地球物理论文

地球物理论文班级：专业：姓名：学号：东华理工大学一、古地磁学的概论及发展史通过测定岩石和某些古物的天然剩余磁性，分析它们的磁化历史，研究导致它们磁化的地磁场的特征的一门学科。其中以古物（如古陶器和古砖瓦）为对象研究史前期地磁场特征的称为考古地磁学。古地磁学的研究始于19世纪中叶。德莱斯(A.Deles-se,1849)和梅洛尼（M.Melloni,1853）分别对岩石天然剩磁的方向进行了研究，发现这些近代熔岩是沿着地磁场方向磁化的。1899年福尔盖赖特（G.Folgheraiter）把这种研究扩展到测定古陶器和古砖的天然剩磁，也得到了相同的结果。1925年谢瓦利埃（R.Chevallier）通过研究埃特纳火山熔岩的剩磁变化，追溯了过去2000年间地磁场的长期变化。达维德（P.David,1904）和布容(B.Brunhes,1906)最先从熔岩中发现了磁化方向与现代地磁场方向相反的岩石，为地磁场倒转学说提供了最早的事实依据。到了20世纪50年代，古地磁的研究不仅在古地磁场而且在构造地质学和地层学中都得到了广泛应用，并发展成为地磁学的一个重要分支，称为古地磁学。60年代以来，随着技术的进步和各种国际性研究项目的开展，古地磁学的研究得到了蓬勃的发展，并取得一些重大成果。二、古地磁学的原理以及应用古地磁学的原理由于同一时期生成的岩石不管其处于地球上的哪一部分，它们所获得的磁性都是由当时的地磁场所决定的，彼此相关联，且具有全球一致性。因此，可以通过各种古地磁参数，如偏角、倾角、古极位置和古纬度等的测定，推算出各岩石之间在时间空间上的相互关系。如果这些岩石获得磁性以后，经历了某种地质事件，如构造运动等，就将引起它们的各种古地磁参数发生变化。通过对这些变化的分析，可以追溯它们所经历的地质事件。地磁场可以近似为一个置于地心的偶极子磁场。地磁学的研究指出，近400年来的实测记录表明,地磁极有围绕地理极做周期性运动的趋势,其运动的周期可能为104～105年。上新世以来的岩石剩余磁性的测量结果表明,在最近500万年期间，地磁极是均匀分布在地理极四周的，其平均位置与现代地理极重合。因此，可以根据各个年代的岩石剩磁的测量结果,计算出古地磁极的位置,并用以代表地理极位置。这就是说，地心偶极子的磁轴与地球的转轴重合。这就是著名的轴向地心偶极子假说。它是古地磁学中的一个非常重要的基本假说古地磁在生产生活中主要有如下应用：1。关于古地磁极位置的研究促进了大陆漂移学说的发展。20世纪50年代以后，大量的研究结果表明，由同一大陆、同一地质时代的岩石标本得出的古地磁极位置基本一致。但由不同大陆、同一地质年代的岩石标本得出的古地磁极位置却往往不同。由同一大陆不同地质年代所得到的古地磁极位置连成的曲线叫做极移曲线。这种极移只是一种表观现象，而不是真实的过程。据推断，真实的过程可能是各大陆在地球上的相关位置在不同地质年代中发生了变动。不同的大陆运动情况不同，各自得出的极移曲线的形状和走向也就不同。古地磁极移第一次为地壳水平运动提供了有力的证据，从而导致了沉寂多年的大陆漂移学说的复活和板块大地构造学说的建立。2．验证海底扩张学说。海底由地幔上涌物质冷凝而成。对流体不断上涌，推着旧海底向两侧扩张，在海洋中脊形成新的海底。海底扩张假设得到古地磁的定量证实。三、古地磁学与大陆漂移学说关于古地磁极位置的研究促进了大陆漂移学说的发展。20世纪50年代以后，大量的研究结果表明，由同一大陆、同一地质时代的岩石标本得出的古地磁极位置基本一致。但由不同大陆、同一地质年代的岩石标本得出的古地磁极位置却往往不同。由同一大陆不同地质年代所得到的古地磁极位置连成的曲线叫做极移曲线。这种极移只是一种表观现象，而不是真实的过程。据推断，真实的过程可能是各大陆在地球上的相关位置在不同地质年代中发生了变动。不同的大陆运动情况不同，各自得出的极移曲线的形状和走向也就不同。古地磁极移第一次为地壳水平运动提供了有力的证据，从而导致了沉寂多年的大陆漂移学说的复活和板块大地构造学说的建立．古地磁极移与大陆漂移:20世纪50年代以来，大量的研究结果表明，由同一大陆、同一地质时代的岩石标本得出的古地磁极位置基本一致。但由不同大陆、同一地质年代的岩石标本得出的古地磁极位置却往往不同。由同一大陆不同地质年代所得到的古地磁极位置连成的曲线叫做极移曲线。这种极移只是一种表观现象，而不是真实的过程，因此这种极移曲线亦叫做视极移曲线。实际上视极移曲线反映了大陆在不同地质年代的位置发生了变动。不同的大陆运动情况不同，因此各自得出的视极移曲线的形状和取向也就不同。由此可以追溯各个大陆的运动历史和它们之间的相互关系。古地磁极移第一次为地壳水平运动提供了强有力的证据，从而导致了沉寂多年的大陆漂移学说的复活和板块大地构造学说的建立。这方面的成就引起了地学家的极大重视，也促进了古地磁学的迅速发展。四、古地磁学与海洋扩张说的验证以新的地质研究成果为依据的海底扩张说，对于海底地质现象的解释如此引人入胜，从而高度激发了人们进一步探讨的欲望。在海底扩张说提出后的短短几年时间里，新的研究成果又纷纷涌现，进一步证实了海底扩张说。其中最有意义的是海底磁异常条带研究、深海钻探成果及转换断层的发现，它们被称为验证海底扩张说的3大论据。（一）海底磁异常条带研究1.大陆上岩石古地磁的极性反转现象50年代以来大陆上岩石古地磁的研究成果表明，在所研究的岩石中有将近一半是正向磁化（即磁化方向与现代地磁场方向相同），而另一半则是反向磁化（即磁化方向与现代地磁场方向正好相反）。这说明在漫长的地质历史中，地磁场南、北极的极性并不是固定的，而是发生着周期性的反转，有的时期地磁南、北极方向与现在一致，有的时期则正好相反。所以，极性反转现象是地磁场演化的一个基本特征，通常把保持一定的地磁极性的大阶段（大约相隔100万年以上）称为极性期，把每个极性期内的短期转向时间称为极性事件。如果根据不同时期岩石磁化的方向排列出地磁场转向的先后顺序，并利用岩石同位素年龄测定方法测出各个极性期和极性事件的延续时间，就可以建立古地磁场转向年代表。如图9.8是根据世界各地大量层状熔岩的古地磁资料建立的最近4.5Ma的地磁场转向年代表。2.海底磁异常条带及其成因海底磁异常条带是50年代后半期发现的，其特点是大致平行于洋中脊轴线延伸，正负异常相间排列并对称地分布于大洋中脊两侧，单个磁异常条带宽约数公里到数十公里，纵向上延伸数百公里以上而不受地形影响，在遇到洋底断裂带时被整体错开（图9.9）。对于这种磁异常条带的成因，曾一度使人们困惑不解，有人认为这是洋底岩石磁性强弱不同所引起的，但这种观点不能解释磁条带分布的规律性，也与当时所获得的海底地质资料不吻合。1963年，英国学者瓦因和马修斯结合海底扩张假说与地磁场倒转现象，对海底磁异常条带作了极为成功的解释。他们认为海底磁异常条带不是由海底岩石磁性强弱不同所致，而是在地球磁场不断倒转的背景下海底不断新生和扩张的结果（图9.10）。高温的地幔物质不断沿大洋中脊轴部上涌冷凝形成新的海底，当它冷却经过居里温度时，新生的海底玄武岩层便会沿当时地磁场方向磁化。随着海底扩张，先形成的海底向两侧推移，在中脊顶继续不断地形成新的海底，如果某个时候地磁场发生转向，则这时形成的海底玄武岩层便在相反的方向上被磁化。这样，只要地磁在反复地转向，海底又不断地新生和扩张，那就必然会形成一条条正向和反向磁化相间排列、平行洋脊对称分布的磁化条带。扩张的海底就像录音磁带那样记录了地磁场转向的历史。正向磁化的海底条带由于加强了地磁场强度而形成正异常，反向磁化的海底条带由于抵消了一部分地磁场强度而形成负异常。感想通过这次地球物理仪器课后，我知道了很多以前不懂得或没学过的知识。虽然我们现在上大学根本就不是道在实际生活中的一些规律和知识，也不知道大自然中的秘密，但现在学了这些课后可以判断大自然的一些现象和规律，也感谢徐老师给我们讲这些知识，我们以后要学的知识还多的呢，这只是一个小起点。老师也在课程中讲了自己如何在山里勘探，户外工作是辛苦的，地球还有很多秘密我们所不知道，我们还要加强对地球资源的勘探，为后代造福。