T-GSC 008-2024 火山巖磁化率各向異性測量技術(shù)規(guī)范

01.040.01D00/09

Specification

for

2024-01-02

T/GSC

008-2024 前 言.......................................................................................................................................................引 言.......................................................................................................................................................Ⅳ火山巖磁化率各向異性測量技術(shù)規(guī)范

......................................................................................................... 11

適用范圍..................................................................................................................................................... 12

規(guī)范性引用文件......................................................................................................................................... 13

術(shù)語和定義................................................................................................................................................. 14

規(guī)范總則..................................................................................................................................................... 35

野外采樣要求............................................................................................................................................. 36

測量磁化率各向異性的儀器..................................................................................................................... 57

磁化率各向異性的統(tǒng)計方法..................................................................................................................... 68

成果編制..................................................................................................................................................... 6附錄

A（資料性）火山巖磁化率各向異性采點信息表............................................................................. 7附錄

B

Jelinek

統(tǒng)計表................................................................................ 8附錄

C（資料性）采點磁化率各向異性參數(shù)統(tǒng)計表

................................................................................. 9圖

1

巖心坐標(biāo)系............................................................................................................................................. 4圖

2

樣品定向方法與定向標(biāo)記..................................................................................................................... 5IIT/GSC

008-2024 本文件依據(jù)

1.1—《團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫指南》的有關(guān)要求編寫。本文件按照

GB/T

—

給出的規(guī)定起草。所、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、浙江師范大學(xué)、中國地質(zhì)調(diào)查局昆明自然資源綜合調(diào)查中心、江西省地質(zhì)局核地質(zhì)大隊、核工業(yè)

本文件起草人：黎廣榮、郭福生、沈忠悅、侯增謙、吳懷春、姜勇彪、周萬蓬、吳志春、朱孔陽、董進(jìn)、衛(wèi)巍、陳渠、龐文靜、張萬良、張宏輝。考慮到本文件中的某些條款可能涉及專利，中國地質(zhì)學(xué)會不負(fù)責(zé)對任何該類專利的鑒別。本文件首次制定。IIIT/GSC

008-2024 磁化率各向異性是巖石的重要物理性質(zhì)之一，有完整的理論體系。作為一門實用性勘察技術(shù)，其有廣泛的應(yīng)用性，如解決巖漿巖的流動方向、尋找古火山口的位置、判定沉積巖形成時的古水流方向等。由于磁化率各向異性的測量要比巖石組構(gòu)測量更快，精度更高，所以它的應(yīng)用愈加廣泛。當(dāng)前國內(nèi)外尚無磁化率各向異性的測量技術(shù)的規(guī)范文件，其研究與應(yīng)用很大程度與個人的工作經(jīng)驗有關(guān)。本文件的建立有助于加強火山巖地區(qū)區(qū)域地質(zhì)、礦產(chǎn)資源的地質(zhì)勘查研究，對磁化率各向異性測量過程中野外采樣、數(shù)據(jù)處理及結(jié)果應(yīng)用起到規(guī)范作用，也有利于解決僅憑個人經(jīng)驗確定采點品數(shù)量、巖心數(shù)量、數(shù)據(jù)分析等造成的對比研究及引用困難等問題。T/GSC

008-20241 適用范圍本文件規(guī)定了火山巖磁化率各向異性測量技術(shù)要求，包括野外采樣要求、測量磁化率各向異性的儀器、磁化率各向異性的統(tǒng)計方法等。本文件適用于地質(zhì)調(diào)查及礦產(chǎn)資源勘查過程中，對火山巖開展的古火山構(gòu)造研究及調(diào)查工作。2 規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T958-2015 區(qū)域地質(zhì)圖圖例GB/T12343.1-2008 國家基本比例尺地圖編繪規(guī)范 第

1

部分：1：25、1：50000、1：000

地形圖編繪規(guī)范DZ/T0001-91 區(qū)域地質(zhì)調(diào)查總則

1：50

000DZ/T0126-94固體礦產(chǎn)鉆孔地質(zhì)數(shù)據(jù)文件格式DZ/T0179-1997 地質(zhì)圖用色標(biāo)準(zhǔn)及用色原則

1：

0003 術(shù)語和定義GZ/T0391—

界定的術(shù)語和定義以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1磁化率

磁化率是表征物質(zhì)在外磁場中被磁化程度的物理量。物質(zhì)在外磁場中將被磁化，其磁化的程度用“感應(yīng)磁化強度”這一物理量（

）來描述。在相同的外磁場中，不同物質(zhì)的磁化程度亦不相同，磁化率（k）就是描述其磁化難易程度的度量值。磁化率的計算公式如下：磁化率=

感應(yīng)磁化強度/

磁場強度

/米（A/m）。磁場強度是外加磁場的強度，單位是安培/A/m3.2磁化率各向異性

Anisotropy

of

（AMS）磁化率各向異性是指磁性物質(zhì)的磁化率在不同方向上具有不同的數(shù)值或性質(zhì)。具體來說，當(dāng)外部磁場施加在各向同性巖石上時，巖石對磁場的響應(yīng)在所有方向上是相同的，而對于各向異性材料T/GSC

008-2024來說，磁化率會在不同的方向而有所變化。磁化率各向異性在地質(zhì)領(lǐng)域中的應(yīng)用極為廣泛，可以用定向排列及韌性變形。3.3磁滯回線

Hysteresis

Loop外磁場強度周期性變化時，強磁性物質(zhì)磁滯現(xiàn)象的閉合磁化曲線。它表明了強磁性物質(zhì)反復(fù)磁化過程中磁化強度或磁感應(yīng)強度與磁場強度之間的關(guān)系。磁滯回線是鐵磁性物質(zhì)和亞鐵磁性物質(zhì)的一個重要的特征，順磁性和抗磁性物質(zhì)則不具有這一現(xiàn)象。3.4視磁化率

Apparent

視磁化率是認(rèn)為感應(yīng)磁化強度是由外磁化場所產(chǎn)生的，有限物體受外磁場磁化時，由于受物體退磁作用的影響，測量得到的磁化率往往比物體真正的磁化率要小。該測得的磁化率被稱為視磁化率。3.5主磁化率

Principle

磁化率橢球的三個軸對應(yīng)的磁化率即為主磁化率。通常把主磁化率表示為最大、中間和最小磁化率（k、k和

k3.6磁化率橢球體

Ellipsoid磁化率橢球體是描述物質(zhì)在外加磁場作用下所表現(xiàn)出的磁響應(yīng)性質(zhì)的一種幾何模型。它是一個長軸、中軸和短軸分別對應(yīng)磁場三個方向的橢球體。3.7磁化率橢球體形狀因子

Ellipsoid

Shape

Factor磁化率橢球體形狀因子是描述橢球體形狀的一個參數(shù)。通常用形狀因子

T

來表達(dá)，T

是橢球體lnk-lnk-lnk)/(lnk-lnk)

T

指示壓扁狀組構(gòu)，T

長狀組構(gòu)，T=0

為等軸狀組構(gòu)。3.8磁疇

Domain磁疇是指磁性材料中具有相同方向的磁矩分布區(qū)域。在一個磁性材料中，由于相鄰的原子或分T/GSC

008-2024子磁矩之間存在相互作用，磁矩傾向于在一定范圍內(nèi)形成有序的排列，這些有序排列的區(qū)域就是磁疇。每個磁疇內(nèi)的磁矩方向基本上是一致的，而不同的磁疇之間的磁矩方向則可以不同。磁疇的大小可以從幾納米到幾微米不等。在沒有外部磁場作用時，磁疇內(nèi)的磁矩方向是隨機的，整個材料的磁矩總和為零。但是在外部磁場的作用下，磁疇會趨向于沿著磁場方向重新排列。4規(guī)范總則4.1目的任務(wù)通過規(guī)范測量過程和數(shù)據(jù)處理，可以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和可比性，促進(jìn)火山巖的磁化率各向異性研究和應(yīng)用。同時，本文件可以為地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的研究提供數(shù)據(jù)支持，為火山活動的預(yù)測和評估提供科學(xué)依據(jù)。因此，編寫本文件旨在推廣及標(biāo)準(zhǔn)化火山巖磁化率各向異性測量技術(shù)，提高火山巖磁化率各向異性研究的水平和質(zhì)量，促進(jìn)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。4.2基本原則在一定面積的火山巖區(qū)域內(nèi)，利用磁化率各向異性開展火山構(gòu)造、熔巖流動方向、斷裂構(gòu)造等研究時，所采巖心樣品要有代表性與廣泛性，其結(jié)果要反映火山機構(gòu)的整體面貌及磁化特征。5野外采樣要求5.1

巖心定向數(shù)據(jù)的野外采集

A

受到影響，使用附錄

A

的太陽羅盤表格。在此建議使用磁羅盤與太陽羅盤共同定向，可以使用無磁性油墨的記號筆或者鉛筆在巖心上標(biāo)注方位。由于室內(nèi)的磁化率各向異性測量儀器對鐵磁性物質(zhì)靈敏度較高，在巖心采集、切割等過程中，不得使用鐵質(zhì)工具。5.2

定向巖心樣品大小andHrouda，，Theanisotropy

of

rock）的基礎(chǔ)上，建議以下尺寸（誤差建議在

2mm）：（1）立方體：邊長

2.0cm。（2）圓柱體：直徑

2.5cm，高

2.1cm。5.3

采點密度平均

1

平方公里

4

個采點或者一條熔巖流一個采點，在特別情況下可以加密。T/GSC

008-20245.4

單個采點的巖心樣品數(shù)量5~10

米的范圍內(nèi)，采集定向巖心樣品數(shù)量

6~8

個，巖心樣品均勻分布在采點中。5.5

輔助測試參數(shù)要求為了獲得巖石樣品的載磁礦物及磁疇狀態(tài)，每種巖性每

個巖心需要測量

1

1條磁化率-溫度曲線。如果巖心少于

個，則每種巖性需要測量

2

條磁滯回線和

2

條磁化率-溫度曲線。5.6

標(biāo)本的采集5.6.1 樣品的采集方法具體有兩種方法：（1）使用輕便取樣鉆機采集巖心。巖心鉆機鉆到要求的深度后，拔出鉆頭，插入巖心定向器，使磁羅盤緊靠定向盤的一邊，轉(zhuǎn)動定向器使羅盤處于水平狀態(tài)。此時可讀出巖心反傾向的方位及傾角。同時在定向器定向槽內(nèi),用黃銅絲在巖心上刻畫出反傾向線（即基準(zhǔn)線）,然后取出巖心，標(biāo)記出向下的箭頭標(biāo)。巖心在實驗室內(nèi)加工成

2.1cm

長的圓柱狀巖心樣品。有的定向器的刻槽表示走向或傾向（走向與圖

1

中的

X

方向在水平面投影上相垂直；反傾向與圖

1

中的

X

方向在水平面投影上

φ2.5×2.1cm的坐標(biāo)系就確定了。反傾向線為

x

軸,向下標(biāo)線為

z

軸（圖

1，圖

2a

x

z

2b,2c）。采樣鉆頭必須使用無磁的合金鉆頭。圖

1

巖心坐標(biāo)系T/GSC

008-2024理不清的火成巖,

20×20cm

理不清的火成巖,

20×20cm

的水平面，然后在水平面上畫出多條南北方向線，（22標(biāo)記北方向，以便于室內(nèi)鉆取樣品或切割樣品。②任意面產(chǎn)狀要素法：在取樣面的標(biāo)志面上，標(biāo)出多條傾向線，并測量出其傾向的方位及傾角。在室內(nèi)垂直于標(biāo)本的標(biāo)志面鉆取圓柱樣品或切成立方體樣品時,要保存原標(biāo)本的標(biāo)志面，或切得與其相平行的面作為標(biāo)志面。標(biāo)志面上的傾向線,在樣品上就是其樣品坐標(biāo)系的

x

軸，標(biāo)志面向下方向就是樣品坐標(biāo)系的

z

軸，y

軸依右手坐標(biāo)系即可確定在樣品上。取定向樣品的同時，還需測量采樣點附近地層的產(chǎn)狀要素：傾向及傾角，以備坐標(biāo)轉(zhuǎn)換之用。5.6.2采樣點的選擇確保采樣時選取新鮮部位的露頭巖石，且露頭未經(jīng)移動。火山巖往往會形成高山。避免在山頂取樣。在嚴(yán)重覆蓋地區(qū)或人文活動較多的地段，如采集第四紀(jì)火山沉積物樣品時，切不可受人工堆積物的干擾，應(yīng)避開曾有人工堆積物的露頭。一般在河床、陡崖、公路、采石場等處較合適。6 測量磁化率各向異性的儀器（ （測量儀器需要達(dá)到以下指標(biāo)：

10.2%

（ （體磁化率靈敏度優(yōu)于

-8

SI；（3）工作磁場強度大于

。目前絕大多數(shù)工作者都使用卡帕橋磁化率儀?？ㄅ翗虼呕蕛x是一種利用磁感應(yīng)法測量巖礦石及其他材料磁化率與磁化率各向異性的儀器。與無定向磁力儀測試磁化率各向異性時做法相同，為了提高測量精度、減小測量誤差，取

15

個測量位置，即取得

15

個方向的磁化率，然后利用最小二乘法原理得出

6

個獨立分量的統(tǒng)計平均值，實際工作中，磁化率儀基本上都是自動換位置，測量時只需三次更換樣品位置。以捷克

AGICO

MFK1

卡帕橋磁化率儀為代表，該儀器靈敏度較高，重復(fù)精度達(dá)±0.2%，并且配有串行接口，可與微機聯(lián)機，操作使用也很方便。測量儀器

2

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