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