剩余磁化和黏滞磁化

5.2　感应磁化、剩余磁化和黏滞磁化、主要的剩磁类型

磁化的物质包含许多微观的磁矩。未配对的电子自旋是最主要的磁矩来源。磁化强度J定义为物质单位体积内的磁矩之和。感应磁化J₁是在外磁场作用下产生的磁化。感应磁化随外磁场同步变化，当外磁场消失时感应磁化也随之消失，由此容易理解，当外磁场变化时，J₁也随之变化。剩余磁化J_R是“永久的”磁化，是外磁场消失后磁化强度残留的部分，它不受弱磁场（如地磁场这样的磁场）的影响，持久保留。J_R记录了磁性矿物形成时地磁场的方向，可以说是“磁化石”。对J_R这种类型的磁化的研究，创建了一门新的重要的学科——古地磁学。

总磁化强度是感应磁化J₁与剩余磁化J_R的矢量之和：

J＝J_I＋J_R

在像地磁场这样的弱磁场情况下，感应磁化与外磁场F近似成正比，比例常数即磁化率κ。J_I＝kF。柯尼希斯贝格比Q（Koenigsberger ratio，简称柯氏比Q）表示剩磁与感磁的相对大小。Q定义为：

Q＝J_R/J_I＝J_R/κF

因此，当Q＞1，表示剩磁为主；当Q＜1，表示感应磁化为主。

严格地说，剩磁是处于准稳状态的，并不是永久的。获得剩磁后，如果有磁场继续作用，或者去掉磁场，剩磁将会随时间而变化，或者增加，或者减小，描述变化快慢的时间常数可能不同。剩磁随时间而变化的部分，称为黏滞剩磁（viscous remanent magnetization，VRM）。

岩石的天然剩磁（natural remanent magnetization，NRM）反映其历史和外磁场。岩石的NRM包含不同磁性矿物在不同时间内获得的各种剩磁成分。火成岩从高温冷却下来，岩石中含有的磁性矿物成分通过居里点后，获得稳定的剩磁，称为热剩磁（thermoremanent magnetization，TRM）。在成岩作用中，新的磁性矿物或已有的磁性矿物经受物理化学变化而结晶，由此产生的剩磁，称为化学剩磁（chemical remanent magnetization，CRM）。TRM和CRM的指向与获得剩磁时的外磁场方向相同。沉积的磁性矿物颗粒在水中沉积时，其磁矩顺着外磁场方向排列，由此沉积岩获得沉积剩磁（detrital remanent magnetization，DRM）。

通常按经验法则说，岩石的磁化率取决于磁性铁矿（主要是磁铁矿）的含量，火成岩的磁性由酸性岩石到基性岩石逐渐增强，侵入岩的Q值低，Q值在1上下，喷出岩的Q值高，特别是玄武岩，其最高的Q值接近100。沉积岩的磁性很弱。以上说的是一般情况，也有许多例外的情况，因此特别注意要具体情况具体分析对待。