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。
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
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
地球物理勘探考点汇总
地球物理勘探知识点 一、名词解释 1.动校正：校正因炮检距不等而存在的正常时差的影响。 2.时距曲线：若测线是沿一条线进行的，则测线上各观测点坐标与波至时间的关系图称为时距曲线。 3.多次覆盖：指采用一定的观测系统获得对地下每个反射点多次重复观测的采集地震波讯号的方法。 4.电阻率剖面法：当保持供电电极距AB不动时，电极系探测深度一定，移动电极系时就可以反应一定深度范围内的地下电阻率的变化情况，这种方法称之为电阻率剖面法。 5.电法勘探：是以岩石、矿石的导电性、电化学活动性、介电性和导磁性的差异为物质基础，使用专用的仪器设备观测和研究地壳周围物理场的变化和分布规律，进而达到解决地质问题的目的的一组地球物理勘查方法。 6.转换波：与入射波波形不同的反射波和透射波。 7.高密度电法：是集电测深和剖面法于一体的一种多装置，多极距的组合方法。 8.槽波地震勘探：是在井下煤层开采工作面内进行的，地震测线接受点和激发点沿煤巷布设，直接探测煤层内地质构造或其他地质异常体的勘探方法。 9.温纳四极装置：一种三电位电极装置，一次组合，可以获得三种电极排列的测量参数。 10.横波：质点振动方向与传播方向垂直。 11.地电断面：根据地下地质体电阻率的差异而划分界限的断面。 12.视电阻率：在电场有效作用范围内各种地质体电阻率综合反映。 13.正常时差：各观测点有不同的炮检距，因而有不同的旅行时，他们相对于自激自收时的差称为正常时差。 14.静校正：设法消除地表因素影响的校正过程。 15.观测系统：测线上激发点和接收点的相对位置关系。 16.同类波：与入射波波形相同的反射波和透射波。 17.纵波：质点振动方向与传播方向一致。 18.电测深：电测深法是根据岩石和矿石导电性的差异，在地面上不断改变供电电极和测量电极的位置，观测和研究所供直流电场在地下介质中的分布，了解测点电阻率沿深度的变化，达到测深、找矿和解决其他地质问题的目的。 19.瞬变电磁法：是利用不接地回线或电极向地下发送脉冲式一次电磁场，用线圈或接地电极观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场的空间和时间分布，从而来解决有关地质问题的时间域电磁法。 20.水平叠加：又称为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于同一反射点的地震记录进行叠加。 二、填空题 1.地震勘探的三个主要步骤是采集、处理、解释 2.地震勘探的横波有SV波、SH波 3.联合剖面法曲线中的正交点和反交点分别反映低阻和高阻特征 4.常用电阻率法测量方法有：电阻率测深法、电阻率剖面法、高密度电阻率法 5.观测系统图示方法有视距平面法、普通平面法、综合平面法 6.从实用性出发，地震波可分为有效波和干扰波
地球物理勘探方法
地球物理探矿法 一、地球物理探矿法的基本原理 物探的基本特点是研究地球物理场或某些物理现象。如地磁场、地电场、放射性场等，而不是直接研究岩石或矿石，它与地质学方法有着本质上的不同。通过场的研究可以了解掩盖区的地质构造和产状。它的理论基础是物理学或地球物理学，系把物理学上的理论(地电学、地磁学等)应用于地质找矿。因此具有下列特点和工作前提： (一)物探的特点 1．必须实行两个转化才能完成找矿任务。先将地质问题转化成地球物理探矿的问题，才能使用物探方法去观测。在观测取得数据之后(所得异常)，只能推断具有某种或某些物理性质的地质体，然后通过综合研究，并根据地质体与物理现象间存在的特定关系，把物探的结果转化为地质的语言和图示，从而去推断矿产的埋藏情况与成矿有关的地质问题，最后通过探矿工程验证，肯定其地质效果。 2．物探异常具有多解性。产生物探异常的原因，往往是多种多样的。这是由于不同的地质体可以有相同的物理场，故造成物探异常推断的多解性。如磁铁矿、磁黄铁矿、超基性岩，都可以引起磁异常。所以工作中采用单一的物探方法，往往不易得到较肯定的地质结论。一般情况应合理地综合运用几种物探方法，并与地质研究紧密结合，才能得到较为肯定的结论。 3．每种物探方法都有要求严格的应用条件和使用范围。因为矿床地质、地球物理特征及自然地理条件因地而异，从而影响物探方法的有效性。 (二)物探工作的前提 在确定物探任务时，除地质研究的需要外，还必须具备物探工作前提，才能达
到预期的目的。物探工作的前提主要有下列几方面： 1．物性差异，即被调查研究的地质体与周围地质体之间，要有某种物理性质上的差异。 2．被调查的地质体要具有一定的规模和合适的深度，用现有的技术方法能发现它所 引起的异常。若规模很小、埋藏又深的矿体，则不能发现其异常；有时虽然地质体埋藏较深，但规模很大，也可能发现异常。故找矿效果应根据具体情况而定。 3．能区分异常，即从各种干扰因素的异常中，区分所调查的地质体的异常。如铬铁矿和纯橄榄岩都可引起重力异常，蛇纹石化等岩性变化也可引起异常，能否从干扰异常中找出矿异常，是方法应用的重要条件之一。 二、地球物理探矿法的应用及其地质效果 (一)应用物探找矿的有利条件与不利条件 1．物探找矿有利条件：地形平坦，因物理场是以水平面做基面，越平坦越好；矿体形态规则；具有相当的规模，矿物成分较稳定；干扰因素少；有较详细的地质资料。最好附近有勘探矿区或开采矿山，有已知的地质资料便于对比。 2．物探找矿的不利条件：物性差异不明显或物理性质不稳定的地质体；寻找的地质体或矿体过小过深，地质条件复杂；干扰因素多，不易区分矿与非矿异常等。 (二)物探方法的种类、应用条件及地质效果简要列于表4—5。 物探方法的选择，一般是依据工作区的下列三方面情况，结合各种物探方法的特点进行选择：一是地质特点，即矿体产出部位、矿石类型(是决定物探方法的依据)、矿体的形态和产状(是确定测网大小、测线方向、电极距离大小与排列方式等决定因素)；二是地球物理特性，即岩矿物性参数，利用物性统计参数分析地质构
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√
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。
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
地球物理学 科技名词定义 中文名称： 地球物理学 英文名称： geophysics 定义： 研究地球大气圈、水圈及固体部分物理性质和变化过程的科学。 应用学科： 大气科学（一级学科）；应用气象学（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 求助编辑百科名片 地球物理学（geophysics）是地球科学的主要学科，用物理学的方法和原理研究地球的形成和动力，研究范围包括地球的水圈和大气层。地球物理学研究广泛系列的地质现象，包括地球内部的温度分布；地磁场的起源、架构和变化；大陆地壳大尺度的特征，诸如断裂、大陆缝合线和大洋中脊。现代地球物理学研究延伸到地球大气层外部的现象(例如，电离层电机效应〔ionospheric dynamo〕、极光放电〔auroral electrojets〕和磁层顶电流系统〔magnetopause current system〕)，甚至延伸到其他行星及其卫星的物理性质。 目录 简介 专业概况 培养目标 培养要求 专业特色 与各个学科关系 分类 研究内容 应用 学科历史及发展 简介 专业概况 培养目标 培养要求 专业特色 与各个学科关系 分类 研究内容 应用 学科历史及发展 展开
编辑本段简介 地球物理学的很多问题与天文学的相似，因为研究对象很少能直接观察，结论应当说主要是根据物理测量的数学解释而得出的。这包括地球重力场测量，在陆地和海上用重力测量仪，在空间则用人造卫星；还包括行星磁场的磁力测量；又包括地下地质构造的地震测量，这用地震或人工方法产生的弹性反射波和弹性折射波来进行(参阅seismic survey)。 用地球物理技术来进行的研究，证明在为支持板块构造学(plate tectonics)理论提供证据方面是极其有用的。例如，地震学资料表明，世界地震带标示出了组成地球外壳 地球物理学研究范畴 的巨大刚性板块的边界，而古地磁学研究的发现，又使得追索地质历史时期大陆的漂移成为可能。 编辑本段专业概况 主干学科：地质学、物理学、数学、计算机技术 主要课程：地球物理学(地震学、重力学、地磁学、地电学)、地球物理观测、地球物理数据处理、地球物理正反演、地球物理资料解释、地质学、连续介质力学、计算机及信息处理等 主要实践性教学环节：包括主要课程的实验和实习、野外地质实习、毕业实习等，一般安排6周～12周。 修业年限：四年 授予学位：理学学士 相近专业：地质学、勘查技术与工程、资源勘查工程 地球物理学研究范畴 开设院校：云南大学吉林大学中国地质大学长江大学中国石油大学中国科学技术大学(五年) 北京大学同济大学成都理工大学武汉大学
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、
我对地球物理勘察技术的认识
我对地球物理勘察技术的认识 1 地球物理勘探的实质 地球物理勘探是通过观察和研究各种地球物理场的变化来解决地质问题的一种勘查方法。它是以各种岩石和矿石的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异为研究基础用不同的物探方法和物探仪器,探测天然的或人工的地球物理场的变化;通过分析、研究所获得地球物理资料,推断、解释地质构造和矿产分布情况。 2 地球物理勘探工作内容 利用相适应的仪器测量、接收工作区域的各种物理信息,应用有效的处理从中提取出需要的信息,并根据岩(矿)体或构造和围岩的物性差异,结合地质条件进行分析,做出地质解释,推断探测对象在地下赋存的位置、大小范围和产状,以及反映相应物性特征的物理量等,作出相应的解释推断的图件。地球物理勘探是地质调查和地学研究不可缺少的一种手段和方法。 3 地球物理勘探的方法 随着现代科学技术的蓬勃发展,根据其所研究地球物理场的不同,物探方法通常可分为以下几大类:(1)以介质弹性差异为基础,研究波场变化规律的地震勘探和声波探测;(2)以介质电性差异为基础,研究天然或人工电场(或电磁场)的变化规律的电法勘探;(3)以介质密度差异为基础,研究重力场变化规律的重力勘探;(4)以介质磁性差异为基础,研究地磁场变化规律的磁法勘探;(5)以介质中放射性元素种类及含量差异为基础,研究幅射场变化特征的核地球物理勘探;(6)以地下热能分布和介质导热性为基础,研究地温场变化的地热勘探等。 地震勘探是近代发展最快的物探方法之一。它的原理是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内的传播规律来勘探地下的地质情况。在地面某处激发的地震
波在向地下传播时,遇到不同弹性地层就会产生反射波或折射波返回地面,用专门得仪器可以记录这些波,分析所得记录的特点,如波的传播时间、振动形状等,通过专门的计算或一起处理,能较准确的确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,甚至是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。 电法勘探是根据岩石和矿石电学性质(如电性、电化学活动性、电磁感应特性和电性差异)来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法。它是通过观测人工的、天然的电场或交变的电磁场,分析、解释这些场的特点规律达到找矿勘探的目的。电法勘探分为两大类,直流电法,包括电阻率法、充电法、自然电场法、直流激发极化法等;交流电法,包括交流激发极化法、电磁法、大地电磁场法、无线电波透视法和微波法。 重力勘探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重力加速度值得变化而进行地球物理勘探的一种方法。以牛顿万有引力为基础。只要勘探地质体与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,然后结合当地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的埋藏情况,进而找出隐状矿体存在的位置和地质构造情况。 磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一,自然界的岩石和矿石具有不同的磁性,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,她包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁法勘探等。磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产;进行地质填图;研究与尤其油漆有关的地质构造及大地都造等。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。效果显著。
地球物理勘探基础知识
地球物理勘探基础知识 一、基本概念 1．石油 石油是一种液态的，以碳氢化合物为主要成分的矿产品。原油是从地下采出的石油，或称天然石油。人造石油是从煤或油页岩中提炼出的液态碳氢化合物。组成原油的主要元素是碳、氢、硫、氮、氧。2．石油成因的学说 主要有无机成因和有机成因学说。多数学者认为石油主要是有机成因的。 3．生油岩 按照有机成因学说，大量的微体生物遗骸与泥砂或碳酸质沉淀物埋藏在地下，经过长时期的物理化学作用，形成富含有机质的岩石，其中的生物遗骸转化为石油。这种岩石称为生油岩。 4．储集层 是指能够储存和渗滤油气的岩层，它必须具有储存空间(孔隙性)和储存空间一定的连通性(渗透性)。储集层中可以阻止油气向前继续运移，并在其中贮存聚集起来的一种场所，称为圈闭或储油气圈闭。5．油气藏 圈闭内储集了相当多的油气，就称为油气藏。 6．油气田 在地质意义上，油气田是一定(连续)的产油面积内各油气藏的总称。该产油面积是受单一的或多种的地质因素控制的地质单位。
7．油气聚集带 油气聚集带是油气聚集条件相似的、位置邻近的一系列油气藏或油气田的总和。它具有明确的地质边界区，形成年产原油430万吨和天然气3.8亿立方米生产能力。 8．含油气盆地 在地质历史上某一时期的沉降区，接受同一时期的沉积物，有统一边界，其中可形成并储集油气的地质单元，称做含油气盆地。9．生油门限 生油岩在地质历史中随着埋藏在地下的深度加大，受到的压力和温度增加，其中的有机质逐步转变成油或气。当生油岩的埋藏到达大量生成石油的深度(也是与深度相应温度)时，叫进入生油门限。10．油气地质储量及其分级 油气地质储量就是油气在地下油藏或油田中的蕴藏量，油以重量(吨 )为计量单位，气以体积(立方米)为计量单位。地质储量按控制程度及精确性由低到高分为预测储量、控制储量和探明储量三级。地处豫西南的南阳盆地，矿区横跨南阳、驻马店、平顶山三地市，分布在新野、唐河等8县境内。已累计找到14个油田，探明石油地质储量1.7亿吨及含油面积117.9平方公里。1995年年产原油192万吨。11．油(气)按储量可分 按最终可采储量值可分成4种：特大油(气)田：石油最终可采储量大于7亿吨(50亿桶)的油田。天然气可按1137米3气=1吨原油折算。大型油(气)田：石油最终可采储量0.7～7亿吨(5～50亿桶)的
地球物理勘探方法综述
TECHNOLOGY WIND 1前言 地球物理勘探是主要有重力法、磁力法、电法、地震法等，它是区域勘探的重要方法之一。尤其是在地面地质无法进行的情况下，对覆盖区域和海洋区域进行勘探尤为有效的方法。它是用物理原理对地下矿产、地质构造进行勘探的一种方法。其作用主要是确定基岩的性质和起伏情况、沉积盖层的厚度和构造的分布特征，是一种间接的勘探方法。 2常用勘探方法 为了获得更好的解释结果，一般采用多种物探方法，然后与地质调查和地质理论相结合，最后进行综合分析判断。研究地下岩石的情况首先要分析岩石的导电性、磁性、密度、地震波传播等物理性质，地下岩石不同物理性质也不同。各种岩矿的物理性质都表现为不同的物理现象，例如磁性不同的岩石，对同一磁铁的作用力不同；密度不同的岩石，重力不同；导电性能不同的岩石在相同的电压作用下，电流分布不同；相同的振动波在不同岩石中传播速度不同。我们现在常用的方法有重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探等。 2.1重力勘探 1）原理：重力勘探是测量由密度差异引起重力异常的地质体，确定异常地质体的空间分布特征，从而对研究区域的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种物探方法。地质体与围岩的密度存在一定差别、有足够大的体积、具有有利的埋藏条件、干扰水平低时可以采用重力勘探法。 2）重力勘探的意义：重力勘探法广泛用于勘探石油、天然气和煤；并查明区域构造，确定基底起伏，勘察盐丘、背斜等局部构造；勘探铁、铬、铜、多金属及其他金属矿产；查明与成矿有关的构造和岩体，进行间接找矿；也常用于寻找较大的、地表或者近地表的高密度矿体，并计算矿体的储量；可以探测岩溶，追索断裂破碎带等。我国早在1945年就成立了第一支重力勘探队；1975年任丘古潜山油田的发现，重力勘探做出了巨大的贡献。重力勘探法在查明区域构造特征方面，具有效率高、成本低的特点。 2.2磁法勘探 1）原理：通过探测不同岩石的磁性差异，来了解地下岩石情况的方法，称为磁法勘探。在沉积盆地中，往往会分布着各种磁性地质体，磁法勘探可以圈定磁性地质体的范围，并确定该地质体的性质。地球周围的空间存在着磁场，我们可以认为地球是一个均匀磁化球体，如果地壳某处的磁偏角和磁倾角与北京值不符合时，那么该处可能有带磁性的物质。在油气田区，如果烃类物质向地面渗漏就会形成还原环境，把岩石土壤中的氧化铁还原成磁铁矿，这时就会产出磁异常，利用专门的的仪器可以测出磁异常从而可以发现油气。 2）磁法勘探的意义：通过磁法勘探可以直接寻找磁铁矿床，普查与磁铁矿共生的弱磁性矿床和砂矿床；勘探铝土矿、锰矿、褐铁矿和菱铁矿等弱磁性沉积矿床；勘探油气田和煤田构造，研究磁性基底控制的含油气构造，圈定沉积盖层中的局部构造。 2.3电法勘探 1）原理：电法勘探是以岩石和矿物间的电性差异为基础，通过研究天然电磁场和人工电磁场的空间分布规律进行地质勘探的一种物探方法。当在地下两点供应直流电，地下就会立即形成一个电场，如果地下的导电性是均匀的，那么电流的分布也就是规则的。当然大多数情况下地下的物质分布都是非均质的，这时候的电场就会发生扭曲，电流线分 布就不是规则的，我们通过对电流线的分析，可以判断地下的各种情况。电法勘探的方法有人工场法、天然场法；按地质目标分类有金属与非金属矿电法、石油与天然气电法、水文与工程电法、煤田电法；按电磁场的时间特性分类有直流电法、交流电法、过渡过程法；按产生异常电磁场的原因分类有传导类电法、感应类电法。 2）电法勘探的意义：电法勘探使用的参数较多，应用范围较广，主要用于找水、找油气、找金属和非金属矿产、勘察地下深部地质构造等有关问题，以及各种工程建设中的基础问题。 2.4地震勘探 1）原理：人工方法引起的地震波在地层内进行传播，由于不同的地层其弹性不同，我们利用地震波在不同地层中的传播规律来勘探地下的情况，这就是地震法。我们人工或非人工震源，在地面某处激发产生地震波，当地震波在地下进行传播时，它会遇到不同的地层，在地震波传播到不同地层的分界面时会产生反射或折射，就像我们在平静的池塘中仍一块石头一样，当石头仍进池塘里会产生“水波”，“水波”向四面八方传播开来，当传到水池边上或遇到障碍物时“水波”就会反回来，这就是波的反射。当地震波到达不同地层的分界面时就像遇到障碍物的“水波”一样反回来，我们可以用专门的仪器接收这些反射波或者折射波，最后对这些波的传播时间、振动形状等特点进行分析，来判断地层的岩性。当地震波的传播速度较快时，可能是致密坚硬的岩石，当地震波在某一岩层中的传播速度较慢时，可能是疏松的岩石。利用地震波在地层中的传播特征还可以判断地下深处的构造特征，如背斜、断层、隆起、沉积盖层分布情况等等地质问题。爆炸震源是地震勘探中广泛采用的非人工震源。2）地震勘探的意义：利用地震勘探勘察油气田区域地质构造，地质测深及工程地质勘察，在资源勘探中，地震勘探是油气勘探的最有效方法。自该方法诞生后，已从模拟发展到数字，从最初的一维发展到现在的三维甚至四维，地震勘探法不仅可用于勘探比较复杂地区的油气藏，并且正向着油气开发领域渗透和拓展，它在油气勘探与开发中的地位正日益提高。 3结论 油气勘探技术的更新和油气勘探理论的发展分不开的，自从陆相生油论诞生后，我国的油气勘探理论和技术是突飞猛进。新中国成立初期，我国的石油工业主要依靠前苏联的技术装备，但是现在，我们已经可以在沙漠、戈壁、海洋、沼泽、各种复杂的山地等条件艰苦、地形复杂的地区进行勘探和开发石油和天然气。地球物理勘探属于油气勘探技术的一种，其原理都是利用各种技术手段获取地下的信息，并对最终的解释成果进行综合分析研究，来判断地表以下的各种地质情况。自然地理条件不同选择的勘探方法不同，对仪器的选择也不同，无论是哪一种勘探法都显示出地球物理勘探的优越性和其潜在的价值。无论是哪一种勘探仪器，都向着轻便、高精度、智能化的方向发展。 地球物理勘探方法综述 李国荣 （延安职业技术学院，陕西延安716000） [摘要]地球物理勘探方法是利用物理学原理，以岩石和矿物等介质的物理性质差异为物质基础，通过对地球物理场空间与时间分布规律的 观测和分析，运用现代技术，记录岩石物理现象的变化，进而掌握地下岩矿的性质及分布规律，达到寻找油气的目的。[关键词]地球物理勘探；电法勘探；地震勘探［参考文献］ [1]顾功叙.地球物理勘探基础.北京:地质出版社,1990. [2]吴功建.地球物理方法在地质和找矿中的应用.北京:地质出版社,1988.[3]张厚福.石油地质学.北京:石油工业出版社,1999. [4]孙新铭,王正东.油气田勘探.北京:石油工业出版社,2010. 科技前沿 9