固体地球物理学概论复习重点答案

固体地球物理学概论复习重点答案篇一：长安大学 固体地球物理学复_纲要要点第一章 1地球物理学：以地球为研究的一门应用物理学学。 2地球物理学的组成：普通地球物理学和勘探地球物理学。 第二章 1星云说:太阳系的星球的物质，在初时都为大量基本微粒，充满整个的宇宙空间，现在已形成的星体就在这空间中运转。在万有引力的作用下，使这些原始弥漫的星云物质逐渐分别凝聚，形成了包括地球在内的太阳系的各天体。 第三章 1衰变常数：从物理意义上看,表示单位时间内一个母核的衰变几率。 2放射性年龄的公式成立条件(1) 3重力异常：重力值与相应位置上的正常重力值之差。 4固体潮：把地球整体在月球和太阳作用下的变形称为固体潮 5扁率：由不同纬度处的纬度值和相应弧距，代入一定公式，可算出扁率。这样得出的扁率为几何扁率（a-c）/a。（将地球视为一个6重力校正：将不通的高度上的重力观测值归算到大地水准面上。 7相对重力测量是指对不同地点上地球重力值变化量的测量。 8绝对重力测量是指对地球重力值绝对值的测量。 9重力均衡：地表地形的起伏造成的载荷差异将在地壳深部乃至更深的部位得到充分补偿。在某一补偿深度之下，地球的压力处于流体静平衡状态 10地球重力场组成：受到地球的引力场和因随地球自转而产生的惯性离心力场。 11地球重力场的基本特征 地球重力的数值依不同地点的海拔高度和纬度而异。以海平面计算，在地球赤道的重力值约为9.780m/s，在两极约为9.832m/s，一般而言同一海拔高度下，位于赤道地区重力最小，而处于两极处的重力最大。而海拔越高，地球重力越小，这也就是在物体在卫星或飞船上总是处于“微”重力的缘故。 地球不是标准的球体，其赤道平均半径要略大于两极平均半径，形状上好似一个两级压扁的椭球体。显然，即使地球内部是均匀的，在其表面产生的引力也将是不同的。测量结果表明，地球两极地区引力值要比赤道地区的高出约0.018m/s。 实际地球表面是凹凸不平，而且内部的物质密度不均匀，这也将导致引力各处不同。 1 2 2 2 导致地球重力随纬度变化的另一个重要因素是惯性离心力。如果地球稳定地围绕地轴匀速旋转，物体受到的惯性离心力仅与它的到地轴的距离有关。惯性离心力在赤道上最大，约为0.0339m/s，而在两极处等于零。 赤道处离心力大致等于为地球平均引力的1/300，相对地球引力较小，因此惯性离心力对地球引力的方向改变不大。所以说，地球重力大致由测量地点指向地心。 12地球内部重力场特征 满足G2H)00H 对海洋地壳有 (T)0T0)0 2 T 艾里假说 -地球上 部物质密度小于下部，较轻的浮在较重得介质之上，山是有根的还有反山根，对于大陆 ( 020)t按假说所给出的均衡补偿方法，对均衡范围以内的，均H根 27 衡状态下地壳密度或厚度所产生的引力效应进行计算，并从地面重力值中减去，即得到均衡异常 ggBtgIgBSgI g 即 16绝对重力测量方法 1数学摆 重力加速度的切向分量为gsinl4sing折合摆长 3自由下落 aml2 17相对重力测量方法 1力平衡式（平移式）测量原理由弹簧平衡方程： k(Simgi 得 g2 k (sC0 3n(2m(1m)当0e13n)sin23n)得 e(1= p pe e(1sin2B1sin22B)其中 高度校正08 hh0.007cos2B)10hghgf地 形 校 正 ： (i i 校 2h （推 1 导 gL h2hdzdrzrdr222 d2zdzdz)z)(r22 2z)2dzGgB S 0.0419gBSgBtgTC 4、什么是地球自转轴的进动、章动和极移 (只考虑钱德勒晃动)地球的形状指什么常用的重力改正有哪几种 3、试述地球重力场的地表分布特征。 4、球体重力异常的曲线及分布特征 5、试述重力均衡的两种基本假说。根据这两种假说，怎样进行重力的均衡校正 简述它们的定义及特点。 5、简述瑞利波和勒夫波的特征。 6、掌握地震波震相的图示方法。 7、简述地震学对地球科学的贡献。 第六章 地磁学 1、名词解释: （1） 磁偶极子 ；（2）磁偏角；（3） 磁倾角；（4）磁化率；（5） 剩余磁性； （6）磁异常；（7）有效磁化强度 2、简述地磁场的构成。 3、什么是地磁要素？各地磁要素之间有什么关系？试写出它们的关系或图示之。 4、简述岩、矿石磁性特征及影响因素。 5、什么是岩石的热剩余磁性 6、构造、地形和断层的磁异常特征。 7、规则形体（球体、水平圆柱体、板状体等）磁异常平面和剖面特征。 第七章 地电学 1、名词解释: (1)电阻率； （2）视电阻率； （3）穿透深度； （4）电剖面法； （5）电测深法 2、什么是大地电场它们对了解地球电性结构有什么意义? 3、简述由大地电磁测深和地磁测深法了解地球电性结构的基本原理。 4、掌握计算穿透深度的计算公式和方法。 5、简述地球内部电性的电性结构。 篇三：地球物理复_题 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： 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。 主要的地球物理方法有： 地震学方法：地震是一种常见的地质现象。对其孕育、发生的研究包括了运动学和动力学二个方面的内容。地震波的传播带来了大量、丰富的地球内部的信息因此地震学本身就是固体地球物理学的重要组成部分。 根据介质的弹性和密度差异，通过观测和分析大地对地震波的响应，推断地球内部介质的结构和岩石的性质 测量量：地面的震动（位移，速度，加速度） 地球内部参数：速度，密度，衰减Q。 重力学方法：研究重力场时空分布规律及其测量方法的科学。 测量量：重力加速度 地球内部参数：密度 地磁学方法：研究地磁场空间分布和随时间变化的规律。 测量量：磁场的强度和方向 地球内部参数：磁化系数 地电学方法：研究地球内部介质的电性特征及其分布规律。 测量量：视电阻率,视激化率 地球内部参数：电阻率,激化率 地热方法： 3、简要说明地壳均衡理论，普拉特均衡理论和艾里均衡理论基本原理；（重力学-3） 在地下某个深度(称为补偿深度)的下面，地球内部的压力是流体静压力或静水压力，这就意味著在补偿深度处单位横截面上伏柱体的重量，必须完全是相等的；地球曲率的小的校正会造成一些差别。如果在地球的表面存在过剩的负载，例如山脉，洋脊或冰帽，那么如果达到了均衡，在这个表面之下，补偿深度之上，一定存在一个等效的补偿质量的亏损；对于海洋，这样的亏损负载会出现相反的情况。 所谓地壳均衡，就是说从地下某一深度算起，相同面积所承载的质量趋于相等，地面上大面积质量的增减，地下必有所补偿。 普拉特(1854年)：地下从某一深度算起(称补偿深度)，以下物质的密度是均匀的，但以上的 物质，则相同截面的柱体保持相同的总质量，因此地形越高，密度越小，即 在垂直方向是均匀膨胀的。 艾里(1855年)：把地壳视为较轻的均质岩石柱体，漂浮在较重的均质岩浆之上、处于静力平 衡状态，根据阿基米德浮力原理可知，山愈高则陷入岩浆愈深形成山根，而 海愈深则缺失的质量越多，岩浆将向上凸出也愈高，形成反山根。 4、布格重力异常的定义及其他地质地球物理含义？（重力学-2） 布格重力异常在法耶异常基础上，再加上中间层校正，即经过正常场校正、地形校正、布格校正(高度校正和中间层校正)的重力异常。 含义：布格重力异常包含了壳内各种偏离正常密度分布的矿体与构造的影响，也包括了地壳下界面起伏而在横向上相对上地幔质量的巨大亏损或盈余的影响。 自由空间重力异常是对观测值仅做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。 法耶异常：gFI中还包含有地形影响的因素在内，若加上局部地形校正，即得到第二种自由空间重力异常。第二种自由空间重力异常 5、重力资料整理中，一般要作哪些校正，理解各校正的物理含义，简单的公式要记住，并做相应的计算。（重力学-2） 重力资料整理目的是求出消除仪器的零点漂移之后各测点相对于基点的相对重力值。经过零点校正后得到的是各测点相对于总基点的相对重力值，它包括因地下密度不均匀的地质体引起的异常，也包含因各测点周围地形不同、所处纬度不同等因素的影响。 地形校正 校正原因：地形起伏往往使得测点周围的物质不能处于同一水准面内，对实测重力异常造成了严重的干扰，必须通过地形校正予以消除。 校正办法：除去测点所在水准面以上的多余物质，并将水准面以下空缺部分用物质填补起来。 高度校正（自由空间校正） 校正原因：经地形、中间层校正后，测点与大地 水准面或基准面间还存在一个高度差h，要消除 这一高度差对实测的影响，就要进行高度校正。 正常场(纬度)校正 校正原因：当测点与总基点不在同一纬度时，测点重力值包含了总基点与测点间的正常重力场的差值，这一差值需要消除。 各项校正物理含义 地形校：消除测点附近的地形影响，使测点周围没有地形； 中间层校正：消除测点和基点之间中间层质量的影响； 高度校正：消除正常重力场随高度的变化的影响，使测点和基点位于同一高度； 纬度校正：消除正常重力场随纬度的变化的影响，使测点和基点位于同一纬度。 6 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) x为向北分量；y为向东分量；z为垂直分量；Bt为测点地磁场总磁感应强度矢量；H为地磁场在水平面上的投影，称为水平分量；D为H矢量与x轴的夹角，成为磁偏角；I为地磁场偏离水平面的角度，成为磁倾角。 关系如下：x=H cos D,y= H sin D ,tan I =z/H,tan D=y/x ,H*H=x*x + y*y,Bt*Bt=H*H + z*z, Bt=H sec I ,Bt=z csc I。 7、简要说明地磁场随空间的分布规律及随时间的变化规律？（地磁学-1） 地磁场有两个磁极，其S极位于地理北极附近，N极位于地理南极附近，但不重合，磁轴与地球自转轴的夹角现在约为11.5度。长期观测证实，地磁极围绕地理极附近进行着缓慢的迁移。 地磁场随时间的变化主要包括太阳静日变化和太阴日变化。 太阳静日变化是以一个太阳日为周期的变化，其特点是白天比夜晚变化幅度大，夏季比冬季变化幅度大，平均变化幅度为数nT至数十nT。太阳静日变化按一定规律随纬度分布，在同一纬度圈的不同地点，静日变化曲线形态相同，且极值也出现在相同的地方时上。 太阴日变化以来于地方太阴日，并以半个太阴日为周期。太阴日是地球相对于月球自转一周的时间（约25小时），太阴日变化的幅度很微弱（Z和H的最大振幅仅1-2nT），磁测时已 将它包括在太阳静日变化内，故不再单独考虑。 8、表征岩石磁性的物理量有哪些，它们是如何定义的？（地磁学-2） 磁化强度、磁化率、感应磁化强度、剩余磁化强度、总磁化强度 磁化强度M：均匀无限磁介质，受外部磁场H 作用，衡量物质被磁化程度的物理量。 物质磁化率：表征物质受磁化的难易程度，是无量纲的物理量，但仍注以单位。 感应磁化强度：位于岩石圈中的地质体，受到现代地磁场的磁化而具有的磁化强度 剩余磁化强度：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 岩石的总磁化强度，由两部分组成： （a）岩矿石受当时地磁场的作用生成Mi；（b）经历了构造变动，剩余磁性的方向变化为Mr（原本的Mi已被Mr替代了）；（c）现代地磁场作用生成Mi（这个Mi是新生成的，不是原本的）；（d）总磁化强度是Mr与Mi的合矢量。 9、地磁场由哪几部分组成？（地磁学-1） 地磁场=基本磁场+ 变化磁场+ 磁异常 基本磁场：中心偶极子磁场和大陆磁场组成，来源地球内部，占地磁场主要部分(98%以上)。 变化磁场：主要指短期变化磁场，来源地球外部，占地磁场1%以下 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。 10、为了从实测磁场中提取磁异常，磁测资料的整理中需要作哪些校正处理？（地磁学-3） 磁测数据通过整理得测点相对于基点磁场差值，还要进行日变改正、正常场改正、高度改正 总磁场异常T = T-T0 T1 T2 T3 T 观测值、T0 正常场改正值、T1 日变改正、 T2 高度改正、T3 背景场(常数) 正常场校正：当进行大面积高精度磁测工作时,必须用国际地磁参考场IGRF模型进行正常场 改正。 高度校正：正常地磁场随高度增加而衰减，在山区进行磁测时，必须消除由于高度变化所造 成的影响。高度改正从总基点高程起算 日变校正：消除地磁场静日变化和短周期扰动等对观测结果的影响。 11、重磁资料处理的向上延拓、水平导数和垂直导数有何作用？（地磁学-4） 向上延拓：压制浅层(干扰),突出深部(趋势)； 水平导数：突出方向构造信息； 垂直导数：突出浅层场源信息； 12、什么是地球物理学的正问题，反问题？ 地球物理学的正反演问题。 反演问题：由地面上的物理观测来推导地下的情况。 正演问题：由于事件或过程发生在先，而结果或信息接收在后，对自然事件或过程发生的描述和预测。 13、重力磁法勘测的基本原理及其应用举例？ 重力勘测是利用组成地壳的各种岩体、矿体的密度差异引起的重力变化来研究地质构造与矿产分步的学科。以牛顿万有引力规律为基础来研究由于地质原因引起的重力局部变化， 利用