ ｔ ｏｌｔ ｎ ｔａ ｉｇａ ｄ ｓ ｐ ｒ ｔ ｇ ｔｅ ｓ ｕ ｃ ｓ ｏ ｏｌｔ ｎ．Ｗ ｉ ｈ ｖ ｎ ａ ｅｏ ｓ ， ｅ ｓｔ ｅ ｎｉ ｏｎ ｎａｌ ｌ ｉ ， ｒ ｃｎ ｎ ｅ ａ ａ ｉ ｈ ｏ ｒｅ ｆｐ ｌ ｉ ｐ ｕｏ ｎ ｕｏ ｔ ｔ ｅａｄ ａ ｔ ｇ ｆｆ ｔ ｓ ｎ ｉｖ ， ｈ ａ ｉ
ｗｅｒ ｏ ｅ ａ ｄ ｐｅ ｔ ｆｅｘ ｅｒ ｎ ｅ ｈ ｓ ｂ ｅ ｉｅ ｎ ｒ ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｇ ｐ ｌｔ ｉｔ ｙ ｅ ｄ ｎ ｎ ｌｎ ｙｏ ｐ ｉ ｃ ａ ｅ ｎ ｇａｎ ｄ ｉ ｅ ｏ ｓｒ ｃｉ ｏｌ ｉ ｈｓｏｒ，ｍｏｎｔ ｒ ｇ ｐｒｓ ｎ ｅ ｎ ｕ ｏｎ ｉ ｉ ｅｅｔ ｏｎ
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伪 娃・ 不 斜 ２ ６ 第２卷 第１ ０年 ０ ５ 期
Ｓａ ｈ ｎｒ ｍｎＩＳｅｅ ｈｎ ａ Ｅｖｏ ｅａ ｃ ｃ ｇ ｉ ｉｎ ｔ ｉ ｓ ｎ
环境磁学 在环境科学中 的应用 研究
Ａｎ Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｆ ｎ ｉ ｎ ｎ ａ Ｍａ ｎ ｔ ｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ｎ ａ Ｓ ｉｎ ｅ ｐ ｉ ｔｏ ｏ Ｅ ｖ ｍｅ ｔ ｌ ｃ ｒ ｏ ｇ ｅｉ ｓ ｎ Ｅ ｖ ｍｅ ｔ ｌ ｃ ｅ ｃ ｒ ｏ
摘要 综述了环 境磁学发展进程中与环境问题的 相互联系， 以及磁学在气候、 土壤、 湖泊、 生物和环境污染领 域的广泛应用。 分 环境 进一步发展的研究方向。 环境磁学以 析了 磁学 指出 解决环境问题 为主要目 环境磁学方法 标。 所具有的样品用量少 灵 敏度高， 简 便快速． 非破坏性， 费用低等特点， 为研究环境问 题提供了 新途径和新方法。 随着人类对环境问题的不断重视， 利用环境磁学来 追踪污染 物的起源以及土壤． 湖泊沉积物等物源将是环境磁学服务社会的重要内 容。 关键词：环 境磁学 磁性记录 监测污染
环境磁学在城市大气降尘污染监测中的应用
环境磁学 第8 组
2、揭示城市大气污染降尘中磁性矿物的时空变化 2.1.2 线型空间——街道、公路等
(Adrian R .2003)
环境磁学 第8 组
3、辨别城市大气污染降尘中磁性矿物的来源 原理：表降尘矿物含量的磁学参数与空气污染物浓度的时间变 化对比。
兰州市、乌鲁木齐有供暖期，污染物的磁性矿物主要为人为 源的烟煤燃烧灰尘携带。
征来识别主要磁性矿物。
环境磁学 第8 组
2、揭示城市大气污染降尘中磁性矿物的时空变化 2.1 时间变化 2.1.1 年际变化
环境磁学 第8 组
2、揭示城市大气污染降尘中磁性矿物的时空变化
2.1 时间变化 2.1.1 年内变化
（吕安琪，2015） （许淑婧，2014）
（张鹏，2009）
环境磁学 第8 组
2、揭示城市大气污染降尘中磁性矿物的时空变化 2.1.2 面型空间——功能区为主
（乔庆庆，2示城市大气污染降尘中磁性矿物的时空变化
化工厂，1,2,4号 钢铁厂、火力发电厂，6-11号 居民区（桃浦村），3，5号
环境磁学 第8 组
2、揭示城市大气污染降尘中磁性矿物的时空变化 2.1.2 面型空间
χARM ：通过给样品施加一个交变场(e.g.,AF =~100 mT) 再叠加一 个小的直流场(e.g.,DC =~50T)，可以获得样品的非磁滞剩磁 （ARM）。ARM 的大小与直流偏转场成比例，因此经常以ARM的磁 化率形式(ARM=ARM/DC bias field)出现。
HIRM：硬磁,=[(SIRM+IRM-300mT)/2]/mass(mass代表质量),可用来 检测高矫顽力磁性矿物（如赤铁矿和针铁矿）的浓度。
环境电磁学
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研究对象
任何物质都有磁性,自然界中颗粒物的磁性主要是由矿物产生的,矿物的磁性行为通常分为顺磁性、抗磁性、 亚铁磁性和不完整反铁磁性等几种基本类型。抗磁性矿物如石英和方解石,可在外加磁场中获得与外加磁场方向相 反的磁性,这种磁性很弱而没有剩磁。它是几种磁性行为中最弱的,因此在大多数情况下被其他磁性行为所掩盖。 顺磁性矿物可在外加磁场中获得与外加磁场方向相同的磁性。这种弱同向磁性在去除外加磁场之后立即消失,因此 没有剩磁。更强的磁性行为通常掩盖了顺磁性。在环境磁学中主要研究的几种天然矿物的磁性,是铁磁性的特殊变 种,包括亚铁磁性和不完整反铁磁性。亚铁磁性矿物,如磁铁矿(Fe3O4)和磁赤铁矿(ΧFe2O3),不仅能在外加磁场 中获得很强的磁性,而且这种强磁性在去除外加磁场之后部分地被保留下来,称为剩余磁化强度(简称剩磁)。通常, 样品中低浓度的亚铁磁性晶体主导其磁性特征;不完整反铁磁性矿物,如赤铁矿(ΑFe2O3)和针铁矿(ΑFeOOH),能 在外加磁场中获得比较弱的同向磁性,而且与亚铁磁性矿物一样也能保留剩磁。事实上,岩石、大气微粒、土壤和 沉积物等环境物质的磁性测量所得的总磁矩,是样品抗磁性、顺磁性、反铁磁性和亚铁磁性矿物磁矩的总和。
综合应用
综合应用地质学、磁学、地理学、生态学、水文学、气象学、冰川学、考古学、湖泊学和海洋学等多学科知 识,研究环境问题。简言之,环境磁学研究环境中物质的磁性及其与环境问题之间的。
其他应用
环境磁学在地理环境研究中的应用
环境磁学自20世纪70年代兴起以来,在欧洲、澳洲、北美、南亚和北非许多国家和地区的环境研究中得到重 视,应用领域迅速扩大。环境磁学的研究已遍及全球各主要气候带和地质岩性区域,涉及到不同类型的湖泊、沼泽、 河流和海洋环境系统。磁测的对象不仅有海洋和湖泊沉积物样芯、河流的悬移或推移质,也包括了不同区域的土壤 剖面、黄土剖面序列、大气尘埃、冰碛物、岩芯和冰芯等。应用领域推广到区域和全球变化研究,区域环境污染监 测和污染历史研究,流域侵蚀和沉积研究,人类活动对地理环境影响研究,环境考古,石油勘探等。
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第八章应用岩石磁学（环境磁学）（Lisa Tauxe著，邓成龙译）注：本章中，Applied Rock (Environmental) Magnetism统一译为“环境磁学”。
建议阅读材料：读者可以参见Maher & Thompson (1999)第一章和Evans & Heller (2003)第四章，以了解更多的基础知识。
8.1 引言环境磁学是古地磁学中一个十分活跃的分支学科，它利用岩石磁学参数反映的磁性矿物的含量、粒度和成分等信息研究过去和现在的环境状况。
环境磁学的研究领域非常广泛，例如，从现代工业污染检测到恢复过去气候变化历史、从大尺度的气候变化研究到第四纪时期亚洲地区的降雨量重建。
本章将总结环境磁学常用的基本岩石磁学工具，并用实例做说明。
8.2 环境磁学工具箱大多数环境磁学研究涉及四种基本方法：分离、富集的磁性矿物的显微图像，磁滞参数，热磁分析（包括居里温度测定和低温磁学测量），以及非磁滞剩磁（ARM）测量。
可以利用光学电子显微镜、扫描电镜和透射电镜（图8.1a）对分离出的磁性矿物或者岩石/沉积物薄片镜进行照相获得磁性矿物的显微图像。
磁滞参数（包括磁化率）可以利用振动样品磁力仪（VSM）、变梯度磁力仪（AGFM，参见第七章）和磁化率仪（图8.1b）测量。
这些磁性测量可以在不同的温度或频率下进行。
热磁分析用的是居里天平（图8.1c），它测量的是不同温度下的饱和磁化强度。
非磁滞剩磁（ARM）用的是这样一种仪器，它能同时提供一个较强的交变磁场（即交变退磁仪）和一个较弱的直流磁场（见第五章）。
图8.1：环境磁学家常用的一些仪器。
a）扫描电镜。
b）磁化率仪。
c）居里天平。
8.2.1磁性矿物颗粒的显微图像磁性矿物颗粒的显微图像可用来确定磁性矿物的成因。
火成成因（图8.2a）、风成成因（图8.2b）、自生成因（图8.2c）、生物成因（第六章）、人类活动成因（图8.2d）、宇宙成因（图8.2e）的磁性矿物都有其各自的特征形态。
实际工作中，通过观察磁性矿物的形态就能得到非常有用的关于磁性矿物成因的信息。
图8.2：磁性矿物颗粒的显微图像（据Maher & Thompson, 1999）。
a）火成岩中300 μm的钛磁铁矿颗粒的高温出溶片晶。
b）中国黄土沉积物中碎屑（或风成）成因的（钛）磁铁矿。
c）蒙脱石表面的玫瑰花形赤铁矿。
d）火山灰中球状颗粒的背散射扫描电镜图像。
e）宇宙成因的硅酸盐，可见富铁矿物在硅酸盐球粒上呈树枝状结晶。
8.2.2磁滞参数磁滞行为强烈受控于磁性矿物的类型和粒度，因此，磁滞回线可用来确定岩石中磁性矿物的组成。
一个特定样品的磁滞回线是该样品中所有单个颗粒的回线的总和。
一组具有相同矫顽力谱的磁性颗粒将影响样品的磁滞回线特征。
在第七章我们已经接触了磁滞回线以及一些描述磁滞回线特征的参数。
除此之外，还有另外一些在环境磁学研究中很有用的参数（图8.3）。
低场条件下磁滞回线（磁化强度和外加磁场关系曲线）的斜率称为初始磁化率（χi）（见第一章和第三章）。
如果磁场足够低，这一部分测量是可逆的，当关闭外加磁场时，磁化强度将回到其初始状态。
如果一个颗粒是超顺磁的，它对外加磁场的反应将大大增强。
因此，超顺磁颗粒比单畴颗粒更灵敏。
定义一个颗粒是否是超顺磁取决于观测的时间尺度，因此，对于一个特定的颗粒来说，在较长时间尺度上可以是超顺磁（它能和外加磁场达到平衡），在较短时间尺度上可以是单畴颗粒（它仅仅对一个弱的外加磁场产生微弱的反应）。
因此，初始磁化率（χi）强烈依赖于外加磁场的频率，同时也强烈依赖于温度。
一些仪器可以在不通频率条件下进行初始磁化率（χi）测量，从而得到所谓的频率磁化率（χfd）。
这个参数常常用来估计超顺磁颗粒的磁化率对样品总的磁化率的贡献。
图8.3：磁滞参数的定义随着外加磁场的增大，单个磁性颗粒将达到其…偏转磁场‟（flipping field），或者经历不可逆的自旋状态重组（即畴壁重新排列）。
所谓饱和磁化强度（M s）就是当外加磁场饱和时的磁化强度。
测量这一参数时通常必须对顺磁性矿物的贡献进行校正，即必须去除顺磁性矿物的高场磁化率（χhf）。
幸好，在高达几个特斯拉的磁场下，顺磁性矿物的磁化强度和外加磁场的强度呈线性关系，因此，通常很容易估计顺磁性矿物的贡献并将其除去。
如果从初始磁化率（χi）中减去高场磁化率（χhf，它仅仅是顺磁性矿物的贡献），就能估计亚铁磁性矿物颗粒对初始磁化率的贡献，用χferri表示。
磁化率也是样品方向与外加磁场方向的函数。
如果磁化率与样品方向无关，则该样品的磁化率是各向同性的。
磁化率各向异性是由磁性矿物的各向异性定向排列产生的，这一性质可用磁性矿物定向的优选方向来解释，这个主题将在后面的章节中讨论。
磁滞回线上磁场逐渐增加的部分称为上升回线，磁场逐渐降低的部分称为下降回线。
如果磁场足够高，样品的磁化强度将发生不可逆变化，关闭磁场后，样品的磁化强度将不能回到其初始状态，即呈现磁滞特征（见第七章），由此获得的磁化强度为等温剩磁（IRM）（见第五章）。
当外加磁场饱和时，这个剩磁称为饱和剩磁（M r，见第七章，有的文献用M rs或M sr表示），它也是饱和等温剩磁（SIRM）的同义词。
如第五章所述，磁化强度为零时的磁场称为矫顽力（B c），而剩磁为零时的磁场称为剩磁矫顽力（B cr）（如果关闭这个外加磁场，剩磁将减小至零）。
估计剩磁矫顽力的两种方法在第五章叙述（即B cr和B'cr）；第三种方法为…交切法‟（intersection method）（B*cr），在第七章叙述；第四种方法为∆M法，即图8.3a中的上升回线和下降回线的差值（即∆M）随外加磁场的变化图（图8.3b）。
当∆M达到其最大值的一半时的磁场称为B**cr。
Robertson & France（1994）一文指出，如果磁性物质总体呈现对数正态分布特征的矫顽力谱，同时其等温剩磁为所有贡献的颗粒的线性累加，则对这些有贡献的组分来说，等温剩磁获得曲线为…非混合型‟（unmixed）。
其基本思想如图8.3所示，图中矫顽力谱呈对数正态分布特征的两种组分产生（分别用断线和点断线表示）如图所示的等温剩磁获得曲线。
通（Kruiver 过等温剩磁获得曲线图，即图8.4所示的…线性获得曲线‟（linear acquisition plot, LAP）et al., 2001），对该曲线求一阶微分得到…梯度获得曲线‟（gradient acquisition plot, GAP，如图8.4插图中的粗实线）（Kruiver et al., 2001）。
然后就可以获得非混合的相应组分的参数，例如对数正态分布的平均值和标准偏差（分别用B1/2和DP表示）（Robertson & France, 1999）。
注意，如果总体上只有一种矫顽力，则B1/2相当于B'cr。
另外，对于其它类型的剩磁（如ARM）及其退磁和剩磁获得过程，如果采用别的特殊的分析方法，产生其它的分布特征也是可能的（Egli, 2003）。
图8.4：两个具有不同矫顽力谱的磁磁组分的等温剩磁获得过程的理论曲线（见插图）。
对这条曲线求微分得到插图中的实线，然后通过假设矫顽力具有某种分布特征（本实例为对数正态分布），将该实线分解为不同组分。
根据Kruiver et al.（2001）一文的术语，主图为线性获得曲线图（linear acquisition plot, LAP），插图中的粗实线为梯度获得曲线（gradient acquisition plot, GAP）。
在Robertson & France（1994）一文中，用B1/2表示样品获得的剩磁为饱和剩磁的一半时的磁场强度，用DP表示…离散参数‟（dispersion parameter）。
注意，如果总体上只有一种矫顽力，则B1/2相当于B'cr。
8.2.3 岩石磁学研究中的热磁信息和等温剩磁信息另一种非常有效的确定样品中磁性矿物种类的方法是Lowrie三轴退磁（Lowrie 3D IRM technique）（Lowrie, 1990）。
地质样品中常见的几种重要磁性矿物是（第六章表一）：磁铁矿（最大阻挡温度约580ºC，最大矫顽力约0.3T），赤铁矿（最大阻挡温度约675ºC，最大矫顽力远大于5 T），针铁矿（最大阻挡温度约125ºC，最大矫顽力远大于5 T）。
可以较为简单地利用这些磁性矿物的矫顽力和阻挡温度的差异确定他们在样品中的相对重要性（Lowrie, 1990）。
Lowrie三轴退磁的步骤如下：●沿三个正交方向施加三个不同强度的磁场以获得等温剩磁。
第一个磁场沿X1方向，这个磁场应该足以使样品中所有的磁性矿物达到饱和（通常是实验室可以获得的最大磁场，如2 T）。
第二个磁场沿X2方向，应该足以使磁铁矿达到饱和但是不足以影响高矫顽力组分（即针铁矿和细粒赤铁矿），其强度一般为0.4 T。
第三个磁场沿X3方向，主要针对低矫顽力矿物，其强度一般在0.12 T左右。
●通过对样品进行热退磁，然后将三个组分的强度(x1, x2, x3) 对退磁温度作图，这样就可以通过确定每个组分的阻挡温度谱来表征样品总的剩磁特征。
Lowrie三轴退磁的例子如图8.5所示。
该样品中主要磁性矿物的在550ºC 到600ºC之间、矫顽力小于0.4 T但大于0.12 T。
这些是典型的磁铁矿的性质（见第六章表一）。
此外，该样品中还有少量的高矫顽力（>0.4 T）组分，其阻挡温度大于650ºC，这是赤铁矿的特征（见第六章表一）。
图8.5：a) 等温剩磁（IRM, M r）获得曲线。
样品在强度为2 T的磁场中磁化以后，再在另外两个方向上获得IRM，磁感应强度分别为0.4 T和0.12 T。
b) IRM三轴热退磁曲线。
图中三个不同矫顽力的组分用不同的符号表示。
图8.6：典型端元磁组分的磁滞回线。
a) 逆磁性。
b) 顺磁性。
c)超顺磁（数据来自洋底玄武质玻璃）。
d) 单轴单畴颗粒。
e) 磁晶各向异性单畴颗粒。
f)准单畴颗粒。
图8.7：不同磁组分混合物的磁滞行为。
a) 磁铁矿和赤铁矿组合。
b) SD/SP磁铁矿组合之一（数据来自Tauxe et al., 1996）。
c) SD/SP磁铁矿组合之二。
图8.8：上：磁滞回线。
中：∆M与磁场关系曲线。
下：d∆M/dH与磁场关系曲线。
从左至右分别为：赤铁矿，单畴磁铁矿，赤铁矿+磁铁矿，单畴+超顺磁磁铁矿。
等温剩磁（IRM）和非磁滞剩磁（ARM）获得曲线和退磁曲线含有丰富的关于样品中磁性矿物组成的信息。
然而，进行IRM和ARM获得曲线的测量是非常耗时的，测量一个样品的IRM或ARM需要几个小时。