地质罗盘的使用方法图解(地质罗盘怎么测坡向(zui好有详细步骤))
- 作者: 艳巧
- 来源: 投稿
- 2023-07-21
大家好,今天来为大家解答地质罗盘的使用方法图解这个问题的一些问题点,包括地质罗盘怎么测坡向(zui好有详细步骤)也一样很多人还不知道,因此呢,今天就来为大家分析分析,现在让我们一起来看看吧!如果解决了您的问题,还望您关注下本站哦,谢谢~
地质罗盘怎么测坡向(zui好有详细步骤)
简单点说:1、自己面向坡下。然后打开罗盘,使罗盘的刻有“N”的那一侧(瞄准觇板,也叫长照准合页,即罗盘镜子的对面那个顶部有圆孔的长针)指向山坡倾斜方向;2、使底盘水准仪中的水泡居中;3、读出罗盘白色那根指针(也叫指北针)所指的刻度即为坡向。
注意事项:1、如果所要求测的精度要高,使用前应校正,不过坡向的精度一般不需要极高;2、记录读数时,zui好连同数字所在的象限也记下,方便检查,如NE60度(表示坡向北东,方位角为60度),SW200度(表示坡向南西,方位角为200度)。如果写出NE130度肯定是错的,因为NE的范围仅为0~90度。3、记录后,可马上检查可大致知道是否正确。检查方法:转动罗盘,将其刻有“N”的那一端与罗盘白色的指针重合,自己也面向白色指针的方向,看看山坡是在你的哪一侧,如果是在右前方边,说明是在北东侧,坡向应为0~90度,如不是,应是测量错误,重测。
罗盘的使用方法图解
第十五层B:六十四卦初上爻盘
这一层为六十四卦之三百八十四爻之初爻及上爻之位置,「刀」代表「初爻」、「上」代表「上爻」,爻神排列由初爻开始,继而二爻、三爻、四爻、五爻、上爻,盘中虽只记录初爻及上爻,其间的二爻便跟随初爻,三爻则跟随二爻。
第十六层:天盘六十四卦三百八十四爻吉度
第十七层:天盘六十四卦六亲爻度
本层是将六十四卦的六爻,每爻皆配上六亲爻,六亲分为官鬼、父母、兄弟、妻财、子孙,六亲爻度为分金之用。
第十八层:二十八星宿
二十八星宿,即是黄道南北二十八个恒星星座,而这二十八个星宿,皆归于七政四余当中,七政四余便是日、月、金、木、水、火、土及及苍龙、朱雀、*、玄武。
第十九层:二十八星宿爻度
这层为二十八星宿的爻度,为立向时参考之用,要看爻度与二十八星宿之关系,从而推算各度之吉凶。
第二十层:三百六十周天刻度盘
三百六十周天刻度是现代坐标,让比大家知道罗盘各层的位置
地质罗盘的结构
地质罗盘式样多,但结构基本是一致的,我们常用的是圆盆式地质罗盘仪。由磁针、刻度盘、测斜仪、瞄准觇板、水准器等几部分安装在一铜、铝或木制的圆盆内组成。
磁针
一般为中间宽两边尖的菱形钢针,按装在底盘中央的顶针上,可*转动,不用时应旋紧制动螺丝,将磁针抬起压在盖玻璃上避免磁针帽与项针尖的碰撞,以保护顶针尖,延长罗盘使用时间。在进行测量时放松固动螺丝,使磁针*摆动,zui后静止时磁针的指向就是磁针子午线方向。由于我国位于北半球磁针两端所受磁力不等,使磁针失去平衡。为了使磁针保持平衡常在磁针南端绕上几圈铜丝,用此也便于区分磁针的南北两端。
水平刻度
水平刻度盘的刻度是采用这样的标示方式:从零度开始按逆时针方向每10度一记,连续刻至360度,o度和180度分别为N和S,90度和270度分别为E和W,利用它可以直接测得地面两点间直线的磁方位角。
竖直刻度
专用来读倾角和坡角读,以E或W位置为0度,以S或N为90度,每隔10度标记相应数字。
悬锥
是测斜器的重要组成部分,悬挂在磁针的轴下方,通过底盘处的觇板手可使悬锥转动,悬锥中央的尖端所指刻度即为倾角或坡角的度数。
水准器
通常有两个,分别装在圆形玻璃管中,圆形水准器固定在底盘上,长形水准器固定在测斜仪上。
瞄准器
包括接物和接目觇板,反光镜中间有细线,下部有透明小孔,使眼睛,细线,目的物三者成一线,作瞄准之用。
地质方法
在使用前必须进行磁偏角的校正。
因为地磁的南、北两极与地理上的南北两极位置不完全相符,即磁子午线与地理子午线不相重合,地球上任一点的磁北方向与该点的正北方向不一致,这两方向间的夹角叫磁偏角。
地球上某点磁针北端偏于正北方向的东边叫做东偏,偏于西边称西偏。东偏为(+)西偏为(-)。
地球上各地的磁偏角都按期计算,公布以备查用。若某点的磁偏角已知,则一测线的磁方位角A磁和正北方位角A的关系为A等于A磁加减磁偏角。应用这一原理可进行磁偏角的校正,校正时可旋动罗盘的刻度螺旋,使水平刻度盘向左或向右转动,(磁偏角东偏则向右,西偏则向左),使罗盘底盘南北刻度线与水平刻度盘0--180度连线间夹角等于磁偏角。经校正后测量时的读数就为真方位角。
目的物方位的测量
是测定目的物与测者间的相对位置关系,也就是测定目的物的方位角(方位角是指从子午线顺时针方向到该测线的夹角)。
测量时放松制动螺丝,使对物觇板指向测物,即使罗盘北端对着目的物,南端靠着自己,进行瞄准,使目的物,对物觇板小孔,盖玻璃上的细丝,对目觇板小孔等连在一直线上,同时使底盘水准器水泡居中,待磁针静止时指北针所指度数即为所测目的物之方位角。(若指针一时静止不了,可读磁针摆动时zui小度数的二分之一处,测量其它要素读数时亦同样)。
若用测量的对物觇板对着测者(此时罗盘南端对着目的物)进行瞄准时,指北针读数表示测者位于测物的什么方向,此时指南针所示读数才是目的物位于测者什么方向,与前者比较这是因为两次用罗盘瞄准测物时罗盘之南、北两端正好颠倒,故影响测物与测者的相对位置。
为了避免时而读指北针,时而读指南针,产生混淆,放应以对物觇板指着所求方向恒读指北针,此时所得读数即所求测物之方位角。
地质罗盘在无线通信中的应用
在无线网络勘察中,使用罗盘是为了测量基站扇区的方位角。
指示无线环境拍照方位。
有些还可以用于测量天线下倾角。
罗盘中八种不同的气感
巨门气
即是同阴阳卦系,同等辈分的男女结合即是。
如:中女中男长男长女少男少女老父*
他们是同辈分的阴阳相吸,是zui完美的组合。兼向或纳气能纳到巨门气者,会家庭和睦、婚姻幸福、子孙孝顺、身体健康、学业优良、青春永驻、事业顺利、贵人多助。
巨门气因是同阴同阳的卦系,又为同辈份的男女,即为上下、老板员工都会同心协力,互相客气。
例如:丙向,那么从外盘丁上开大门或外盘丁上纳气即是。
武曲气
即是同样的卦系,不同的辈分的两性组合。
如:老父中女*中男长男少女长女少男
他们是同卦系不同辈分的阴阳相吸,家庭也会融洽,夫妻间相互体贴,子女孝顺,敬老尊贤,身体健康,人缘佳,事业顺,会同心同力,但会有尊卑。
辅弼气
即是同样卦系同辈份的同性组合,也即是和自己相同的气的辅佐,故称辅弼气。
如:老父老父**中男中男中女中女
长男长男少男少男长女长女少女少女
他们是朋友的相助。合此局,家庭能共同奋斗,同心协力,为人忠厚,子女孝顺,事业能平稳发展。辅弼是同卦系的气,所以同心,但不相吸,没有吸引力,这样家庭即很难富有,兄弟、父母等即没有什么话讲,事业或做公司即很难进展,财运不佳,若经商是客人不讨厌你,但就是不进去。
贪狼气
是同卦系,不同辈分的同性组合。
如:老父中男*中女长男少男长女少女
此种气若公司请的员工会原地踏步,甚至不如自己。贪狼气因是单性的组合,没有吸引力,又是不同的辈份,助力很少,此种局事业、读书都很困难,要靠自己的努力奋斗。但发展缓慢,家庭内、公司内会有尊卑,弟会尊哥,子女乖巧、老实。
廉贞气
是不同的卦系(即红的与白的结合)辈份差异较小的两性结合。由于是异性的结合为相互吸引,代表人缘好。
如:老父长女*长男中男少女中女少男
廉贞气因为是不同的卦系的男女结合。虽会相互吸引,但由于不同卦系即为不同心,又相互吸引,即在夫妻关系上会同床异梦,会桃花,但表面不会吵,会恩爱,也不会*到家庭,各自都会有崇拜的对象。但由于异性的吸引力大,代表会赚钱,生意尚可。但往往会因投机失败或被异性欺骗而破财,所以做生意的用这种气不能犯桃花,犯桃花即会破财,不犯即OK。
廉贞这种气做生意的会花言巧语,会吹的很大,会赚钱,但不会长久。这样的气小孩读书表面看他很乖,但实际是看一些不着边际的书,会胡思乱想。
文曲气
是不同的卦系辈份差异较大的男女结合。
如:老父少女*少男中男长女中女长男
文曲气虽为异性相吸,人缘不错,但因辈份差异大,较易幻想,不切实际,消极,爱做白日梦,心态浪漫,较不顾颜面,也即是犯桃花会非常的不要脸。婚姻易因*而破裂。喜老牛吃嫩草。右手赚钱左手空,事业、学业不甚理想。其余参考廉贞气。
禄存气
不同的卦系辈份差异小的同性结合。
如:老父长男*长女中男少男中女少女
禄存气因是不同的卦系,是不同心,又同性相斥。这种气家庭成员会各怀心思,不会团结。父子、母女、兄弟、姐妹、婆媳之间易生争执,夫妻感情会不好,易婚姻破裂,有志难伸,消极不思进取,事业难成,人际关系不好,身体不好(即如*相互排斥),多病痛,如再犯八煞,易患中风,癌症等重症。座位、书桌这样放,小孩会不听话,不想读书。
破军气
不同卦系辈份差异大的同性组合。
如:老父少男*少女中男长男中女长女
破军气室辈份差异大,不同卦系,为一不同心,二又相斥(同性别),三是辈份差很多。这种气室太保太妹(即小*)。例如老父是阳卦系zui大的,少男是阳卦系zui小的,同性相斥,读书不好,健康不好,又是老的与小的即是有尊卑,易产生争执打斗。
破军这种气zui凶,易家庭不和,子孙不孝,家庭不生育或偏生单性,夫妻易反目,婚姻易破裂、多病痛、寿不长。若再犯八煞即容易中风,患癌症,意外之灾或车祸等,人缘不佳,事业破败,论财运即是破大财的一种去。
古书上记载罗盘上八种现象
搪
针乱漂为搪针。向东搪:地下有牛猫狗之类骨头;向南搪:地下有咸泉;向西搪:地下东边有坟;向北搪:地下有磁器;中搪:地下有古钟之类。
兑
针不指南北子午,定于一向不动。向东兑:地下有瓦砾之类;向南兑:地下有甘泉;向西兑:地下南边有顽石;向北兑:地下有异常土质;中兑:地下有强磁电缆之类。
欺
针闪转不稳,象怕什么似的。向东欺:地下有靠西处是空虚地;向南欺:地下有异样东西;向西欺:地下北向有古庙鬼怪之类;向北欺:地下有古钟铁器之类;中欺:地下有荒。
沆
针如鸡啄米,上下点头。向东沆:地下有白石,晶石之类;向南沆:地下东南有铁、磁之类;向西沆:地下东南有古井;向北沆:地下有动气之土;中沆:地下有炉、磐之类。
沉
针无活气,如旋动后定住,如此再三。向东沉:有蜂蚁蛇虫之穴;向南沉:地下向南有石器或*;向西沉:地下向西有伏尸;向北沉:地下有棺材;中沉:地下有古冢石灯之类。
逆
针南北倒指闪动不定,或翻针跳起。向东逆:地下有祭记灵物;向南逆:地下东北有异矿;向西逆:地下东有磁器;向北逆:地下西南有白骨;中逆:地下有灰炭之类。
昃
针不指南北或指东或指西。向东昃:地下有石器;向南昃:地下西南有磁器;向西昃:地下有空虚之地;向北昃:地下有金、锡之类;中昃:地下有古器、旧宝。
正
开针不紧不慢稳稳居中三线合一。向东正:西有峰石;向南正:地下西北有水穴;向西正:东有古坟;向北正:地下有金银宝器;中正:百祥捅祉,百世安宁。
罗盘使用禁忌
罗盘使用法:
测量固定物体之方向时:
步骤一:将罗盘持平,并贴近或将罗经边缘平行于被测量物之边缘。
步骤二:滑动转盘,使磁针之钗形头与罗经底座红在线之两点契合。
步骤三:以定位透明线所压之层读出方向。
测量炉向:将罗盘持平。贴近炉子边缘。若炉子为铁制者,则会影响磁针摆度,故需垂直退后二、三尺。以罗经边缘与炉灶边缘平行。滑动转盘,使磁针之钗形头与红在线之两点契合。读出方向。
罗盘座向测量法:如何使用罗盘或指南(北)针来测量房子的座向。
在使用罗盘或指南针之前,有以下几点需先特别注意:
1、必须先将身上的铁器、电器用品(行动电话、随身听)或是会干扰罗盘磁场的物品全部取下。
2、注意测量地点附近没有铁器、行动电话、电线杆、电箱、电塔等会干扰电磁场之物品。
3、罗盘或指南(北)针的盘面必须保持水平,指针不可一边跷起或低下,同时也要注意罗面与盘体的接合处是否密合,不可有松动、破裂。
4、检查罗盘或指南(北)针是否正常,若有弯曲则不得使用。
正确的罗盘拿法:
双手分左右把持著外盘,双脚略为分开。
将罗盘放在胸腹之间的位置上,保持罗盘水平状态,不可左高右低,或者前高后低。
调整罗盘,罗盘上方的十字鱼丝线,需与房子大门保持平行
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6.2.1古地磁采样与测量
(1)样品采集
古地磁研究所采样品必须新鲜,要选择含有铁磁性矿物的*。要准备地质图、地形图、地质罗盘、太阳罗盘、取样机、水罐和水桶、汽油和机油、量杯、铁锤、钎子、定向器、三角板、卷尺、各色油性笔、铅笔、五金工具箱、装样用品、野外记录本等物品。古地磁定向采样方法有两种:机械和手工。机械取样是用轻便式取样机或钻机岩心取样,手工是采用定向标本的取样方法。轻便式取样机取样是古地磁定向采样的常用方法,具有简单快速、短期采集量大的优势。属于同一个地区、几乎在非常短暂的同一地质时间内形成的均一地质体称为采点。一个地质单元可以布置数个或数十个采点,每个采点采集的大块*称为标本。一块标本可加工3~4个样品。
(2)古地磁测量和仪器
古地磁的测量仪器有无定向磁力仪、旋转磁力仪、磁通门式旋转磁力仪和超导磁力仪。如HKB-1型卡帕桥磁化率仪、DSM-2旋转磁力仪和SSM-A2磁通门式旋转磁力仪。HKB-1型卡帕桥磁化率仪能满足磁组构研究的要求,但用DSM-2旋转磁力仪和SSM-ZA磁通门式旋转磁力仪进行构造古地磁研究,对有的样品,精度不高,需要用超导磁力仪来测试。
6.2.2剩余磁性稳定性检验和退磁
(1)剩余磁性稳定性检验
*必须具有剩余磁性,并且包含原生的剩余磁性,这是进行古地磁学研究的必要条件。为此,*剩余磁性的稳定性检验是古地磁学研究中一项十分重要的工作,当前剩磁稳定性检验有野外和实验室两种方法。实验室方法是取每一个标本的样品,采用交变磁场法或加热处理法或恒稳磁场法作导向试验来检验。加热处理法是把样品放在无磁性的炉子中加热到指定温度段,稳定半小时后再使其*到常温,重新用磁力仪测量剩余磁性。
(2)退磁或磁清洗
如上所述,人们所说*中的剩余磁性显然是指*所具有的原生剩余磁性(或称特征剩余磁性)与次生剩余磁性的总和。*剩余磁性的稳定性检验工作只是表明其中所含原生和次生的组分之多寡,而*剩余磁性的退磁或磁清洗工作的主要目的是去掉*剩余磁性中次生的或不稳定的组分,诸如等温剩余磁性、黏滞剩余磁性等叠加在原生组分上的次生组分。虽然在技术方法上基本相似,但是退磁工作要比稳定性检验工作在进程上更为前进一步,直至达到只保留*剩余磁性的原生组分而去掉其中的次生组分为止,并且是所有研究的样品均须进行退磁工作。退磁有交变磁场退磁、热退磁和化学退磁3种方法。
1)交变磁场退磁:所有铁磁性矿物都有几十奥斯特至几千奥斯特的矫顽力,它取决于磁性颗粒的形状、大小、排列方式和内部*。由于*磁矫顽力的范围较宽,实验得知原生剩磁具有较高的矫顽力,次生剩余磁性具有较低的矫顽力。所以,把*样品放在交变磁场退磁仪的支架上推入具有磁*的螺线管中,给*施加以交变磁场来进行退磁,就可以首先去掉软磁成分,而使较硬磁性组分保持不变,也就是使*的剩余磁性在强度和方向上都保持不变,此时样品退磁的交变场值就是*样品退磁zui佳值,即在Zi-jderveld矢量图上直接指向*的zui先一段连线。
2)热退磁:*样品的热退磁过程是在热退磁仪中完成的。单畴颗粒的热剩理论中,弛豫时间的变化可用下面公式表示:
岩相古地理学
式中:A是常数因子;k是波尔兹曼常量;Ja是颗粒的自发磁化强度;h是在位移时克服畴壁的能垒高度;V是能垒的体积,实际上,对单畴颗粒,矫顽力就是能垒;Tb为颗粒的阻挡绝对温度,是当弛豫时间变小时的温度。公式表明,高的阻挡温度的颗粒在室温时有着较长的弛豫时间。于是把样品加热到一定温度段(即Zijderveld矢量图上直接指向*的zui先连接点指示的温度)之后在零磁场中*和退磁,此时剩磁的原生组分保持不变,而次生的组分能够被去掉。
3)化学退磁:化学退磁是20世纪60年代末提出来的,在Collinson(1967)的文章中zui早使用了这个术语。我们知道,红层是古地磁学研究的理想对象之一。红层的主要磁性载体是赤铁矿而不是磁铁矿,通常以两种形式出现:一是小于1μm的细颗粒的红色颗粒,二是较大的多为10μm的黑色镜铁矿颗粒,偶尔也有一定数量的辉铁矿。实验表明,后一种形式难溶于酸,也就是说,细颗粒的红色微粒比黑色颗粒在酸溶液中的溶解度要高些。已知*中不同磁性载体生成于不同的地质时期,因而它们各自带有不同的磁化方向,所以,使用不同浓度以及不同作用时间的酸液来处理*标本,能够区别开不同磁性载体的磁性组分,进而可以清洗掉一些溶解度高的赤铁矿胶结的磁性,保留着镜铁矿中某些带有原生剩余磁性的组分。这就是化学退磁方法的一般原理。实验表明,孔隙率好的红层进行化学退磁的效果较为理想;在化学处理时,标本与酸之间一定要保持足够大的接触面,必要时可在退磁过程中进行加热以促使反应加快。自然,化学退磁工作仍应在无磁场空间中进行。
6.2.3数据处理与资料整理
6.2.3.1*剩余磁性的平均方向和古地磁极位置
*标本的剩余磁性是一个矢量,可以用矢量代数方法求得它们的平均方向。通常对于每个样品的矢量都给以单位权,这样在直角坐标系中每个标本的方向偏角D和倾角I可以用各个样品的方向余弦来表示:
岩相古地理学
图6.4剩余磁性平均方向示意(据Tarling,1971)数字表示不同样品
对于某个地层单位的许多标本和矢量平均方向,可以把各个标本的方向余弦相加,得出它们合成矢量的长度(R)和方向(Dm,Im)如图6.4:
岩相古地理学
岩相古地理学
岩相古地理学
地磁倾角与地磁纬度的关系是:tanI=2tanfm
式中:fw为地磁纬度。
6.2.3.2古地磁方向的精度和离散度的估计
(1)费歇(Fisher)统计
由于*形成的各种条件、地球磁场的长期变化、样品产状的*、剩余磁性的部分不稳定、某些磁性分量的存在以及实验的误差(采样误差和测量误差)等原因都可能引起剩余磁性矢量方向上的分散。
在引起剩磁矢量方向散布的原因中,只有采样误差可以预先估计到。由采样误差所引起剩余磁性方向的测定误差,至少由下列误差组成:①测定磁偏角的误差(αm=0.5°);②地质罗盘仪器误差(αi=1°);③在样品上进行定向画线时的误差(αo=1°);④样品加工时引起的定向误差(αc=1°)。因此,测定剩余磁性的总误差为α=(刘椿,1991)。那么,只有当引起剩余磁性方向分散的其他原因可以忽略不计时,这个1.8°误差才能代表Jn矢量方向的zui小分散程度。
在一般情况下,天然剩余磁性矢量具有很大的固有分散性。为了统计分析这些Jn方向的分布,费歇(Fisher,1953)提出了下列方法。费歇认为,分布形式Cekcosθ与测量某一矢量方向时的随机误差规律相符,其中k是精度,θ是测量所得矢量方向和矢量真正方向的夹角。
岩相古地理学
式中:矢量k也叫作密集度,P是研究区内的总密集度。当完全随机分布时k值为零;当k<3时,其分布无意义。方向彼此都一致时,则k为无穷大。
岩相古地理学
此式中的N是标本数量,也就是方向点的个数;R为合成矢量长度,它的大小可由公式R2=(∑x)2+(∑y)2+(∑z)2决定,其中x,y,z是单位矢量的方向余弦。所以,可以用k来衡量平均方向的精度。
(2)平均方向可靠程序的评定与其离散度的估计
假定矢量有N个测定,它的平均方向由测定得到的矢量相加求出,并且R就是这些矢量的几何和。这时,正如费歇指出的,角θ超出某一数值的概率可由下式来表示:
岩相古地理学
其中α是平均方向和真正平均方向的夹角。
由此对平均方向测定准确度的估计有公式:
岩相古地理学
平均方向和真正平均方向的夹角大于α的概率是p。通常采用p=0.05,并且叫做95%的误差,即对平均方向的偏离在α角之外的概率只有1/20。这时上述公式就可写成:
岩相古地理学
Jn方向的实际分布常常服从费歇分布,存在方向的*偏差(如Jn有两个分量时,Jn的部分不稳定的情形是很重要的,这时Jn的实际分布就不满足费歇分布)。因此,费歇认为统计分析能够用来测定*Jn的稳定性。所以,可用密集度k和信任圆的半顶角α95来量度一套地层单元平均方向是否呈费歇分布或评定磁极平均位置的可靠程度,其地层单元剩余磁性平均方向的密集度k愈大和α95值愈小,意味着费歇分布的可靠程度愈高。当角度很小时,可以近似地用下式求得:
岩相古地理学
不难看出,当N→时,α95→0,那么k的数值是古地磁场方向的zui佳估计。
(3)极点误差与方向误差
当求解各个方向平均方向的准确性α95时,平均方向的倾角误差δI=α95,它与平均倾角I无关。然而,平均方向的偏角误差δD=α95/cosI,也就是与平均倾角I有关。
因此,当应用剩磁方向D+δD以及I+δI来确定古地磁周围的点时,置信圆(α95)可能转变为一个置信椭圆,这个椭圆是以zui接近于平均古地磁极为中心的。同样,以平均古地磁极位置为中心的置信椭圆两极轴的长度可以沿着平均偏角以及与其相垂直的方向来计算,而与之相垂直方向的椭圆误差是δp=1/2α95(1+3cos2φ)。这些均可使用吴氏网作投影图,在作出古地磁极位置的同时也画出置信椭圆来。
(4)Zijderveld矢量图解方法
Zijderveld图解法是样品在退磁过程中各个阶段实测的剩余磁性矢量的变化投影在水平面与垂直面上的一种图解方法。由于这是荷兰人Zijdevreld在1967年zui早使用的一种方法,人们就称其为Zijderveld法。
Zijderveld法作图,通常包括如下步骤:①画出两条彼此互相垂直的坐标线NS和EW线;②标出NS和EW直线上的间隔数值,并使其满足于所测样品的x、y、z或D、I测定值;③由NRM起,依次顺序标出每个退磁阶段(如退磁温度)测出的x、y、z或D、I数值;④将各个数值点连接成线,并找出连线上开始向NS和EW坐标线*的直线端点,此端点所表示的退磁阶段(退磁温度或交变退磁场)就是该类标本所要选取的zui佳退磁数值(退磁温度段或交变退磁场)。
有关Zijderveld矢量图的绘制,可用专门程序绘出图形。
在大地构造的应用方面,上一节已经描述了地磁倾角与地磁纬度的关系,知道测得地磁倾角和剩余磁性的方向,利用产地的地理坐标便可求得古地磁极位置的现今地理坐标。下面重点介绍古地磁中的磁组构资料在构造地质分析中的应用。
磁组构(MagneticFabrics)技术是一种快速、经济和无损伤测量*组构的方法,已被广泛应用于地质和古环境研究(Hrouda,1982;徐柏安,1990;潘永信,朱日祥,1998),用以研究*的磁各向异性(AnisotropyofMagneticSusecptibility,AMS)。*的天然剩余磁化强度显示出的各向异性,通常反映*中铁磁性矿物的择优取向。磁组构的含义是将*磁化率的特征表示为*磁化率椭球体的形状和方向,其表示方法有两种:一是计算各种磁各向异性特征参数;二是建立磁各向异性图。
磁组构研究中各种磁各向异性特征参数的计算如下:
1)平均磁化率(κ):
几何平均:κ=(κ1κ2κ3)1/3
算术平均:κ=(κ1+κ2+κ3)/3
2)磁各向异性度(p):
p=κ1/κ3(Nagata,1961)
3)磁线理(L)与磁面理(F):
磁线理(L):
L=κ1/κ2(Balsley等,1960)
磁面理(F):
F=κ2/κ3(Stacey,1961)
4)椭球形状:
椭球偏心率(E):
E=κ22/κ1κ3
形状因子(T):
T=2(η2-η3)(η1-η3)-1
其中,η1=lnκ1,η2=lnκ2,η3=lnκ3
综上所述,古地磁的研究主要利用*的原生剩余磁性,经过样品采集、古地磁测量、剩磁稳定性检验、退磁和古地磁数据处理,zui后作出数据解释的过程。
6.2.4磁极位置的计算
6.2.4.1古纬度和古地磁极位置
古地磁学中约定把测试结果按轴向地心偶极子场模型表示成古地磁极位置。这个模型就是地磁轴和地理轴一致、磁赤道和地理赤道一致、地球表面上任意一点的磁纬度与地理纬度一致,所以可由磁倾角推算出地理纬度(图6.5)。但是这里指的是地磁场在正常状态下经过105年的时均值,即平滑去长期变化。在地质尺度上认为是瞬时内的地磁极则叫做虚地磁极(VGP)。
图6.6中示出了极位置计算的几何图形。N表示现在地理北极。采样点S的地理坐标经度为λS,纬度为φS,已知该点的平均磁化方向,偏角为Dm,倾角为Im。计算出古地磁余纬度ρo。那么,由球面三角公式可以得到古地磁极P的地理坐标(经度λP,纬度φP)。
在球面三角形NPS中,已知SP=p,SN=90°-φS,其夹角为Dm,依余弦定理:
岩相古地理学
图6.5轴向地心偶极子场(据袁学诚,1991)
图6.6从平均磁化方向计算古地磁极(据袁学诚,1991)字母意义详见文字
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式中β的取值范围0~360°。又根据余弦定理
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当0≤β≤90°,270°≤β≤360°时,cosβ>0,又因cosφScosφP>0,-90°≤φS(φP)≤90°,cosp-sinφS·sinφS>0,cosβ>sinφS·sinφP;当90°≤β≤180°和180°≤β≤270°时,cosβ<0,即cosβ<sinφS·sinφP。从式(6.1)求得β,β取值范围是-90°≤β≤90°。这样,在
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6.2.4.2古纬度和古地磁极位置的计算
(1)古纬度
已知某采样点的平均磁化倾角Im,由公式tanIm=2cotp求得古余纬度p=cot-1(0.5tanIm)古纬度φ=90°-p
(2)古地磁极的位置计算
已知标本产地的经度(λS,φS),平均磁化偏角Dm,倾角Im,以及余纬度p,应用上述推导的表达式,求得古地磁极的位置:
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6.2.4.3古地磁极性的判别
已经证明,古地磁极位置比*磁化方向更接近于轴向对称。所以,用古地磁极位置来判别地磁极性更好些。
新生代古地磁极位置的纬度分布,可分为3个区域,即剩余纬度0°~40°,40°~140°(40°~-50°)和140°~180°(-50°~90°)。落在3个地区的地磁极性分别为正常极性、中间极性(极性过渡式偏移)和反向极性。
新生代以前,特别是前寒武纪,地磁极有可能跨过赤道。这时,就不能用古地磁极在现在地理坐标上的位置来区分地磁极性,而用极移曲线来划分。根据雷德(1972)的定义,由*单元的磁化方向计算的古地磁极(北极)落在能追索到现在地磁北极的极移曲线上及附近区域就称为“正常极性”,南磁极落在这条曲线上及附近就称为“反向极性”,其他均称“中间极性”。
6.2.4.4绘制古地磁极曲线
古地磁极移曲线是研究*漂移和地极迁移的重要工具。将某一稳定地块上,各个地质历史时期的古地磁极位置绘在地理坐标图上,并连成一个曲线或一个带,称为古地磁极移曲线,或称古地磁移轨迹(路径)。这里是把“地块”固定,而认为“极”在移动,所以,它不是地磁极的真实运动,故称为表现(或视)地磁极移(APW)曲线。如果只得到某段时间内各地史时期的古地磁极位置,也可以作出该段时间的古地磁极移曲线。
绘制极移曲线的数据资料,要有一定的选用条件,粗略的标本是:
1)每个采点的数据是由6块以上的样品统计的(6~9块为二级,>9块为一级)。
2)古地磁极位置至少是由5个采点统计的,可以认为消除了地磁场长期变化,或其他地磁场摆动的影响。
3)样品经过退磁处理,建立了磁稳定性,确定出是单成分还是多成分。
4)磁化年龄系由作者认为与*本身的年龄一致的,为乙类;磁化年龄系由其他测年方法推导的,为甲类。
5)采点都在同一个构造块上,而且从原始磁化后没有相对移动。
这些条件虽然不充足,但也不能硬性使用,否则就会淘汰许多资料。因此在编绘极移曲线时,有很大程度的主观判定成分。例如编绘者应当做的事有:①确定构造单元,非本单元的资料不要收入;②判定资料中哪些是加印磁化的;③确定出各资料点的可靠程度大小;④若认为资料的统计方法不合要求,要根据原始数据重新计算。
将符合上述条件的古地磁极位置绘在现在地理坐标图上,按地质历史时期,以现在地理北极为出发点,由新到老按zui小距离原则,将相邻时代的磁极连接起来,就形成一条代表地磁北极的视极移曲线。
如果地质年代相差久远,缺少中间地质时期的古地磁极,则不能硬性连接得到视极移曲线。
视极移曲线有几种表示方法。通常,将一个地块上得到的古地磁极位置绘在有现代经纬度线的地理图上,用一个宽约30°的带子包围各个位置点,或者作出各个位置点的置信A形圆,然后,按置信A形圆的范围勾绘出一个视古地磁极移带。在位置点不多的情况下,也可以简单地用折线将它们连接起来。要求精确时,要用样条函数拟合。
通常,将有年龄资料、数据丰富、有可靠地质依据、置信区间为10°~15°的古地磁极位置点作为主要参考点,其他点只起辅助作用,或者说尚存在着争议。
总之,得到的表观极移曲线要符合地质实际情况,如果两个连续地质单元得到的古地磁极位置距离与按其时间间隔推算的相差很大时,则是不合理的。就是说地质上连续的沉积地层和年代相近的火成岩,它们的古地磁极化位置是相近、连续变化的,否则难以解释。当然极性倒转要另外考虑。
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