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1、第十三章第十三章 地磁与重力地磁与重力13.1 地磁场地磁场13.2 古地磁古地磁13.3 地磁场的成因地磁场的成因13.4 地球的重力地球的重力13.5 重力均衡重力均衡13.6 重力在地球演化中的作用重力在地球演化中的作用1第一节第一节 地磁场地磁场 13.1.1 13.1.1 地磁三要素地磁三要素地磁三要素地磁三要素 磁场强度（磁感应强度）磁场强度（磁感应强度）磁场强度（磁感应强度）磁场强度（磁感应强度） 磁偏角磁偏角磁偏角磁偏角 磁倾角磁倾角磁倾角磁倾角 13.1.2 13.1.2 地磁场的组成地磁场的组成地磁场的组成地磁场的组成 基本磁场基本磁场基本磁场基本磁场 变化磁场变化磁场变化
2、磁场变化磁场 磁异常磁异常磁异常磁异常 13.1.3 13.1.3 地球磁层地球磁层地球磁层地球磁层 213.1.1 地磁三要素地磁三要素 磁场强度：磁场强度： 地球上某一点磁场强度大小的矢量，地球上某一点磁场强度大小的矢量， 用磁力线表示。用磁力线表示。 磁偏角磁偏角: 磁力线在水平面上的投影与地理子磁力线在水平面上的投影与地理子 午线之间的夹角。午线之间的夹角。 磁倾角磁倾角: 磁力线与水平面之间的夹角。磁力线与水平面之间的夹角。313.1.2 地磁场的组成地磁场的组成 基本磁场：基本磁场： 由地磁偶极子产生的磁场，占场强由地磁偶极子产生的磁场，占场强 的的95%以上。以上。 变化磁场：变
3、化磁场： 太阳活动产生的叠加在基本磁场上太阳活动产生的叠加在基本磁场上 的非偶极子场。的非偶极子场。 磁异常：磁异常： 地壳内部由磁性岩石叠加在基本磁地壳内部由磁性岩石叠加在基本磁 场上的局部磁场。场上的局部磁场。413.1.3 地球磁层地球磁层5第二节第二节 古地磁古地磁剩余磁性剩余磁性剩余磁性剩余磁性包括热剩磁和沉积剩磁。包括热剩磁和沉积剩磁。包括热剩磁和沉积剩磁。包括热剩磁和沉积剩磁。热剩磁：热剩磁：热剩磁：热剩磁：岩石达到居里点时受当时磁场的影响而岩石达到居里点时受当时磁场的影响而岩石达到居里点时受当时磁场的影响而岩石达到居里点时受当时磁场的影响而获得的永久磁化，代表了古地磁场的大小和
4、方向。获得的永久磁化，代表了古地磁场的大小和方向。获得的永久磁化，代表了古地磁场的大小和方向。获得的永久磁化，代表了古地磁场的大小和方向。沉积剩磁：沉积剩磁：沉积剩磁：沉积剩磁：铁磁性矿物沉积时按当时磁场方向排铁磁性矿物沉积时按当时磁场方向排铁磁性矿物沉积时按当时磁场方向排铁磁性矿物沉积时按当时磁场方向排列而获得的永久磁化。列而获得的永久磁化。列而获得的永久磁化。列而获得的永久磁化。古地磁极：古地磁极：古地磁极：古地磁极：地质历史中，地磁极的变化是以地理地质历史中，地磁极的变化是以地理地质历史中，地磁极的变化是以地理地质历史中，地磁极的变化是以地理极为密集点的，在古地磁研究中，近似地把地理极为
5、密集点的，在古地磁研究中，近似地把地理极为密集点的，在古地磁研究中，近似地把地理极为密集点的，在古地磁研究中，近似地把地理极视为古地磁极的位置。通过磁倾角可以计算地极视为古地磁极的位置。通过磁倾角可以计算地极视为古地磁极的位置。通过磁倾角可以计算地极视为古地磁极的位置。通过磁倾角可以计算地理纬度。理纬度。理纬度。理纬度。地磁极反转：地磁极反转：地磁极反转：地磁极反转：地质研究表明，地磁极具有极性反地质研究表明，地磁极具有极性反地质研究表明，地磁极具有极性反地质研究表明，地磁极具有极性反向的特点，与现代相同视为正，反之视为负。向的特点，与现代相同视为正，反之视为负。向的特点，与现代相同视为正，反
6、之视为负。向的特点，与现代相同视为正，反之视为负。6 玄武岩中记录的古地磁变化玄武岩中记录的古地磁变化现代磁现代磁场方向场方向正向期正向期反向期反向期正向期正向期7地磁反转地磁反转8 古古地地磁磁年年表表正正向向 反反向向9地地史史中中古古地地磁磁极极性性变变化化10海海底底扩扩张张记记录录的的古古地地磁磁变变化化11 海底磁条带海底磁条带12大洋年龄大洋年龄13海海底底磁磁条条带带的的成成因因14第三节第三节 地磁场的成因地磁场的成因 目前，非稳定磁流体发电机假说被人目前，非稳定磁流体发电机假说被人们广泛接受。们广泛接受。近年证实了地核与地幔的差异运动为近年证实了地核与地幔的差异运动为这一假
7、说提供了新证据。这一假说提供了新证据。15地地磁磁场场发发电电机机原原理理16第四节第四节 地球的重力地球的重力重力的概念重力的概念重力异常重力异常自由空气重力异常自由空气重力异常布格重力异常布格重力异常17重力的概念重力的概念重力是指某处所受地心引力和地球自转重力是指某处所受地心引力和地球自转离心力的合力。重力与质量成正比与距离心力的合力。重力与质量成正比与距离成反比。离成反比。cFGNA A：观测点观测点观测点观测点F F：地球引力地球引力地球引力地球引力C C：地球自转离心力地球自转离心力地球自转离心力地球自转离心力GG：观测点的重力观测点的重力观测点的重力观测点的重力据万有引力公式：据
8、万有引力公式：据万有引力公式：据万有引力公式：F=GMm/rF=GMm/rC = 1/300F, G C = 1/300F, G 约等与约等与约等与约等与 F.F.A2 218地球上不同纬度带重力值不同地球上不同纬度带重力值不同19重力异常重力异常实测重力值与理论重力实测重力值与理论重力值的差异称为重力异常。值的差异称为重力异常。自由空气异常：经过高自由空气异常：经过高度校正的重力异常。度校正的重力异常。布格重力异常：经过高布格重力异常：经过高度和中间层（岩石平均度和中间层（岩石平均密度）校正的重力异常。密度）校正的重力异常。重力勘探重力勘探:通过布格重力通过布格重力测量了解地下物质密度测量了
9、解地下物质密度寻找金属和非金属矿藏。寻找金属和非金属矿藏。 B A A B20第五节第五节 重力均衡重力均衡 重力均衡重力均衡重力均衡重力均衡：岩石圈内部位于补偿基准面以上单位面：岩石圈内部位于补偿基准面以上单位面：岩石圈内部位于补偿基准面以上单位面：岩石圈内部位于补偿基准面以上单位面 积上的重量相等。符合阿基米德原理。积上的重量相等。符合阿基米德原理。积上的重量相等。符合阿基米德原理。积上的重量相等。符合阿基米德原理。 重力均衡补偿的两种模式：重力均衡补偿的两种模式：重力均衡补偿的两种模式：重力均衡补偿的两种模式： 普拉特模式普拉特模式普拉特模式普拉特模式认为，补偿面以上单位柱体质量不等，认
10、为，补偿面以上单位柱体质量不等，认为，补偿面以上单位柱体质量不等，认为，补偿面以上单位柱体质量不等， 高的质量小，低的质量大，在补偿面上总重量应相等。高的质量小，低的质量大，在补偿面上总重量应相等。高的质量小，低的质量大，在补偿面上总重量应相等。高的质量小，低的质量大，在补偿面上总重量应相等。 艾里模式艾里模式艾里模式艾里模式认为，无论地形高低，浮在高密度地幔认为，无论地形高低，浮在高密度地幔认为，无论地形高低，浮在高密度地幔认为，无论地形高低，浮在高密度地幔 上面的岩石密度均相等，高山下部存在低密度的反山上面的岩石密度均相等，高山下部存在低密度的反山上面的岩石密度均相等，高山下部存在低密度的
11、反山上面的岩石密度均相等，高山下部存在低密度的反山 根。位于补偿面上的总重量相等。根。位于补偿面上的总重量相等。根。位于补偿面上的总重量相等。根。位于补偿面上的总重量相等。 如果补偿面上部发生质量亏损，表现为重力均衡负如果补偿面上部发生质量亏损，表现为重力均衡负如果补偿面上部发生质量亏损，表现为重力均衡负如果补偿面上部发生质量亏损，表现为重力均衡负 异常，地壳将上升。反之为正异常，地壳将向下调整。异常，地壳将上升。反之为正异常，地壳将向下调整。异常，地壳将上升。反之为正异常，地壳将向下调整。异常，地壳将上升。反之为正异常，地壳将向下调整。21重力均衡调整重力均衡调整补尝面补尝面补尝面补尝面 均
12、衡正异常均衡正异常 均衡负异常均衡负异常 均衡均衡 向下调整向下调整向下调整向下调整 均衡均衡 向上调整向上调整向上调整向上调整 均衡均衡22重力均衡的艾里模式重力均衡的艾里模式23重力均衡负异常地壳向上调整重力均衡负异常地壳向上调整24 沉积沉积与剥蚀与剥蚀作用引作用引起的重起的重力均衡力均衡调整。调整。 地壳地壳地壳地壳地幔地幔地幔地幔沉积沉积沉积沉积剥蚀剥蚀剥蚀剥蚀下降下降下降下降上升上升上升上升25大大陆陆冰冰川川引引起起的的重重力力均均衡衡调调整整冰川冰川陆壳陆壳26第六节第六节 重力在地球演化中的作用重力在地球演化中的作用控制地球早期内部层圈和外部控制地球早期内部层圈和外部层圈的形
13、成。层圈的形成。影响和控制了地球表层大气圈、影响和控制了地球表层大气圈、水圈的地质作用过程。水圈的地质作用过程。通过重力均衡调整使地壳发生通过重力均衡调整使地壳发生升降运动。升降运动。27人人工工设设施施影影响响边边坡坡的的稳稳定定性性28修修路路诱诱发发滑滑坡坡29滑坡造成地表建筑破坏滑坡造成地表建筑破坏 30地滑破坏植被地滑破坏植被碎屑碎屑滑动块体滑动块体悬崖悬崖31滑坡破坏交通设施滑坡破坏交通设施32滑坡破坏城镇滑坡破坏城镇33滑坡的危害滑坡的危害2001.5.1重庆武隆山体滑坡造成重庆武隆山体滑坡造成79人人死亡。死亡。2001.5.22西藏芒康山体滑坡造成西藏芒康山体滑坡造成1000米公路阻塞。米公路阻塞。2001.5.24湖北神农架山体滑坡。湖北神农架山体滑坡。2001.5.28四川崇州山体滑坡四川崇州山体滑坡8人失踪，人失踪，两台车辆损坏。两台车辆损坏。34
