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1、基本概念：重力等位面、重力异常、地磁要素、磁异常、感应磁化强度，地磁日变、波阻抗、震相、同相轴、偏移距、电阻率、极化率重力等位面：当位移方向l与重力g的方向垂直时W(x,y,z)=C(常数)在W(x,y,z)=C方程所确定的曲面上，重力位各处都等于常数C，称这曲面叫重力等位面。
重力异常：在重力学中，由地下岩矿石密度分布不均匀所引起的重力变化磁异常：主要指地壳浅部具有磁性的岩石或矿石所引起的局部磁场，它叠加在基本磁场之上。
感应磁化强度：岩（矿）石被现在地磁场磁化而具有的磁化强度称为感应磁化强度地磁日变：地磁的太阳静日变化，以太阳日（24小时）为周期的日变化。
太阴日变化：以来于地方太阴日，并以半个太阴日为周期的变化。
波阻抗：地震波在介质中传播时，作用于某个面积上的压力与单位时间内垂直通过此面积的质点流量(即面积乘质点振动速度)之比，具有阻力的含义，称为波阻抗，其数值等于介质密度p与波速V的乘积。
震相：在地震图上显示的性质不同或传播路径不同的地震波组。
各种震相在到时、波形、振幅、周期、质点运动等方面都各有它们自己的特征。
同相轴：地震记录上各道振动相位相同的极值(俗称波峰成波谷)的连线称为同相轴。
（在解释地震勘探资料时，常常根据地震记录上有规律地出现的形状相似的振动画出不同的同相轴，它们表示不同层次的地震波。
）偏移距：指激发点到最近的检波器组中心的距离，常常分解为两个分量：垂直偏移距，即以直角到排列线的距离；纵偏移距，从激发点在排列线的投影到第一个检波器组中心的距离。
电阻率：表征物体导电性好坏的一个物理量。
在数值上，它相当于电流垂直通过边长为一米的立方体均匀物质时，该物质所具有的电阻值。
极化率：表征极化介质的激电性质。
2、什么是地球物理学，包括哪些主要方法，这些方法研究的物理基础是什么？（绪论）地球物理学是应用物理学的方法研究地球的一门科学。
从广义上来讲，地球物理学的研究对象包括从固体地球的内核直至大气圈边界的整个地球；从狭义上来讲，地球物理学指的就是固体地球物理学，运用物理学的方法理解、解释地球的内部构造、组成、动力学以及与地球表面地质现象的关系。
地球物理学考试试题一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、地球物理学研究的主要对象是（）A 地球的内部结构B 地球的表面形态C 地球的大气圈D 地球的水圈2、地震波在地球内部传播时，速度最快的是（）A 纵波B 横波C 面波D 瑞利波3、地球磁场的主要来源是（）A 地球内部的电流B 地球表面的电荷C 太阳风与地球磁场的相互作用D 月球对地球的引力4、重力测量中，自由空气异常主要反映了（）A 地形的影响B 中间层物质的影响C 地壳物质密度分布不均匀D 地幔物质密度分布不均匀5、地磁要素中，用来确定磁北方向的是（）A 磁偏角B 磁倾角C 水平分量D 垂直分量6、以下哪种方法常用于研究地球内部的热状态（）A 地热测量B 重力测量C 地磁测量D 地震测量7、地球内部的莫霍面是（）A 地幔与地核的分界面B 地壳与地幔的分界面C 外核与内核的分界面D 岩石圈与软流圈的分界面8、大地电磁测深法主要利用的是（）A 高频电磁波B 低频电磁波C 直流电D 交流电9、岩石的剩余磁性主要包括（）A 热剩余磁性和化学剩余磁性B 感应磁性和剩余磁性C 稳定磁性和不稳定磁性D 原生磁性和次生磁性10、以下哪种地球物理方法可以用于探测地下水资源（）A 重力勘探B 磁法勘探C 电法勘探D 地震勘探二、填空题（每题 3 分，共 30 分）1、地球物理学包括________、＿_______、＿_______等多个分支学科。
2、地震波在不同介质中的传播速度不同，这是利用________进行地球内部结构研究的基础。
3、地球的重力场可以通过________测量来获取。
4、地磁北极在地理南极附近，但并不重合，两者的夹角称为________。
5、热流值是衡量地球内部________的重要参数。
6、地球内部的圈层结构主要有________、＿_______、＿_______。
7、电法勘探中，根据供电电极和测量电极的排列方式不同，可分为________、＿_______等方法。
地球物理复试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 地球物理学的主要研究对象是什么？A. 地球的大气层B. 地球的内部结构C. 地球的海洋D. 地球的生物圈答案：B2. 地震波在地球内部传播速度的变化主要受哪些因素影响？A. 温度B. 压力C. 岩石类型D. 所有以上因素答案：D3. 地壳的厚度在地球不同地区有显著差异，以下哪个地区地壳最厚？A. 海洋B. 大陆C. 山脉D. 盆地答案：B4. 地球磁场的产生与哪种地球内部结构有关？A. 地壳B. 地幔C. 地核D. 地壳和地幔答案：C5. 地球物理学中，用于测量地球重力场的仪器是什么？A. 地震仪B. 重力仪C. 磁力计D. 温度计答案：B二、填空题（每题2分，共10分）1. 地球物理学中的“地球内部结构”通常指的是________、________和________。
答案：地壳、地幔、地核2. 地震波分为体波和面波，其中体波包括_______和_______。
答案：纵波、横波3. 地球物理学中的“地球物理勘探”是指利用_______、_______、_______等物理方法探测地下结构和矿产资源。
答案：地震波、电磁波、重力场4. 地球的磁场是由_______产生的，这个现象被称为地球的_______。
答案：地核、地球发电机理论5. 地球物理学的一个重要应用是预测和研究_______，以减少其对人类社会的影响。
答案：自然灾害三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述地球物理学在能源勘探中的应用。
答案：地球物理学在能源勘探中的应用主要体现在通过地震波、电磁波、重力场等物理方法探测地下结构，以确定油气藏、煤炭、金属矿等资源的分布和储量。
这些方法可以帮助科学家和工程师更准确地预测和定位潜在的能源资源，从而提高勘探效率和降低成本。
2. 描述地球物理学在环境监测中的作用。
答案：地球物理学在环境监测中的作用包括监测地下水位的变化、土壤污染、地壳运动等。
地球物理学基础绪论一．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。
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。
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--不规则回转椭球体三．地球内部结构地壳：地下的一个地震波速度的间断面，P波速度由界面上方的6.2km/s增至8.1km/s左右。
这个间断面称为莫霍面（M面）。
莫霍面以上的介质称为地壳，以下的介质称为地幔。
地壳构造复杂，厚度不均，大陆厚，海洋薄。
地幔：从莫霍面到地下2900km深处这一层称为地幔。
分为上地幔和下地幔。
地球物理试题学号：姓名：得分：下列六题任选五题，每题20分。
一、名词解释（1）地震基本参数（2）地磁基本要素（3）传导类和感应类电法（各列出至少两种）（4）岩石主要热物理性质参数和大地热流（5）大地水准面和地球形状二、已知折射波时距曲线和反射波时距曲线分别如图a)、b)所示，试根据曲线判断折射界面和反射界面的倾斜方向，并简述判断的依据。
三、简述地球内部结构和地震波速度分布。
四、如图所示，地下大约10m深处埋藏着一个矿体，分别采用极距A1B1=50m、A2B2=10m、A3B3=200m的三种对称剖面装置进行观测，获得如图中所示的三种反映异常程度不同的视电阻率曲线，试分析其原因。
五、简述古地磁学的研究成果及应用。
六、简述布格重力异常、均衡重力异常及其改正。
一（1）震中：震源在地面上的投影，用经纬度表示；震源深度：震源至震中的距离；发震时刻：地震发生时间；震级：地震时所释放的弹性波能量大小。
（2）地磁场在地面座标系x、y、z轴上的投影X、Y、Z；水平分量H，所指方向为磁北；磁偏角I，偏东为正，偏西为负；磁倾角D，向上为正，向下为负。
（3）前者研究稳定或似稳电流场，有电阻率法、激发极化法，充电法、自然电场法等；后者研究交变电磁场，有低频电磁法、大地电磁法、甚低频电磁法，频率电磁法等。
（4）热导率（k）:k=q/dT/dt,表征岩石导热能力；比热（c）：表示岩石储热能力，c=dQ/mdT;热扩散率（α），表征岩石在加热或冷却时各部分温度趋于一致的能力，α=k/c ρ。
（5）与平静海平面相重合的等重力位面为大地水准面，其形状叫地球形状。
二、对图a):方法1：比较水平轴上原点（炮点）两边盲区的长短，若相等，则反射面为水平面；若不等，则界面倾斜，长者一方为界面下倾方向，短者为上倾方向，因此该反射界面为从左向右向上倾斜界面。
因为下倾方向，射线波程比上倾方向要长，心然导致盲区加大（可作图得到简要说明，此处略）。
方法2：比较两走时曲线的斜率，对称时，反射界面水平；不对称，则界面倾斜，斜率大者一方为下倾方向，反之为上倾方向。
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。
波前面上的各点，则可把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时刻开始产生子波向外传播，经过Δt时间后，这些子波波前所构这些点看做是新的震动源，从t1＋Δt时刻的新的波前面。
成的包拢面就是t110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。
地球物理学基础（2010） 作业011、通过这两次课对地球物理学的介绍，请联系实际谈谈你对地球物理的认识和看法（如什么是地球物理，它所研究的对象、主要内容和方法等）。
结合原来专业、现在专业，谈谈地球物理将在你今后的科研、工作中发挥的作用。
答：地球物理学研究的内容包括研究地面形状的大地测量学，研究海洋运动的海洋物理学，研究低空的气象学和大气物理学，研究高空以至行星际空间的空间物理学，研究地球本体的固体地球物理学，以及其他一些小分支如火山学、冰川学、大地构造物理学等。
狭义的地球物理一般指固体地球物理学。
固体地球物理包括地震学、地球电磁学与古地磁、重力学、地球动力学等。
地球物理学的研究方法包括地震学（天然地震、人工地震）、势能场（重力场、电磁场）、地热流等方法。
地球物理对社会发展有巨大的推动作用，能应用于防灾减灾、资源能源探测、考古、工程建设、国防安全等各个领域。
2、查资料：估算1）地球每秒所释放的能量；2）全世界以及中国总的电力装机容量；3）对这两组数据进行分析说明或评价答：1）、参考HN Pollack, SJ Hurter, JR Johnson. Heat Flow from the Earth's Interior: Analysis of the Global Data Set. Reviews of Geophysics,1993. 的文章中给出的全球热流值，海洋和大陆平均大地热流值为102±2.2 mWm-2和65±1.6mWm-2，计算得到全球总的热流损失为44.2*1012W。
2）、中国总的电力装机容量在2009年约为9亿千瓦时，全球总的电力装机大概为30亿千瓦时。
3）、地球释放的能量要远大于装机容量，地热是一个庞大的能源来源，如果能够好好利用，将会缓解日益突出的能源供应不足的问题，推动社会发展。
3、试画出几种断层的结构示意图，并标明受力情况答：正断层：地层两侧受到水平拉伸力，上下面受到挤压力，一般的情况是，在水平拉伸力和垂向挤压力的作用下，下盘上升，上盘下降。
《固体地球物理学概论》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、入地的窗口：根据地面或空中的资料和信息，了解地球深部情况；2、地球物理方法反演的多解性：正演问题、反演问题、精度问题3、地球物理方法的间接性问题4、建模与简化：就是以数学公式或数值形式表征地球某种性质或规律，它是对复杂研究客体的合理抽象和简化，从而更能反映客体的内在本质。
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（1）可靠性高的：牛顿万有引力定律，球谐分析理论、地球形状、地球自转周期；（2）可靠性较高：GPS、地球的速度分层结构；（3）可靠性具中的：地球的年龄、地球的分层结构（4）可靠性差的：大陆漂移和板块构造、地球内部的温度分布、地震预报；（5）可靠性最差的：地幔对流假说、地球起源假说、地磁场起源假说第二章：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。
根据维里定理，星际云质量比太阳现质量大三个数量级，它才会塌缩。
（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。
1 / 1 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、 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）3、 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）4、 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 rGM 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mn 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 ： 22MaA 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GMR 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。
