说起磁性,大家一定会想到磁铁和指南针。一块磁铁能把铁钉吸引起来,说明它具有一种特殊的力—磁力。远在公元前4世纪的春秋战国时期,中国人就知道磁石具有这种特性—磁性。到了公元前250年的战国末年,中国的祖先用天然磁石做成汤匙状,然后放在刻有方位文字的光滑铜盘上,用它指示方向,这就是世界上最早的指南针,当时叫做“司南”。大约在公元838年,中国首先把指南针用于航海,而且在其他方面,指南针的使用也已相当盛行。直到公元12世纪,中国的指南针才由阿拉伯商人传到欧洲。指南针是我国古代四大创造发明之一,显示了中国劳动人民的智慧,为世界科学技术的发展做出了杰出的贡献。
中国指南针传入欧洲以后,英国人威廉·吉尔伯特进行了大量研究,他在1600年通过实验提出,地球本身就是一个大磁铁,具有南北不同的极性,并在其周围形成了地磁场。这就解释了指南针一端指向地磁南极,另一端指向地磁北极的现象。磁铁没有跟铁钉接触,就能把铁钉吸了起来,就是通过这种看不见、摸不着的传递媒质—磁场发生作用的。地磁场的分布范围很广,从地核到地球以外几万千米的空间都存在。地磁场对地下岩(矿)石也会产生作用,可使没有磁性的岩(矿)石具有磁性,并形成了自己的磁场,这叫做磁化作用。一些铁矿山周围存在很强的磁场就是这种磁化作用的结果。其实,这种现象也早为古人所知。相传“一代天骄”成吉思汗在率领他的骑兵奔驰在乌兰察布草原上时,看见远处一座高山,他们快马加鞭直到山前,却突然感到骏马行动缓慢,举蹄艰难,经一番催促到了山顶,居然定在了那里。后经武士们奋力营救,直至铁马掌全部脱落,骏马才恢复了行动自由。成吉思汗拿起乌亮沉甸的矿石,惊讶地称赞“白云博格都,白云博格都!”(意思是:“宝山啊,宝山!”)。虽然白云鄂博铁矿吸掉成吉思汗马掌的传说无从考证,但白云鄂博铁矿确有非常强的磁性,堪称地壳中的一块大磁铁了。
地球磁力线示意图
催促骏马上山人类是如何根据磁性的特征找到矿藏的呢?在实际中,最容易被磁化的,是那些含有铁磁性矿物的岩石,所以,在这类岩石形成的矿藏和储油构造周围就存在较强的磁场。同样,它又会对一些铁性物质产生影响,这说明地下存在磁力异常。人类就是根据地磁的这种特性,早在17世纪初就想到用罗盘寻找磁铁矿了,到了1915年,法国人制造了精度较高的磁秤,并在圈定磁性岩体、研究地质构造和寻找油气藏中得到了很好的应用。中国于1940年在玉门油矿进行了磁测试验,1952年成立了第一个油气勘探磁力队。此后,队伍不断发展,几十年来,磁力勘探配合其他油气勘探方法,为中国各大沉积盆地的油气勘探立下了汗马之功。