不同类型的剩磁

1.热剩余磁性TRM

将铁磁质加热至居里点（磁铁矿、赤铁矿和钛磁铁矿等的居里点在675℃以下）以上，然后在外磁场中冷却至室温，可获很强的剩磁。火成岩的热剩磁由温度为800℃～1200℃的岩浆在地磁场中冷却而获得的。热剩磁有下列几个特点：

（1）在弱磁场中，热剩磁强度比常温下获得的剩磁强度要强几十至几百倍。

（2）对于各向同性的火成岩，热剩磁的方向与外磁场方向一致，于是火成岩的天然剩磁方向一般代表岩石形成时的地磁方向。

（3）在弱磁场中热剩磁的强度MTRM正比于外磁场感应强度B，即

MTRM=C（T）B（18-3）

式中，C（T）为和温度有关的比例系数。如在一定温度下，用实验方法确定C（T），就可根据火成岩的天然剩磁强度推算古地磁强度。

（4）岩石在某一特定温度范围内冷却所获得的剩磁称为部分剩磁（PTRM），实验表明，岩石在各温度区间所获得的热彼此无关，仅由岩石的性质、外磁场及温度决定。因此，岩石自居里点冷却至室温所获得的总热剩磁等于各温区部分热剩磁之和。这一结果称为部分热剩磁的可加性。

图18-3绘出了岩石磁化强度和温度关系曲线。由曲线可以看出，岩石由居里点温度tc降至t=500℃的热剩磁是tc～600℃和600℃～500℃的部分热剩磁之和。由居里点至0℃的总热剩磁是tc～600℃，600℃～500℃，…， 100℃～0℃的部分热剩磁之和。

根据部分热剩磁的可加性，我们可将岩石标本从室温加热至某温度t，然后在零磁空间中冷却，这样岩石标本中温度t以下获得的热剩磁全部被清除掉。用这种办法可退掉岩石形成后在较低温度条件下获得的热剩磁，这称为部分热退磁或热清洗。

图18-3 各温度区间所获得的部分热剩余磁性图（PTRM）及各个PTRM的总和给出的TRM

（5）由于火成岩中铁磁质颗粒基本上是单畴颗粒或准单畴颗粒，于是它们的弛豫时间极长。例如，对于一定大小的单畴，如果在450℃时，弛豫时间τ=1000s，但在27℃时，τ=1014年。热剩磁表现出高度的稳定性。在火成岩形成时的地磁场方向被完全“固定”在这种单磁畴中，在整个地质时期内保持不变。火成岩的热剩磁具有很高的抗干扰能力。外磁场的变化，温度在220℃～300℃内的热的作用，很难影响热剩磁的变化。

2.沉积剩余磁性DRM

沉积剩余磁性指的是沉积岩中由母岩风化侵蚀而来的铁磁性碎屑颗粒，在沉积过程中其磁矩沿地磁场方向排列所获得的剩磁。

模拟实验表明，只要沉积时水含量超过50%，剩磁的偏角和倾角都与地磁场一致。如果母岩是单畴集合体，则其碎屑颗粒也是单畴或单畴集合体，所以它们在沉积过程中所获得的剩磁也是稳定的。另外，沉积剩磁强度MDRM的大小与外磁场成正比。

沉积岩中的铁磁性物质比火成岩少，所以沉积岩的沉积剩磁是火成岩的热剩磁的几十分之一，乃至几百分之一。由于沉积剩磁弱，给磁性测量工作带来一定困难，而且岩石形成后，其他作用的次生剩余磁性相对来说较大，所以沉积岩的剩磁不如火成岩的热剩磁来得稳定。

3.化学剩余磁性CRM

在一定外磁场中，某些铁磁性物质在其居里点以下的温度，经过化学过程或相变过程而获得的剩磁，称为化学剩磁。

在铁磁性颗粒生成的初期，颗粒很小，弛豫时间τ很小，呈超顺磁性，颗粒磁矩取向与外磁场很快达到平衡，获得平衡磁化。当颗粒尺寸增大到一定大小时，颗粒磁矩取向被固定。在这以后，颗粒的磁矩随颗粒体积增大而增大，但方向分布不再变化。只要单畴颗粒足够大，化学剩磁的弛豫时间也很长，磁性极为稳定。因而，化学剩磁和热剩磁一样具有高度稳定性，也是记录和保持古地磁场的重要手段。

在弱磁场中，化学剩磁的强度MCRM正比于外磁场感应强度。在同样的外磁场下，化学剩磁强度为热剩磁强度MTRM的几十分之一。

4.黏滞剩余磁性VRM

在岩石形成时获得的剩磁称为原生剩磁，而在岩石形成后获得的剩磁，称为次生剩磁。黏滞剩磁就属于次生剩磁，它是岩石长期置于地磁场中获得的剩磁。

由于地磁场方向处在不断变化之中，所以黏滞剩磁方向可能与原生剩磁方向不同。在某些岩石中，原生剩磁可能大部分衰减掉，次生的黏滞剩磁反而成为主要成分。显见，黏滞剩磁给古地磁研究带来干扰。因此，在测量磁性之前，应对岩石标本进行磁清洗，以消除次生剩磁。