魏东平地球物理学基础2004-2005期末考试试题
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 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 2232
2ωα+=，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） 5、 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）
6、 简要介绍古地磁学的基本原理与工作方法。（10分）
7、 高斯磁场系数01g 、11g 与11h 分别代表了地心磁偶极子在地轴
及赤道平面内两个垂直方向上的分量，为什么？给予详细推
导与说明。（15）
8、 我们课堂上曾引用右图说明地磁场的特征，请用文字描述这
样的特征，并证明之。（15）
附加题：《地球物理基础》课程的教学实践，需要得到同学们的
反馈意见与建议。请你针对以下任一或任几个方面（或你认
为重要的其它方面）提出你个人的建议改进之处：（1）教
学内容的编排；（2）教学方式（课堂板书、多媒体投放等）；（3）作业布置；（4）教学参考书与讲义编写；（5）课后辅导与答疑。并请回答：该门课程你的课内外学习用时比例是多少？文字表达将是该题的考查指标之一，要求：（1）不需泛泛而谈；（2）字数以500字以上为宜。（10分）
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
海洋地质学概论复习题及答案
海洋地质学概论 CH1 绪论 1、海洋地质学的定义 以传统的地质学理论和板块构造理论为基础，以海洋高新探测和处理技术为依托，在地球系统科学理论的指导下，研究大洋岩石圈地质过程及其与地球相关圈层（尤其是大气、水圈和地幔）间相互作用，为人类开发资源、维护海洋权益和保护环境服务的科学。 2、海洋地质学结构 1）海洋地貌学； 研究海底形态、空间分布及成因为主要内容。大洋地貌的研究对于板块构造学说的建立做出过重要贡献。 2）海洋地球物理学； 是地球物理学的重要分支，是支撑海洋地质发展的重要技术手段。包括海洋重力、海底地磁场、海底地震学、海洋地电学和海洋地热学等。 3）海底构造地质学 是20世纪海洋地质学发展中最辉煌的领域，板块构造模式不只是海洋构造，而且建立了全球构造体系。 4）海洋沉积学； 研究海洋沉积物的特征、时空分布及形成和演变机制为主要内容。海洋沉积学的发展极大地丰富了沉积学的内容并革新了传统沉积学的理论。海洋沉积学已发展成为一个涵盖很广的学科领域，例如海洋沉积矿物学、海洋沉积地球化学、海洋沉积动力学、碳酸盐沉积学、构造沉积学等。 5）海洋地层学； 是地质学的重要理论基础，重建地质历史和解释历史是它的主要任务。由于现代技术的广泛应用及深海钻探计划和浅海钻探的开展，在岩石地层划分、生物地层划分和年代地层划分方面取得了长足的进展。 6）古海洋学； 它是深海钻探计划(DSDP)的产物，以探索海洋环境和海水物理学、化学特征演变历史及研究海洋生产力和海洋生物的宏观演化为目的，它的主要研究材料是海洋沉积物，发展了从沉积物中提取高分辨地质信息的一切现代手段。古海洋学已成为大洋钻探计划(ODP)、全球变化研究等重大国际研究计划的重要内容，是20世纪末地球科学中发展最快的分支学科，也是21世纪通过气圈／水圈／地圈探索地球历史的重要领域。 7）海底矿产地质学 它是研究赋存于海底的矿物资源和有机物矿产的形成、富集规律及矿产资源的赋存状态和开采条件的科学。海洋石油、天然气；滨海及浅海固体砂矿；大洋多金属结核、结壳、磷块岩、块状硫化物矿和多金属软泥等热液矿产及天然气水合物等。
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。
自然科学概论复习题及答案
《自然科学概论》复习题及答案 一、填空 1、自然科学是研究自然界各种和的科学，是人类在认识自然、改造自然的过程中所获得的关于自然界各种事物的现象和规律的知识体系。 2、自然科学的特点有：1 ，2 ，3 ，4 。 3、自然科学的发展经历了、、三大阶段。 4、现代自然科学的体系结构，一般认为是由科学、科学、科学所构成。 5、电子计算机的硬件主要有哪五部分组成：、、、 和。 6、现代天体物理认为：一般恒星的演化都经历 - - - 四个阶段。 7．组成蛋白质的基本单位是。组成核酸的基本单位是，核酸可分为和两大类。 二、选择 1、人类最早冶炼的金属是（） A、金 B、银 C、铜 D、铁 2、提出燃烧作用的氧化学说和确定质量守恒定律的是：（） A、波义耳 B、拉瓦锡 C、门捷列夫 D、维勒 3、对发现化学元素周期律作出了决定性贡献的是：（） A、波义耳 B、拉瓦锡 C、门捷列夫 D、维勒 4、研究无穷维抽象空间及其分析的数学理论（） A、数理统计 B、运筹学 C、泛函分析 D、数理逻辑 5、用数学方法研究推理的规律，研究正确思维所遵循的规律的学科，亦称符号逻辑的是（） A、数理统计 B、运筹学 C、泛函分析 D、数理逻辑 6、地球的形状确切的是说是（） A、球形 B、椭球体 C、梨状体 D、苹果形
7、“第一类永动机是可以制成的”这句话违背了( ) A、牛顿第一定律 B、机械能守恒定律 C、热力学第一定律 D、分子运动论 8、绵羊有白色的和黑色的。白色由显性基因(B)控制，黑色由隐性基因(b)控制。一只白色公羊和一只白色母羊交配，生了一只黑色小绵羊，那么公羊和母羊的基因型应该是（）A．BB BB B．BB Bb C．Bb Bb D．BB bb 9、达尔文进化学说的核心是（） A．适者生存 B．遗传和变异 C．生存斗争 D．自然选择 10、环境科学产生的理论基础是：（） A、生态学 B、物理学 C、化学 D、生物学 三、判断（在题号前括号内填“√”或“╳”） （）1、从猿到人的转变关键是劳动 （）2、原始时代第一个最重要的技术创造是石器的制造和发明。 （）3、自然科学最基本的社会功能是：它不能促进社会生产的发展。 （）4、原始宗教观念的主要内容是万物有灵论。 （）5、我国的种茶养蚕都是世界上最早的。 （）6、我国的天文学不是世界上天文学发展最早的国家之一。 （）7、我国是世界上最早的瓷器生产国。 （）8、很轻的原子核在极高的温度下非常接近时会聚合在一起，形成新的核并放出大量能量的过程叫核的聚变。 （）9、南北大运河以开凿最早、规模最大、里程最长闻名于世。 （）10、“绝对时空观”把时间和物质运动分割开来，认为空间是与外界任何事物无关的“绝对空间”，时间是与外界任何事物无关的“匀速地”“流逝着”的“绝对时间”。 四、简答题 1、简述塞尔维特血液小循环的主要内容：
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√
地球物理勘探概论复习题期末复习资
地球物理勘探习题 1、什么是重力勘探方法？ 重力勘是指以岩石、矿石密度差异为基础，由于密度差异会导致地球的正常重力场发生局部变化（即重力异常），通过观测研究重力异常达到解决地质问题的勘探法。 2、什么是重力场和重力位？ 重力场：地球周围具有重力作用的空间成为重力场。 重力位：重力场中的重力位W等于单位质量的质点由无穷远移至该点所做的功。 3、重力场强度与重力加速度间有什么关系？ 重力场强度，无论在数值上，还是量纲上都等于重力加速度，而且两者的方向也一致。在重力勘探中，凡是提到重力都是指重力加速度。空间内某点的重力场强度等于该点的重力加速度。 4、重力勘探(SI)中，重力的单位是什么？重力单位在SI制和CGS制间如何换算？①在SI制中为m·s-2，它的百分之一为国际通用单位简写.；②SI和CGS 的换算：.=10-1mGal 5、什么是地球的正常重力场？正常重力场随纬度和高度的变化有什么规律？①地球的正常重力场：假设地球是一个旋转椭球体（参考平面），表面光泽，内部密度是均匀的，或是呈同心层状分布，每层的密度是均匀的，并且椭球面的形状与大地水准面的偏差很小，此时地球所产生的重力场即正常重力场。②正常重力值只与纬度有关，在赤道处最小，两极处最大，相差约.；正常重力值随纬度变化的变化率，在纬度45°处最大，而在赤道处和两极处为零；正常重力值随高度增加而减小，其变化率为./w。· 6、解释重力异常的实质。 重力异常是由于地球表面地形的起伏、地球内部质量的不均匀和内部变动和重力日变引起的重力和正常值产生偏差的现象。
7、在工作中如何确定重力测量的精度和比例尺？布置测网的原则是什么？ ①比例尺反映了重力测量工作的详细程度，取决于相邻测线间的距离。测量精度是根据地质任务和工作比例尺来确定；以能反映探测对象引起的最小异常为准则，一般以最小探测对象引起的最大异常的到为宜。 ②布置测网的原则：测网一般是由相互平行的等间距的测线和测线上分布的等间距的测点所组成。对于走向不明或近于等轴状的勘察对象，宜采用方形网，即点线间距相等。对于在地表投影有明显走向的勘探对象，应用矩形网，测线方向与其走向垂直。 8、野外重力观察资料整理包括几部分工作？ 消除自然引起的干扰要进行：地形校正、中间层校正、高度校正；消除地球正常重力场影响要进行：正常场校正。 9、为什么地形校正横为正值？ 由于测点所在水准面以上的正地形部分，多于物质产生的引力垂直分量都是向上的，引起仪器读数偏小。负地形部分相对该水准面缺少一部分物质，空缺物质产生的引力可以认为是负值，其垂直分量也是向上的，使仪器读数减小。因此地形影响恒为正值，故其校正值恒为正。 10、什么是布格重力异常？自由空间异常？均衡异常？ ①布格重力异常：是对测值进行地形校正，布格校正（高度校正与中间层校正）和正常场校正后获得的。 ②均衡重力异常：是对布格重力异常再作均衡校正，即得均衡校正。表示了一种完全均衡状态下其异常所代表的意义。 ③自由空间异常：对观测值仅作正常场校正和高度校正，反映的是实际地球的形状和质量分布与参考椭球体的偏差。 11、重力观测结果如何用剖面图和平面图来表示？
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；
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、
地球物理勘探概论复习题期末复习资料
地球物理勘探习题 1、什么是重力勘探方法 重力勘是指以岩石、矿石密度差异为基础，由于密度差异会导致地球的正常重力场发生局部变化（即重力异常），通过观测研究重力异常达到解决地质问题的勘探法。 2、什么是重力场和重力位 重力场：地球周围具有重力作用的空间成为重力场。 重力位：重力场中的重力位W等于单位质量的质点由无穷远移至该点所做的功。 3、重力场强度与重力加速度间有什么关系 重力场强度，无论在数值上，还是量纲上都等于重力加速度，而且两者的方向也一致。在重力勘探中，凡是提到重力都是指重力加速度。空间内某点的重力场强度等于该点的重力加速度。 4、重力勘探(SI)中，重力的单位是什么重力单位在SI制和CGS制间如何换算 ①在SI制中为m·s-2 ，它的百分之一为国际通用单位简写.；②SI和CGS的换算：.=10-1 mGal 5、什么是地球的正常重力场正常重力场随纬度和高度的变化有什么规律 ①地球的正常重力场：假设地球是一个旋转椭球体（参考平面），表面光泽，内部密度是均匀的，或是呈同心层状分布，每层的密度是均匀的，并且椭球面的形状与大地水准面的偏差很小，此时地球所产生的重力场即正常重力场。②正常重力值只与纬度有关，在赤道处最小，两极处最大，相差约.；正常重力值随纬度变化的变化率，在纬度45°处最大，而在赤道处和两极处为零；正常重力值随高度增加而减小，其变化率为./w。· 6、解释重力异常的实质。 重力异常是由于地球表面地形的起伏、地球内部质量的不均匀和内部变动和重力日变引起的重力和正常值产生偏差的现象。 7、在工作中如何确定重力测量的精度和比例尺布置测网的原则是什么 ①比例尺反映了重力测量工作的详细程度，取决于相邻测线间的距离。测量精度是根据地质任务和工作比例尺来确定；以能反映探测对象引起的最小异常为准则，一般以最小探测对象
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
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。
地球物理学概论试卷A
《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。（）
《地球物理学概论》知识点
一、名词 1.正演（问题）：根据地下地质构造的特征、地质体的赋存状态（形状、产状、空间位置）和 物性参数来研究相应地球物理场的变化特征。 2.反演（问题）：根据地球物理场的变化特征来推断地下地质构造特征、地质体的赋存状态（形 状、产状、空间位置）和物性参数 3.重力勘探：通过观测与研究天然重力场的变化规律以查明地质构造和寻找矿产的一种物探方 法。 4.零长弹簧： 5.零点漂移：在实际观测中，由于重力仪本身的弹性疲劳、温度补偿不完全以及日变等因素的 影响，会使读数的零点值随时间而变化，这个变化称为零点位移。 6.重力场强度：在地球上某一位置上单位质量的质点所受到的重力。 7.大地水准面：人们将平均海平面顺势延伸到陆地下所购沉的封闭曲面视为地球的基本面，并 称其为大地水准面。 8.重力异常:指地下物体密度分布不均匀引起的重力随空间位置的变化。在重力勘探中，将由 于地下岩石矿物密度分布不均匀所引起的重力变化或地质体与围岩密度的差异引起的重力变化称为重力异常。 9.自由空间重力异常：对所测得的重力异常只做高度和正常场校正。 10.布格重力异常：对所测得的重力异常做高度校正、中间层校正和正常场校正。 11.均衡重力异常：对自由空间异常进行中间层校正、局部地形校正和均衡校正所得。 12.三度体:要求各个方向均为有限量的地质体 13.二度体：对于某一方向而言是无限延伸的，要求在这个方向上的埋深、截面形状、大小和物 性特点均稳定不变的物体。 14.特征点法：利用实测重力异常曲线的半极值点或具有其他特征的点进行矿体形态和产状的计 算成为特征点法。 15.磁法勘探：利用地壳内各种岩（矿）石间磁性差异多引起的磁场变化（称为磁异常）来寻找 有用矿产和查明地下地质构造的一种物探方法。 16.磁异常：地壳内各种岩（矿）石间磁性差异引起的磁场变化。 17.磁场强度：单位电荷在磁场中所受到的力。 18.磁感应强度：磁化磁场T与附加磁场T’的合成量称为磁感应强度。 19.磁化率：物体被磁化的难易程度。
地球物理学概论-模拟题
《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
魏东平地球物理学基础2005-2006期中试题
2005-2006年度《地球物理学基础》课程期中考试试题（课堂闭卷） 2005年11月15日上午10:00—11:40 （B 卷） 一、 中英文互译（每小题1分，共10分） 1、 地震活动性 6、Body Wave Propagation 2、 走时曲线 7、Surface Wave Motions 3、 P 波初动解 8、Input Seismic Signal 4、 弹性回跳理论 9、Subduction Zone 5、 地震矩张量 10、Earthquake Focal Mechanisms 二、 名词解释（每小题2分，共10分） 1、 康拉德界面 2、 地震影区 3、 应力与应变 4、 地震首波 5、 相速度与群速度 三、判断下述问题是否正确（每小题2分，共20分） 1、 波场在自由表面满足的边界条件为速度为零、位移为零。 2、 岩石层（圈）包括地壳与固态上地幔部分。 3、 弹性回跳理论是地震学家基于对1906年的旧金山地震研究后提出的。 4、 平行层状（多层）半空间介质中的LOVE 面波没有频散。 5、 P 波初动解同时描述了震源的拉伸压缩与剪切错动作用。 6、 地球的椭率产生了地球自由振荡的简并频率分裂。 7、 上地幔低速层导致P 与S 波存在震中距约108o 到140o 的影区。 8、 哥白尼的主要贡献在于修改了地球中心说为太阳中心说。 9、 地球的环形振荡并不引起地球体积的变化。 10． SV 波入射到自由表面只有SV 反射波。 四、画出下列各种震相从一个震源（震源深度为600公里）发射出而被地表地震观测台站接 收到的传播路经示意图：pS 、SSP 、ScP 、PKJKP 、PP 。（5分） 五、以P 波入射为例，根据水平分界面上的Snell 定律，推导球对称地震波速度分布下球面分 界面的Snell 定律。（5分） 六、画图示意下列各种震动激发的弹性介质内质点运动：P 波，SV 波、平板内传播的LOVE 波、020S 型自由振荡及230T 型自由振荡（10分） 七、简述反射地震学中进行反射地震资料处理的若干步骤。（10分） 八、推导以μ/K 和v p /v s 表示泊松比υ的表达式，这里K 为体积弹性模量，μ为剪切弹性模 量，v p 与v s 分别是地震纵波与地震横波的速度。（15分） 九、假设一个均匀的弹性平板，其上下界面分别为0=z 和h z =，求解此时LOVE 波传播的 频散方程，并讨论其频散特性。（15分）