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。
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。
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
专业介绍 地球物理学不是物理学，是地理学，但是也需要物理基础，还需要计算机能力，算是一个利用物理方法探明地理情况并在电脑上通过软件反映出来的一种手段。 固体地球物理学是用物理学的观点和方法研究固体地球的运动、物理状态、物质组成、作用力和各种物理过程的综合性学科。用物理学的观点和方法研究固体地球的运动、物理状态、物质组成、作用力和各种物理过程的综合性学科。所谓固体地球是相对于大气和海洋而言的。地球物理学一词，是20世纪初才正式为人采用的，50年代有了很大发展，进一步分为大气物理学、海洋物理学、空间物理学和固体地球物理学。 就业前景 发展前景 本专业培养的毕业生在资源能源勘察、铁路交通勘察、近地表工程勘察、地震分析预报、冶金矿产资源以及海洋国土测绘等领域就业，还可继续深造。 地球物理学专业就业方向主要是在科研机构、高等学校或相关的技术和行政部门从事地质类专业勘查、预测自然灾害、工程探测类、勘查石油与天然气和煤田地质构造、地球物理仪器开发等工作。
虽然想要找特别适合本专业的工作确实是不好找。如果是做地震的话，就业方向可以是各省地震局，这个对硕士来说算是个挺好的出路，而且是跟你的方向最对口的，如果不介意工作城市的话可以选择的地震局还是挺多的。油田单位也可以试一下，地球物理在油田单位比较受重视，但是绝大部分油田单位都不好进，进去了也是从生产一线开始混，很累。 继续读博深造的话可以考虑换到地质类专业，最合适的应该就是构造地质学了，现在tectonophysics不是挺火的，而且构造的老师很喜欢学地球物理的学生，因为现在构造地质学发展是从定性研究向定量计算的阶段过渡，很多纯地质专业上来的研究生数理基础都很一般，尽管你觉得自己的数学和编程不是很好，但是放在地质类专业的学生里那也肯定是中上等的了，毕竟你一直在接触。 地球物理学专业毕业生也可以从事资源能源勘察、近地表工程勘察、地震分析预报、冶金矿产资源以及海洋国土测绘等领域的地球物理研究、管理以及环境与工程地球物理勘查、矿产与能源地球物理勘探等工作；高等院校、科研院所的科研教学工作。目前天文学系设有天体物理和天文高新技术及其应用两个培养方向。天体物理方向的培养目标是使学生掌握广泛坚实的数学、物理基础及丰富的天文学知识，并在计算机、外语和其它专业技能方面受到严格训练，具有从事天体物理学研究的初步能力。
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。
《地球物理概论》试卷A 考试形式：闭卷考试 姓名：学号：专业层次：学习中心: 试卷说明： 1.考试时间为90分钟，请掌握好答题时间； 2.答题之前，请将试卷上的姓名、学号、专业层次、学习中心填写清楚； 3.本试卷所有试题答案写在答题卷上； 4.答题完毕，请将试卷和答题卷展开、正面向上交回，不得带出考场； 5.考试中心提示：请遵守考场纪律，参与公平竞争！ 第一部分客观题部分 一．单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分） 1、地球内部的古登堡面是（）分界面。 A．地幔与地核B．地壳与地幔C．上地幔与下地幔D．内核与外核 2、用于石油和天然气勘探最有效的物探方法是（）勘探。 A.地震 B.重力 C.电法 D.磁法。 3、地震波在地层中传播，遇到两种地层的分界面时，一部分能量返回 原地层形成（）。 A.透射波； B.反射波； C.滑行波。 4、地震波传播速度最大的岩石是（）。 A.花岗岩 B.变质岩 C.粘土 D.页岩 5、重力勘探是基于岩矿石的（）差异，通过观测重力场随空间、时间的变化规律来研究地球内部构造及寻找矿产能源的。 A．弹性B．磁性C．电性D．密度 6、地壳的下界面称为（）。 A.硅铝层 B.硅镁层 C.莫霍面. 7、波在（）里传播的距离，叫波长。 A.一定时间 B.一个周期 C.一种介质. 8、纵波的特点是质点振动方向与波传播方向（）。 A.垂直 B.不垂直 C.一致 D.不一致.
9、物理地震学认为，地震波是（）。 A.一条条射线 B.沿射线路径在介质中传播 C.一种波动 D.面波 10、岩石埋深越大，其（）。 A.密度越大 B.密度越小 C.孔隙度增大 D.孔隙度不变 11、岩石的孔隙度越大，一般有 A.地震波传播速度越大 B.岩石密度越大 C.岩石密度越小 D.有效孔隙度一定大 12、静自然电位的符号是（）。 A．SSP B. Usp C. SP D. Ed 13、电法勘探是基于岩矿石的（）差异，通过观测重力场随空间、时间的变化规律来研究地球内部构造及寻找矿产能源的。 A．弹性B．磁性C．电性D．密度 14、以下几种只有（）才是内力地质作用。 A.剥蚀作用； B.沉积作用； C.岩浆活动； D.成岩作用。 15、促使地壳的物质成分，内部结构和表面形态等不断变化和发展的各种自然作用，统称为( )。 A.地质作用 B.构造作用 C.沉积作用。 二．判断题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1、地球物理是通过观测和研究各种地球物理场的变化来解决地质问题的一种方法。 （） 2、地震波的传播速度仅与岩石的密度有关。（） 3、其它条件相同时，变质岩和火成岩的地震波速度小于沉积岩的地震波速度。（） 4、孔隙度越大，地震波的速度就越小，反之则越大。（） 5、地震波在地层中传播，遇到两种地层的分界面时，便会产生波的反射。（） 6、背斜是褶皱构造中，岩层向上弯起的部分。（） 7、沉积岩是由地下深处高温高压岩浆上升到地壳中或喷出地表，冷疑结晶而形成的岩石。（） 8、岩石圈中(除热液对流外)，热传导是热传递的主要形式。（） 9、外力地质作用包括地壳运动，岩浆活动，变质作用和地震。（） 10、在两极附近，地磁场不存在水平分量，因而该处的磁体也不产生水平磁异常。在赤道附近，不存在垂直分量，因而该处不产生垂直磁异常。（）
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、
《地球物理学概论》模拟题 一单选题 年国际地球物理联合会提出了一个初步的地球参考模型,将地球内部划分了三种级别的圈层结构,其中一级圈层为:. A.地壳,地幔和地核 B.岩石圈,地幔和地核 C.地壳,软流圈,地幔和地核 D.岩石圈,软流圈,地幔和地核 [答案]:A 2.地磁场的大小和方向由地磁要素来描述,地磁要素有()个. [答案]:D 3.地球上之所以存在海陆地形的差异,是()的结果. A.地球收缩 B.板块运动 C.地球膨胀 D.行星撞击 [答案]:B 4.地球物理勘探方法是以岩()石等介质的()差异为物质基础,利用物理学原理,通过观测和研究地球物理场的空间与时间分布规律,以实现基础地质研究,环境工程勘察和地质找矿为目的. A.物理性质 B.化学性质 C.相态 D.类型 [答案]:A 5.利用地震波的波速特征划分地球内部圈层结构时,在()出现P波而不见S波. A.地壳 B.地幔 C.外核 D.内核 [答案]:C 6.利用地震波的波速特征研究地球内部构造时,在外核部分出现P波而不见S波,因此推测外核为(). A.液态
C.固熔态 D.不清楚 [答案]:A 7.利用质子磁力仪测量地磁场值,从中计算磁异常时不需要进行的校正处理有() A.日变校正 B.混合校正 C.正常场校正 D.正常梯度校正 [答案]:B 8.推算地球内部的()状况,是分析地球内部物理结构和物质分布特征的最基本的依据. A.速度分布 B.密度分布 C.磁性分布 D.电性分布 [答案]:B 9.在地震波中,()是由震源向外传播的压缩波,质点振动与传播方向垂直,传播速度慢,仅能在固态中传播. A.纵波 B.横波 C.瑞利面波 D.勒夫波 [答案]:B 10.中国位于世界两大地震带()之间,地震断裂带十分发育. A.环太平洋地震带与欧亚地震带 B.环太平洋地震带与地中海地震带 C.欧亚地震带与海岭地震带 D.环太平洋地震带与海岭地震带 [答案]:A 11.()是沉积岩的一种,主要由碎屑物质和胶结物组成. A.火成岩 B.玄武岩 C.碎屑岩 [答案]:C 12.标准测井一般不包括的曲线为(). A.电阻率 B.井径 C.自然电位
地震的成因与分布 ◆地震常用基本概念；◆地震的类型与成因；◆近、远、浅、中、深源地震的划分。 ◆震级和烈度的概念及二者间联系与区别？烈度都同哪些因素有关？ ▽天然地震依成因分哪几种类型？构造地震的成因及主要动力来源。 ◆全球地震主要分布；我国为什么地震多而强烈？哪些省份和地区地震相对频繁和强烈？ 地震波的走时方程 ◆单层地壳模型,近地震波主要类型、传播路径、走时方程、走时曲线及相互间关系。 ◆由近地震波可获得哪些地下结构的参数？绕射波及出现的距离同哪些参数有关? ▽地震波走时曲线主要有哪些用途？ ◆球对称介质的概念及折射定律(证明远震射线为曲线)。 ▽射线方程；走时方程； ◆本多夫（Benndorf ）定律——走时曲线斜率等于射线参数p 。 地球内部的速度分布与地震射线 ▽射线的曲率。 ◆不同的速度分布（0;0;0>=
我对地球物理学的认识 一、地球物理学需要科普 中国科协发布了我国公众具备当代科学素养的调查结果，总体上18岁至69岁的成年人群，达到基本科普素养水平指标的人口比例仅为1.98%。分类统计是：专业技术人员达标比例7.4%，国家机关人员达标比例5.4%；企业（生产）工人达标比例2.5%；商业服务人员达标比例2.3%；农业牧渔人员达标比例不足1%。 加强地球科学的普及，有利于培养人们的科学精神，形成尊重科学、实事求是的风尚；有利于引导广大群众树立正确的世界观、人生观、价值观，自觉抵制各种愚昧迷信和反科学、伪科学的行为；有利于开创地球与人类美好的未来。 二、固体地球物理学 固体地球物理学有3 个发展较早的基础性学科：重力和大地测 量学、地震学和地磁学。固体地球物理学还包含地电学和地热学。这两个学科发展历史不长，正在进一步发展之中。在固体地球物理学范围内，还有3个学科名称，它们都是对固体地球作综合性和整体性研究的。它们彼此之间的差别很小。大地构造物理学在30年代只讨论岩石和矿物形成的物理条件和过程，近年来其研究领域已由地球表层逐渐扩大到地球内部。地球内部物理学是研究地球内部物质结构、组成和物理过程的学科分支。地球动力学原是研究地球内部的作用力、物质对作用力的响应特性及有关的变化过程的。60年代板块大地构
造学说兴起后，有关地球的整体性运动的问题都以地球动力学的名称出现，是研究比较活跃的领域。 1、大地测量学 固体地球物理学中最老的学科之一。它是研究地球的形状和地面上各地点的空间位置和几何关系的一门学科。从大尺度来看，地面不是平的，甚至不是一个简单的规则曲面，而铅垂线的方向也并不总同真实地面垂直。于是测定远距离地点的方位和高程便不是一个简单的问题，而早已形成一个专门的学科。由于铅垂线的方向决定于重力，所以大地测量学和重力学是分不开的，后者是专门研究地球重力场的分布和成因的一门学科。地球重力场决定于地下物质的分布。重力学除同大地测量学有密切关系外，也同地质构造和矿产分布有关。重力分布是阐明地质构造和勘探有用矿床的一种重要数据。 2、地震学 固体地球物理学的主要支柱，应用极广。地震学不仅研究天然地震，而且利用由天然地震或人工地震所产生的地震波，来研究地球内部的结构或其他信息，特别是储油构造。地震勘探法主要是利用人工地震的地震波，现在已成为石油勘探最重要的方法之一。除此之外，地震观测还是监视地下核爆炸唯一有效的方法。在取得地球内部信息方面，地震学走在地学各学科的最前列，其潜力也是最大的。 3、地磁学
一．填空题 1．地球物理学的研究对象是（从固体内核至大气圈边界的整个）地球。 2．地球内部的圈层划分主要是依据地震波在地球内部传播得出的波速分布特征。3．世界上的地震主要集中分布在三个地震带：环太平洋地震带、地中海-南亚地震带、和海岭地震带。 4．地球表面的形态可分为海洋、大陆边缘、陆地，海陆地形的差异是板块运动的结果。5．天然地震按地震成因可分为：构造地震、火山地震、塌陷地震、诱发地震。 6．描述地磁场大小和方向的地磁要素有七个。 二．选择题 1． A 是由震源向外传播的压缩波，质点振动与传播方向一致，传播速度快，且能在固、液、气中传播。 A．纵波B．横波C．瑞利面波D．勒夫波 2．在反射波法地震勘探中，地下单一水平界面上的反射波时距曲线为： C A．过原点的直线B．不过原点的直线C．双曲线D．高次曲线3．重力勘探是基于岩矿石的 D 差异，通过观测重力场随空间、时间的变化规律来研究地球内部构造及寻找矿产能源的。 A．弹性B．磁性C．电性D．密度 4．地球内部的古登堡面是 A 分界面。 A．地幔与地核B．地壳与地幔C．上地幔与下地幔D．内核与外核 5．在反射波法地震勘探中，直达波的时距曲线为： A A．过原点的直线B．不过原点的直线C．双曲线D．高次曲线 6．电法勘探是基于岩矿石的 C 差异，通过观测重力场随空间、时间的变化规律来研究地球内部构造及寻找矿产能源的。 A．弹性B．磁性C．电性D．密度 三．简答题 1．地球物理学主要应用于哪些领域（不少于3个）？ 答：研究地球的内部结构、区域和深部地质构造、寻找矿产能源、解决工程与水文地质中的问题、用于军事与考古等。 2．简要说明地震波传播所遵循的三大规律？ 答：地震波传播主要遵循惠更斯原理、费马定理、snell定理等。 惠更斯原理：任意时刻波前面上的每一点都可以看作是一个新的点源，由它产生二次扰动，形成元波前，而以后新波前的位置可以认为是该时刻各元波前的包络，由波前面形成的新扰动在观测点上相互干涉叠加。 费马定理：波从一点到另一点沿费时最少的最佳路径传播。 Snell定理：地震波透射线（反射线）位于入射平面内，入射角的正弦和透射角的正弦之比等于第一、二两种介质中的波速之比。 3．什么是剩余磁化强度？岩石的剩磁分为几类？ 答：是指岩矿石在生成时，处在一定的条件下，受当时的地磁场磁化、成岩后经历漫长的地质年代，所保留下来的磁化强度。 岩石的剩磁包括热剩磁、碎屑剩磁、化学剩磁、等温剩磁、粘滞剩磁。 4．地磁要素有哪些？地磁场垂直分量Z随纬度的变化规律？ 答：1) 地磁要素有磁偏角D、磁倾角I、总磁场强度T、垂直磁场强度Z、水平磁场强度H、水平X分量(北向)、水平Y分量(东向)。 2) 垂直强度Z大致与等倾线分布相似，近乎与纬度线平行，在磁赤道上Z=0，由此向两极其绝对值逐渐增大，在磁赤道以北Z>0，表示垂直分量向下，在磁赤道以南Z<0，表示垂直分量向上。
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；
《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。
《固体地球物理学概论》复习重点 (010111，011111班，011112等班，2014年4月) 考试时间：2014年5月9日（周五）晚上19:30-21:30 考试地点：教1-205, 305 编者： Zhang.Wei-Qi ,Geoscience faculty,China University of Geoscience,2014 第一章：引言 1、地球物理学的定义。 解： 地球物理学是以地球为研究对象的一门应用物理学。 2、地球物理学组成及研究内容。 解： 组成包括：理论地球物理、应用地球物理 A. 理论地球物理学着眼于基础理论方面的研究，研究的主要内容有： （1）研究地球形状与重力分布的重力学； （2）研究地震及弹性波在地球内部传播规律的地震学； （3）研究地球磁现象的地磁学； （4）研究地球电性质的地电学； （5）研究地球内部热过程和热状态的地热学； （6）深部探测和地球动力学等。 B. 应用地球物理学是解决勘察石油、金属、非金属矿或其它地质问题的。 3、地球物理学的基本特点。 解： 1、地球物理学是入地的窗口：根据地球物理学资料，可以间接探知地球深部； 2、地球物理方法的反演具有多解性； 3、地球物理方法是间接地获取地质信息，即地球物理学的间接性； 4、地球物理学通过建立模型，简化复杂客体，反映客体本质； 5、地球物理学初值和边值的约束作用：现在的地球为地球演化提供了一个作为初值（终值）的时间条件，而地面观测又为地球内部的物理过程提供了一个边界条件。 6、对地球物理学结论的可靠性估计部分通过地球物理学探知的结论可靠性较高，而有一些则较低；
4、地球物理学与地质学的比较 第二章：地球的起源 1、戴文赛新星云假说的要点。 解： 行星的形成要经过“原始星云→星云盘→尘层→星子→行星”这样几个步骤。（1）原始星云的形成：原始星云是由一块星际云块塌缩并瓦解而成的。 （2）星云盘的形成：原始星云盘继续塌缩，半径逐渐减小，因角动量守恒，造成自转速度增大。赤道面上的外边缘物质，当其惯性离心力与中心部分引力相抗衡时，便停下来，形式星云盘。 （3）尘层的形成：云盘中尘粒跟气体一起绕太阳转动，同时彼此发生碰撞，结合成颗粒，并向赤道沉降，逐渐形成尘层。 （4）星子的形成：当尘层的密度足够大时，会导致引力不稳定性，使尘层瓦解为许多物质团。当物质团的密度超过罗奇密度时，就可以自吸引塌缩，聚集成星子。 (5)行星（胎）的形成：初始星子频繁碰撞，结合成为更大星子或者碎裂为更小星子。大星子引力较强，更有效地吸积周围的物质和小星子迅速成长成为行星胎。 2、罗奇密度的用途和计算。 解： 罗奇密度用于对星云盘的的温度、厚度和密度做出估计。 ρ＞ρ0＝4M/(a^3)。式中ρ0称为罗奇密度，上式称为聚集条件。如果ρ<ρ0则天体分裂。 3、地球早期演化中的圈层分化过程。 解： （1）地核和地幔的形成：原始地球是一个均匀的球体，由于放射性元素衰变产生热能，地球内部的温度就逐渐增高，促进地球发生圈层分异，进而地球就分异成地核和地幔。 (2)原始地壳的形成和陆壳、洋壳分化：在地核和地幔形成后，那时的地球表层是熔融的。40—46亿年前，表层开始冷却分异，形成全球性的原始地壳，即陆壳。30—40亿年前，地球受到星子撞击影响，原始地壳分异，形成原始洋壳。 (3)海洋和大气的形成：地球大气经历了原生大气、还原大气和氧化大气三个阶段:A、地球在形成过程中俘获星云中的气体，形成地球的原始大气层。B、放射性元素的衰变使地球物质融化，加速还原气体从地球内部溢出，形成还原大气。C、由于地球内部的地幔分异作用，排出的气体逐渐氧化；太阳辐射使地球大气中的水分解、绿色植物的光合作用都形成较多氧气，从而形成氧化大气。在地球形成的过程中，星子碰撞后放出的水，火山岩浆活动产生的水，以及大气中的水气凝聚的水都可以流人星子撞击坑，形成海洋。
《地球物理学导论》教学大纲 （地质学专业，必修，72学时） 一、教学思想 根据教育部关于国家人才基地各类专业总的培养方向和目标，《地球物理学导论》（必修）课程教学的宗旨是使地质学基地的学生能够全面地了解和重点掌握各类地球物理理论与方法的基本原理、技术。 地球物理学是利用物理学的方法研究地球物理场的组成、空间结构及其时空分布规律，进而解决地质问题的间接方法。因此，一方面要充分利用数理基础理论，深入理解地球物理场的实质；另一方面，培养综合应用地球物理资料解决地质问题的实际技能。重点是综合分析地质地球物理资料基本素质的提高和创造性思维（以及个性化）的培养。 本课程在取材上，注意参考上世纪末本世纪初国内、外有关教材和文献，在适当兼顾应用地球物理学的前提下，重点是地球物理学基本理论的介绍，突出该部地球物理方法与技术在区域基础地质研究方面的应用。比较全面地介绍重力学、地磁学、地电学、地震学（重点是地震勘探，天然地震做为基本了解）、地热学等学科的基本原理、资料处理和解释方法以及在地质学研究中的综合应用。力求反映地球物理学各个领域的新理论、方法和前沿及新进展。 二．学时分配与授课方式 1.学时分配 本课程总计为72学时。课堂讲授为74％～78％，实习占总学时的22％～26％，6学时/周，大约需要12周时间。 2.授课方式 采用讲授、实习与习题、课堂讨论三大块有机结合。 （1）在教学内容的组织上，侧重于地球物理与地质紧密结合，尽可能避免冗长的数学理论推导，强调有关数学公式的物理意义。为充分发挥学生的主观能动性，采用启发式课堂讲授和学生课外自学相结合方式。在教学手段上，为了让学生做好笔记和有思考的余地，除保留必要的板书和推导外，凡能够用图形/表格表示的内容，均以多媒体组织课堂教学。每次讲授新的内容之前，以提问方式复习前次课程的内容，一方面了解学生所掌握的状况，亦有利于使学生巩固所学内容。大纲、教案、习题等均上网公布，供浏览学习。 （2）为配合课堂学习，深入掌握所学理论、概念，每次课后安排相应课外习题或思考题，一方面作为课堂讲授的补充，另一方面培养学生创造性思维和解决地质问题的实际动手能力。同时，每章安排1-2次实习，除了培养学生对地球物理图形综合分析能力外，训练学生利用计算机完成部分定量处理和简单图形／图像显示及图形解析，达到深化对地球物理资料的理解，培养和提高学生的计算机应用水平目的。 （3）每章结束时提供1－2篇反映本章理论前沿进展的文章，供有兴趣的学生深入学习、参考。在讲授、实习、学习参考文献等过程中，提出针对性的问题进行课堂讨论，以求深化认识，探索前沿领域。对难度较大的习题和带有共同性
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
《地球物理学概论》模拟题（补） 一．填空题 1．地球物理学的研究对象是（从固体内核至大气圈边界的整个）地球。 2．地球内部的圈层划分主要是依据地震波在地球内部传播得出的波速分布特征。3．世界上的地震主要集中分布在三个地震带：环太平洋地震带、地中海-南亚地震带、和海岭地震带。 4．地球表面的形态可分为海洋、大陆边缘、陆地，海陆地形的差异是板块运动的结果。5．天然地震按地震成因可分为：构造地震、火山地震、塌陷地震、诱发地震。 6．描述地磁场大小和方向的地磁要素有七个。 二．选择题 1． A 是由震源向外传播的压缩波，质点振动与传播方向一致，传播速度快，且能在固、液、气中传播。 A．纵波B．横波C．瑞利面波D．勒夫波 2．在反射波法地震勘探中，地下单一水平界面上的反射波时距曲线为：C A．过原点的直线B．不过原点的直线C．双曲线D．高次曲线3．重力勘探是基于岩矿石的 D 差异，通过观测重力场随空间、时间的变化规律来研究地球内部构造及寻找矿产能源的。 A．弹性B．磁性C．电性D．密度 4．地球内部的古登堡面是A分界面。 A．地幔与地核B．地壳与地幔C．上地幔与下地幔D．内核与外核 5．在反射波法地震勘探中，直达波的时距曲线为：A A．过原点的直线B．不过原点的直线C．双曲线D．高次曲线 6．电法勘探是基于岩矿石的 C 差异，通过观测重力场随空间、时间的变化规律来研究地球内部构造及寻找矿产能源的。 A．弹性B．磁性C．电性D．密度 三．简答题 1．地球物理学主要应用于哪些领域（不少于3个）？ 答：研究地球的内部结构、区域和深部地质构造、寻找矿产能源、解决工程与水文地质中的问题、用于军事与考古等。 2．简要说明地震波传播所遵循的三大规律？ 答：地震波传播主要遵循惠更斯原理、费马定理、snell定理等。 惠更斯原理：任意时刻波前面上的每一点都可以看作是一个新的点源，由它产生二次扰动，形成元波前，而以后新波前的位置可以认为是该时刻各元波前的包络，由波前面形成的新扰动在观测点上相互干涉叠加。 费马定理：波从一点到另一点沿费时最少的最佳路径传播。 Snell定理：地震波透射线（反射线）位于入射平面内，入射角的正弦和透射角的正弦之
地球物理学概论论文 地球物理学是地球科学中的新兴学科，也是人类深入认识地球的主要工具。地球物理学以物理学研究的发展为依托，运用物理学的理论和方法探索地球内部的结构，动力系统及演化。其范围涉及地壳，地幔和地核，尤其是岩石层和软流层发生的各种物理现象，成因及其过程。通过地球物理场的观测、资料处理和模型计算已达到深入认识地球、造福人类的目的。 地球物理学由固体地球物理学、应用地球物理学、大地测量学、空间物理学、大气物理学、海洋地球物理学等分支学科组成。其中应用地球物理学的主要任务是应用地球物理原理和方法开展能源、资源的勘探与开发，地震灾害预测预防、地球环境的保护和污染检测。 地球物理学的主要学科有：地震、重力、磁法、电法、测井、遥感和海洋地球物理。 地震：地震分为天然地震和人工地震两大类。其中勘探地球物理学主要利用人工地震进行资源等勘探。地震勘探是近代发展变化最快的地球物理方法之一。它的原理是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地质情况。在地面某处激发的地震波向地下传播时，遇到不同弹性的地层分界面就会产生反射波或折射波返回地面，用专门的仪器可记录这些波，分析所得记录的特点，如波的传播时间、振动形状等，通过专门的计算或仪器处理，能较准确地测定这些界面的深度和形态，判断地层的岩性，是勘探含油气构造甚至直接找油的主要物探方法，也可以用于勘探煤田、盐岩矿床、个别
的层状金属矿床以及解决水文地质工程地质等问题。近年来，应用天然震源的各种地震勘探方法也不断得到发展。 重力勘探是地球物理勘探方法之一。是利用组成地壳的各种岩体、矿体间的密度差异所引起的地表的重力加速度值的变化而进行地质勘探的一种方法。它是以牛顿万有引力定律为基础的。只要勘探地质体与其周围岩体有一定的密度差异，就可以用精密的重力测量仪器找出重力异常。然后，结合工作地区的地质和其他物探资料，对重力异常进行定性解释和定量解释，便可以推断覆盖层以下密度不同的矿体与岩层埋藏情况，进而找出隐伏矿体存在的位置和地质构造情况。 磁法勘探也是地球物理勘探方法之一。自然界的岩石和矿石具有不同磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。利用仪器发现和研究这些磁异常，进而寻找磁性矿体和研究地质构造的方法称为磁法勘探。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一。它包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁测等。磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产；进行地质填图；研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题。我国建国以来大多数铁矿区、多金属矿区及油气田等都进行了大量的磁法勘探工作，取得了良好的地质效果。磁法勘探也是基本地球物理手段，国家已纳入在全国范围内进行系统测量的计划，并已基本覆盖了全国重要地区。 电法勘探是根据岩石和矿石电学性质如导电性、电化学活动性、电磁感应特性和介电性，即所谓“电性差异”来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法。它是通过仪器观测人工的、天然的电场或交