2 岩矿石的电磁性质
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2023年硕士研究生招生考试大纲004海洋地球科学学院目录初试考试大纲 (2)664沉积岩石学 (2)973地质学基础 (4)974应用地球物理学基础 (6)983地球科学概论 (9)复试考试大纲 ..................................... H F0401地质学综合 (11)F0402地球物理勘探综合 (11)初试考试大纲664沉积岩石学一、考试性质沉积岩石学是地质学的一个重要分支学科,为中国海洋大学地质学专业(一级学科)的硕士研究生入学考试专业基础课程。
二、考查目标沉积岩石学是岩石学的三大组成部分之一,它研究沉积岩的形成作用、沉积岩的基本特征以及沉积环境和沉积相等内容。
硕士研究生入学的沉积岩石学考试,主要考查学生对本课程基本知识的掌握程度,要求考生准确掌握本课程的基本概念、基本原理和主要研究方法,各部分内容融会贯通,并具有利用沉积岩石学理论解决地质科学问题的基本能力。
三、考试形式本考试为闭卷考试,满分为150分,考试时间为180分钟。
试卷结构:名词解释:15%简答题:55%论述题:30%四、考试内容综合考查考生对沉积岩的形成作用、沉积岩的岩石学特征、沉积环境和沉积相的掌握程度以及各部分融会贯通和综合应用的能力。
1掌握沉积岩的形成机理,包括沉积物来源、搬运和沉积作用、成岩作用2.掌握沉积岩的颜色、成分、结构和构造特征3.掌握沉积岩的分类和命名原则,各类沉积岩的基本特征、分类命名以及主要岩石类型的特征及其相互之间的异同4.掌握沉积环境和沉积相的基本概念、沉积相主要识别标志,常见沉积相特征及其相模式5.掌握沉积岩石学的主要研究方法6.了解沉积岩石学在地质历史重建中的应用五、是否需使用计算器否。
973地质学基础一、考试性质《地质学基础》是海洋地质学和资源环境领域(专业学位)地质资源勘探方向硕士研究生入学考试的初试课程,主要用于检查考生是否具备了攻读硕士学位所必备的地质学基础知识。
974应用地球物理学基础一、考试性质应用地球物理学基础是中国海洋大学为招收地质资源与地质工程一级学科(包括地球探测与信息技术、矿产普查与勘探、地质工程三个二级学科)、海洋地球物理学和资源环境领域(专业学位)地质资源勘探方向硕士研究生入学考试的初试课程。
二、考查目标考查学生系统掌握重力、磁法、电法和地震等四种应用地球物理学勘探方法的基本概念、基本原理和基本方法。
三、考试形式及试卷结构本考试为闭卷考试,满分150分,考试时间180分钟。
重力勘探部分:15%;磁法勘探部分:10%;电法勘探部分:20%;地震勘探部分:55%。
四、考试内容第一部分重力勘探1.地球重力场:重力、重力场、重力位的概念、特征;地球重力场的组成和变化规律,地球正常重力场、重力异常、重力矢量、重力张量的概念。
2.岩(矿)石密度:决定岩矿石密度的主要因素;三大岩的密度特征。
3.重力测量技术:绝对重力仪、相对重力仪的原理,基点(网)的布设与联测;陆地和海洋重力测线设计原则和测量方法。
4.重力异常的计算、处理和解释:规则形体(球体、水平圆柱体、铅垂台阶、水平矩形棱柱体、直立长方体)重力异常及其导数的计算和异常特征。
重力基点网平差;重力仪零点漂移改正、厄特弗斯改正、地形校正、中间层校正、高度校正、纬度校正的原理;自由空气异常、布格异常、均衡重力异常的地质地球物理意义。
局部异常和区域异常的概念、特征;对重力异常数据进行处理的解析延拓法、高阶导数法的原理和作用。
局部地质体几何和物性参数反演的特征点法、最优化法、人机交互法的原理和方法。
典型地质体和构造的重力异常特征;异常识别和解释。
第二部分磁法勘探1.地磁场:地磁场的分布特征、组成、变化规律;地磁要素、地磁图等概念。
2.岩石磁性:表征岩石磁性的几个物理量;岩、矿石磁性特点;影响岩石磁性的因素;岩石磁性的产生及磁性测定方法。
3.磁测工作方法:质子磁力仪、光泵磁力仪、磁通门磁力仪的测量原理;ΔT的物理意义。
第二章 岩(矿)石的磁性位于地壳中的岩石和矿体处在地球磁场中,从它们形成时起,就受地球磁场磁化而具有不同程度的磁性,其磁性差异在地表引起磁异常。
研究岩石磁性,其目的在于掌握岩石和矿物受磁化的原理,了解矿物与岩石的磁性特征及其影响因素。
有关岩石磁性的研究成果,亦可直接用来解决某些基础地质问题,如区域地层对比、构造划分、古环境古气候研究等。
第一节 物质的磁性任何物质的磁性都是带电粒子运动的结果。
原子是组成物质的基本单元,它由带正电的原子核及其核外电子壳层组成。
电子绕核沿轨道运动,具有轨道磁矩。
电子还有自旋运动,具有自旋磁矩。
这些磁矩的大小,与各自的动量矩成正比。
原子核带正电,呈自旋转动,亦具有磁矩,但数值很小。
因此,原子总磁矩是电子轨道磁矩、自旋磁矩及原子核自旋磁矩三者的矢量和。
各类物质,由于原子结构不同,它们在外磁场作用下,呈现不同的宏观磁性。
一、抗磁性(逆磁性)在外磁场H 作用下,这类物质的磁化率为负值,且数值很小,如图2-1-1所示。
抗磁性物质没有固有原子磁矩,受外磁场作用后,电子受到洛仑兹力的作用,其运动轨道绕外磁场作旋进(拉莫尔旋进),此旋进产生附加磁矩,其方向与外磁场相反,形成抗磁性。
可以推导证明,抗磁性物质的磁化率为:220146Z i i e Ne k r m ==−∑μπ (2-1-1) 式中0μ为真空磁导率,N 为单位体积物质的原子数,e 为元电荷,e m 为电子静质量,Z 为每个原子中的电子数,2i r 为电子轨道半径的均方值。
抗磁性磁化率很小,约为10-5数量级。
二、顺磁性如图2-1-1所示,顺磁性物质受外磁场作用,其磁化率为不大的正值,这类物质中原子具有固有磁矩,当无外磁场作用时,热骚动使原子磁矩取向混乱。
有外磁场作用,原子磁矩(电子自旋磁矩所作的贡献)顺着外磁场方向排列,显示顺磁性。
图2-1-1 抗磁性与顺磁性物质的磁化理论上可以证明,顺磁性物质的磁化率为2043a N C k kTT ⋅=⋅=μμπ (2-1-2) 式中a μ是原子磁矩,N 是单位体积物质的原子数,k 是玻耳兹曼常数,T 是热力学温度。
姚长利中国地质大学地球物理学院§§4、地质体磁化的消磁作用表征磁性的物理量均匀无限磁介质,受外部磁场H 作用,衡量物质被磁化程度的物理量。
M HJJ K J J K κ=表征磁性的物理量物理量。
表征磁性的物理量物理量。
注意单位制!无量纲,但在SIA/m;CGSM制中:к单位注明为CGSM(к),磁化强度单位为CGSM(m)1A/m=10-3CGSM(m)感应磁化强度位于岩石圈中的地质体,受到现代地磁场的T :地磁场总强度к:岩矿石的磁化率µ0:真空中的磁导率00剩余磁化强度岩矿石在生成时,处在一定的条件下,受当时的地磁场磁化、成岩后经历漫长的地质年r M JJK岩石的总磁化强度,由两部分组成:§§1§1原子总磁矩:②电子自旋磁矩;③原子核自旋磁矩.§1①电子轨道磁矩;②电子自旋磁矩;③原子核自旋磁矩.结构不同Î表现不同§1分三类:抗磁性、顺磁性、铁磁性抗磁性:且很小。
1、本身没有净剩磁矩(1)各电子层中,电子成对出现,自旋方向相反,自旋磁矩抵消;(2)相邻轨道相互作用,抵消轨道磁矩.抗磁性:且很小。
原因:2、外磁场作用下,运动电子(轨道)受到拉莫尔旋进场方向相反抗磁性。
抗磁性2:::::N e m Z r J J K 单位体积物质的原子数;为元电荷;为电子静质量;为每个原子中的电子数;为电子轨道半径的均方值.抗磁性是普遍的与温度无关;去掉外磁场,附加磁矩消失,即磁性消失顺磁性: 原因:1、电子层中,有非对称的电子,其自旋磁有外磁场时,转向,显示顺磁性。
)方向相同顺磁性:与(绝对)温度成反比(居里定律)43kT T πC T ::居里常数;热力学温度.单位体积物质原子数;原子磁矩;顺磁性:与(绝对)温度成反比(居里定律)Î发展了通过磁化率测定,确定原子磁矩的重要实验方法43kT T πC T ::居里常数;热力学温度.单位体积物质原子数;原子磁矩;铁磁性:)含有非成对电子,电子自旋磁矩构成原子磁矩,由于相邻原电子保持自旋平行,即使没有外磁场作用,也在局部“区域”内产生平行排列,这种磁化叫自发磁化,小区域称为“磁畴”。
地球物理勘探概论复习资料第1章岩(矿)石物性与各类矿床的地球物理特征1.简述岩矿石的密度特征及影响岩矿石密度的因素。
答:(1)火成岩的密度:它主要取决于矿物成分及其含量的数值大小,由酸性至中性至基性至超基性岩,随着密度大的铁镁暗色矿物含量的增多,密度逐渐增大。
此外,成岩过程中的冷凝、结晶分异作用也会造成不同岩相带岩石的密度差异;不同成岩环境也会造成同一类岩的密度有较大差异。
(2)沉积岩的密度:沉积岩一般具有较大的孔隙度。
这类岩石密度主要取决于孔隙度大小,干燥的岩石随孔隙度减少密度呈线性增大;孔隙中如有充填物,则充填物的成分及充填物占全部孔隙的比列也明显地影响密度值。
此外,随成岩时代的久远及埋深的加大,压实作用也会使密度值变大。
(3)变质岩的密度:这类岩石的密度变化很不稳定,要具体情况具体分析。
其密度与矿物成分、矿物含量和孔隙度均有关,这主要由变质的性质和程度来决定。
2.简述岩矿石的磁性特征及影响岩矿石磁性的因素。
答:(1)沉积岩的磁化率比火山和变质岩的磁化率低几个数量级,在火山岩类的侵入岩中随着岩石的基本增强而磁性增大,基性岩的磁性最强,酸性岩磁性弱或无磁性。
喷出岩与同类侵入岩有相近的磁性,但磁化率离散性较大。
(2)变质岩的磁性决定与原岩的磁性及变质过程中矿物成分的变化,若原岩是花岗岩或沉积岩则变质后一般不显磁性,若原岩是基性喷出岩或侵入岩,则变质后的岩石一般都有中等磁性。
影响因素:1.铁磁性矿物含量。
2.磁性矿物颗粒大小、结构。
3.温度、压力3.简述岩矿石的电性特征及影响岩矿石电性的因素。
答:(一)岩石、矿石的导电机制(1)固体矿物的导电机制:各种天然金属属于金属导体;大多数金属矿物属于半导体,其电阻率高于金属导体;绝大多数造岩矿物在导电机制上属于固体电解质。
(2)孔隙水的导电机制:孔隙水的电阻率一般都远小于造岩矿物。
影响因素:1.岩矿石成分和结构2.岩矿石所含水分3.温度4.压力4.简述岩石与地层的波速特征及影响岩石与地层波速的因素。