《固體地球物理學(xué)概論》最新2014年復(fù)習(xí)提綱

1、Zhang.Wei-Qi,2014; 固體地球物理學(xué)概論復(fù)習(xí)重點(diǎn) (010111，011111班，011112等班，2014年4月) 考試時(shí)間：2014年5月9日（周五）晚上19:30-21:30考試地點(diǎn)：教1-205, 305編者：Zhang.Wei-Qi ,Geoscience faculty,China University of Geoscience,2014第一章：引言1、 地球物理學(xué)的定義。解：地球物理學(xué)是以地球?yàn)檠芯繉ο蟮囊婚T應(yīng)用物理學(xué)。2、 地球物理學(xué)組成及研究內(nèi)容。解：組成包括：理論地球物理、應(yīng)用地球物理A. 理論地球物理學(xué)著眼于基礎(chǔ)理論方面的研究，研究的主要內(nèi)容有：（1）研

2、究地球形狀與重力分布的重力學(xué)；（2）研究地震及彈性波在地球內(nèi)部傳播規(guī)律的地震學(xué)；（3）研究地球磁現(xiàn)象的地磁學(xué)；（4）研究地球電性質(zhì)的地電學(xué)；（5）研究地球內(nèi)部熱過程和熱狀態(tài)的地?zé)釋W(xué)；（6）深部探測和地球動力學(xué)等。B. 應(yīng)用地球物理學(xué)是解決勘察石油、金屬、非金屬礦或其它地質(zhì)問題的。3、 地球物理學(xué)的基本特點(diǎn)。解：1、地球物理學(xué)是入地的窗口：根據(jù)地球物理學(xué)資料，可以間接探知地球深部；2、地球物理方法的反演具有多解性；3、地球物理方法是間接地獲取地質(zhì)信息，即地球物理學(xué)的間接性；4、地球物理學(xué)通過建立模型，簡化復(fù)雜客體，反映客體本質(zhì)；5、地球物理學(xué)初值和邊值的約束作用：現(xiàn)在的地球?yàn)榈厍蜓莼峁┝艘粋€(gè)作

3、為初值（終值）的時(shí)間條件，而地面觀測又為地球內(nèi)部的物理過程提供了一個(gè)邊界條件。6、對地球物理學(xué)結(jié)論的可靠性估計(jì)部分通過地球物理學(xué)探知的結(jié)論可靠性較高，而有一些則較低；4、 地球物理學(xué)與地質(zhì)學(xué)的比較地質(zhì)學(xué)是研究關(guān)于地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造、外部特征、各圈層之間的相互作用及地質(zhì)演化歷史的一門學(xué)科。二者相對比，地質(zhì)學(xué)是利用地表直接觀測到的數(shù)據(jù)來對深部情況作出推斷，而地球物理則是運(yùn)用物理學(xué)手段，間接推測深部情況。地球物理學(xué)的研究需要地質(zhì)學(xué)的研究背景，而對于一些傳統(tǒng)地質(zhì)學(xué)手段難以解決的地質(zhì)學(xué)問題，則需要用到地球物理學(xué)手段。第二章：地球的起源1、 戴文賽新星云假說的要點(diǎn)。解：行星的形成要經(jīng)過“原始星云星云

4、盤塵層星子行星”這樣幾個(gè)步驟。（1）原始星云的形成：原始星云是由一塊星際云塊塌縮并瓦解而成的。（2）星云盤的形成：原始星云盤繼續(xù)塌縮，半徑逐漸減小，因角動量守恒，造成自轉(zhuǎn)速度增大。赤道面上的外邊緣物質(zhì)，當(dāng)其慣性離心力與中心部分引力相抗衡時(shí)，便停下來，形式星云盤。 （3）塵層的形成：云盤中塵粒跟氣體一起繞太陽轉(zhuǎn)動，同時(shí)彼此發(fā)生碰撞，結(jié)合成顆粒，并向赤道沉降，逐漸形成塵層。（4）星子的形成：當(dāng)塵層的密度足夠大時(shí)，會導(dǎo)致引力不穩(wěn)定性，使塵層瓦解為許多物質(zhì)團(tuán)。當(dāng)物質(zhì)團(tuán)的密度超過羅奇密度時(shí)，就可以自吸引塌縮，聚集成星子。(5)行星（胎）的形成：初始星子頻繁碰撞，結(jié)合成為更大星子或者碎裂為更小星子。大星子

5、引力較強(qiáng)，更有效地吸積周圍的物質(zhì)和小星子迅速成長成為行星胎。2、 羅奇密度的用途和計(jì)算。解：羅奇密度用于對星云盤的的溫度、厚度和密度做出估計(jì)。04M/(a3)。式中0稱為羅奇密度，上式稱為聚集條件。如果<0則天體分裂。3、 地球早期演化中的圈層分化過程。解：（1）地核和地幔的形成：原始地球是一個(gè)均勻的球體，由于放射性元素衰變產(chǎn)生熱能，地球內(nèi)部的溫度就逐漸增高，促進(jìn)地球發(fā)生圈層分異，進(jìn)而地球就分異成地核和地幔。(2)原始地殼的形成和陸殼、洋殼分化：在地核和地幔形成后，那時(shí)的地球表層是熔融的。4046億年前，表層開始冷卻分異，形成全球性的原始地殼，即陸殼。3040億年前，地球受到星子撞擊影響

6、，原始地殼分異，形成原始洋殼。(3)海洋和大氣的形成：地球大氣經(jīng)歷了原生大氣、還原大氣和氧化大氣三個(gè)階段:A、地球在形成過程中俘獲星云中的氣體，形成地球的原始大氣層。B、放射性元素的衰變使地球物質(zhì)融化，加速還原氣體從地球內(nèi)部溢出，形成還原大氣。C、由于地球內(nèi)部的地幔分異作用，排出的氣體逐漸氧化；太陽輻射使地球大氣中的水分解、綠色植物的光合作用都形成較多氧氣，從而形成氧化大氣。在地球形成的過程中，星子碰撞后放出的水，火山巖漿活動產(chǎn)生的水，以及大氣中的水氣凝聚的水都可以流人星子撞擊坑，形成海洋。（4）地球表層的變化：地殼和地面的變化乃是各圈層相互作用的結(jié)果。 第三章 地球的轉(zhuǎn)動和形狀1、 名詞解釋

7、：天球赤道、黃道、黃極、天極。解：天球赤道假定以地球?yàn)榍蛐模迅魈祗w投影在半徑等于無窮大的球面上，這一球體就是天球。將地球的赤道平面向外延伸，與天球相割所成的天球大圓就叫做天球赤道黃道 將地球繞日運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道面無限延伸，與天球相割而成的天球大圓叫做黃道。黃極球面上的任何圓圈都有兩個(gè)極點(diǎn)，即球面上距離該圓圈最遠(yuǎn) (900)的兩點(diǎn)。天極將地球的極軸延長，交于天球上的兩點(diǎn)N、S，這兩點(diǎn)就叫天極.2、 從物理觀點(diǎn)解釋傅科擺如何證明地球自轉(zhuǎn)的。解：單擺的擺動平面在不受外力作用時(shí)，其擺動的空間方向始終不會發(fā)生變化的。然而，人們所看到的是，擺動平面相對于地球表面發(fā)生了按順時(shí)針方向緩慢地轉(zhuǎn)動，其實(shí)質(zhì)是:擺下面的

8、地球在沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動造成的。由于地球自轉(zhuǎn)，擺動平面就會發(fā)生相對于地面的偏轉(zhuǎn)。這一現(xiàn)象證明了地球的自轉(zhuǎn)。3、 地球自轉(zhuǎn)的特點(diǎn)是什么?解：1.轉(zhuǎn)軸取向穩(wěn)定2.自轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定3.地球自轉(zhuǎn)會發(fā)生均勻變化。由于于外部日月星辰的引力作用、地球表面覆蓋海洋和大氣、地球形狀軸與自轉(zhuǎn)軸不重合和地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)與運(yùn)動等，引起地球轉(zhuǎn)動速度或轉(zhuǎn)軸方向都發(fā)生微小的變化。4、 什么是地球自轉(zhuǎn)軸的進(jìn)動、章動和極移 (只考慮錢德勒晃動)? 解：進(jìn)動用來表示轉(zhuǎn)動物體的轉(zhuǎn)動軸環(huán) 繞另一軸的轉(zhuǎn)動。地軸的進(jìn)動，地球的旋轉(zhuǎn)軸環(huán)著黃道軸作緩慢的畫圓錐面的旋進(jìn)運(yùn)動，保持黃赤交角不變。章動在地軸的長期旋進(jìn)中，在它的平均位置上附加了一種短周期的擺

9、動。極移地球自轉(zhuǎn)軸與地面的交點(diǎn)叫地極，地極點(diǎn)相對于國際極點(diǎn)CIO的位移叫做極移。5、 簡述地球自轉(zhuǎn)與地球物理現(xiàn)象的聯(lián)系解：地球自轉(zhuǎn)與地震的關(guān)系：地球自轉(zhuǎn)速率的變化可能是全球地震活動的一種主要的動力來源。因?yàn)閹r石圈是由不同的塊體組成，地球自轉(zhuǎn)速率變化時(shí)，就會造成這些塊體運(yùn)動的差異性。地球自轉(zhuǎn)速度變化可能會引起地球的形變；第四章 地球形狀與重力1、什么是大地水準(zhǔn)面?地球的形狀指什么?解：一個(gè)與平均的海洋面(在陸地上是它的順勢延伸而構(gòu)成封閉的曲面）重合的那個(gè)重力等位面稱為大地水準(zhǔn)面。從物理圖象上看，地球形狀，是指全球上靜止海面的形狀。2、什么是重力改正?常用的重力改正有哪幾種?每種改正的目的是什么?

10、逐項(xiàng)從測量值中扣除或補(bǔ)加地形、高程、重力均衡等因素的影響，這個(gè)過程就是重力改正。重力改正主要包括高度改正、中間層改正、地形改正。高度改正：將高程的影響去掉，因此，自由空間異常是反映地表和地下的物質(zhì)分布對重力的作用。中間層校正：海平面以上的質(zhì)量用一個(gè)無限長水平板表示，厚度為測點(diǎn)到海平面的高度。地形校正：進(jìn)行地形改正，就是要把地面凸起部分刪去，把凹陷部分填平。無論是刪去還是填平，其結(jié)果都是使測點(diǎn)的重力值加大，所以地形改正只與高差的絕對值有關(guān)。3、 試述地球表面正常重力場的分布特征。解：地球表面的正常重力值只與緯度有關(guān)，在赤道上最小，兩極處最大；正常重力值隨緯度變化的變化率，在緯度45°處

11、達(dá)到最大，而在赤道和兩極處為零；正常重力值還隨高度的增加而減小4、 將地球近似看成半徑為6370km的均勻球體，若極地處重力值為9·8m/s、，試估算地球的總質(zhì)量為多少噸?5、球體重力異常的曲線及分布特征解：球體的重力異常公式為： 其中G萬有引力常數(shù)，M剩余質(zhì)量，D中心埋深，x，y-測點(diǎn)坐標(biāo)對于中心剖面（y=0），當(dāng)x±時(shí)，g0當(dāng)x=0時(shí)，gmax=GM/D2曲線分布特征為：隨著中心埋深的增加，曲線的峰值逐漸降低，曲線逐漸變得平緩。6、試述重力均衡的兩種基本假說。根據(jù)這兩種假說，怎樣進(jìn)行重力的均衡校正?解：普拉特假說：認(rèn)為地殼底面的深度一致，但密度隨地面高度增加而減少；艾里

12、假說：認(rèn)為地殼的密度一致，但底面深度隨地面高度增加而下降。普拉特的均衡平衡概念如圖所示。地面高程越高，下伏的巖石層密度越低。對于海洋，情況相反。設(shè)從誨平面計(jì)起的補(bǔ)償深度D之上，豎立著若干柱體，各個(gè)柱體的重量相等。依據(jù)重力均衡計(jì)算出測點(diǎn)的柱體密度與正常密度的差值，進(jìn)而可以計(jì)算出測點(diǎn)柱體在海平面造成的重力與正常重力的差值，這個(gè)差值就是均衡異常；在進(jìn)行了自由空間重力校正和布格重力校正后，在扣除均衡異常，便得到相應(yīng)的重力均衡改正值。艾里假說：對于陸地，若地形高度為 h， 其下部深入地慢介質(zhì)深度為 t (山根)，根據(jù)阿基米德原理可得： ；高為h，密度為0的柱體，由厚為t、密度差為的山根來補(bǔ)償。由重力均衡

13、可計(jì)算出山根的厚度為地表高程的4.5倍；依次，可以計(jì)算出由于山根的存在所造成的補(bǔ)償厚度，扣除這項(xiàng)所造成的影響，得到的便是均衡改正值。7、重力勘探的先決條件、有利條件。什么是重力的正反演。解：重力勘察的先決條件地下存在密度不均勻體；有利條件是地形平坦且地質(zhì)體與圍巖的密度差較大；重力的正演問題是根據(jù)模型以及相關(guān)的條件來得到重力異常的結(jié)果。重力的反演問題是根據(jù)實(shí)際觀測的重力值來解釋地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。8、固體潮是怎樣產(chǎn)生的?什么是引潮力和引潮位?解：太陽、月球引力作用于地球固體引起的形變。引潮力：產(chǎn)生地球潮汐的力稱為引潮力。引潮位：地面上某一點(diǎn)的引潮位，等于天體對該點(diǎn)的引力位與該點(diǎn)繞月地質(zhì)心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣

14、性離心力位之和。第五章 地震波傳播與地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)1、 名詞解釋：應(yīng)力 應(yīng)變 切應(yīng)變 泊松比、楊氏模量。應(yīng)力：應(yīng)力是彈性體受外力作用后其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間產(chǎn)生的一種阻礙彈性形變的內(nèi)力。應(yīng)變：彈性體受外力作用后，內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間有應(yīng)力產(chǎn)生，這種應(yīng)力引起彈性體的變形。切應(yīng)變：物體受切應(yīng)力作用后每一截面都會相互錯(cuò)動，使得彈性體變化了角度。由于f很小，所以角也很小，這一角即為切應(yīng)變。E是楊氏模量。它表示彈性材料抵抗拉伸(或壓縮)的能力。E是楊氏模量，表示彈性材料抵抗拉伸(或壓縮)的能力，滿足：叫做泊松系數(shù)，當(dāng)彈性體垂直截面方向壓縮的時(shí)候，其平行截面方向也會發(fā)生擴(kuò)張，滿足：2、 為什么說一般材料容易發(fā)生扭曲破裂而不

15、易發(fā)生壓縮破裂？可以證明，切變模量可以由楊氏模量E和泊松系數(shù)推導(dǎo)出來，其關(guān)系為:E2（1 ）；因?yàn)?00.5，故 /E =0.5 0.3，即切變模量不足楊氏模量的一半，因此，介質(zhì)容易發(fā)生扭曲破裂，而不易發(fā)生壓縮破裂3、 掌握計(jì)算巖石縱波速與橫波速公式與方法。P波的傳播方向與振動方向一致，傳播速度為:其中也是一個(gè)彈性常數(shù)，叫做拉梅常數(shù)，它可由楊氏模量E與泊松系數(shù) 來表示;橫波的傳播速度為:4、 地震波有哪幾種? 簡述它們的定義及特點(diǎn)。地震波有橫波、縱波、面波、自由震蕩波，其中橫波、縱波被稱為體波；面波又分為勒夫波和瑞利波?？v波：是地下巖石介質(zhì)受正應(yīng)力作用后膨脹或壓縮而產(chǎn)生的疏密波橫波：是地下巖石

16、介質(zhì)受切應(yīng)力作用所產(chǎn)生的切變波。二者被合稱為體波，體波是貫穿于整個(gè)地球內(nèi)部傳播的波面波：當(dāng)P波和S波傳播到地球表面或內(nèi)部界面上時(shí)，會產(chǎn)生沿著地表面或內(nèi)界面?zhèn)鞑サ牟?，這就是面波。面波又分為瑞利波和勒夫波。瑞利波是沿地球表面?zhèn)鞑サ牟ǎ强v波和橫波沿界面?zhèn)鞑r(shí)相互疊加的結(jié)果。勒夫波：當(dāng)均勻無限半空間介質(zhì)上覆蓋一薄層，且薄層內(nèi)的S波傳播速度低于層下的S波傳播速度，則會產(chǎn)生一種沿表面?zhèn)鞑デ屹|(zhì)點(diǎn)振動僅限于水平面內(nèi)傳播的面波，這就是勒夫波。自由振蕩波：振蕩是駐波，即在任意給定時(shí)刻內(nèi)發(fā)生運(yùn)動的不是地球的一部分，而是地球的整體。只隨時(shí)間變化，而不隨時(shí)間行進(jìn)。5、 簡述瑞利波和勒夫波的特征。 瑞利波是沿地球表面

17、傳播的波，它是縱波和橫波沿界面?zhèn)鞑r(shí)相互疊加的結(jié)果。瑞利波的特征：瑞利波的波速略小于S波速度；質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡為逆進(jìn)橢圓，其長軸垂直于地面， 其短軸與波的前進(jìn)方向一致；質(zhì)點(diǎn)的振動振幅，從地面往下，按指數(shù)銳減；勒夫波：當(dāng)均勻無限半空間介質(zhì)上覆蓋一薄層，且薄層內(nèi)的S波傳播速度Vs1低于層下的S波傳播速度Vs2，則會產(chǎn)生一種沿表面?zhèn)鞑デ屹|(zhì)點(diǎn)振動僅限于水平面內(nèi)傳播的面波，這就是勒夫波。勒夫波的特征：勒夫波的傳播速度Vq滿足:Vs1VQVs2；勒夫波的低頻成分以接近于VS1的速度傳播，勒夫波的高頻成分以接近于VS2的速度傳播；勒夫波的振幅隨深度按指數(shù)銳減；6、 掌握地震波震相的圖示方法。P：代表P波S：代

18、表S波PP：代表P波從地殼反射一次PPP：代表P波從地殼反射兩次PKP：代表P波穿過外核PKIKP：代表P波同時(shí)穿過內(nèi)核和外核PcP：代表P波被外核所反射SKS：代表S波穿過外核，但是在外核內(nèi)部轉(zhuǎn)化為P波傳播PkiKP：代表P波在內(nèi)核被反射7、 簡述地震波速度與地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)地球的速度結(jié)構(gòu)：1、殼幔界面 在地下30一60km深度處，縱波速度從6一7kmS，跳到 8 kmS以上，它是地殼與地慢的分界面。2、幔核界面 在地幔內(nèi)，速度隨深度而增加。在大約2900km處，P波速度突然 13kms下降到8kmS左右，出現(xiàn)地球內(nèi)部第二大間斷面。3、內(nèi)外核分界面從2900km以下進(jìn)人地核，縱波速度逐漸回升，橫

19、波速度因橫波不能通過而恒為零，直到大約5000km，橫波才出現(xiàn)，縱波速度也有明顯跳躍，成為地球內(nèi)部的第三大間斷面。4、上下地幔的過渡層地幔由上地幔、過渡層 (速度變化不均勻)和下地慢 (速度變化均勻)組成。8、 簡述地震學(xué)對地球科學(xué)的貢獻(xiàn)。解：1，利用地震波的層析成像可以探知地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；2，利用地震波資料可以對復(fù)雜構(gòu)造以及地下斷層進(jìn)行可靠地推斷；3，地震學(xué)在地層學(xué)中的應(yīng)用，可以探知地下的地層巖性分布；4，通過地震相分析可以探知內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)；反射結(jié)構(gòu)是指地震剖面上層序內(nèi)反射同相軸本身的延伸情況及同相軸之間的關(guān)系5，應(yīng)用于對天然氣水合物的勘探；6，應(yīng)用于對地下核試驗(yàn)當(dāng)量的估計(jì)；7，應(yīng)用于對樁基

20、的檢測；第六章 地磁學(xué)1、名詞解釋:（1） 磁偶極子 ； （2）磁偏角；（3） 磁傾角； （4）地心軸向磁偶極子； （5）磁化率 （6）地磁極； （7） 剩余磁性解： 磁偶極子 等值異號的兩個(gè)點(diǎn)磁荷構(gòu)成的系統(tǒng)，在其間距離2ld 場源到觀測點(diǎn)的距離時(shí)，稱為磁偶極子。磁偏角指地磁場F偏離正北方向的角 度，以F偏東為正、偏西為負(fù)。用D表示。磁傾角指F 偏離水平面角度，在北半球取F下傾的I 為正，在南半球取F上仰的I為正。 地心軸向磁偶極子位于地心的磁偶極子。地球磁場的空間形態(tài)與地心磁偶極子的磁場相似。磁化率用 m 表示，Mm F，表示物質(zhì)被磁化的程度。地磁極 地心磁偶極子軸線與地面交于南北兩對稱點(diǎn)，

21、我們把這兩點(diǎn)叫做地磁極。剩余磁性巖石在成巖時(shí)期的地磁場作用下所獲得的剩余磁性。2、為什么說主磁場可以看作是由磁偶極子場和非偶極子磁場構(gòu)成的?解：地球磁場的空間形態(tài)與地心磁偶極子的磁場相似，地心磁偶極子的磁場強(qiáng)度約占整個(gè)地磁場強(qiáng)度的80%-90%，因此地心磁偶極子場的空間分布也反映了整個(gè)地磁場空間分布的主要特征。但是真的地磁場和理想的地心偶極子磁場之間還存在著比較顯著的差異，這差異為非偶極子磁場，約占地球總磁場的10%-20%。因此，綜上所述，地球的主磁場可以看做是磁偶極子場和非磁偶極子場構(gòu)成的。3、舉例說明主磁場的長期變化現(xiàn)象。解：地球主磁場隨時(shí)間的緩慢變化被稱為地磁場的長期變化。包括磁矩的長

22、期變化、磁偏角的長期變化 、磁極位置的長期變化 、極性倒轉(zhuǎn)的長期變化 。4、地球磁場的長期變化與變化磁場各是怎樣定義的?解：地球主磁場隨時(shí)間的緩慢變化被稱為地磁場的長期變化。隨時(shí)間變化較快的地磁場成分稱為地球的變化磁場，5、什么是巖石的熱剩余磁性?沉積剩余磁性?解：天然剩余磁性：自然界中巖石在成巖時(shí)期的地磁場作用下所獲得的剩余磁性，稱為天然剩余磁性天然剩余磁性的類型有: 熱剩余磁性，化學(xué)剩余磁性，沉積剩余磁性和粘滯剩余磁性。熱剩余磁性：巖漿溫度都在磁性礦物居里點(diǎn)以上，從地下噴出地面后在地磁場中冷卻至常溫的過程中，磁性礦物因受到當(dāng)?shù)?、?dāng)時(shí)地磁場的作用，而平行于地磁場的方向被磁化，其結(jié)果獲得很強(qiáng)的

23、剩磁，這種剩磁稱為熱剩磁。沉積剩余磁性：巖石碎屑攜帶原已具有剩余磁性的礦物顆粒，在成巖過程中，由于地磁場的作用，使礦物顆粒的剩余磁性按著當(dāng)時(shí)的地磁場方向取向并被固定下來的剩磁叫做沉積剩磁?；瘜W(xué)剩余磁性：某些礦物在地磁場壞境中發(fā)生了化學(xué)變化或重新結(jié)晶，也可能獲得相當(dāng)高的磁化強(qiáng)度。礦物通過這種方式獲得的剩磁就叫做化學(xué)剩磁。6、簡述古地磁學(xué)的基本原理。解：古地磁的基本原理是建立在兩個(gè)假說的基礎(chǔ)上的。這兩個(gè)假說是:(1) 巖石的原生剩磁方向與巖石形成時(shí)的地磁場方向一致，所究巖石的原生剩磁就能推測巖石形成時(shí)的地磁場方向。(2)古地磁場是軸向地心磁偶極子場。以磁偶極子軸作為極軸的坐標(biāo)系稱為地磁坐標(biāo)系。地面

24、一點(diǎn)P 的矢徑與地磁軸的夾角稱為該點(diǎn)的地磁余緯度，用表示。P點(diǎn)的矢徑與地磁赤道面的夾角稱為該點(diǎn)的地磁緯度，用表示。按偶極子公式，磁傾角I與磁緯度， 磁余緯度的關(guān)系為：tan I =2tan =2cot 在地面 P 點(diǎn)選取一標(biāo)本測定I 后，由上式計(jì)算出磁余緯 ，再根據(jù)剩磁偏角D 可定出地磁極的位置。7，簡述地磁七要素，以及它們之間的關(guān)系。解：X：地磁場北向分量Y:地磁場東向分量Z:地磁場垂直分量磁偏角D：D是F偏離正北方向的角 度，以F偏東為正、偏西為負(fù)磁傾角I：I是F 偏離水平面角度，在北半球取F下傾的I 為正，在南半球取F上仰的I為正水平分量H：H是F在水平面上的投影，以指磁北為正向F：地磁

25、場地磁要素間的相互關(guān)系：FX2Y2Z2H2X2Y2YHsinD ZHtanI第七章 地電學(xué)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）電測深法解：電阻率表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量。視電阻率在地下巖石電性分布不均勻或地表起 伏不平的情況下，若仍按測定均勻水平大地電阻率的方法，計(jì)算的結(jié)果稱 之為視電阻率。穿透深度將感應(yīng)電場磁場的強(qiáng)度值衰減為導(dǎo)體表面值的1/ e 的深度稱為“穿透深度”h。電剖面法電阻率剖面法簡稱為電剖面法，其電極排列方式和裝置大小 在工作過程中始終保持不變，將整個(gè)裝置同時(shí)沿著測線移動，逐點(diǎn)觀測電位差、供電電流I，并算出視電阻率。剖面曲線

26、是地下一定深度內(nèi)沿觀測剖面水平方向地電斷面特征的反映。電測深法保持測量電極MN的位置固定，在不斷增大供電電極距的同時(shí)，逐次進(jìn)行觀測。電測深曲線反映了測點(diǎn)下方垂直方向上電性層的變化情況。2、簡述電阻率和視電阻率的異同點(diǎn)。解：相同點(diǎn)：視電阻率和電阻率具有相同的量綱。不同點(diǎn)：視電阻率雖然不是地下某一種巖石的真電阻率，但卻是在電場作用的范圍內(nèi)， 地下電性不均勻體的綜合反映。3、什么是大地電場?什么是自然電場?它們對了解地球電性結(jié)構(gòu)有什么意義?解：各種天然的全球性或區(qū)域性變化電場稱為大地電場；各種天然地方性穩(wěn)定電場稱為自然電場。大地電場的強(qiáng)度隨地區(qū)變化很大。在高阻底隆起區(qū)可達(dá)到3-10mV/km。而在厚

27、的良導(dǎo)地層中只有0.5-3mV/km自然電場反應(yīng)的是地下礦體或地下水體系的分布特點(diǎn)；因此，二者可以顯著地反映地球的電性結(jié)構(gòu)。4、簡述由大地電磁測深和地磁測深法了解地球電性結(jié)構(gòu)的基本原理。解：電磁測深方法是通過改變電磁場頻率進(jìn)行測深的一類電法分支方法。它利用電磁感應(yīng)的趨膚效應(yīng)，即高頻電磁場穿透淺，低頻電磁場穿透深，在場源和接收點(diǎn)間距不變的條件下，改變電磁場的頻率來達(dá)到測深的目的。地磁測深方法是由地磁臺根據(jù)地磁記錄計(jì)算深部電性結(jié)構(gòu)。即在地面大面積上布置多個(gè)地磁臺站，觀測地球的變化磁場，并應(yīng)用高斯球諧方法把外磁場部分與由外磁場引起的感應(yīng)磁場部分分開，求出它們的幅度比和相角差。計(jì)算出不同殼層的電導(dǎo)率。

28、5、掌握計(jì)算穿透深度的計(jì)算公式和方法。解：將感應(yīng)電場 (或磁場)的 強(qiáng)度 (振幅)值衰減為導(dǎo)體表面(地面)值的 1/ e 的深度稱為“穿透深度”h。h可由下式表達(dá): T=1f 為電磁波周期；為地下介質(zhì)電阻率 (-m)。6、簡述地球內(nèi)部電性的電性結(jié)構(gòu)。解：在地表附近，干燥花崗巖的導(dǎo)電性能最差，其電導(dǎo)率約為10(-4)S/m； 而潮濕大地和沉積巖電導(dǎo)率為10(-2)10(1)S/m。從地表住下隨深度增加電導(dǎo)率逐漸升高，在100km深度處的地慢頂部電導(dǎo)率約為 10(-1)S/m；到了400km處電導(dǎo)率存在一個(gè)突變，達(dá)到10S/m量級，可能是地慢巖石發(fā)生相變的結(jié)果；地幔底部的電導(dǎo)率估計(jì)可達(dá)102103

29、Sm。第八章 地球的溫度場1、解擇下列名詞 溫度梯度 熱導(dǎo)率 熱擴(kuò)散率 熱流密度 大地?zé)崃髅芏?熱產(chǎn)率 解：溫度梯度地球內(nèi)溫度隨深度的增高率叫做地溫梯度。熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率是衡量熱量流過物質(zhì)難易程度的尺度。其物理意義是：沿?zé)醾鲗?dǎo)方向，單位時(shí)間內(nèi)通過單位厚度巖石，使巖石兩側(cè)溫度差為1K(或10C)時(shí)，所通過的熱量。熱擴(kuò)散率巖石的熱擴(kuò)散率x是反映巖石熱慣性特征的綜合性參數(shù)。即巖石在受熱或冷卻時(shí)，各部分溫度趨于一致的能力。其定義式是:x=K/Cp式中，K是熱導(dǎo)率；是密度；Cp定壓比熱， 即壓力恒定，溫度改變1度時(shí)，物體吸收或放出的熱量。熱流密度在單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量叫做熱流密度，用符號q表示。其單位為:mW/m2。大地?zé)崃髅芏戎竼挝粫r(shí)間內(nèi)熱量由殼幔深部垂直向上通過單位面積地球表面向大氣層散發(fā)的熱量，其單位為毫瓦/米2。 熱產(chǎn)率單位時(shí)間內(nèi)單位體積的巖石放出的熱量叫熱產(chǎn)率，用A來表示，單位為mW/m3 2、地球介質(zhì)中熱量傳遞有哪幾種主要方式?這些方式各在什么深度范圍起主要作用?解：1、熱傳導(dǎo) (聲子傳熱) 范圍：地面附近。2、熱輻射 (光子傳熱) 范圍：地下500km以后。3、