发展历史

在地史年代被磁性矿物记录下来的地磁场称为古地磁。19世纪，人们就发现古代的陶瓷炉窑的碎片中保留有微弱磁性。研究表明，这些陶瓷片中含有磁性矿物，烧制时受到高温失去磁性，在冷却过程中受地磁场影响又获得了磁性，这种磁性称之为热剩磁。热剩磁的发现开始了古地磁学在全球构造研究中的实际应用，为大陆漂移说的复兴创造了契机。后来在沉积岩中也发现了沉积剩磁，即磁性矿物在水介质条件下下沉，并在地磁场方向上重新排列，固结在沉积物中，随成岩作用而保存在岩石中。

近些年来，古地磁学的研究进展很快，并已经运用到确定岩石的地质年代。研究岩石的磁性时，人们发现地球磁场经常发生倒转(即地质历史时期地磁场方向与现代的相反)。经研究又发现，根据岩浆岩测出的近400万年的地磁极性变化年表与根据来自深海钻孔的沉积物所测出的地磁极性变化表是一致的。这说明地球磁场的倒转是全球性的、周期性的。目前以岩石的磁化方向作为标志(与现代地磁方向一致的极性称为正向，方向相反的极性称为逆向)已经建立起最近450万年期间的“地磁极性年表”。因此，测定岩石的极性，确定该极性的延续时间，并通过与已知的标准值对比，就可以推算该岩石的形成年代。地磁年代表对恢复海洋盆地沉积物原貌特别有效。

地磁场的倒转

地磁场的倒转是古地磁研究取得的重要成果之一。第一块反向磁化的岩石标本是法国人布容1906年在法国中央山脉地区的熔岩中发现的，以后在世界各地陆续发现。20世纪30年代，日本的松山发现日本本土古近纪以后的岩石一半是正向磁化，另一半是反向磁化。后来又证实，反向磁化现象从寒武纪后，所有地质年代都能够观测到。迄今为止，所研究的岩石约50%是在与现代地磁场近似相反方向上被磁化的。这是由于地磁场在地质时期内发生了多次的极性反转造成的。正常和反转磁化岩石的发生率各占50%左右，说明地磁场具有任一极性的几率是相等的。有人认为这种现象是岩石自发“反转”磁化造成的。自发反转磁化又称为“自逆”。它产生的原因是岩石中存在两种磁性组分A和B，如果组分A的居里点比B的高，且二者都有较大的磁化率。岩石在外磁场作用下，从高温冷却下来时，当温度下降经过A的居里点时，A获得与外磁场相同方向的磁化强度。温度再降低到B的居里点时，B组分同时受到A组分的磁场和地磁场的磁化。由于A，B组分很近，A的磁场远比地磁场的强，B主要受A磁化而获得与地磁场方向相反的磁化强度。如果冷却后，B组分的磁化强度大于A或者后来A组分受化学作用消失磁性或有选择的被移走，B组分就表现出明显的反转磁化。从上面介绍的看，造成岩石“自逆”的条件是非常苛刻的。要想达到50%的几率是很难叫人相信的。

地磁场倒转的真实性，已被在冰岛熔岩中和北太平洋深海岩芯中的测定jI：作所证实。。另一个令人信服的证据来自前面已经讲过的烘烤接触极性试验。各个地质时期都观测到多次极性倒转，但二叠纪除外，发现它很长时期都以反极性为主。