固體地球物理學概論復習重點答案

固體地球物理學概論復習重點答案篇一：長安大學 固體地球物理學復_綱要要點第一章 1地球物理學：以地球為研究的一門應用物理學學。 2地球物理學的組成：普通地球物理學和勘探地球物理學。 第二章 1星云說:太陽系的星球的物質(zhì)，在初時都為大量基本微粒，充滿整個的宇宙空間，現(xiàn)在已形成的星體就在這空間中運轉(zhuǎn)。在萬有引力的作用下，使這些原始彌漫的星云物質(zhì)逐漸分別凝聚，形成了包括地球在內(nèi)的太陽系的各天體。 第三章 1衰變常數(shù)：從物理意義上看,表示單位時間內(nèi)一個母核的衰變幾率。 2放射性年齡的公式成立條件(1) 3重力異常：重力值與相應位置上的正常重力值之差。 4固體潮：把地球整體在月球和太陽作用下的變形稱為固體潮 5扁率：由不同緯度處的緯度值和相應弧距，代入一定公式，可算出扁率。這樣得出的扁率為幾何扁率（a-c）/a。（將地球視為一個6重力校正：將不通的高度上的重力觀測值歸算到大地水準面上。 7相對重力測量是指對不同地點上地球重力值變化量的測量。 8絕對重力測量是指對地球重力值絕對值的測量。 9重力均衡：地表地形的起伏造成的載荷差異將在地殼深部乃至更深的部位得到充分補償。在某一補償深度之下，地球的壓力處于流體靜平衡狀態(tài) 10地球重力場組成：受到地球的引力場和因隨地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的慣性離心力場。 11地球重力場的基本特征 地球重力的數(shù)值依不同地點的海拔高度和緯度而異。以海平面計算，在地球赤道的重力值約為9.780m/s，在兩極約為9.832m/s，一般而言同一海拔高度下，位于赤道地區(qū)重力最小，而處于兩極處的重力最大。而海拔越高，地球重力越小，這也就是在物體在衛(wèi)星或飛船上總是處于“微”重力的緣故。 地球不是標準的球體，其赤道平均半徑要略大于兩極平均半徑，形狀上好似一個兩級壓扁的橢球體。顯然，即使地球內(nèi)部是均勻的，在其表面產(chǎn)生的引力也將是不同的。測量結果表明，地球兩極地區(qū)引力值要比赤道地區(qū)的高出約0.018m/s。 實際地球表面是凹凸不平，而且內(nèi)部的物質(zhì)密度不均勻，這也將導致引力各處不同。 1 2 2 2 導致地球重力隨緯度變化的另一個重要因素是慣性離心力。如果地球穩(wěn)定地圍繞地軸勻速旋轉(zhuǎn)，物體受到的慣性離心力僅與它的到地軸的距離有關。慣性離心力在赤道上最大，約為0.0339m/s，而在兩極處等于零。 赤道處離心力大致等于為地球平均引力的1/300，相對地球引力較小，因此慣性離心力對地球引力的方向改變不大。所以說，地球重力大致由測量地點指向地心。 12地球內(nèi)部重力場特征 滿足G2H)00H 對海洋地殼有 (T)0T0)0 2 T 艾里假說 -地球上 部物質(zhì)密度小于下部，較輕的浮在較重得介質(zhì)之上，山是有根的還有反山根，對于大陸 ( 020)t按假說所給出的均衡補償方法，對均衡范圍以內(nèi)的，均H根 27 衡狀態(tài)下地殼密度或厚度所產(chǎn)生的引力效應進行計算，并從地面重力值中減去，即得到均衡異常 ggBtgIgBSgI g 即 16絕對重力測量方法 1數(shù)學擺 重力加速度的切向分量為gsinl4sing折合擺長 3自由下落 aml2 17相對重力測量方法 1力平衡式（平移式）測量原理由彈簧平衡方程： k(Simgi 得 g2 k (sC0 3n(2m(1m)當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 導 gL h2hdzdrzrdr222 d2zdzdz)z)(r22 2z)2dzGgB S 0.0419gBSgBtgTC 4、什么是地球自轉(zhuǎn)軸的進動、章動和極移 (只考慮錢德勒晃動)地球的形狀指什么常用的重力改正有哪幾種 3、試述地球重力場的地表分布特征。 4、球體重力異常的曲線及分布特征 5、試述重力均衡的兩種基本假說。根據(jù)這兩種假說，怎樣進行重力的均衡校正 簡述它們的定義及特點。 5、簡述瑞利波和勒夫波的特征。 6、掌握地震波震相的圖示方法。 7、簡述地震學對地球科學的貢獻。 第六章 地磁學 1、名詞解釋: （1） 磁偶極子 ；（2）磁偏角；（3） 磁傾角；（4）磁化率；（5） 剩余磁性； （6）磁異常；（7）有效磁化強度 2、簡述地磁場的構成。 3、什么是地磁要素？各地磁要素之間有什么關系？試寫出它們的關系或圖示之。 4、簡述巖、礦石磁性特征及影響因素。 5、什么是巖石的熱剩余磁性 6、構造、地形和斷層的磁異常特征。 7、規(guī)則形體（球體、水平圓柱體、板狀體等）磁異常平面和剖面特征。 第七章 地電學 1、名詞解釋: (1)電阻率； （2）視電阻率； （3）穿透深度； （4）電剖面法； （5）電測深法 2、什么是大地電場它們對了解地球電性結構有什么意義? 3、簡述由大地電磁測深和地磁測深法了解地球電性結構的基本原理。 4、掌握計算穿透深度的計算公式和方法。 5、簡述地球內(nèi)部電性的電性結構。 篇三：地球物理復_題 1、基本概念：重力等位面、重力異常、地磁要素、磁異常、感應磁化強度，地磁日變、波阻抗、震相、同相軸、偏移距、電阻率、極化率 重力等位面： 重力異常：在重力學中，由地下巖礦石密度分布不均勻所引起的重力變化 磁異常：主要指地殼淺部具有磁性的巖石或礦石所引起的局部磁場，它疊加在基本磁場之上。 感應磁化強度：巖（礦）石被現(xiàn)在地磁場磁化而具有的磁化強度稱為感應磁化強度 地磁日變：地磁的太陽靜日變化，以太陽日（24小時）為周期的日變化。太陰日變化：以來于地方太陰日，并以半個太陰日為周期的變化。 波阻抗：地震波在介質(zhì)中傳播時，作用于某個面積上的壓力與單位時間內(nèi)垂直通過此面積的質(zhì)點流量(即面積乘質(zhì)點振動速度)之比，具有阻力的含義，稱為波阻抗，其數(shù)值等于介質(zhì)密度p與波速V的乘積。 震相：在地震圖上顯示的性質(zhì)不同或傳播路徑不同的地震波組。各種震相在到時、波形、振幅、周期、質(zhì)點運動等方面都各有它們自己的特征。 同相軸：地震記錄上各道振動相位相同的極值(俗稱波峰成波谷)的連線稱為同相軸。（在解釋地震勘探資料時，常常根據(jù)地震記錄上有規(guī)律地出現(xiàn)的形狀相似的振動畫出不同的同相軸，它們表示不同層次的地震波。） 偏移距：指激發(fā)點到最近的檢波器組中心的距離，常常分解為兩個分量：垂直偏移距，即以直角到排列線的距離；縱偏移距，從激發(fā)點在排列線的投影到第一個檢波器組中心的距離。 電阻率：表征物體導電性好壞的一個物理量。在數(shù)值上，它相當于電流垂直通過邊長為一米的立方體均勻物質(zhì)時，該物質(zhì)所具有的電阻值。 極化率：表征極化介質(zhì)的激電性質(zhì)。 2、什么是地球物理學，包括哪些主要方法，這些方法研究的物理基礎是什么？（緒論） 地球物理學是應用物理學的方法研究地球的一門科學。從廣義上來講，地球物理學的研究對象包括從固體地球的內(nèi)核直至大氣圈邊界的整個地球；從狹義上來講，地球物理學指的就是固體地球物理學，運用物理學的方法理解、解釋地球的內(nèi)部構造、組成、動力學以及與地球表面地質(zhì)現(xiàn)象的關系。 主要的地球物理方法有： 地震學方法：地震是一種常見的地質(zhì)現(xiàn)象。對其孕育、發(fā)生的研究包括了運動學和動力學二個方面的內(nèi)容。地震波的傳播帶來了大量、豐富的地球內(nèi)部的信息因此地震學本身就是固體地球物理學的重要組成部分。 根據(jù)介質(zhì)的彈性和密度差異，通過觀測和分析大地對地震波的響應，推斷地球內(nèi)部介質(zhì)的結構和巖石的性質(zhì) 測量量：地面的震動（位移，速度，加速度） 地球內(nèi)部參數(shù)：速度，密度，衰減Q。 重力學方法：研究重力場時空分布規(guī)律及其測量方法的科學。 測量量：重力加速度 地球內(nèi)部參數(shù)：密度 地磁學方法：研究地磁場空間分布和隨時間變化的規(guī)律。 測量量：磁場的強度和方向 地球內(nèi)部參數(shù)：磁化系數(shù) 地電學方法：研究地球內(nèi)部介質(zhì)的電性特征及其分布規(guī)律。 測量量：視電阻率,視激化率 地球內(nèi)部參數(shù)：電阻率,激化率 地熱方法： 3、簡要說明地殼均衡理論，普拉特均衡理論和艾里均衡理論基本原理；（重力學-3） 在地下某個深度(稱為補償深度)的下面，地球內(nèi)部的壓力是流體靜壓力或靜水壓力，這就意味著在補償深度處單位橫截面上伏柱體的重量，必須完全是相等的；地球曲率的小的校正會造成一些差別。如果在地球的表面存在過剩的負載，例如山脈，洋脊或冰帽，那么如果達到了均衡，在這個表面之下，補償深度之上，一定存在一個等效的補償質(zhì)量的虧損；對于海洋，這樣的虧損負載會出現(xiàn)相反的情況。 所謂地殼均衡，就是說從地下某一深度算起，相同面積所承載的質(zhì)量趨于相等，地面上大面積質(zhì)量的增減，地下必有所補償。 普拉特(1854年)：地下從某一深度算起(稱補償深度)，以下物質(zhì)的密度是均勻的，但以上的 物質(zhì)，則相同截面的柱體保持相同的總質(zhì)量，因此地形越高，密度越小，即 在垂直方向是均勻膨脹的。 艾里(1855年)：把地殼視為較輕的均質(zhì)巖石柱體，漂浮在較重的均質(zhì)巖漿之上、處于靜力平 衡狀態(tài)，根據(jù)阿基米德浮力原理可知，山愈高則陷入巖漿愈深形成山根，而 海愈深則缺失的質(zhì)量越多，巖漿將向上凸出也愈高，形成反山根。 4、布格重力異常的定義及其他地質(zhì)地球物理含義？（重力學-2） 布格重力異常在法耶異?；A上，再加上中間層校正，即經(jīng)過正常場校正、地形校正、布格校正(高度校正和中間層校正)的重力異常。 含義：布格重力異常包含了殼內(nèi)各種偏離正常密度分布的礦體與構造的影響，也包括了地殼下界面起伏而在橫向上相對上地幔質(zhì)量的巨大虧損或盈余的影響。 自由空間重力異常是對觀測值僅做正常場校正和高度校正，反映的是實際地球的形狀和質(zhì)量分布與參考橢球體的偏差。 法耶異常：gFI中還包含有地形影響的因素在內(nèi)，若加上局部地形校正，即得到第二種自由空間重力異常。第二種自由空間重力異常 5、重力資料整理中，一般要作哪些校正，理解各校正的物理含義，簡單的公式要記住，并做相應的計算。（重力學-2） 重力資料整理目的是求出消除儀器的零點漂移之后各測點相對于基點的相對重力值。經(jīng)過零點校正后得到的是各測點相對于總基點的相對重力值，它包括因地下密度不均勻的地質(zhì)體引起的異常，也包含因各測點周圍地形不同、所處緯度不同等因素的影響。 地形校正 校正原因：地形起伏往往使得測點周圍的物質(zhì)不能處于同一水準面內(nèi)，對實測重力異常造成了嚴重的干擾，必須通過地形校正予以消除。 校正辦法：除去測點所在水準面以上的多余物質(zhì)，并將水準面以下空缺部分用物質(zhì)填補起來。 高度校正（自由空間校正） 校正原因：經(jīng)地形、中間層校正后，測點與大地 水準面或基準面間還存在一個高度差h，要消除 這一高度差對實測的影響，就要進行高度校正。 正常場(緯度)校正 校正原因：當測點與總基點不在同一緯度時，測點重力值包含了總基點與測點間的正常重力場的差值，這一差值需要消除。 各項校正物理含義 地形校：消除測點附近的地形影響，使測點周圍沒有地形； 中間層校正：消除測點和基點之間中間層質(zhì)量的影響； 高度校正：消除正常重力場隨高度的變化的影響，使測點和基點位于同一高度； 緯度校正：消除正常重力場隨緯度的變化的影響，使測點和基點位于同一緯度。 6 磁偏角D 磁傾角I 總磁場強度T 垂直磁場強度Z 水平磁場強度H 水平X分量(北向) 水平Y分量(東向) x為向北分量；y為向東分量；z為垂直分量；Bt為測點地磁場總磁感應強度矢量；H為地磁場在水平面上的投影，稱為水平分量；D為H矢量與x軸的夾角，成為磁偏角；I為地磁場偏離水平面的角度，成為磁傾角。 關系如下：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、簡要說明地磁場隨空間的分布規(guī)律及隨時間的變化規(guī)律？（地磁學-1） 地磁場有兩個磁極，其S極位于地理北極附近，N極位于地理南極附近，但不重合，磁軸與地球自轉(zhuǎn)軸的夾角現(xiàn)在約為11.5度。長期觀測證實，地磁極圍繞地理極附近進行著緩慢的遷移。 地磁場隨時間的變化主要包括太陽靜日變化和太陰日變化。 太陽靜日變化是以一個太陽日為周期的變化，其特點是白天比夜晚變化幅度大，夏季比冬季變化幅度大，平均變化幅度為數(shù)nT至數(shù)十nT。太陽靜日變化按一定規(guī)律隨緯度分布，在同一緯度圈的不同地點，靜日變化曲線形態(tài)相同，且極值也出現(xiàn)在相同的地方時上。 太陰日變化以來于地方太陰日，并以半個太陰日為周期。太陰日是地球相對于月球自轉(zhuǎn)一周的時間（約25小時），太陰日變化的幅度很微弱（Z和H的最大振幅僅1-2nT），磁測時已 將它包括在太陽靜日變化內(nèi)，故不再單獨考慮。 8、表征巖石磁性的物理量有哪些，它們是如何定義的？（地磁學-2） 磁化強度、磁化率、感應磁化強度、剩余磁化強度、總磁化強度 磁化強度M：均勻無限磁介質(zhì)，受外部磁場H 作用，衡量物質(zhì)被磁化程度的物理量。 物質(zhì)磁化率：表征物質(zhì)受磁化的難易程度，是無量綱的物理量，但仍注以單位。 感應磁化強度：位于巖石圈中的地質(zhì)體，受到現(xiàn)代地磁場的磁化而具有的磁化強度 剩余磁化強度：巖礦石在生成時，處在一定的條件下，受當時的地磁場磁化、成巖后經(jīng)歷漫長的地質(zhì)年代，所保留下來的磁化強度 巖石的總磁化強度，由兩部分組成： （a）巖礦石受當時地磁場的作用生成Mi；（b）經(jīng)歷了構造變動，剩余磁性的方向變化為Mr（原本的Mi已被Mr替代了）；（c）現(xiàn)代地磁場作用生成Mi（這個Mi是新生成的，不是原本的）；（d）總磁化強度是Mr與Mi的合矢量。 9、地磁場由哪幾部分組成？（地磁學-1） 地磁場=基本磁場+ 變化磁場+ 磁異常 基本磁場：中心偶極子磁場和大陸磁場組成，來源地球內(nèi)部，占地磁場主要部分(98%以上)。 變化磁場：主要指短期變化磁場，來源地球外部，占地磁場1%以下 磁異常：主要指地殼淺部具有磁性的巖石或礦石所引起的局部磁場，它疊加在基本磁場之上。 10、為了從實測磁場中提取磁異常，磁測資料的整理中需要作哪些校正處理？（地磁學-3） 磁測數(shù)據(jù)通過整理得測點相對于基點磁場差值，還要進行日變改正、正常場改正、高度改正 總磁場異常T = T-T0 T1 T2 T3 T 觀測值、T0 正常場改正值、T1 日變改正、 T2 高度改正、T3 背景場(常數(shù)) 正常場校正：當進行大面積高精度磁測工作時,必須用國際地磁參考場IGRF模型進行正常場 改正。 高度校正：正常地磁場隨高度增加而衰減，在山區(qū)進行磁測時，必須消除由于高度變化所造 成的影響。高度改正從總基點高程起算 日變校正：消除地磁場靜日變化和短周期擾動等對觀測結果的影響。 11、重磁資料處理的向上延拓、水平導數(shù)和垂直導數(shù)有何作用？（地磁學-4） 向上延拓：壓制淺層(干擾),突出深部(趨勢)； 水平導數(shù)：突出方向構造信息； 垂直導數(shù)：突出淺層場源信息； 12、什么是地球物理學的正問題，反問題？ 地球物理學的正反演問題。 反演問題：由地面上的物理觀測來推導地下的情況。 正演問題：由于事件或過程發(fā)生在先，而結果或信息接收在后，對自然事件或過程發(fā)生的描述和預測。 13、重力磁法勘測的基本原理及其應用舉例？ 重力勘測是利用組成地殼的各種巖體、礦體的密度差異引起的重力變化來研究地質(zhì)構造與礦產(chǎn)分步的學科。以牛頓萬有引力規(guī)律為基礎來研究由于地質(zhì)原因引起的重力局部變化， 利用