磁性

环境样品磁性测量比较复杂，有的要在实验室外加强磁场测量人工剩磁，除此之外是测量样品的天然剩磁和磁化率。在古地磁研究中，还需要确定磁化强度的稳定性、居里点、饱和磁化强度和矫顽磁力。4.4.2.1 环境样品磁化率测量环境样品类似于土壤样品，不研究样品的磁化方向。环境样品在外磁场中受感应，产生的磁化强度（M）与外加磁场（H）的比值（κ）称样品的磁化率。环境地球物理学概论环境样品的磁化率，可用体积磁化率（κ）和质量磁化率（χ）表示，两者的关系为环境地球物理学概论式中：ρ为物质的密度，g/cm3，χ单位记作SI（χ），m3/kg；它与CGS制的关系为χ（SI）=4π×10-3χ（CGSM）。岩石或者环境样品的磁化率都是外加磁场的函数，只是在弱磁场中（即地磁场中），这种磁化才可以看成是线性的。在地球科学研究中，不仅研究岩石磁化率的数值，而且要研究磁化的方向性。岩石或样品的磁性测量，原则上讲，凡能测量磁场分量的磁力仪，如悬丝式磁力仪，无定向磁力仪，磁通门磁力仪和卡帕桥等，都可以用来测量磁化率。只是所能达到的精度不同而已。从测量方法来讲，测量岩石（或样品）磁性的方法主要有静态法和磁感应法。无定向磁力仪测量属静态法，激励场源为稳定场，卡帕桥测量属感应法，激励场源为交变场。其他测量方法，基本上由此派生。无定向磁力仪，灵敏度高（可达10-8），但对场地环境要求严格，受干扰因素较多，现在已经很少应用。（1）卡帕桥仪磁化率测量方法在地磁场中测量样品磁性，是比较方便的常用的磁感应方法。常用的仪器有捷克的KLY-1型，KLY-2型和KLY-3型以及我国的HKB-1型，KLY-2型和KLY-3型为数字式读数。主要用于测量岩石的磁化率。仪器（以KLY-1型为例）主要由交流电桥组成，桥路由四个线圈S、S′、W1、W2构成四臂，如图4.4.1所示，S为测量线圈，测量样品放入其中；S′为平衡线圈，内有小的铁氧体，可上下移动，调节电桥的平衡，W1、W2是差动变压器的两个次级绕组；图中Am1、Am2、Am3为放大器；Dm为检波器，G为970Hz交变电压，M1、M2为读数显示装置。打开仪器，在样品放入测量线圈之前，先要使用电位器P，调节电桥平衡，样品放入S后，电感增大，电桥失衡，再调节分压器Dr和电位器B，使电桥重新达到平衡，可以读出磁化率值。测量之前要做好样品，环境样品准备与土壤样品准备类似，将风干之后的颗粒样品放入高4 cm，直径7～8 cm的无磁性材料制成的容器，一般为塑料或玻璃容器。装填要均匀，表面要平整，并称重量，记录容积。图4.4.1 Kly-1型卡帕桥原理图（2）磁通门仪磁化率测量法使用的仪器为WCL-1型轻便磁化率测量仪，可以测量样品，也可现场测量，仪器为率表读数，测量范围为10×10-6CGSM～3CGSM，分辨率为5×10-6CGSM。测量样品一般装入高4 cm，直径为7～8 cm的塑料或玻璃盒内，进行测量。4.4.2.2 天然剩磁测量方法天然剩磁的测量仪器现在应用的主要是磁能门磁力仪，美国的DSM-1，2型数字旋转式仪，美国的Mini-Spin和WSW型无定向磁力仪。其中旋转式磁力仪应用较多。旋转磁力仪的原理是在线圈内或磁通门系统附近磁化样品，连续旋转所产生交变电压振荡。输出电压的振幅正比于旋转轴垂直的磁矩分量，而电压的相位则利用被测分量的方向与样品的参考方向之间的关系来确定。总矢量可由样品绕第二个正交轴旋转得到，实际上是样品依次绕三个轴旋转以取得NRM所有分量的平均值，从而减少样品的非均匀性的影响。当标本绕z轴旋转时，可测得标本总磁矩U在xOy平面上的投影Uxy的大小及与x轴的夹角φyz与φzx，整理得标本的磁矩Uy和剩余磁化强度Mr。环境地球物理学概论由测得的相位角可计算Mr的偏角和倾角。磁化率仪在测定岩石标本时，将标本放在有电流的线圈旁，由于磁感应能量的变化而产生附加电动势，从而测定岩石磁化率。磁化率仪只能测定岩石的磁化率，但测定快速方便，因而应用较广。

问题一：铁矿石有磁性吗 铁矿石包括很多矿物或强或弱都有磁性,磁性大小用比磁化系数表示； 其中 磁铁矿（Fe3O4）是具有类似铁的强磁性，其比磁化系数在10000cm^2/g以上,用吸铁石或常见的筒式弱磁选机能吸起； 其他如赤铁矿Fe2O3、褐铁矿Fe2O3.nH2O、菱铁矿FeCO3，是弱磁性，比磁化系数仅100~50之间，需在磁场强度10000高斯的强磁场下才能吸起； 问题二：赤铁矿石有磁性吗 赤铁矿石主要成分 问题三：赤铁矿是否有磁性 大多数赤铁矿是弱磁性的，弱磁机（低于3000Oe)不能吸起，需用强磁机（10000 0e）才能吸到。 在磁铁矿和赤铁矿的混合矿石中，有一种由磁铁矿变成的假象赤铁矿，因晶体结构还保留着磁铁矿的尖晶石型结构，磁性比磁铁矿略低，但用弱磁机可以回收。 问题四：怎么分辨磁铁矿与赤铁矿？ 铁矿是铁矿石统称，包括磁铁矿石（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3)、菱铁矿（FeCO3)等。磁铁矿为钢灰色、具磁性，易选。赤铁矿为樱红色，磁铁矿、黄铁矿等氧化后为赤铁矿，赤铁矿含水分子后称为“褐铁矿”。 赤铁矿的化学成分为Fe2O3，晶体属三方晶系的氧化物矿物。赤铁矿，是氧化铁的主要矿物形式，铁主要由赤铁矿冶炼。西文名称来源于希腊文“血”的意思，意指这种矿物常常是红色的。它是一种铁的氧化物，是铁的主要矿石矿物。 磁铁矿的化学成分为Fe3O4，晶体属等轴晶系的氧化物矿物，晶体常呈八面体和菱形十二面体、 *** 体呈粒状或块状。完好单晶形呈八面体或菱形十二面体，呈菱形十二面体时，菱形面上常有平行该晶面长对角线方向的条纹。 *** 体为致密块状或粒状。颜色为铁黑色，条痕呈黑色，金属光泽或半金属光泽，不透明，无解理，摩氏硬度5.5-6，比重4.8-5.3。因为它具有强磁性，中国古代又称为慈石、磁石、玄石。是矿物中磁性最强的，能被永久磁铁吸引，中国古代的指南针司南就是利用这一特性制成的。氧化后变为赤铁矿或褐铁矿。 问题五：赤铁矿与磁铁矿 1.磁铁矿 磁铁矿（Magnetite）是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe3O4，是Fe2O3和　FeO　的复合物。FeO 31.03%，Fe2O3 68.97%或含Fe 72.2%，O 27.6%，等轴晶系。单晶体常呈八面体，较少呈菱形十二面体。在菱形十二面体面上，长对角线方向常现条纹。 *** 体多呈致密块状和粒状。颜色为铁黑色、条痕为黑色，半金属光泽，不透明。硬度5.5～6.5,比重4.9～5.2, 无解理，脉石主要是石英及硅酸盐。具有强磁性。还原性差，一般含有害杂质硫和磷较高。在选矿（Beneficiation）时可利用磁选法，处理非常方便；但是由于其结构细密，故被还原性较差。经过长期风化作用后即变成赤铁矿。2.赤铁矿 赤铁矿（Hematite）赤铁矿为无水氧化铁矿石，其化学式为Fe2O3，理论含铁量为70%。这种矿石在自然界中经常形成巨大的矿床，从埋藏和开采量来说，它都是工业生产的主要矿石。由其本身结构状况的不同又可分成很多类别，如赤色赤铁矿（Red hematite）、镜铁矿（Specularhematite）、云母铁矿（Micaceous hematite）、粘土质赤铁（Red Ocher）等。 赤铁矿含铁量一般为50%～60%，含有害杂质硫和磷比较少，还原较磁铁矿好，因此，赤铁矿是一种比较优良的炼铁原料。赤铁矿有原生的，也有野生的，再生的赤铁矿的磁铁矿经过氧化以后失去磁性，但仍保存着磁铁矿的结晶形状的假象赤铁矿，在假象赤铁矿中经常含有一些残余的磁铁矿。有时赤铁矿中也含有一些赤铁矿的风化产物，如褐铁矿（2Fe2O3・3H2O）。赤铁矿具有半金属光泽，结晶者硬度为5.5～6，土状赤铁矿硬度很低，无解理，相对密度4.9～5.3，仅有弱磁性，脉石为硅酸盐。 自然界中Fe2O3的同质多象变种已知有两种，即α-Fe2O3和γ-Fe2O3。前者在自然条件下稳定，称为赤铁矿；后者在自然条件下不如α-Fe2O3稳定，处于亚稳定状态，称之为磁赤铁矿。 综上所述,故炼铁矿时多用赤铁矿. 问题六：铁矿石有磁性吗 铁矿石包括很多矿物或强或弱都有磁性,磁性大小用比磁化系数表示； 其中 磁铁矿（Fe3O4）是具有类似铁的强磁性，其比磁化系数在10000cm^2/g以上,用吸铁石或常见的筒式弱磁选机能吸起； 其他如赤铁矿Fe2O3、褐铁矿Fe2O3.nH2O、菱铁矿FeCO3，是弱磁性，比磁化系数仅100~50之间，需在磁场强度10000高斯的强磁场下才能吸起；

　　磁场强度在历史上最先由磁荷观点引出。类比于电荷的库仑定律，人们认为存在正负两种磁荷，并提出磁荷的库仑定律。单位正点磁荷在磁场中所受的力被称为磁场强度H。后来安培提出分子电流假说，认为并不存在磁荷，磁现象的本质是分子电流。自此磁场的强度多用磁感应强度B表示。但是在磁介质的磁化问题中，磁场强度H作为一个导出的辅助量仍然发挥着重要作用。 　　磁场强度单位为安培每米。