《地磁学》讲义教案

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1、地磁场定义：研究磁场的时间变化、空间分布、起源及其规律的学科。固体地球物理学的一个分支。地球周围存在磁场，简称地磁场。地球可视为一个磁偶极，其屮-•极位在地理北极附近，另一极位在地理南极附近。通过这两个磁极的假想肓线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.5度的倾斜。以前的单位是伽马（=10儿9T=lnT）,现在的单位是特斯拉（=10000高斯）。地磁学的研究意义：1,资源、能源勘探2,地质构造运动、地球内部结构与地球动力学3,预防和减轻灾害（地震、火山、滑坡、环境电磁污染等）4,考古5,军事、航空与航天、航海、通讯等：行军、航海利用地磁场对指南针的作用來定向。地磁场的变化能影响无线电波的传

2、播。当地磁场受到太阳黑子活动而发牛强烈扰动时,远距离通讯将受到严重影响，其至中断。假如没冇地磁场，从太阳发出的强大的带电粒了流（通常叫太阳风），就不会受到地磁场的作用发生偏转而直射地球。在这种高能粒子的轰击下，地球的大气成份可能不是现在的样了，生命将无法存在。所以地磁场这顶“保护伞〃对我们來说至关重要。地磁场的基本属性：1、磁场的基木参数是介质磁化率。2、磁场是一个欠量场。3、地磁场比较复杂，因为：磁场向量通常不是垂直方向磁场随时间变化快地磁场是非常弱的磁场。地球磁场的地磁极与磁极：地磁极：地磁轴为地球表面的交点，其连线一定通过地心。磁极（磁倾极）：山实测结果得到，即地磁图中倾角为90

3、度而等偏线汇聚的两个，其连线不一定通过地心描述地球磁场空间变化的形式：1＞数据表测点坐标、测虽:时间、地磁耍素的数值、通化值2、地磁图：特定时刻各个地磁要素在地面上的分布图3、2000.0年地磁图：将各个地磁要素通化为2000年1刀1日0时0分的数值4、2000年地磁图：将各个地磁要素通化为2000年7月1日0时0分的数值5、在现代的地磁场观测屮，地磁台一般只记录H,D,Z或X,Y,Z地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分，它们在成因上完全不同。地球基本磁场是地磁场的主要部分，起源于地球内部，比较稳是，变化非常缓慢。地球的基木磁场可分为偶极子磁场、非偶极子磁场和地磁异常几个组成部分。偶极

4、了磁场是地磁场的基本成分，其强度约占地磁场总强度的90%,非偶极子磁场主要分布在亚洲东部、非洲西部、南大西洋和南印度洋等几个地域，平均强度约占地磁场的10%o地磁异常又分为区域异常和局部异常，与岩石和矿体的分布有关。偶极子磁极与地磁倾极并不互相璽介是由于非偶极子磁场的存在。地球变化磁场：地球变化磁场可分为平静变化和干扰变化两大类型。平静变化主要是以一个太阳FI为周期的太阳静H变化，其场源分布在电离层屮。干扰变化包括磁眾、地磁亚眾、太阳扰II变化和地磁脉动等，场源是太阳粒了辐射同地磁场札I互作用在磁层和电离层屮产生的各种超暂的电流体系。内源场是由外源场在地球内部感应出来的电流所产生的。根

5、据变化磁场的内、外场相互关系，可以得出地球内部电导率的分布。这已成为地磁学的一个重要领域，叫做地球电磁感应。地磁场的基本要素：任意三个独立的要素称为地磁三要素：（XY^f（勺（的Z劝F：总磁场强度H：水平磁场分量，北半球向北为正，南半球向南为正Z：铅直磁场分量，向下为正磁偏角为水平兌度矢量偏离地理北方向的角度，向东为正・磁倾角7：为总磁感应强度矢量崩离水平面的角度.向下为正.X二HcgD,tgT=Z/HfZ/2=Z2+Y2,〃=FcosZ,y=HsinZ^tgP=y/x9尸2=H2+Z2,Z=FsinZA地灰建场I：勺咐」上分诫.向北为lEr：地&幽场的乐冋分讹•向尔为圧Z：地冀砂场

6、的匪门分;卍・

7、HjK为lie地磁场的变化：短期变化主要有外源引起；长期变化：主耍由内源引起，地球主磁场的变化极缓慢一-地磁场长期变化；偶极子磁矩衰减（现在约以每世纪5%的速度衰减）；非偶极了场的西向漂移地磁场的成因：1、永磁理论：地球本身是个很大的永久磁铁，并产生基本磁场。2、转动理论：物体的转动可以产生足够大的磁场。3、自激发电机模型：a,液体地核内部由于温度梯度或温差、压力等原因产牛涡旋运动，结果使地核成为良导体；b,由于地球绕轴自转所引起的回旋磁效应就存在一微弱初始磁场，虽然比地磁场小10借，但对于引起再生效应来说已经足够了。c,地核电流体形成，通过感应方式电流自身形成的场乂可

8、以连续不断地再牛•磁场，从而增强了原來的磁场，由于地核电流体持续运动而不断提供能量，因而引起一种口激发电机效应，从而增强了原来的磁场。山于能量的不断消耗和供应，磁场增强到一定程度就会稳定下来,形成现在的地球基木磁场。这种假说不仅能满意地定性解释地磁偶极子场和非偶极子场的起源，而且也能解释地球磁轴倒转等现象。居里点（温度）：当磁铁物质加热到一定温度时，原來的磁性就会消失，把这个温度叫居里温度或居里点。热剩磁：当熔岩的温度大于屈里点时，熔岩中的矿物