精选
对于铁磁性物质，其初始磁化强度(M)为零，在外场(H)激发下会发生磁化现象。当场足够大时，其磁化强度达到饱和(Saturation magnetization, Ms)。使得磁化强度达到饱和时的临界场称之为饱和场(Hsat)。此时逐渐减小外场，M并不沿着初始的磁化曲线减小，而是滞后于外场的变化，称之为磁滞(hysteresis)现象。如果让外场在+H和-H之间做周期性变化，M-H曲线就是一条闭合的曲线，称之为磁滞回线(Hysteresis loop)。
与磁滞现象相对应的叫做非磁滞现象（Unhysteresis），也就是场可以加得很大，场去掉，M = 0。看起来，顺磁性物质就具有典型的非磁滞行为。SP颗粒也具有这种性质。
由于M和H不同步变化，当H = 0时，M却不为零，这个遗留的磁化强度叫做剩磁Mr。正是因为有剩磁的存在，磁性颗粒在地磁场磁化后，保留和当时地磁场相关的信息。如果磁性颗粒都是顺磁或超顺磁行为，肯定无法进行古地磁研究了。
通过磁滞回线的测量，可以得到诸多磁性参数，包括饱和磁化强度Ms、剩余磁化强度(Mrs)、矫顽力(Hc或者Bc)、初始磁化率、和高场顺磁磁化率等。磁滞回线的形态与磁性颗粒的磁畴状态和矿物类型等密切相关。
我们先看最简单的SD颗粒的磁滞回线。
对于拉长型的SD颗粒，其长轴就是易磁化轴。我们沿着长轴来加场，让M平行于长轴，此时就是饱和状态（Ms），因为M不会随着H增大而增大。由于有HK的影响，我们逐渐减小H到零，M还会保持其饱和状态，所以此时的剩磁与Ms相等：
Mrs = Ms
然后我们反向加场，直到H = -HK时，M就会180°反向排列，达到反向饱和状态。之后我们再正向加场，当H = HK时，M又会180°偏转回正向状态，从而整体形成一个矩形回路。
这种矩形的磁滞回线并不多见，如果碰到了，就说明磁性颗粒很可能真的是排列得很好的拉长型SD颗粒。而且加场方向应该平行于它们的长轴方向。
垂直方向的短轴是难磁化轴，也就是说M在这个方向不容易维持，如果没有外场，受到能量最小化原理控制，M就会偏转向易磁化轴，从而在短轴方向的M分量为零。所以，我们看到的所谓磁滞回线就显得非常单薄。实际上就是没有磁滞行为，剩磁也为零。
如果有很多拉长型的SD颗粒，它们的长轴在空间中随机分布，这时候，我们通过空间积分的方式得到上图的这种典型的磁滞回线。此时，Mr = 0.5* Ms，HC = 0.5 * HK。
现在我们遇到了三种情况都没有剩磁：顺磁物质、超顺磁物质、以及沿着拉长型SD颗粒的短轴磁化。这三种情况下，对应的矫顽力为零Hc = 0。
上图展示了一组沿着定向排列磁细菌不同方向测量的磁滞回线。磁细菌体内含有成链状分布的纳米级磁小体（磁铁矿）。整体上，这些链状分布的磁小体等效于一个拉长状具有单轴各向异性的SD磁铁矿。磁小体的排列方向就是其易磁化轴方向。在外场作用下，这些磁细菌会定向排列，从而整个样品具有明显的各向异性特征。平行于磁细菌的排列方向，其磁滞回线类似于一个矩形，具有最大的矫顽力。在垂直方向，其矫顽力最小。
实测的定向排列磁小体磁滞回线与真正的矩形磁滞回线还存在着差别，这种差别主要来源于磁细菌的非完全定向排列。即使如此，该研究能够反应出具有单轴各向异性(uniaxial single domain, USD)颗粒，在不同测量方向上磁滞回线的特征。
除了磁化率，矫顽力也和颗粒的大小密切相关。
SP颗粒的矫顽力为零，SD颗粒的矫顽力最高。对于球形的SD磁铁矿颗粒，其矫顽力约为20 mT，拉长型的SD颗粒，其矫顽力> 20 mT。跨越SD颗粒后，磁畴状态逐渐向涡旋状态及PSD/MD转化，矫顽力会随着粒径的增大逐渐减小到几个mT。
可见，矫顽力这个参数也可以被用来研究磁畴状态，进而推断磁性颗粒的大小。比如们研究一个剖面，从上往下，样品的矫顽力逐渐减小，这到底代表着什么？
首先我们必须要判断SP颗粒是否存在显著影响。可以通过测量频率磁化率，以及CBD处理等方式达到这一目的。如果发现SP颗粒影响不明显，那么就符合矫顽力减小，磁性颗粒的粒径会增大这个规律。如果SP颗粒含量很多，就属于SD+SP的组合模式，SP含量越高，矫顽力也就越低。
自然界中经常会是几种磁性矿物的组合，最为典型的就是高矫顽力和低矫顽力矿物组合，这种组合方式会产生一种叫做细腰型（Wasp-waist shape）的磁滞回线。比如SP+SD组合、磁铁矿和赤铁矿的组合等等。
这是因为当具有不同矫顽力的磁性矿物混合时，在低场和高场，这些矿物的贡献不一致。比如，在低场，SP和MD颗粒对场的变化反应敏感，而在高场，SD的贡献会逐渐加强，整体造成细腰形的磁滞回线。
矫顽力的不同即可以由粒径变化引起，也可以由矿物种类的变化引起。一般来说，反铁磁性矿物的矫顽力比铁磁性的要大。因此，当混合赤铁矿和磁铁矿时，也会造成细腰型的磁滞回线。值得注意的是，和SP+SP磁铁矿混合颗粒相比，赤铁矿和磁铁矿的混合颗粒具有更高的矫顽力。
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