地磁场作为地球本体最基本的物理场，影响着地球上生物的生存和演化过程。地磁场与生物之间的相关性问题已经成为科学界非常关注的焦点。生物地磁学作为一门新兴交叉学科，从全新的视角指导人们来认识地磁场对生命活动的影响及其在生物演化过程中所扮演的重要角色。本论文选择动物的地磁导航定向进行研究，通过矿物磁学的研究方法对动物体内感知地磁信息的“磁受体”进行磁性颗粒的探测定位，并对其生物体内矿化机理进行初步研究。　　 通过对信鸽样品的详细磁学研究，确定出在信鸽喙部上皮组织中含有磁铁矿颗粒。饱和等温剩磁(SIRM)获得曲线和交变退磁曲线结合很好地反映出磁性颗粒为软磁成分；SIRM5K升温曲线和SIRM300K降升温循环曲线在120K附近的Verwey转换的出现可以确定该软磁成分为磁铁矿；SIRM5K在5-20K区间的快速衰减反映出磁铁矿粒度主要为超顺磁范围。此外，室温SIRM数据揭示信鸽磁铁矿的含量可能具有性别差异。　　 利用已建立的磁学指标，本论文对多种蝙蝠体内可能存在的磁铁矿进行探测定位。对马铁菊头蝠和犬吻蝠样品的室温磁学研究表明蝙蝠头部确实含有载磁矿物，而且以磁铁矿等软磁性成分为主。SIRM显示蝙蝠的脑组织内含有的磁性矿物比头骨内含有的高。对中华山蝠的低温磁学研究表明中华山蝠头部可能存在极少量的磁铁矿。中华山蝠在人造磁场中的定向行为实验充分地说明中华山蝠在迁徙过程中使用地磁极性罗盘导航。　　 针对磁铁矿的体内矿化机理的研究中，开展了磁铁矿的矿化前体-铁蛋白重构铁核实验。对模拟体内生理条件合成的重构铁蛋白的电子透射显微镜和磁学研究表明：生理条件下成功获得重构铁蛋白。重构铁蛋白具有水合氧化铁(ferrihydrite)的内核，并且在低温下具有单畴颗粒的载磁能力，其阻挡温度在20K附近。低温磁滞回线测量发现：在3 K温度上，磁滞回线出现细腰形状，可能主要是由于样品中存在部分低矫顽力的矿物相造成的，但是也不能排除粒度的影响。当温度升高到室温，呈现超顺磁状态。由于铁蛋白纳米颗粒表面或内部存在着非互补自旋，从而引起在强外加场(5T)下不饱和，显示出很大的矫顽力。这些重构水合氧化铁内核铁蛋白的进展为下一步磁铁矿内核的构建，以及深入认识生物体内矿化机理、揭开生物地磁导航之谜积累了重要资料。　　 实验研究表明，磁学测量方法尤其是低温磁学技术是生物地磁研究中非常有效的工具，能够给出生物体内磁性矿物的位置、物相成分、粒度和相互作用等重要信息。结合生物科学的发展，有理由相信生物地磁学将是一门具有诱人前景的新研究领域。