中科院、航天部门），高等院校，能源与资源、灾害预测预报、通讯等部门，
分为两大方面：研究大尺度现象和一般原理的叫做普通地球物理学，利用由此发展出来的方法来勘探有用矿床和石油的，叫做勘探地球物理学（或物理探矿学）。应用于工程地质勘探、工程检测的发展为工程地球物理学，应用于环境探测和监测及环境保护而形成的环境地球物理学。地球物理学形成了独立的分
纪初就自成体系。到了20世纪60年代发展极为迅速，地球物理学包含许多分之学科，涉及陆、海、空三域，是天文、物理、数学、化学和地质学之间的一门边缘学科。随着时代的发展，地球物理学的多学科交叉现象越来越明显，数学、物理、计算机科学、天文学等众多学科的发展大大促进了地球物理学的发
展。在地球物理学天地里，既可以从事地磁场起源、地震发生机理这样的极负挑战性的研究，可以从事油气勘探、矿产勘探这样的关系到国家经济建设的应用性研究工作，也可以从事大气物理等交叉学科的研究工作。通过地球物理学专业培养出来的学生要掌握系统的数学物理基础理论和基本知识，有较强的计算机应用能力和较高的外语水平，具有扎实的地球物理专业知识和基本的实验技能，受过从事基础研究或应用研究的初步训练，具有较强的知识更新能力。
五、学科名人
中国地震学会副理事长。是
傅承义
本科毕业生和研究生。“十年动乱”之后，已届古稀之年的傅承义，又先后为国家培养了近20名硕士和博士研究生。他的学生遍布全国各地，这些人都已成为地球物理科研、教学、生产部门的骨干，其中不少人担任了各级领导职务，有些人成了著名的专家、学者、教授，还有人当选为学部委员(院士)。
在他的全部教学生涯中，始终贯彻自己的教育思想：立德、立言、立身。立言者，传授知识和做学问的方法。在北京地质学院初创时期，他是教授兼教研室主任，负责制定教学计划、编写讲义和授课，同时要筹划实验课和安排野外实习。此外还肩负培养青年教师的重任，给他们系统地上课，帮助修改讲义，听他们试讲。事无巨细，他一概认真对待。言传身教、为人师表，受到广大师生的爱戴。傅承义谆谆教导他的学生，做学问要注意三点：一是博览群书，知识面要宽、要广，这样在遇到问题时才能触类旁通；二是要善于归纳、总结，通过总结可以发现问题，解决问题，这是一种重要研究方法；三是要独立思考。傅承义认为，独立思考是科技人员最重要的品质之一，对于书本上写的东西，不可不信，但又不可全信，信与不信都要经过自己独立思考。他提倡看书时多挑剔，认为挑剔本身就包含有创造的意思。立德者，育人也。他把科学道德、治学态度和献身科学事业的精神贯彻到教育工作的始终，认为身教比言教更为重要。他一向严于律己，凡是要求学生做到的，自己一定身体力行。
2.对地震波传播理论的贡献
在地震勘探和地震测深中采用的折射波法，实际上用的并不是真正的折射波。因为按照几何地震学的原理，地震波在以临界角入射时，折射波就不应再返回原来的介质。30年代，曾有许多人对这种“折射波”做过不正确的解释。直到1938年，O.Von.施密特(Schmidt)在实验室里通过电火花在声速不同的双层溶液组成的声波介质内放电，用阴影照相法记录了所有胀缩波波型，首先证明这种所谓的折射波的独立存在。由于光波波长太短，在光学实验里观测不到，但地震波的波长要长得多，这种波则是很明显的。施密特给出的物理解释是用简化了的惠更斯原理：当地震扰动沿着界面以高于入射介质中的波速传播时，就会在介质中产生一种首波——其实是半个首波，就如同子弹以超声速运行时，空气中声波波阵面的情况一
样。傅承义研究了这一问题。他把A?索默菲尔德(Sommerfeld)在研究电磁波传播中所用方法移植于弹性波，从数学上证明了它的存在。在求解弹性波的运动方程时，他发现格林函数的积分可以分成两部分：一部分是沿分支点割线的回路积分，这导致各种类型的体波(包括首波)；另一部分则是极点的留数，可导致各种面波。根据这一认识，运用摄动法原理，他进一步研究了面波及薄层的影响。后来这些概念已经是众所熟知，并且方法几乎规范化了，但在40年代初，这种方法人们还是不大熟悉的。此外，傅承义对于面波的能量传播及瑞雷方程的三个根也有独特的见解，为同行们所称道。傅承义在地震波传播理论方面的研究成果，引起地震学家的广泛注意。世界上一些著名地球物理学家、地震学家，如美国科学院院长、曾任美国总统科学顾问的F.普雷斯(Press)，曾任国际大地测量与地球物理学联合会(IUGG)主席的前苏联地震学家、通讯院士В.И.凯依利斯鲍洛克
(Кейлис.Борок)等都曾称，在从事地震波问题研究中，傅承义的研究成果给予他们很大的启发。
3.对地震预测的探索
傅承义作为一位地球物理学家和地震学家，目睹地震灾害的惨烈，对地震预测具有强烈的使命感。同时，作为一位严肃的科学家，他也清楚地认识到地震预测的复杂性和艰巨性。傅承义于1956年负责起草在中国开展地震预测研究的长远规划，即中国12年科学技术发展远景规划第33项任务第4中心课题“地震预测方法的研究”。在该规划中提出解决地震预测问题的科学途径和应采取的具体措施。规划中列举的五个方面的工作是：地震成因的研究，重点是震源的地质条件和地震发生的物理机制；开展地震前兆观测，包括地倾斜、微弱的前震和地声；在地震频繁地区，连续积累地震观测资料，并对地震进行统计分析，发现地震发生时间的规律；在地震区进行长期、重复的大地测量，以确定地震前后的地形变化；在地震区进行经常的地磁观测，以确定地震前后的地磁场变化。1963年，傅承义进一步把地震预测方法分成三大类：地震地质、地震统计和地震前兆。地震地质方法是以地质构造条件为基础，宏观地估计地震发生的地点和强度。这就是通常所说的地震区域划分。由于地质上的时间尺度太大，地震时间的预测不能靠这种方法。地震统计法是从地震发生的记录中去探索可能存在的统计规律，估计地震的危险性，求出发生某种强度地震的概率。这种方法的可靠程度，取决于地震资料的多寡。地震地质方法着眼于地震发生的地质条件和在比较大的时间、空间尺度内的地震活动变化。统计方法指出的只是地震发生的概率和某种“平均”状态。若要确切地预报地震发生的时间、地点和强度，还是要靠地震前兆。这三种方法不是彼此无关而是互相联系的。寻找地震前兆是地震预测的核心问题。70年代，傅承义在地震前兆的研究中提出孕震区假说。临震前，相当一部分地球介质已经处于应力加速积累状态，这部分物质可称之为孕震区。在这个区域内，可能发
生岩石变形、物质迁移和其他形式的运动，从而使大面积地球上层介质的
性质发生变化。各种地震前兆就是这种变化的反映。他特别提出，地震前
兆研究不要受地震断层成因假说的束缚，只把注意力集中于断层位置附近。他的这一假说，已被许多观测资料所证实。傅承义一再提醒人们，地震预
测是个有待人们长期坚持不懈进行探索的课题，切不能因偶然失误而丧失
信心，更不要为一时成功而忘乎所以，迷失前进方向。他非常关注并鼓励
科学上的探索活动。80年代，他对构造地震断层成因提出质疑，进一步发
展了孕震区假说。许多震例都表明，真正伴随成因断层的地震并不多；许
多大地震也并非都发生在有新构造差异运动的地方。他认为，有些地震是
断层造成的，但并非全都如此，岩浆活动也是地震成因之一。岩浆活动是
孕震区物质迁移的一例。断层成因和岩浆成因并不矛盾，而是互为补充的，但两者又有明显差别，主要是地震能源不同。前者是应变能，而后者除应
变能之外，还包含岩浆活动的动能和热能。因此，他认为地震学不只是力
学问题，把地热学引入地震研究中是大有前途的。关于地震前兆研究，他
认为，直到现在，集历来各国地震工作者的共同努力，尚未能找到一个满
足地震发生必要条件的前兆，究其原因不外乎以下几点：前兆机制不清；
前兆同震中区地质情况、环境条件有关，不是一成不变的；前兆观测的精
度不够。此外，识别前兆的判据有很大任意性，缺乏科学约束。若使地震
前兆研究真正有所突破，必须在基础研究，特别是在地震前兆的物理机制
上下功夫。80年代末，傅承义在地震预测的方法论上提出颇有新意的见解。他认为，大地震的发生是个典型的非线性过程，应该从地震发生的全过程
去看问题。近代的耗散结构论、协同论和突变论的观点应当引入到地震预
测中来。
4.指导中国核试验地震效应观测和地震侦察研究工作
20世纪50年代，美国和前苏联两国在大气层中进行的一系列核爆炸试验，引起世界各国人民的普遍关注。1958年各国专家聚会日内瓦，讨论禁止大气层核试验问题。自此以后，美、苏两国的核试验逐步转入地下。地下核试验的地震侦察，一时成了国际间注目的问题。显然，它不仅有重要的政治和军事意义，而且对地震学本身的发展也会起推动作用。地下核试验地震侦察，包括地震事件侦察和天然地震与爆炸信号识别两方面内容。前者要求地震观测系统具有检测微弱信号的能力，能把地震事件记录下来；后者要求能够从记录的波形上把地震信号和爆炸信号区分开。无疑，这项工作将有助于观测技术水平的提高和震源物理研究的深入。1961年，在傅承义倡议下，中国科学院地球物理研究所成立第七研究室(以下称七室)，他任室主任。建室之初的研究方向是震源物理，主要研究课题是地震核侦察的信号识别问题。1962年底，中国自己研制的核武器爆炸试验工作提上日程。核爆炸地震效应观测是核试验的一项重要内容。1963年，七室承担这项任务。傅承义对美国核武器研制计划和试验工作情况进行广泛深入的调查研究，结合七室承担的任务，进一步明确七室发展有两个主要方向：爆炸的力学效应分析；爆炸的远距离侦察。并为七室在五年之内的发展做出详细规划，包括：强震观测，用强震仪、选频仪和地震仪记录各种运动参数、动力参数及爆炸的
TNT当量；气球观测；远震台，两年内建成7个标准台，5年内全国基本台均配备3种频段的仪器；仪器设计，成立测震试验室，负责仪器设计和制造；理论研究，强调理论研究工作要与以上所列工作密切配合。理论工作可分：空气冲击波与地球介质相互影响问题；野外资料的分析及解释问题；大炸药量的外推和频谱的关系(相似律问题)；地震信号的通讯理论(包括组合检波的理论)；爆炸地震波的传播特征(包括地震与爆炸的识别标志)。后三项工作由他负责。在中国首次核试验中，关于用地震波计算爆炸当量的问题，他坚持认为：“爆炸引起的地震效应是一个复杂现象，由于土壤介质的多样性，目前尚难通过纯理论的途径来解决上述任务”。他建议：通过模拟试验及理论探讨，找出经验关系式，用相似原理，外推当量；对比国外经验资料，估算当量。事实证明，他的观点是正确的。傅承义在60年代初提出的开展地震核侦察的研究工作，并没能引起有关方面的足够重视和支持，直到1965年，才被正式纳入有关的计划当中。在他的指导下，七室圆满地完成中国首次核试验地震观测工作，为国防建设作出了贡献，受到国防科委和中国科学院的表彰。由他开创的地震核侦察工作，在1965年以后，有了新的发展，受到国防科委的表扬和1978年全国科学大会的奖励。
2.刘光鼎
新生代又经受挤压、改造阶段，板缘聚敛、板内拉张阶段和板缘俯冲、板内沉降阶段。刘光鼎对于中国海进行了长期研究，作出了重大贡献。
荣誉
刘光鼎多次受到国家和部门的奖励：
中国海地质构造及含油气性研究1982年国家自然科学奖二等第一作者中国海区及领域地质—地球物理1993年地质矿产部科技奖一等第一作者
刘光鼎院士授课
中国海区及领域地质——地球物理系列图及专著（1）系列图（1：5M）（2）图册（1：10M）（3）中国海地质地球物理特征1995年国家自然科学奖二等第一作者
竺可桢野外工作奖1992年
李四光地质科学荣誉奖1993年
何梁何利科学技术进步奖1997年
刘光鼎1991年当选IUGG中国委员会主席，1993年当选第三世界科学院院士、中国地球物理学会理事长，1995年当选联合国大陆架界限委员会成员，1993年当选全国政协委员，1996年被评为〃863〃海洋技术领域〃820〃海洋探查与资源开发技术主题专家组成员。1999年当选中国海洋学会名誉理事长。
代表性论文
1.中国海地球物理场和动力学特征，地质学报（中、英文版），1992，66（4），300-314
2.中国海大地构造演化，石油与天然气地质，1990，11（1），23-29
3.Geophysicaland Geological Explorationand Hydrocarbon Prospects of
1月25日国家科技进步二等奖，金矿找矿选矿中几个关键理论和技术和应用研究，1998年12月
非凡的求学历程
1941年9月，刘光鼎得到表伯收留，到北京读中学，先后在竞存中学、成达中学读初中，在辅仁中学读高中，1947年毕业。整个中学期间，他学习刻苦，成绩一直名列前茅，屡获奖学金，得免学杂费。同时，他热爱运动，所在垒球、篮球队分获北京市冠、亚军，个人体操和单双杠均有良好表演，铅球还曾取得北京市冠军记录。抗日战争胜利后，在辅仁受到老师王云轩的教育和影响，读了许多中外文艺书籍，也接触到艾思奇的《大众哲学》及其他进步书籍，并积极参加学生运动和北京大学的各种活动。
1947年夏，全国高考，他被山东大学录取并获得物理系奖学金，遂自北京去青岛就读。未久，即深感山东大学政治空气沉闷、闭塞。地矿系同学林墨荫引用闻一多的诗，创办了一个壁报“死水”，只办了一期，就受到学校勒令停刊，一时空气紧张，使得刘光鼎在精神和思想上都受到极大的压力。于是，他决心返回北京，重新投考学校。1948年5月，他回到北京后，经杨赓和介绍
至于元古代地层来寻找石油呢？”
第二次创业的依据
近年，刘光鼎院士从地球物理场出发探讨“中国大陆构造宏观构架”以及“矿产资源的地球物理预测”的问题，在此基础上他提出了前新生代海相残留盆地的认识，为中国油气资源的二次创业提供了理论依据。刘光鼎说：“中国的石油和天然气的资源潜力都很大。解放以来，做过几次石油预测，上个世纪末对石油的评价是我国石油的总资源量达到了940亿吨，而现在只发现了22%，还有78%没找到。天然气总的资源量有38亿万立方米，现在仅仅探明了7%，绝大多数的天然气还没有发现。所以应该说还有很大的潜力可以挖。因此摆在我们面前的任务是两条，第一条就是新生代油气藏应该继续深化，来发掘隐蔽的地层岩性油气藏。过去我们都是找构造油气藏，就是所谓的背斜或断块，我们找到它，打钻，来发现油气。现在在这种构造油气藏之外，还要找古代的河道，古河道砂里面也会含油气。胜利油田应用高分辨率地震资料和层序地层学，帮助把河道砂找出来了。近年胜利油田的增产，主要是找到了河道砂，在河道砂里发现了新的油气。”
其实早在“六·五”期间，刘光鼎就曾经有过向前新生代找油的实验。当时刘光鼎提出了几个课题，其中一个就是在南方碳酸盐岩，也就是在海相地层里寻找油气，但经过10年的奋战没有突破。
“七·五”期间，刘光鼎在东海的油气调查中，来到一个名字叫灵峰1井的探井，该井在2800米的深度上，打到了花岗片麻岩，发现了有1桶的原油。在花岗片麻岩里能够有油，这是过去地质学家、地球物理学家都没敢想的问题。这个地层经过同位素测定是17.6亿年，是元古代地层。在地质上认为元古代，就是前寒武纪那个时候还没有生物呢，怎么会有油呢？但是，这却为刘光鼎向前新生代找油的理论提供了现实的佐证。
有一次刘光鼎去贵州考察，地质队的同志常跟他去贵阳东面100公里左右一个叫麻江的地方，那里有个10亿吨储量的古油藏，现在已经破坏了。刘光鼎说，当时咱们国家的石油拿到手的储量只有14亿吨，而麻江古油藏，如果没有破坏，一个油藏就有10亿吨的储量。虽然这个油藏被破坏了，但是不是可以启发我们应该往古生代探索呢？麻江古油藏已经被抬升暴露到地表而破坏了，所有油气都挥发了，这确实是很遗憾的一个事儿，但是，中国960万平方公里的陆地，近300万平方公里的海域，是不是所有的古生代油气藏都破坏了？古油藏会不会还有没有遭受破坏的？反过来再认识，就发现了破坏的时期，主要是在中生代，就是印支期、燕山期、喜马拉雅期，这三期构造运动破坏得很厉害，但是刘光鼎深信还有残留下来的，所以他就给这种地质构造起名字叫海相残留盆地。“我经过了10年才开始认识了这么一点儿。”刘光鼎说。
油气二次创业提出的这几年，海相残留盆地勘探已经取得许多成绩，如日产1059吨的胜利油田“胜海古2井”，日产天然气106立方米的大港千米桥“板深7井”，初估
储量近10亿吨的塔河古生代油田，都证实了中国海相残留盆地有丰富的油气藏。三横两竖两个三角和新生代海相残留理论
经过几十年的地球物理实践，刘光鼎在重力、磁力和地震分析成像等的基础上，认识中国大地构造的宏观构架及其演化历史，他将中国大地构造的格架简单地概括为三横、两竖、两个三角，并解释说：第一横是天山——阴山——燕山，基本是一个东西方向，在这个地方以北是蒙古，以南西边是塔里木，东边是华北。这个地方在古生代以前有个蒙古洋，蒙古洋闭合，南北两面儿碰撞到一块儿，形成天山——阴山——燕山结合带。第二横是昆仑山——秦岭——大别山，又是一个东西方向，塔里木、青藏、柴达木、松潘、华北以及扬子都在这一带，所以这又是一个不同块体的结合带。第三横，就是扬子跟南华的界限，就是南岭，基本上也是一个东西方向。所以，三横是不同块体的结合部位。两竖，一个是大兴安岭——太行山——武陵山这条线，这条线在重力图里，它是一个陡变的梯阶带，就是地壳厚度变化很快的一个地带；另一个是贺兰山——龙门山。这两条竖的，就把中国分成了三块。当间儿这一块是鄂尔多斯和四川，地壳厚度都在45公里左右，非常稳定。贺兰山——龙门山以西，地壳厚度从50公里增加到70公里，世界上地壳最厚的喜马拉雅就在这个地方，也就是世界的第三极，完成了这个地壳增厚是在中生代时期内。然后，大兴安岭——太行山——武陵山以东，地壳是减薄的，地壳的厚度从38公里向东逐渐减低，到冲绳海槽变成了18公里，这样子一个减薄的过程，是在新生代完成的。两个三角包括，柴达木、祁连山和松潘、甘孜地区。所以，对中国大地构造的格架用最宏观、最简洁的表达就是三横、两竖、两个三角。刘光鼎指着地图告诉记者，第一次创业集中工作的地方在三横、两竖、两个三角的当间儿，而第二次创业，就要在三横、两竖、两个三角当间儿的新生代沉积盆地的下面来找，只是要搞清楚不同时期的盆地原型与造山带之间的关系。
刘光鼎说，在太古代和元古代的时候，中国有四个陆核，即华北、扬子、南华、塔里木，其中以华北最老，基底可以达到38亿年，是属于太古代，扬子、南华跟塔里木，都是十几亿年元古代形成的。也就是说当时海水里冒出来了这么几个陆核。然后就向块体过渡。在古生代末印支期前后，中国古大陆形成，但当时还没有青藏。青藏形成过程中，对于整个中国大陆是一个强烈的挤压改造的过程，使地壳明显增厚。到晚白垩——中渐新世的时候，东部太平洋这边开始起作用了，太平洋板块逐渐往中国大陆靠近，在中国的东部就出来了一些箕状的坳陷，并沉积下来了陆相地层。在菲律宾板块向欧亚大陆聚敛过程中，在中国东部及海域里形成拉张的环境，使地壳减薄沉降并形成盆地，等到晚渐新世到第四纪的时候，菲律宾板块俯冲到欧亚板块之下，而板内有沉降，所以在中国东部这些油气盆地上面都盖了一层第四纪的“被子”。这就是中国大地构造的演化历史。在这里刘光鼎强调了两条，第一条就是陆核之间，为海水覆盖，因此有海相地层存在。也就是说，在古全球构造的时候，中国有广泛的海相沉积。第二，中国古陆形成，海水退出，河流、湖泊沉积下来了陆相地层，而陆相地
层主要是新生代时形成的。
从中晚元古代到古生代，海相碳酸盐岩是有广泛分布的，其中有机质生烃的条件，要比湖泊、河流、沼泽的陆相沉积优越，至少生物繁殖要比湖泊丰富得多；同时，古生代海相地层遭受中生代多期造山运动的破坏，挤压改造，其中油气藏受到了剥蚀和破坏，麻江古油藏就是一例。但是肯定会有残留盆地，或者没有受到破坏的部分，其中仍旧蕴藏有大量的油气资源，所以只要保存条件好，古生代海相残留盆地，就会比新生代陆相碎屑岩盆地更有利于油气的生成和储集。刘光鼎说，最近在四川的东部，湖北的西部，找到鲕粒灰岩的生物礁滩就有天然气，而且天然气量非常丰富。古生代风化壳油气藏在渤海周围，在塔里木都已经有所发现。
刘光鼎说：“一般来讲，陆相的油藏，打一口井，日出油也就十吨、八吨，等到海相地层里却往往出现千吨井。例如在河西走廊，2000年的冬天打到了海相古潜山油气藏。再如1982年在塔里木，沙参2井打到5800米的白云岩风化壳上，一天产原油1000吨，天然气100万立方米。我们过去解决油气主要靠反射地震，但是在陆相地层里头，所有的地震的前提条件都是水平层状介质，而海相地层是个复杂地质体，前提条件改变了，因此就需要创新。目前，科学院在环渤海地区设立了区域地质、地球物理的综合研究课题，希望在这里能够有所突破，取得经验，在其他地区来推广。这个课题想把前新生代主要构造事件的界面起伏和分布搞清楚，想把断裂体系搞清楚，希望能从规律上来认识岩浆活动、应力场、残留盆地的分布以及构造演化史，这样，我们就可以解决一串儿的问题。前新生代海相残留盆地是我们21世纪中国油气勘探的一个新的领域，现在已经开始取得了很多成绩，前途也是非常广阔的。中国油气的二次创业已经来临。”
丰富传奇的经历
今年76岁的刘光鼎院士拿出他的工作日志一页一页地翻看，上面记录着他每一天的工作情况。尽管工作繁忙，但他每天早晨都要坚持练太极拳。刘光鼎在太极拳领域有着极高的造诣，曾出版过太极拳方面的专著，并且产生了很大的影响。他说太极拳并不难，难的是一辈子坚持锻炼。长期的锻炼使他具有健壮的体魄和豁达的性格。刘光鼎还爱好写诗，曾出版《渔樵之歌》诗集。同时刘光鼎还是一个武侠小说迷，他的公文包里总是要放上一本武侠小说，在出差的路上看上一看，是一件惬意的事。
刘光鼎1929年12月29日生于北京，祖籍山东蓬莱。父亲刘本钊，字康甫，早年曾先后在清华大学、青岛大学、昆明西南联合大学工作。抗日战争胜利后，自昆明返回青岛，任职于山东大学。全国解放前夕，受胁迫去台湾，就职于新竹清华大学，1968年4月逝世于台北。母亲董德玉，擅长书法、医术。抗日战争前夕，因丈夫去昆明西南联合大学教书，遂携众子女从青岛返回蓬莱，悬壶行医，并积极支持子女们参加革命，先是二女儿刘光运去延安，继尔送三女儿光荣、四女儿光耀参加八路军。1940年，日寇攻占蓬莱，对抗日家属实行严酷迫害，以私通八路军的罪名将刘光鼎的大哥刘光斗逮捕，在监狱里严刑毒打，最后将刘光斗摧残至疯，下落不明；刘光鼎的母亲
则被逼自杀，年仅48岁。
刘光鼎1948年9月参加革命，1952年7月毕业于北京大学物理系，随后在北京地质学院任教12年。1958年组建中国第一个海洋物探队，任队长。1964年至1970年任地质部海洋地质所地球物理研究室主任；1970年至1973年任第二海洋地质调查大队技术负责人；1973年至1980年任海洋地质调查局副总工程师、综合研究大队长；1980年至1989年任地质矿产部海洋地质司副司长，石油地质海洋地质局副局长；1989年至1993年任中国科学院地球物理研究所所长；1993年当选为中国地球物理学会理事长，同年当选为中国海洋学会副理事长、中国地质学会石油专业委员会主任。1980年当选为中国科学院院士；1993年当选为第三世界科学院院士；曾任第八届、第九届全国政协委员。现任中国科学院地质与地球物理研究所研究员、所学术指导委员会主任、中国地球物理学会名誉理事长、中国海洋学会名誉理事长、中国岩石圈委员会主席。
在长达半个多世纪的地球物理工作中，刘光鼎参与领导了多次的地球物理领域的调查研究。早在北京大学学习期间，他即参加燃料工业部组织的实习队，任队长，率领物理系师生10人，先去西安、四郎庙学习石油地质与钻井技术，最后，经延安到延长。这次实习，他极大地开阔了眼界，提高了思想认识，也决定了他献身于应用物理学和地质事业的志向。
“文革”期间，刘光鼎痛心于中国海洋地质与地球物理工作刚刚起步即遭受挫折，在处境艰辛，精神和思想上压力巨大的情况下，在牛棚里先后写成《海洋地球物理勘探》(1978年由地质出版社出版)和《太极拳架与推手》(1980年由上海人民教育出版社出版，先后五版，达33万册)。《太极拳架与推手》后又经刘光鼎修改、补充，于1992年由科学出版社重新出版，定名为《太极拳术——理论与实践》。1974年，上海海洋地质调查局成立，任命刘光鼎为副总工程师，兼综合研究大队长。刘光鼎和一批地质学家联合起来，一再地向中央提出建议，并首先在东海进行区域地球物理调查，发现东海海底具有三隆两盆的构造格局，即在西部浙闽隆褶带、中部钓鱼岛隆褶带和东部琉球隆褶带之间有陆架盆地和冲绳海槽盆地，其中东海陆架盆地又有3个沉积中心。于是，集中力量调查位于浙江东部的西湖坳陷，发现其局部构造发育、油气性良好。在进一步地震详查的基础上，勘探二号桩脚式平台终于在平湖构造的第三系地层中钻探到工业油气流，实现了中国东海油气资源的突破。
1980年，刘光鼎当选为中国科学院学部委员及地学部常委。1984年刘光鼎着手组织国家重点攻关项目85—054“寻找大油气田的理论与方法技术研究”，该项目下设有“中国的天然气”、“南方碳酸盐岩的油气”、“塔里木油气”、“东海油气”四大课题，刘光鼎为项目负责人。与此同时，他还在地质矿产部石油地质海洋地质局系统内部组织编绘《中国海区及邻域地质地球物理系列图》，系统地总结了中国海30年的地质地球物理工作，编绘出海底地形图、立体地貌图、空间重力异常图、布格重力异常图、磁力异常平面剖面图、地球动力学图、地质图、大地构造图以及新生代沉积盆地图，统称为《系列图》。并在该系列图的说明书中探索总结了规律性认识，指出中国海经历了五幕演化史。1992年，该《系列图》和《中国海区及邻域地质地球物理特征》由
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
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
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。
编号
专业名称
07
学科门类：理学
0701
数学类
070101
数学与应用数学
070102
信息与计算科学
0702
物理学类
070201
物理学
070202
应用物理学
070203
核物理
0703
化学类
070301
化学
070302
应用化学（注：可授理学或工学学士学位）
0704
天文学类
070401
天文学
0705
地理科学类
070501
地理科学
070502
自然地理与资源环境（注：可授理学或管理学学士学位）
070503
人文地理与城乡规划（注：可授理学或管理学学士学位）
070504
地理信息科学
0706
大气科学类
070601
大气科学
070602
应用气象学
0707
海洋科学类
070701
海洋科学
070702
海洋技术(注：可授理学或工学学士学位)
0708
地球物理学类
070801
地球物理学
070802
空间科学与技术（注：可授理学或工学学士学位）
0709
地质学类
070901
地质学
070902
地球化学
0710
生物科学类
071001
生物科学
071002
生物技术（注：可授理学或工学学士学位）
071003
生物信息学（注：可授理学或工学学士学位）
071004
生态学
0711
心理学类
071101
心理学（注：可授理学或教育学学士学位）
071102
应用心理学（注：可授理学或教育学学士学位）
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、
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√
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
地球物理与空间信息学院专业介绍 学院大类专业介绍： 学院的专业属于地球物理类。该大类专业包括地球物理学（地质与地球物理实验班）、地球信息科学与技术两个专业。 地球物理类专业培养目标和要求：本类专业培养的学生，具备坚实的数理基础和较系统的地质、地球物理、3S等基本理论、基本知识和基本技能，能运用物理学、数学与计算机科学的理论、方法和现代高科技手段，从事与地球内部结构探索、地球动力和演化、资源勘查和开发利用、地质灾害的预测和防治、水利、电力、交通等重大基础工程的勘测、生态环境的保护以及对污染的监测等方面的工作，具有创新精神和实践能力、良好的科学素养及教学、科研能力、德智体全面发展的高级专门人才。 地球物理类毕业生应获得的基本知识和能力：掌握数学、物理学、地质学、计算机科学、信息科学、电子学等方面基本理论、基本知识和基本技能，具有坚实而宽广的专业基础知识；掌握地球物理学的基本理论、基本知识和基本实验技能；掌握遥感技术、地理信息系统和卫星导航定位技术等方面的基本理论和基本知识。 地球物理类主要课程设置和教学环节：数学、物理学、地质学、信息科学、地球物理学、3S课程等以及主要课程的实验和实习、地质实习、专业教学学习和毕业论文设计等。 地球物理类修业年限：四年
地球物理类授予学位：理学学士、工学学士 地球物理类主要就业领域：国土资源、水力、电力、交通（铁路、公路、桥梁、机场建设）、能源（石油、煤炭）、环保、信息等行业的研究所、大专院校、企业，从事科研、教学、生产及管理等工作，有很强适应性。 主要课程设置（前2年）： （1）、通识教育课程：包括马列、德育、英语、高级计算机程序设计、体育、军事理论等必修课，及人文、社科、经济、管理、社会实践等选修课程； （2）、学科基础课程：高等数学、大学物理、测量学、地质学、信号与系统、固体地球物理概论等； （3）、集中性实践环节：军训、测量实习、计算机程序课程设计、地质教学实习 （后两年专业培养阶段的主要课程和实践内容见各专业教学计划）
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。
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
一、名词解释、翻译、单位 1.大地水准面（3）(geoid)：与平均海平面（静止海水面）重合并向大陆延伸所形成的不规 则的封闭曲面，它是重力等位面，反映了地球内部实际的质量分部。 2.参考椭球（2）(reference ellipsoid)：把形状和大小与大地体相近，且两者之间相对位置确 定的旋转椭球称为参考椭球，是地球具有区域性质的数学模型，仅具有数学性质而不具物理特性。 3.地球椭率（1）(earth ellipticity)：地球椭圆体的扁度称为地球扁率。以赤道半径（长半轴a） 和极半径（短半轴b）的差与赤道半径的比值。 4.自由空气异常(free air gravity anomaly)：自由空气异常是指经地形校正、自由空气校正（高 度）、潮汐校正后的重力观测值与相应参考椭球体面上的正常重力值之差。它反映实际地球的形状和质量分布与大地椭球体的偏差。大范围的负自由空气异常表明地壳深部存在着质量亏损，反之，则存在质量盈余。 5.布格重力异常（2）(Bouguer gravity anomaly)：对观测值经过地形校正、布格校正（高度 （自由空气）校正与中间层（布格板）校正）、潮汐校正和正常场（纬度）校正后获得的重力值。反映地壳内各种偏离正常地壳密度的地质体，既包含各种局部剩余质量的影响，也包含地壳下界面起伏而在横向上对上地幔质量亏损（山区）或盈余（海洋区）的影响。 从大范围来看，布格重力异常在大陆山区应为大面积的负值区，且山越高负值的绝对值越大；而海洋区则反之。 6.地形校正（2）(topographic/terrain correction)：重力测量中，每个测点上为消除地形起伏 产生的重力影响所进行的校正。经过地形校正后的重力值就相当于观测点周围完全是平坦地形的重力值。 7.质量亏损（1）(mass deficiency)：相对于临近物质密度较小而引起的负布格重力异常的现 象。 8.绝对重力测量（1）(absolute gravity measurement)：绝对重力测量是用绝对重礼仪直接测 定地面上某点的绝对重力加速度的技术和方法。 9.重力加速度梯度（1）(gravitational acceleration gradient)：重力加速度沿铅垂或水平方向 的导数，表示重力场强度g在垂直或水平方向上的变化率。单位：厄缶 10.正常重力（位）（1）(normal gravity)：地球从总体上说处于流体平衡状态，大地水准面 接近于旋转椭球体面。所以假定：一个旋转椭球作为真实地球的理想模型，称为地球椭球。 它产生规则的重力场称为正常重力场。正常重力——椭球表面上正常地球重力场的数学表达式。其计算公式称为正常重力公式。 11.重力均衡（1）(Isostasy)：它阐明地壳的各个地块趋向于静力平衡的原理，即在大地水准 面以下某一深度处常有相等的压力，大地水准面之上山脉（或海洋）的质量过剩（或不足）由大地水准面之下的质量不足（或过剩）来补偿。运用地壳均衡学说可以研究地球内部构造，如上地幔的起伏；还可用于大地测量学中研究大地水准面形状，推估重力异常和计算垂线偏差等。 12.地壳均衡（1）(Isostasy)：从地下某一深度起，相同截面所承载的质量趋于相等。这个概 念称为地壳均衡，地面上大面积的地形起伏，必然在地下有所补偿。 13.A iry模式(Airy-Heiskanen model)：将地形所增减的质量补偿于山根与反山根，因而均衡面 不是同一个深度而有一定起伏的曲面。 14.Pratt模式(Pratt-Hayford model)：将地形所增减的质量均匀地补偿于海面与补偿深度之间， 所以地形高低不同的柱体，其密度是各不相同。 15.引潮力（1）(Tide-generating Force(Tidal Force))：月球对地球上单位质量的物体的引力， 以及地球绕地月公共质心旋转时所产生的惯性离心力，这两种力组成的合力称为月球在地
固体地球物理学 一、专业解析： （一）学科简介 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。 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。是大地构造物理学，地球内部物理学，地球动力学。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。 （二）培养目标 在固体地球物理学专业领域掌握坚实的专业理论基础知识和系统的专业知识，具备从事科学研究的基本素质及独立承担专业技术工作的能力；了解所从事研究方向的国内外科技发展的最新动态，具有综合运用所学理论独立解决实际技术课题的能力；可从事本学科的科学研究、专业技术及教学工作，具有实事求是的严谨科学作风。掌握一门外语，能熟练阅读专业外文资料，并具有较好的科技写作能力。 （三）研究方向 (01)地震学 (02)地球内部物理学 (03)地球动力学
(04)勘探地球物理 (05)地球电磁学 （各个招生单位研究方向略有不同，以上以北京大学为例） （四）考试科目 (101)思想政治理论 (201)英语一 (301)数学一 (825)普通物理或(835)应用地球物理 （各个招生单位考试科目略有不同，以上以北京大学为例） （五）相近学科 与此专业相关的学科有：应用地球物理学，大地测量学，空间物理学，构造地质学。 二、推荐院校： 以下院校是该专业研究生院实力较强者，建议选报： （中国地质大学，中国科学技术大学，北京大学，武汉大学，同济大学，吉林大学，南京大学，中国矿业大学） 三、就业前景： 地球物理学专业的硕士就业形势良好，渠道畅通，都能保证在95％以上，去向基本上是中国所有的油田以及各地的工程物探公司。另外，三大石油公司的上游研究单位同样需要物探专业的研究生，但一般是需要自己直接递简历过去，有导师的推荐会更好。当然现在很多能源方面的外企也会招该专业。 地球物理专业的薪金的平均水平从初期来看可能比不上计算机等热门专业，但随着工作经验的增多，后期优势更加明显，是属于有潜力的那种类型。 四、就业方向： 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
《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。