《地磁与重力》PPT课件.ppt

地磁与重力,第九章,本章主要内容：,地磁 地磁场的组成 古地磁场 地磁场的成因 重力与块体运动 重力与重力异常 块体运动,地理北极,地磁北极,条形磁铁的磁场,基本磁场（偶极子磁场） 变化磁场 磁异常 基本磁场的贡献占 95 以上 基本磁场的强度在地表较强，向上渐弱,1、地磁,1） 地磁场的组成,11.5o,地球的偶极子磁场,地磁三要素,1、地磁,磁偏角 指南针所指方向（磁力线在水平面上的投影）与地理正北方向的夹角 磁倾角 地磁场中倾斜磁针的北端与水平面之间的夹角 磁场强度 任一地点磁力大小的绝对值（用磁力仪测量）,地表不同纬度处磁倾角的变化,磁倾角,纬度,赤道,地极,1、地磁,变化磁场,主要由太阳风带来的带电粒子的作用产生（非偶极磁场） 叠加在基本磁场上 具有长短周期性变化及突发性变化（黑子、耀斑活动）,冲击锋,磁层顶,太阳风,磁场强度,磁场强度,磁场强度,增大,增大,增大,减小,减小,正的 磁异常,辉长岩,花岗岩,花岗岩,断层,磁铁矿,磁场强度,增大,减小,负的 磁异常,地表,辉长岩,地堑,地表,地表,磁异常,地壳浅部具有磁性的岩石或矿石 引起的局部磁场 偏离平均磁场强度读数 正的磁异常：高于区域平均值 负的磁异常：低于区域平均值,(含更多铁镁矿物）,(含更多铁镁矿物）,沉积岩,1、地磁,2） 古地磁场,地质历史中地磁极的位置并非固定不变，而是围绕着地球自转轴发生变化，甚至多次发生地磁南、北极位置的倒转（下图） 地磁极位置的这种变化和倒转可通过固化在磁性矿物中的“历史记录”予以识别,岩石的磁化,-某些矿物具有磁性 (如磁铁矿) -当其被加热到居里点以上时，它们会失去磁性 (铁的居里点为580oC) -在冷却至居里点以下时，矿物颗粒顺地磁场的方向定向排列,1、地磁,2） 古地磁场,地磁场方向,冷却中的岩浆,保存在磁铁矿中的原子定向记录了地磁场的方位,3万年前,现在,40万年前,80万年前,120万年前,正极性磁场,岩浆岩中的磁性矿物记录了古地磁场的方向,测定海底的磁性倒转,正极性,反极性,海底,信号,距今年代（百万年）,磁性期,布容 正磁性期,松山 反磁性期,高斯 正磁性期,吉尔伯特 反磁性期,500万年以来地磁极倒转 及磁性期划分,1、地磁,3） 地磁场的成因,液态外核以大型对流的方式以每年数公里的速度运动 对流的金属产生电流，从而产生磁场,-,+,磁极倒转的计算机模拟,液态外核对流 模拟磁场与实测的地磁场十分相似 每150年固态地核较地球其它圈层多转 1 圈,2、重力与块体运动,1） 重力与重力异常,A,B,距离,重力（引力）常数（MA MB）/距离2,洞穴,致密的 金属矿,重力仪的读数受下伏岩石密度的影响,重力读数,增大,减小,负的重力异常,地幔,重力异常：重力读数高于或低于 正常的区域重力值,Chicxulub撞击坑的重力异常图,2、重力与块体运动,2） 块体运动,块体运动（Mass wasting）：,地质物质在重力作用下向坡下的运动。,是抬升、风化和侵蚀作用的自然结果 速度可以很慢（4公里/小时),2、重力与块体运动,2） 块体运动,地质物质的类型 运动方式 运动速度,土壤/风化层 或 岩石/基岩,崩落 - 物质自由降落 滑动 - 粘结物质沿明确的滑动面向下滑移 流动 - 物质呈粘性流体流动,最快 - 岩崩: 漂浮在捕集的空气上 最慢 - 蠕动: 小于1厘米/年,块体运动的类型,2、重力与块体运动,2） 块体运动,控制与引发因素,控制因素: 重力,水饱合度 过陡的坡度 去除植被 地震,水充填沉积物的孔隙空间会 降低内部阻力，增加重量,植物存在可防止侵蚀，增强 斜坡的稳定性,造成大地强烈振动,过陡 = 不稳定 休止角 = 斜坡的最大稳定角,其他重要因素,崩落,倒石锥,“老人山”英国新汉普郡,用钢缆和岩石铆钉加固支撑了多年,大自然最终压过人类的抗争。2003年5月，老人倒下了。,休止角,休止角 碎屑保持稳定的最大角度 一般介于 30 至 37,休止角,细粒、磨圆的砂 坡度较平缓,粗粒、棱角状的砂 坡度较陡,棱角状的砾石 形成陡的倒石锥,滑 动,岩石滑动 破裂开的基岩岩块顺坡下滑 碎屑滑动 未固结的碎屑物质沿一个或数个滑动面下滑,坡底被挖切 雨水或融雪水润滑了一个滑动面,原因:,岩石滑动,滑动面弱面，如层面或低强度岩层(如泥质岩层）,层面,片理面,层状节理面,节理,滑动前,滑动后,岩层层面,水进入,碎屑滑动,流 动,蠕动（潜移） （非常缓慢） 土流/石流 （流动物质以泥土/石块为主） 泥石流 （石、土和水的混合流动最常见）,蠕动（潜移）,倾斜的电线干,路面开裂,弯曲的树干,倾斜的墓碑和栅栏,房屋的地基错裂,“马刀树”,地层潜移挠曲,地层潜移挠曲,土 流,土 流,Santa Tecla, El Salvador, 2001,石 流,Press et al., 2003,泥石流,岩崩（高速石流）（秘鲁 ，1970.5.),岩崩前,岩崩后,与块体运动有关的地质灾害的防治,过陡的斜坡,整治,将坡上部的泥石移除,移除的上部泥石填于此处,问题,有松散基岩石片的斜坡,问题,整治,将松散基岩石片移除,过陡的斜坡,问题,整治,阶梯状边坡,台阶捕集可能的滑落物,铁丝网,混凝土,岩石铆钉铁丝网,边沟捕集落石,露天采矿式阶梯,排水沟降低层内水压,泥石流导渠（ Lamosano, Italy）,（台湾）,护墙,护墙（近距离）,注意用于缓冲的轮胎,