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2014(3)地球物理学-复习提纲

2014(3)地球物理学-复习提纲
2014(3)地球物理学-复习提纲

复习提纲

绪言

1、何为地球物理勘探(简称物探)?

2、物探方法与地质方法的主要区别?

3、何为物探方法的局限性和多解性?

4、工程与环境物探的特点?

第一篇 地震勘探

一、地震波动力学

1、何为地震波的动力学特征和运动学特征?

3、纵波和横波的特点?

4、振动图和波剖面的区别与联系?

5、傅立叶变换的物理意义?

6、在层状介质传播过程中,地震波的能量损耗有哪些形式?用公式表述?

7、介质的吸收取决于哪些因素?

8、子波和大地滤波作用的定义?

9、惠更斯原理、费马原理及视速度定理的内容?

10、平面波法线入射情况下得出什么结论?P26

12、何为地震勘探的横向和垂向分辨率?推导其公式。

二、地震波运动学

1、什么叫直达波、反射波、折射波、透射波?

2、折射波的存在条件?

3、反射波的存在条件?

4、斯奈尔定律的表述形式?它有什么意义?

6、(单一水平界面、单一倾斜界面、多层水平界面情况下)反射波的时距曲线特点?

7、(单一水平折射层、单一倾斜折射层、多个水平折射层情况下)折射波的时距曲线特点?

8、绕射波的时距曲线特点?

9、为什么折射波又叫首波?

10、在时距曲线上,直达波、反射波、折射波有什么关系?

11、什么叫折射波的相遇时距曲线和互换时?P46

12、怎样从折射波的相遇时距曲线判断界面的倾斜方向?P46

13、(从时距曲线上、地下的传播路径上、地面的出射点上)反射波和折射波有什么区别? 简答:(1)从时距曲线上:反射波是双曲线;折射波是不经过原点的直线;

(2)从地下的传播路径上:折射波在层面上传播,而折射波直接反射到达地表接收点。

(3)从地面的出射点上:折射波出射点比反射波出射点远。

14、从视速度定理的角度回答为什么直达波、折射波时距曲线是直线,而反射波非直线? 简答:视速度定理αcos *V

V =,真速度不变,根据射线在地表的出射角度是否变化可判定

地表的视速度是否变化,因在时距曲线上视速度为斜率的倒数。

15、在多层水平层状介质中,怎样根据直达波和折射波的时距曲线形态求地下各层的埋深和速度?

16、怎样根据单一水平层状介质的反射波时距曲线求地下岩层的速度和埋深?

三、地震勘探的地质基础

1、密度、孔隙度、地层埋深、地质年代等与地震波速度的关系?

2、地震波速度和弹性常数的关系?

答:,

λ,为拉梅常数和剪切模量,ρ为介质的密度。

式中, μ

当密度增大时孔隙度减小,弹性模量的增大量远大于密度的增大,因此,速度增大。实际岩土介质是一个粘弹性介质,速度的变化除与弹性常数有关外,还与介质的粘滞系数和波的频率有关。

四、地震反射波法

1、阐明有效波、干扰波的概念及其相对意义。

2、画图表示怎样用综合平面图表示观测系统。

3、说明您对多次覆盖观测系统的理解。

4、什么叫最佳接收地段?反射波的最佳接收地段应怎样选取?

6、请说明多次覆盖的基本原理。

14、 理解地震勘探反滤波的目的。

15、为什么要进行静校正?静校正有什么特点?

16、野外一次静校正怎样进行?需要什么资料?

17、为什么要进行动校正?动校正怎样进行?

18、为什么动校正后会产生波形畸变?

20、为什么要进行偏移处理?

21、怎样从反射的观点理解偏移?

22、怎样从广义绕射的观点理解偏移?

23、怎样从波场的观点理解偏移?

24、严格按照控制点画图表示背斜在水平叠加剖面上的几何形态以及振幅特征。并说明背斜的曲率和埋藏深度对其在水平叠加剖面上形态的影响。

25、严格按照控制点画图并说明曲率中心分别在地表以上、在地表上以及在地表以下的向斜在水平叠加剖面上的几何形态以及振幅特征。

26、什么叫滤波?数字滤波处理的目的?

27、什么叫线性时不变滤波器?

28、理想滤波器在频率域的特点及其分类?

29、叠加速度谱是怎样制作的?

五、地震折射波法

1、怎样利用0t 差数时距曲线法反求界面的埋深和速度?该方法有什么适用条件?

2、折射波法有哪些应用?

六、瑞雷面波

1、瑞雷面波的基本特点。

2、怎样理解面波的频散特征。

第二篇电法勘探

1、电法勘探的定义及分类?

一、电阻率法的基础知识

1、影响岩土介质电阻率的因素有哪些?

2、纵向电导和横向电阻的含义及其公式表述形式?

2、一个点电流源的电场具有什么特征?电流密度、电场、电位的表述式?

3、请说明电阻率是怎样测定的?

6、说明视电阻率和真电阻率的区别?

7、怎样根据视电阻率反推地下低阻或高阻体的存在?写出公式。并说明利用该公式反推地下低高阻时有哪些假设?为什么?

8、在非均匀介质中电流场具有什么特点?实质是什么?

9、研究电流密度随深度的分布规律有怎样的意义?影响探测深度的主要因素是什么?

二、电阻率剖面法

1、电阻率剖面法的总体特征是什么?有哪些分类?

2、联系“联合剖面法”方法的命名说明“联合剖面法”的总体特征及主要适用范围?

3、联系“中间梯度法”方法的命名说明“中间梯度法”的总体特征及主要适用范围?

4、联系“对称四极剖面法”方法的命名说明方法的总体特征及主要适用范围?

5、电阻率剖面法和电阻率测深法有什么区别?

6、表土电性不均匀对视电阻率曲线有什么影响?怎样消除?

7、地形对视电阻率曲线有什么影响?怎样消除?

8、比较在联合剖面法、中间梯度法、对称四极剖面法中装置系数的表达式有什么不同?

9、联合剖面法的两条视电阻率与对称四极剖面法的视电阻率曲线有什么关系?

10、什么叫复合对称四极剖面法?它有哪些应用?

三、电阻率测深法

1、什么叫电阻率测深法?

2、画图说明两层、三层、四层地电断面的电测深曲线类型及其特点?

3、电测深曲线的首支、中段、尾支各有什么特点?

4、电测深曲线为什么会存在等价现象?

5、说明纵向电导等价的原理?在什么类型的测深曲线中会出现?

6、说明横向电阻等价的原理?在什么类型的测深曲线中会出现?

7、在纵向电导和横向电阻等价中存在的一个前提条件是什么?

8、根据纵向电导图可以知道什么信息?为什么?

因为纵向电导在数值上等于层厚除以电阻率,当研究区域横向电阻率比较均匀时,则纵向电导值就反映层厚度的变化。在S的剖面图中,横坐标是测点位置,纵坐标为纵向电导,则纵向电导的大小就反映高阻标准层的起伏。在S的平面等值线图中,在纵横坐标表示的研究区域内,等值线的值小表明高阻标准层的埋深浅,等值线的值大表明高阻标准层的埋深大。

9、电测深曲线通常绘制在双对数坐标系内,有什么优点?

测深曲线的极距AB/2由小到大成倍增加,小自数米大到几千米。如果用直角坐标表示,则无法选择作图比例尺。因为比例尺大时,图纸太长;比例尺小时,小极距或浅层电阻率又表现不出来。而对数坐标的特点是:相差倍数相同的任意两数之间距离相等,例如2和4、3和6、100和200皆差两倍,每一组数在对数坐标上的距离都相同。故使用对数坐标,既能把小极距又能把大极距时的视电阻率变化表现清楚。

10、比较电阻率剖面法和电阻率测深法的坐标系有什么不同?

11、在制作电测深曲线理论量板时,电阻率和距离都要进行归一化,怎样归一化?这样做有什么好处?

凡是电阻率均用1 规一化,凡是距离均用1h 规一化。规一化后可将自变量的个数减少,从而减少量板的数量。

12、两层电测深曲线怎样解释?

13、三层电测深曲线怎样解释?

14、在用量板法进行测深曲线解释时,如果所选取的量板与实际不符,要根据纵向电导或横向电阻等价原理进行校正。请举两例分别说明两种等价现象的校正过程。

15、请画图说明怎样根据复合对称四极剖面法判断基岩的起伏情况及基岩相对上覆岩层电阻率的高低?

四、充电法

1、请说明充电法的基本原理及应用条件。

2、充电法的曲线特点与探测地质体的关系?

充电法中电位曲线的极大值点和电位梯度曲线的零值点对应地下良导低阻体的位置。

3、说明充电法都有哪几种测量方法?怎样进行?

五、自然电场法

1、过滤电场的原理?

2、怎样根据过滤电场判断地下水的流向及地表水与地下水的补给关系?

3、扩散电场的原理?

4、氧化还原电场的原理?

5、说明什么叫山地电场?

六、激发极化法

1、什么是激发极化效应?

2、说明电子导体激电场的成因。

3、说明离子导体激电场的成因。

4、激发极化法中的测量参数。

5、激发极化方法的分类。

地球物理学基础复习资料(白永利)

地球物理学基础复习资料 绪论 一.地球物理学的概念,研究特点和研究内容 它是以地球为研究对象的一门应用物理学,是天文学,物理学与地质学之间的 边缘学科。 地球物理学应用物理学的原理和方法研究地球形状,内部构造,物质组成及其 运动规律,探讨地球起源,形成以及演化过程,为维护生态环境,预测和减轻地球 自然灾害,勘探与开发能源和资源做出贡献。包扩地震学,地磁学,地电学,重力 学,地热学,大地测量学,大地构造物理学,地球动力学等。 研究特点:1.交叉学科地球物理学由地质学和物理学发展而来,随着学科 本身的发展,它不断产生新的分支学科,同时促进了各分支学科的相互交叉,加 强了它与地球科学各学科之间的联系。2.间接性都是通过观测和研究物理场的 信息内容实现地质勘查目标,研究的不是地质体本身,而是其物理性质。3 多解 性正演是唯一的,而反演存在多解。不同的地质体具有不同的物理性质,但产 生的物理场可能相同。不同的地质体具有相近的物理性质,由于观测误差,物理 场的观测不完整以及物理场特点研究不够,产生多解。不同的地质体具有相同的 物理性质,即使知道了地质体的物性分布,也无法确定其地质属性。 地球物理学的总趋势:多学科综合和科学的国际合作。 二.地球物理学各分支所依据的物理学原理和研究的物性参数。 地震学:波在弹性介质中的传播。地震体波走时,面波频散,自由振荡的本征 谱特征 重力学:牛顿万有引力定律。地球的重力场和重力位 地磁学:麦克斯韦电磁理论。地磁场和地磁势。 古地磁学:铁磁学。岩石的剩余磁性。 地电学:电磁场理论。天然电场和大地电场 地热学:热学规律,热传导方程。地球热场,热源。 第一章太阳系和地球 一.地球的转动方式。 1.自转地球绕地轴的一种旋转运动,方向自西向东,转速并非完全均匀,有微小变化。 2.公转地球绕太阳以接近正圆的椭圆轨道旋转的运动。 3.平动地球随整个太阳系在宇宙太空中不停地向前运动。 4.进动地球由于旋转,赤道附近向外凸出,日月对此凸出部分的吸引力使地 轴绕黄轴转动,方向自东向西。这种在地球运动过程中,地轴方向发生的运动即 为地球的进动。 5.章动。地轴在空间的运动不仅仅是沿一平滑圆锥面上的转动,地轴还以很小 的振幅在锥面内,外摆动,地球的这种运动叫章动。 二.地球的形状及影响因素。 地球为一梨形不规则回转椭球体。 影响因素:1.地球的自引力---正球体;2.地球的自转----标准扁球体;3.地球内 部物质分布不均匀--不规则回转椭球体

2020地球物理学基础作业05及参考答案

1. When a bell is struck with a hammer, it vibrates freely at a number of natural frequencies. The combination of natural oscillations that are excited gives each bell its particular sonority. In an analogous way, the sudden release of energy in a very large earthquake can set the entire Earth into vibration, with natural frequencies of oscillation that are determined by the elastic properties and structure of the Earth’s interior. The free oscillations involve three-dimensional defo rmation of the Earth’s spherical shape and can be quite complex. Before discussing the Earth’s free oscillations it is worth reviewing some concepts of vibrating systems that can be learned from the one-dimensional excitation of a vibrating string that is fixed at both ends. Any complicated vibration of the string can be represented by the superposition of a number of simpler vibrations, called the normal modes of vibration. These arise when travelling waves reflected from the boundaries at the ends of the string interfere with each other to give a standing wave. Each normal mode corresponds to a standing wave with frequency and wavelength determined by the condition that the length of the string must always equal an integral number of half-wavelengths (Fig. 3.16).As well as the fixed ends, there are other points on the string that have zero displacement; these are called the nodes of the vibration. The first normal (or fundamental)mode of vibration has no nodes. The second normal mode (sometimes called the first overtone) has one node; its wavelength and period are half those of the fundamental mode. The third normal mode (second overtone) has three times the frequency of the first mode, and so on.Modes with one or more node are called higher-order modes. 当用一把锤子敲击一个钟时,钟会以一系列的固有频率自由的颤动。被激 发的固有震动的联合给每个一钟独特的音响。与此相似,在一个大地震中能量 的突然释放可以使整个地球颤动,这种颤动的固有频率决定于弹性性质和地球 内部的结构。自由振荡涉及地球球面形状的三维变形,可能相当复杂。在讨论 地球的自由振荡之前,有必要回顾一下振动系统的一些概念,这些概念可以从 两端固定的一维振动的激发中学习。 弦的任何复杂的弦振动都可以用一些简单振动的叠加来表示,称为简正振动。当从两端的边界反射出的行波相互干涉以产生驻波时,就会产生这种现象。 每一个简正模态对应于一个驻波,它的频率和波长取决于长度必须等于半波长的 整数的弦(图3.16)。在弦上还存在一些除固定端外的具有零位移的其他点,这 些被称为振动的节点。第一个简正(或基本)模态振动没有节点。第二个简正 模态(有时称为第一谐波)有一个节点,它的波长和周期是基态的一半。第三 个简正模态(第二谐波)的频率是第一模态的三倍,一个或多个节点的模态称 为高阶模态。 2. Explanation of nouns (20points) surface wave(面波):沿界面及界面一定深度范围内传播的一类地震波,振幅随 深度增加而衰减,能量集中在介质分界面并沿分界面传播,包括瑞利波,勒夫 波和斯通利波。dispersion(频散):面波速度随着周期(或频率)而变化而 变化,成为面波频 散。在记录中面波是很多列波的叠加,随着到时的先后,各相位的周期逐渐改变。 第1页共7页

《应用地球物理学》前言报告

《应用地球物理学》前言报告 岩石物理技术在石油应用: 岩石物理学就只一门以岩石为研究对象,以物理学位研究手段的新学科。岩石是构成地球的最重要的材料,地球的结构和运动学性质必然与岩石的各种物理性质密切相关。岩石物理学是研究岩石在地球内部特殊环境下的各种行为及其物理性质的,针对油气勘探和储藏的岩石物理性质的研究是岩石物理学研究中较为成功的例子。 岩石或地质体中流体的运移,涉及到成岩作用、石油天然气开采等一系列问题,各国科学家都对这些问题给予了高度重视。 例:1:研究岩石中流体运移过程中由不同尺度研究问题组成的研究框架,是岩石物理学中正问题研究的典型例子。先从矿物尺度研究矿物及其晶粒的输运特性,从微观角度研究矿物的微结构和渗透性、矿物之间的孔隙以及矿物变形对这些输运过程的影响;然后研究岩石作为矿物集合体的输运特性,主要研究岩石内部微破裂和孔隙的发展、孔隙的几何情况、密度,以及它们的空间分布;第三则集中研究那些连通的裂纹和孔隙,因为只有形成了连通网络的裂纹和孔隙才对输运过程有较大的影响。最后,将以上三个方面综合,可以得到作为岩体或地质体的输运特性,从而对其流体的流动情况做出估计。 例2:岩石的水压裂或岩石的热开裂。人们通过向地下注水,或者对地下岩石加热,改变矿物晶粒间以及岩石内部的微破裂状态,从而改变岩体或地质体的渗透性。这是将岩石物理学知识应用与实践中的一个典型例子。在石油开采方面曾广泛采取水压致裂技术,水压致裂是通过向岩石注入高压液体来改变岩石中裂纹的状态,但其主要作用是使原来的裂纹扩展长度,对增加裂纹密度所起的作用有限。岩石的热开裂则是岩石受热后,由于组成岩石的各种矿物热膨胀不同,导致矿物边界出现裂纹。热开裂能改变岩石内部的微观结构,既增加裂纹的长度,又能增加裂纹的密度,在一定条件下,可以明显改变岩石整体的输运特性,在石油开采等方面有着潜在的应用前景。 岩石物理学的研究方法: 首先,实验是岩石物理学的最基础的研究方法。其做法主要是:第一,采集各种有地质意义的岩石,在实验室中分别研究各种因素对其物理性质的影响,将大量的实验结果统计归纳得到经验关系式。第二,在建立合理而简化的数学物理模型的基础上,将由实验得到的经验关系外推到实际地球问题中去。因为若没有合适的模型,而只是简单地把实验室小尺度实验得到的结果外推到大尺度的自然界,常常会出现错误的结论。 其次,由于岩石物理学的研究涉及众多诸如地质学、地球物理学、油储地球物理学、地球化学等学科,也涉及众多的基础学科领域,如力学、声学、流体力学和电磁学等。岩石物理学是一门高度跨学科的学科分支,这就决定了岩石物理学中,对于所研究的岩石的不同物理性质,必然要用到上述相应的学科中对应的物理方法和手段。 岩石物理技术在油气勘探领域具有重要作用,随着大数据时代的到来,将计算岩石物理与勘探方法相结合,将会成为一种趋势。主要是基于两个方面的考量:其一,计算机模拟已经成为了物理实验并行的实验方法;其二,岩石各种性质与尺度有关,这在一般的物理学中是根本不会碰到的问题。矿物可以近似地看成是

固体地球物理学

固体地球物理学 (学科代码:070801) 一、培养目标 本学科培养德、智、体全面发展,具有坚实的地球物理理论基础和系统的专业知识,了解固体地球物理学和与其相关学科发展的前沿和动态,能够适应二十一世 纪我国经济、科技和教育发展的需要,并具有较熟练的实验技能和较强的动手能力,具有较全面的计算机知识,具有独立从事该学科领域研究和教学能力的高层次人 才。 二、研究方向 1. 地震学、 2. 地球动力学、 3. 岩石物理、 4. 应用地球物理学、 5. 城市地球物理学 三、学制及学分 按照研究生院有关规定。 四、课程设置 英语、政治等公共必修课和必修环节按研究生院统一要求。 学科基础课和专业课如下所列。 基础课: GP15201★地球内部物理学★(4) GP15202★ 地球动力学★(4) GP15203★地球物理反演★(4) 专业课:

GP14201 计算地震学(3) GP14202 地球物理学进展(4) GP14203 地震学原理(4) GP15210 地震勘探(3) GP15211 定量地震学(4) GP15212 地震偏移与成像(4) GP15213 工程地震学(4) GP15214 岩石本构理论(4) GP15215 应用地球物理学(3) GP15216 地球内部电性与探测(4) GP15218 现代计算机与网络应用(3) GP15219 固体力学(4) GP15220 城市地球物理学(3) GP15701 地球物理高级实验(2) PI05204 工程中的有限元法(3) GP16201 固体地球物理理论(4) GP16202 地球科学中的近代数学(4) GP16203 地球科学前沿讲座(4) 备注:带★号课程为博士生资格考试科目。 五、科研能力要求 按照研究生院有关规定。 六、学位论文要求 按照研究生院有关规定。

840-地球物理学基础

840-《地球物理学基础》考试大纲 一、试卷满分及考试时间 试卷满分为150分,考试时间为180分钟。 二、试卷的内容结构 地震学 60% 地磁学 40% 三、试卷的题型结构 填空题 20% 分析题 80% 四、考察的知识及范围 1、地震学 正确理解地震烈度、震级、地震频度、震中距、震源、震中、波阵面、射线、入射角、出射角、视入射角、视出射角、费马原理、球对称介质、本多夫定律、SNELL定律、高速层、低速层、正演、反演、传播速度、质点振动的位移、质点振动的速度和加速度、面波频散、相速度和群速度等概念。 在无源的情况下,建立无限均匀弹性介质中的波动方程及其解,掌握均匀平面波,非均匀平面波以及球面波之间的关系、矢量场分解及其运算,球面波的分解。掌握平面波在介质表面的折射和反射,非均匀平面波叠加形成面波的理论基础,以及自由表面瑞利面波和勒夫面波的频散特性。

以几何地震学为基础,分析近震射线及走时方程,建立首波的形成相关概念及波阵面方程。分析球对称介质中的射线特征与走时曲线的关系,确定地球内部速度分布的公式。 地震学以观测为基础,应了解地震仪的主要组成及工作原理,掌握摆的固有运动与地面运动之间的关系。另外,掌握地方震、近震、远震的射线传播路径、以及各类震相的运动学和动力学特征,学会识别简单的震相,以及利用地震记录定性判地震类别。再次,在测震学中,震级标定和用一个台或三个以上台进行地震定位是必须掌握的内容之一。 2、地磁学 地磁场的构成、地磁标势的通解、高斯系数的确定方法、高斯分析的本质内容;主磁场的起源、分布特点、西向漂移,磁极、地磁极;地壳磁异常特征、地磁异常的正演和反演、海底磁异常特征、居里温度;影响地磁场变化的因素、变化磁场的分类、地磁指数、Sq傅里叶系数确定球谐系数、典型磁暴的发展过程。

应用地球物理学习题答案.docx

一、名词解释 1地震勘探:是以不同岩石、矿石间的弹性差异为基础,通过观测和研究地震波 在地下岩石中的传播特性,以实现地质勘查目标的一种研究方法。 2震动图:用μ~t 坐标系统表示的质点振动位移随时间变化的图形称为地震波 的震动图。 3波剖面图:某一时刻 t 质点振动位移μ随距离 x 变化的图形称之为波剖面图。 4时间场:时空函数所确定的时间 t 的空间分布称为时间场。 5等时面:在时间场中,如果将时间值相同的各点连接起来,在空间构成一个面,在面中任意点地震波到达的时间相等,称之为等时面。 6横波:弹性介质在发生切变时所产生的波称之为横波,即剪切形变在介质中传 播又称之为剪切波或 S 波。 7纵波:弹性介质发生体积形变(即拉伸或压缩形变)所产生的波称为纵波,又 称压缩波或 P 波。 8频谱分析:对任一非周期地震阻波进行傅氏变换求域的过程。 9波前面:惠更斯原理也称波前原理,假设在弹性介质中,已知某时刻 t1波前面上的各点,则可把这些点看做是新的震动源,从 t 1时刻开始产生子波向外传播, 经过t 时间后,这些子波波前所构成的包拢面就是t1+ t 时刻的新的波前面。 10视速度:沿观测方向,观测点之间的距离和实际传播时间的比值,称之为视 速度。 V* 11观测系统 :在地震勘探现场采集中,为了压制干扰波和确保对有效波进行√× 追踪,激发点和接收点之间的排列和各排列的位置都应保持一定的相对关系,这种激发点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系,称之为观测系统。

12水平叠加:又称共反射点叠加或共中心点叠加,就是把不同激发点不同接收 点上接收到的来自同一反射点的地震记录进行叠加。 13时距曲线:一种表示接收点距离和地震波走时的关系曲线,通常以接收点到 激发点的距离为横坐标,地震波到达该接收点的走时为纵坐标。 14同向轴:在地震记录上相同相位的连线。 15波前扩散:已知在均匀介质中,点震源的波前为求面,随着传播距离的增大, 球面逐渐扩展,但是总能量保持不变,而使单位面积上的能量减少,震动的振幅将随之减小,这称之为球面扩散或波前扩散。 二、判断题 1.视速度小于等于真速度。× 2.平均速度大于等于均方根速度。× 3.仅在均匀介质时,射线与波前面正交。× 4.纵波和横波都是线性极化波。× 5.地震子波的延续时间长度同它的频带宽度成正比。× 6.倾斜界面情况下,折射波上倾方向接收时的视速度等于下倾方向的视速度。× 7.折射波时距曲线是通过原点的直线,视速度等于界面速度。× 12.瑞雷面波是线性极化波。× 8.折射波的形成条件是地下存在波阻抗界面。× 9.对水平多层介质,叠加速度是均方根速度。√ 10.从各个方向的测线观测到的时距曲线极小点位置,一般可以确定反射界面的 大致倾向。√ 11.相遇观测系统属于折射波法的观测系统√

中科院地球物理学

中科院研究生院硕士研究生入学考试 《地球物理学》考试大纲 本“地球物理学”考试大纲适用于中国科学院研究生院固体地球物理与地球动力学等专业的硕士研究生入学考试。“地球物理学”是相关学科专业的基础理论课程,它的主要内容包括地震学、重力与固体潮、地磁学、地热学及海底扩张与板块构造等部分。要求考生对其基本概念有比较深入的了解,掌握基本原理、方法及一般应用。 一、考试内容 (一)介质弹性与波动理论基础 1.弹性介质、应力与形变 2.弹性介质中的波动传播方程 3.弹性介质中的平面波与球面波 4.界面的影响 5.射线理论 (二)地震学基础 1.断层错动和地震波激发 2.地震仪与地震观测记录,地震的烈度、能量和震级 3.地震发震时间与震源位置的基本确定方法 4.地震体波的走时、振幅与理论地震图 5.球面层中地震体波的走时和地球内部基本构造 6.各种常见震相标示规则及其射线路径 7.地震面波的波动方程、频散方程和上地幔结构 8.地球的自由振荡 (三)地球势理论基础 1.地球重力位与地球形状 2.地球重力异常与地球内部构造 3.地球的固体潮 4.地球磁场的一般性质 5.岩石磁性与古地磁 6.地磁成因 7.地磁感应与地球内部的电导性 (四)热流与地球内部温度 1.热传导、热对流与热辐射 2.大地热流

3.热流方程的简单应用 4.地球内部温度 (五)大陆漂移、海底扩张和板块构造 1.大陆漂移与洋底扩张学说 2.板块构造与运动的基本理论与方法 3.地幔对流的基本理论 二、考试要求 (一)介质弹性与波动理论基础 1、了解并掌握地震波的弹性介质理论基础:弹性力学对介质的四个基本假定,应力与形变的基本定义,应力方程的推导过程以及包括杨氏模量与泊松比在内的五个弹性常数之间的相互关系; 2、熟练推导弹性介质中的波动传播方程,掌握纵波与横波的传播特征,了解其速度与密度及相关弹性常数的相互关系; 3、掌握弹性介质中的平面波与球面波的传播特征,特别是在简谐波情况下的振动与传播特征的异同; 4、了解界面的存在对入射纵(横)波、反射纵(横)波及折射纵(横)波的影响,并且掌握平面纵(横)波转播过程中折射系数与反射系数、转换系数的推导; 5、了解地震波射线理论中的费马原理,Snell定律,射线常数、本多夫定律、首波路径、首波临界角等基本概念。 (二)地震学基础 1、了解天然地震基本成因和断层错动激发地震波的基本概念;了解地震仪与地震观测记录的基本原理;了解地震烈度、能量和震级的基本定义;掌握地震发震时间与震源位置的测定原理与基本方法; 2、对于单个水平界面、单个倾斜界面及多层界面,掌握直达波、反射波与首波的走时方程的推导过程;掌握非匀速介质中迴折波参数方程形式的走时公式的推导,了解在不同速度分布函数的形式下,走时曲线的特征;了解平面层中体波的能量与振幅的关系并掌握在平面简谐波情况下的推导,了解直达波、迴折波、反射波与首波情况下,传播过程中的能量发散过程,以及自由界面对入射平面波的能量分配过程的影响等;简单了解地震体波的振幅受到哪些因素的影响以及利用广义射线理论求解理论地震图的基本原理; 3、掌握球面层中地震体波的射线参数方程与本多夫定律等的推导,不同的速率—深度分布曲线情况下对应的地震射线及其走时方程的推导,并了解正常及特殊情况下的走时曲线特征,掌握走时反演的古登堡方法与赫格罗兹—贝特曼—威歇特方法的一般原理与推导过程; 4、了解并掌握常用地震震相的标示规则及其传播过程中的射线路径、走时及振幅特征; 5、了解地震面波与地震体波在传播过程中的异同点,掌握洛夫波与雷利波的传播特征及在一些简单模型下的波动方程和频散方程;了解地震面波的频散方程及其所反映的地球内部构造,了解并掌握群速度与相速度的基本概念及其相互关系推导与计算方法;

地球物理学基础复习资料.docx

绪论 一.地球物理学的概念,研究特点和研究内容 它是以地球为研究对象的一门应用物理学,是天文学,物理学与地质学Z间的边缘学科。 地球物理学应用物理学的原理和方法研究地球形状,内部构造,物质组成及其运动规律,探讨地球起源,形成以及演化过程,为维护生态环境,预测和减轻地球自然灾害,勘探与开发能源和资源做出贡献。包扩地震学,地磁学,地电学,重力学,地热学,大地测量学,大地构造物理学,地球动力学等。 研究特点:1?交叉学科地球物理学由地质学和物理学发展而来,随着学科本身的发展,它不断产生新的分支学科,同时促进了各分支学科的相互交叉,加强了它与地球科学各学科之间的联系。2.间接性都是通过观测和研究物理场的信息内容实现地质勘查目标,研究的不是地质体本身,而是其物理性质。3多解性止演是唯一的,而反演存在多解。不同的地质体具有不同的物理性质,但产生的物理场可能相同。不同的地质体具有相近的物理性质,由于观测误差,物理场的观测不完整以及物理场特点研究不够,产生多解。不同的地质体具有相同的物理性质,即使知道了地质体的物性分布,也无法确定其地质属性。地球物理学的总趋势:多学科综合和科学的国际合作。二?地球物理学各分支所依据的物理学原理和研究的物性参数。 地震学:波在弹性介质屮的传播。地震体波走时,而波频散,自由振荡的本征谱特征重力学:牛顿万有引力定律。地球的重力场和重力位 地磁学:麦克斯韦电磁理论。地磁场和地磁势。 占地磁学:铁磁学。岩石的剩余磁性。 地电学:电磁场理论。天然电场和大地电场 地热学:热学规律,热传导方程。地球热场,热源。 第一章太阳系和地球 一?地球的转动方式。 1?自转地球绕地轴的一种旋转运动,方向自西向东,转速并非完全均匀,冇微小变化。 2.公转地球绕太阳以接近正圆的椭圆轨道旋转的运动。 3?平动地球随整个太阳系在宇宙太空屮不停地向前运动。 4?进动地球曲于旋转,赤道附近向外凸出,口月对此凸出部分的吸引力使地轴绕黄轴转动,方向门东向曲。这种在地球运动过程中,地轴方向发生的运动即为地球的进动。 5. 章动。地轴在空间的运动不仅仅是沿一平滑圆锥面上的转动,地轴还以很小的振幅在锥面内,外摆动,地球的这种运动叫章动。 二.地球的形状及影响因索。 地球为一梨形不规则回转椭球体。 影响因素:1?地球的自引力…正球体;2?地球的自转■…标准扁球体;3.地球内部物质分布不均匀-不规则冋转椭球体

2019年中国地质大学853地球物理学基础考试大纲

中国地质大学研究生院 硕士研究生入学考试《地球物理学基础》考试大纲 一、试卷结构 简述题和论述题 二、考试大纲 1、地球的起源、运动与内部结构 考试内容:太阳系组成与演化、地球的转动与轨迹、地球的内部结构和地球内部的物质组成等方面内容。重点包括太阳系组成与演化、太阳系天体轨道特征、自转特征和质量与密度特征、地球的转动与轨迹、地球内部主要层圈结构(地壳、上地幔、过渡带、下地幔、内核及外地核)及其物理特征、地壳物质组成及洋壳和陆壳的区别以及上地幔、过渡带、下地幔、地核的物质组成及推测方法等问题。 2、地球的形状、密度及重力场 考试内容:地球重力、大地水准面与地球形状、正常重力场与重力异常、地壳均衡与重力均衡异常和潮汐作用与固体潮等方面的内容。重点包括地球重力场、地球的重力位、地球重力变化、重力等位面、大地水准面、地球的基本形状——标准椭球面、垂线偏差与高程异常、正常重力场、各种校正与重力异常、地壳均衡概念、均衡异常、潮汐作用、起潮力、重力固体潮等问题。 3、地球的磁场 考试内容:地球磁场及其构成、岩石磁性、地磁场起源假说、地球的变化磁场和古地磁学与地磁场变迁等方面内容。重点包括地磁要素、地磁要素发布特点、地磁偶极子场、基本磁场、磁异常、地球变化磁场三大类岩石磁性特征、自激发电机假说、地磁场成因的基本解释、地磁平静变化与扰动变化特征、岩石剩余磁性及其成因、古地磁学研究内容及方法、地磁极的漂移、地磁极的倒转等问题。 4、地球的电磁感应和电性结构 考试内容:地球电磁感应的物理基础、电磁感应与地球内部的电导率和地球深部电性结构特征等方面内容。重点包括地球电磁感应的物理基础、地球内部电磁场的来源、球体问题与平面问题、基本方程——麦克斯韦方程组、谐波场方程、趋肤深度、天然场源电磁感应、人工场源电磁感应、地球内部的电导率分特征。 5、地球内部热状态与地热场特征 考试内容:热场概念与岩石热物理特征、地球内部的热源与大地热流、地球内部的温度分布和地球的热历史等方面内容。重点包括地热场与热流密度概念、岩石热导率/比热/热扩散率/生热率、岩石热传递形式、地球原始温度、放射性生热、其它热源、大地热流值及其分布特征、地壳-地幔-地核温度分布规律、地球的热能源与耗损、地球的增温与约束等问题。 6、地球内部的地震波场 考试内容:地震与介质的弹性性质、地震波及其特征、地震体波的传播、地震面波及其特征、

勘探地球物理学基础--习题解答

《勘探地球物理学基础》习题解答 第一章 磁法勘探习题与解答(共8题) 1、什么是地磁要素?它们之间的换算关系是怎样的? 解答:地磁场T 是矢量,研究中令x 轴指向地理北,y 轴指向地理东,z 轴铅直向下。地磁场 T 分解为:北向分量为X ,东向分量为Y ,铅直分量为Z 。 T 在xoy 面内的投影为水平分量H ,H 的方向即磁北方向,H 与x 的夹角(即磁北与地理北的夹角)为磁偏角D (东偏为正),T 与H 的夹角为磁倾角I (下倾为正)。X 、Y 、Z ,H 、D 、I ,T 统称为地磁要素。它们之间的关系如图1-1。 图1-1 地磁要素之间的关系示意图 各要素间以及与总场的关系如下: 222222T H Z X Y Z =+=++, c o s X H D =, sin Y H D =? cos H T I =?, s i n Z T I =?, t a n /I Z H =, a r c t a n (/I Z H = tan /D Y X =, a r c t a n (/D Y X = 2、地磁场随时间变化有哪些主要特点? 解答:地磁场随时间的变化主要有以下两种类型:(1)地球内部场源缓慢变化引起的长期变化;(2)地球外部场源引起的短期变化。 其中长期变化有以下两个特点: 磁矩减弱:地心偶极子磁矩正在衰减,导致地磁场强度衰减(速率约为10~

20nT/a)。 磁场漂移:非偶极子的场正在向西漂移。(且是全球性的,但快慢不同,平均约0.2o/a)。 短期变化有以下两个特点: 平静变化:按一定的周期连续出现,平缓而有规律,称为平静变化。地磁场的平静变化主要指地磁日变。 扰动变化:偶然发生、短暂而复杂、强弱不定、持续一定的时间后就消失,称为扰动变化。地磁场的扰动变化又分为磁暴和地磁脉动两类。 3、地磁场随空间、时间变化的特征,对磁法勘探有何意义? 解答:在实际磁法勘探中,一般工作周期较短,主要关心的是地磁场的短期变化,即地磁日变化、磁暴以及地磁脉动。 在高精度磁测中,地磁日变化是一种严重干扰,一般在地面磁测、航空磁测过程中设有专用仪器进行地磁日变观测,以便进行相应的校正,称为日变改正。但在海上磁测时,为了提高测量精度必须提出相应的措施,消除其日变干扰场。 在强磁暴期间,应该暂停野外磁测工作,避免那些严重的地磁扰动覆盖在地质体异常之上。 地磁脉动可以在具有高电导率的地壳层中产生感应大地电磁场,可以作为磁测的激发场。通过测量其大地电流,可以确定地壳层的电导率及其厚度等,以解决某些地质、地球物理问题。 4、了解各类岩石的磁性特征对磁法勘探的有什么意义? 解答:磁法勘探是以地壳中不同岩(矿)石间的磁性差异为基础,通过观测和研究天然磁场及人工磁场的变化规律,用以查明地质构造和寻找有用矿产的地球物理勘探方法。因此,在磁法勘探前必须了解各类岩(矿)石的磁性参数,以分析总结工作区是否具备磁法勘探的工作前提,为工作方法的选择提供依据;另外,了解工作区各类岩(矿)石的磁性差异、差异大小、分布规律以及成因也是磁法勘探工作的布置和磁测成果资料的解释的重要依据。

应用地球物理学

中科院研究生院硕士研究生入学考试 《应用地球物理》考试大纲 本《应用地球物理》考试大纲适用于中国科学院研究生院地球物理学各专业的研究生入学考试。应用地球物理学是研究地球物理场空间与时间分布规律以实现地质勘查和找矿目标的一门应用科学。通过观测和研究不同岩、矿石间物理性质的差异,利用物理学原理分析和解释各种地球物理场的特点和意义。要求考生准确掌握应用地球物理基本概念和基本原理,了解主要的六种(重、磁、电、震、放射性和地热)勘探方法。考试内容包括三部分:(1)重力勘探与磁法勘探;(2)电法勘探、放射性测量与地热测量;(3)地震勘探。试题内容包括名词解释(50分)、简答题(50分)、综合计算证明题(50分)。 一、考试内容 (一)应用地球物理基础知识 1.基本概念和基础理论 2.常见岩石的物性差异 3.地球物理场基本知识 4.地球物理勘探方法特点 (二)重力勘探 1.地球重力场的组成 2.正常重力场与重力异常 3.重力测量与重力观测资料改正的基本方法 4.重力异常数据处理与解释的基本方法 (三)磁法勘探 1.地球磁场的组成及基本特征 2.岩石的磁性 3.磁测工作和资料改正的基本方法 4.磁异常数据处理和解释的基本方法 (四)电法勘探 1.电阻率法 2.充电法和自然电场法 3.激发极化法 4.电磁感应法 (五)放射性和地热勘探 —1—

1.放射性的基本知识 2.放射性测量原理及野外工作方法 3.地热学基本知识 4.地温梯度与岩石热物理参数的常用测量方法 (六)地震勘探 1.地震波的动力学 2.地震波的运动学 3.地震勘探的野外工作方法 4.地震资料的数据处理与解释 二、考试要求 (一)应用地球物理基础知识 1.掌握地球物理勘探方法的基本分类、理论基础及应用范围 2.熟悉常见岩石的形态特征、物性特点及其差异 3.了解不同矿藏的地球物理异常特点 (二)重力勘探 1.熟悉地球重力场模型 2.了解重力测量野外工作方法 3.熟悉常见岩(矿)石密度 4.掌握重力异常数据处理方法 5.熟悉重力资料解释的基本步骤和方法 (三)磁法勘探 1.熟悉地磁要素及地磁场的解析表示 2.了解磁法勘探野外工作方法 3.熟悉常见岩石磁性特征 4.掌握磁异常各分量转换方法及简单形体磁异常解释方法 (四)电法勘探 1.掌握岩石电阻率的测定方法,熟悉电阻率剖面法、测深法基本装置类型 2.了解岩石的自然极化特性,熟悉常见自然极化电场特点及自然电场法的应用 3.了解岩石的激发极化机理,熟悉激发极化的频率特性、时间特性及其应用 4.掌握电磁法的理论基础,熟悉电磁测量剖面法、测深法的分类特点及应用(五)放射性和地热勘探 1.熟悉放射性现象及α射线、β射线、γ射线的基本特点 2.了解放射性测量方法原理 3.熟悉地热学中的常见物理量含义及岩石热物理性质 4.了解地球热结构特点,掌握大地热流密度的含义和测量方法 (六)地震勘探 —2—

长安大学地球物理学原理-重点

第一章 地球物理学、地球物理学的组成、研究方法与特点 第二章 新星云假说的内容、太阳系的构成 第三章 名词:衰变常数、半衰期 放射性衰变公式测年公式的使用条件及计算 第四章 名词:进动、章动、欧拉自由章动、钱德勒晃动、极移 基本理论:进动、章动和晃动的研究方法、维度观测原理 第五章 名词:地球形状、大地水准面、正常重力、重力异常、固体潮、地球扁率、正常重力公式、(各种)重力校正、相对和绝对重力测量、重力均衡 基本理论与基础知识:地球内部重力场特征、重力均衡与均衡模式、重力校正的物理意义、绝对重力的测量方法、相对重力的测量方法、确定地球形状的步骤 基本技能:重力校正与重力异常的计算 第六章 名词:体波、面波、横波、纵波、地球自由震荡、地震波影区、频散、费马原理 理论:地震波的分类,各类震相的传波、地层的圈层结构、地球自由振荡的分类与特征、snell定理 技能:费马原理与snell定理、拐点法积分法与球对称地球速度分布、各(远、近)震相的传播路径 第七章 名词:地震基本参数、烈度、震级、地震预报 基本理论:全球性地震带的分布及其解释、中国地震带的分布、宏观震中与微观震中异同基本技能:震源机制解的意义与表示方法 第八章 名词:地磁要素、磁子午面、磁偏角、磁倾角、基本磁场、地磁极与磁极、古地磁学、地球磁矩、视电阻率 基本理论:地磁场的基本特征、地磁要素在地表的分布特征、地磁场长期变化特征、物质磁性分类、天然剩磁的分类、热剩磁的特点、古地磁学的基本原理和工作方法、电磁场的穿透深度及影响因素、地球电场的研究方法、地磁场高斯系数的物理意义 基本技能:磁偶极子场的计算 第九章 名词:热流、热导率、比热、热扩散系数、热产率、大地热流 基本理论:地球内部的热原类型、地球内部热的传输机制、热流测量的影响因素、全球热流分布特征、地球内部分布特征 基本技能:地表热流的测量方法 第十章 名词解释:转换断层 基本理论:板块构造理论的地球物理观测依据、板块边界的三种形态 技能:利用板块构造理论解释地震活动性

《地球物理学原理》课程简介

《地球物理学原理》课程简介 课程编号: 14120 课程名称:地球物理学原理 英文名称:Principles of Applied Geophysics 学时:100 学分: 5 课程简介: 《地球物理学原理》是地球物理和应用地球物理专业的主干专业课程,也是新调整后的地矿类工科本科专业的主要专业基础课之一。 《地球物理学原理》是应用地球物理专业的新课程体系-“应用地球物理学原理”、“应用地球物理的数据采集与处理”、“地球物理反演的基本理论及应用方法”和“地球物理方法的综合应用与解释”4本专业系列课程的第1门课程,是整个专业系列课程的基础。 《地球物理学原理》课程是应用地球物理专业的必修专业课程之一。它的主要任务和目的是从应用地球物理学科的整体角度上,系统地向学生传授应用地球物理的基础知识、基本原理和基本方法,使学生能完整和系统地掌握应用地球物理的专业基础知识,具有专业基础扎实,知识面较宽,适应性较强,为后续的专业课程的学习及以后的工作打好良好的专业基础。 本课程共九章,由四个部分组成: 1)应用地球物理方法的物质基础,重点为物性参数及影响因素; 2)地球物理场的基本特征,重点为地球物理正常场特征的叙述; 3)应用地球物理常用的正演方法,主要为数值模拟方法和物理模拟方法; 4)常用应用地球物理方法的基本原理,主要包括重力、磁法、电法、地震、放射性、地热和测井等方法的基本原理。 本课程的先导课程为数学、物理、场论、计算方法和地质基础课,后续课为“应用地球物理的数据采集与处理”、“地球物理反演的基本理论及应用方法”和“地球物理方法的综合应用与解释”。 授课对象:地球物理专业、工科勘察技术专业的本科生 教材:张胜业、潘玉玲主编,应用地球物理学原理,中国地质大学出版社,2004 参考书: 1.罗孝宽、郭绍雍,应用地球物理教程——重力磁法,地质出版社,1991 2.傅良魁,应用地球物理教程——电法放射性地热,地质出版社,1991 3.何樵登、熊维纲,应用地球物理教程——地震,地质出版社,1991 4.周远田,地球物理测井教程,中国地质大学出版社,1999 主讲教师:张胜业、徐义贤、张玉芬、顾汉明、潘和平等 开课教师所在的院系:地空学院地球物理系

地球物理学基础-2016-复习内容综述

《地球物理学基础》复习内容 2016年4月 一、绪论 1.地球物理勘探的概念; 地球物理勘探简称物探,它是以地下物质(岩石或矿体)的物理性质(密度、磁性、电性、弹性、放射性等)差异所引起的物理现象为研究对象,用不同物理方法和仪器,探测天然或人工地球物理场的变化。通过对上述变化的分析、研究,来推断和解释地质构造、矿产分布及人文因素在地下的各种分布情况(古墓、管线、污染范围等)。 2. 主要的地球物理勘探方法 重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探等。目前在煤田勘探中应用最多的是地震勘探、电法勘探、磁法勘探等。 3. 物探方法能取得成果的前提 探测目标与周围的岩石或土壤等应有明显的物性差异;勘查对象应具有一定的规模和合理的深度;探测地质体异常应能从干扰因素中识别与提取(探测的信号有足够高的信噪比)。 4. 正问题、正演、反问题、反演、反演结果的多解性 (1)正问题与正演 已知地质体的赋存状态(形状、产状、物性参数),已知探测方法以及采集参数,求观测结果(异常)。这个问题叫做正问题,求解正问题的过程叫正演。 (2)反问题与反演

已知探测方法、采集参数和观测结果(地球物理异常),需要推断地质体的赋存状态(形状、产状、空间位置)和物性参数(密度、磁性、电性、弹性、速度等)。这样的问题叫做反问题,求解反问题的过程叫做反演。(3)反演结果的多解性 由于地球物理场的等效性(由于各种因素的影响,不同的地质状况可能会观测得到非常接近的数据),使得反演的结果具有多样性,这多由地质因素引起。 5. 煤矿采区三维地震勘探目前主要解决什么地质问题 主要地质任务是解决构造问题,解释煤层中的大中小断层(一般要求落差大于5米的断层要准确,落差3-5米断层要解释)、褶曲、陷落柱等,常常也要求给出煤层厚度等值线、底板等高线图。 二、电法勘探部分: 1. 影响岩土介质电阻率的主要因素 (1)导电矿物含量及其连通情况; (2)介质的结构、构造、孔隙度; (3)岩矿石的含水饱和度及含水矿化度; (4)温度、压力等。 2. 均匀大地电阻率的测定方法 为了测定均匀大地的电阻率,通常的做法是在地表设置如图所示的四极电路,利用下面一组公式计算其电阻率。

浅谈几个典型的地球物理学原理

浅谈几个典型的地球物理学原理摘要:地球物理学是以从固体内核至大气圈边界的整个地球为研究对象的地矿类学科,所涉及的基本原理涵盖物理学、地球化学、地质学等多个学科的综合内容,对学生的逻辑思维能力和数值计算能力要求很高。本文重点对解决地球物理学问题所必需的几个基本原理进行了总结性的论述。 论文关键词:典型;地球物理;原理 从地球物理学的组成来看,主要分两种,其一是研究大尺度和一般原理的,叫理论地球物理学;其二是勘查石油、金属、非金属矿或解决其它地质问题的,叫应用地球物理学。显然,理论地球物理学是实际应用的前提,而有关地球物理学的基本原理则是理论内容最基础的部分。 一、地球形状与重力分布的重力学基本原理 地球是太阳系中的一颗行星,它有自转和公转运动。通俗说地球形状是两极稍扁,赤道略鼓的椭球体。对地球形状的研究是大地测量学和固体地球物理学的一个共同课题,其目的是运用几何方法、重力方法和空间技术,确定地球的形状、大小、地面点的位置和重力场的精细结构,地球的形状主要是由地球的引力和自转产生的离心力决定的,且地球非常接近于一个旋转椭球,其长半轴为6378136米,扁率为1∶298.257。严格而言,地球形状应该是指地球表面的几何形状,但是地球自然表面极其复杂,所以从科学上,人们都把平均海水面及其延伸到大陆内部所构成的大地水准面作为地球形状的研究对象,因为

大地水准面同地球表面形状十分接近,又具有明显的物理意义。但是大地水准面还不是一个简单的数字曲面,无法在这样的面上直接进行测量和数据处理。而从力学角度看,如果地球是一个旋转的均质流体,那么其平衡形状应该是一个旋转椭球体。于是人们进一步设想用一个合适的旋转椭球面来逼近大地水准面。要确定这一椭球,只需知道其形状参数(长半轴a,扁率α)和物理参数(地心引力常数GM和旋转角速度ω)即可。同大地水准面最为接近的椭球面称为平均地球椭球面。如果能确定大地水准面与该椭球面之间的偏差,亦即大地水准面与椭球面之间的差距(大地水准面差距N)和倾斜(垂线偏差θ),则大地水准面的形状可完全确定。 地球的重力源于牛顿的万有引力定律,即宇宙空间任意两质点,彼此相互吸引,其引力大小与他们的质量成积成正比,与他们之间的距离平方成反比。地面点重力近似值980Gal,赤道重力值978Gal,两极重力值983Gal。由于地球的极曲率及周日运动的原因,重力有从赤道向两极增大的趋势。地球上重力的大小与方向只与被吸引点的位置有关,理论上应该是常数,但重力是随时间变化而变化,即相同的点在不同的时刻所观测到的重力不相同。 二、地震及弹性波在地球内部的传播规律 地震波是地下传播的震动,必然与岩石的弹性有关,一般都假定岩石是一种完全弹性体。科技小论文在地震波计算中,地球介质可以做为各向同性的完全弹性体来对待。而在地震波理论中,通常把地球介质当作均匀、各向同性和完全弹性介质来处理,只是一种简化的假定。

最新魏东平地球物理学基础-期末考试试题

精品文档 精品文档 2004-2005年度《地球物理学基础》课程期末考试试题 (2004年12月30日上午10:00—12:00) (课堂开卷,但禁止参考印刷与复印材料,仅准使用手写材料) 1、 名词解释(每小题2分,共20分): (1) 大地水准面 (2) 布格异常 (3) 固体潮汐 (4) 地磁场基本要素 (5) 剩余磁性 (6) 黄道平面与白道平面 (7) 高斯系数 (8) 地心纬度与地理纬度 (9) 地磁场倒转 (10) 地球发电机模型 2、 3、 有一跳远运动员,在赤道上以与水平面成30o 起跳,能跳9米,问此人在两极以同一角度和同一初速 跳,能跳多远? (5分) 4、 5、 求:一条线密度为λ半径为a 、无限延伸的均匀圆柱在离轴线a r >地方的引力。(5分) 6、 7、 地球物质在地球外面所产生的引力位V 必须满足拉普拉斯方程: 0sin 1)(sin sin 1)(122222222 =??+????+????=?λθθθθθV r V r r V r r r V 这里r 为与地心的距离,θ为地心余纬度,λ为向东计算的经度。其解答可以写成: ?? ????+---=∑∑∑∞==∞=212)(cos }sin cos {)()(cos )(1n n m m n m n m n n n n n n P m S m C r a P r a J r GM V θλλθ上式中G 为万有引力常数,M 为地球质量,a 为地球赤道半径,)(cos θn P 为勒让德多项式,)(cos θm n P 为缔合勒让德函数,n J 为n 级带谐系数,m n C 和m n S 称为n 级m 阶的田谐系数。 (1)如果考虑对于旋转轴对称的问题,推导其中与地球形状直接有关的重要参数2J : 22Ma A C J -= 上式A 、C 分别为相对于x 、z 轴的转动惯量。(10分) (2)进一步推导如下的克莱罗(Clairaut )扁球体方程:)sin 1(2φα-=a r ,其中地球扁率 GM R J 22322ωα+=,R 为平均地球半径,ω为地球旋转角速度,φ为地心纬度。(10分) 8、 9、 假定岩石层的密度为ρ保持不变,其均衡补偿深度为T 。试对一个深度为d ,密度为w ρ的海洋水柱 体,求普拉特(Pratt )均衡假说中的密度变化及爱里 (Airy )均衡假说中的山根深度。(10分) 10、简要介绍古地磁学的基本原理与工作方法。(10分)

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