古地理学地球物理依据火成岩和沉积岩中都含有细粒的磁性矿物，这些磁性矿物在冷却沉积过程中，都受当时地球磁场的作用

成岩以后，这些古磁场特征，包括磁极方向及对纬度高低起指示意义的磁倾角大小，便保存在岩石中

对不同年代的岩石作古地磁测定，可确定当时磁极的位置和采样地点的古纬度

各大陆不同年代岩石样品的古地磁测定表明，地球的磁极位置是在不断移动的，而且从不同大陆上的岩石中所测到古磁性磁极的移动路径不一，说明各大陆的相对位置随著时间的推移在变化，这是大陆漂移说和板块构造说的重要依据

古地磁测定表明，如今位于热带地区的印度次大陆，在石炭纪时曾有过大规模冰川，原因是当时它与现代的非洲、南美洲、澳大利亚都处在南半球接近南极圈的高纬度处

同位素分析依据的氧同位素有3种：16O、17O、18O

其中17O含量极小，可忽略不计

不同环境中的水，其18O与16O含量之比（18O/16O）是有差异的，陆上水体中18O/16O的值均小于大洋水体中18O/16O的标准平均值

离海洋蒸发源愈远，水体中的此值愈小

以大洋水中的18O/16O，标准平均值为准，各种水体中的18O/16O值与大洋水中的18O/16O标准平均值之差可以18O表示，18O值受温度的影响

现代南、北极地的冰盖是由各个不同时期的降雪积累、压实而成的，测得不同时期冰层中的18O值，即可往复各时期冰原的古气温

对格陵兰西部世纪营100年的冰层作逐年的氧同位素分析，推得百年来的气温变化，与邻近气象站的实测记录相符

13000年来的冰层18O含量变化表明：约在距今10000年前，18O值急剧增高，标志着冰期的结束；冰后期的“暖期”即“大西洋期”（见表），18O值高于现代；距今4000年左右以来，伴随着短期振动，18O值稍呈减低的趋势，与全球气温的缓慢转冷相符

对深海沉积物中构成有孔虫残骸的CaCO3作氧同位素测量，为往复第四纪以来古海水温度和大陆冰盖的变化提供了可靠的证据

18O进入到CO中的比重受温度的影响，水温增高，碳酸盐溶解量降低，浓集效应降低；水温降低，浓集效应增高，因而测得不同时期沉积层中有孔虫残骸18O值，即可以计算出有孔虫生存时期的海水温度

冰期来临，大陆冰盖扩展，18O含量低的淡水大量滞留在冰盖中不再回归大洋，大洋水中的18O含量显著增高，有孔虫介壳中的18O含量也随之增大

这两类效应是同向的、叠加的，使各大洋深海有孔虫沉积物的18O变化曲线对第四纪以来全球性的冷暖变化能有比较确切的反映

对极地冰盖和洋底有孔虫残骸的18O的测定，为往复第四纪古温度提供了至今最为完整的全球性定量数据

同位素分析方法在研究洞穴沉积物、树木年轮等方面也取得了较好成果

所采用的同位素还有1H与2H、12C与13C等

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