地球物理復(fù)習(xí)提綱及部分答案

1、復(fù)習(xí)題考試時(shí)間2012-6-13 上午10:00-12:00閉卷考試第一章 天然地震1. 什么是震級(jí)和烈度？(p1-2)震級(jí)：按一定的微觀標(biāo)準(zhǔn)(儀器觀測(cè))表示地震波能量大小的一種量度。是一種定量的描述，用“M”表示。 烈度：按一定的宏觀(即野外場(chǎng)地調(diào)查)標(biāo)準(zhǔn)，地震對(duì)地面影響和破壞程度的一種量度，是一種定性的描述，用字母“I”表示。2. 地震有哪些分類？(p2)按成因分類構(gòu)造地震：地下巖層錯(cuò)動(dòng)破裂所造成的地震。全球90以上的天然地震都是構(gòu)造地震。有感范圍可以達(dá)到幾十甚至幾百平方公里?；鹕降卣穑夯鹕阶饔茫鐕姲l(fā)、氣體爆炸等引起的地震，常發(fā)生在火山噴發(fā)之前，與巖漿向火山口方向上升和熔漿中氣體壓力的驟

2、減有關(guān)。火山地震占全球發(fā)生地震的7。 陷落地震：地層陷落，如喀斯特地形、礦坑下塌等引起的地震，以及人類工程活動(dòng)引發(fā)的所謂技術(shù)性地震，這主要是建造水庫(kù)和向鉆孔中注水所致。陷落地震占總數(shù)的3。按震源深度分類淺源地震：震源深度小于60km的天然地震，又稱正常深度地震。大多數(shù)地震都為淺源地震。釋放大量能量的淺源地震(M>=7.0或M>=6.5)的頻度是中深源地震頻度的3.5倍，是深源地震頻度的12.5倍。中源地震：震源深度在60-300km之間的地震。深源地震：震源深度大于300km的地震。目前已記錄到的最深地震的深源地震約700 km。有時(shí)將中源和深源地震統(tǒng)稱為深震。按震中距分類 地方震

3、：震中距小于100km的地震 近震：震中距小于1000km的地震 遠(yuǎn)震：震中距大于1000km的地震按地震強(qiáng)度（震級(jí)）分類弱震：M3的地震。有感地震：M=3，4.5的地震。中強(qiáng)震：M=（4.5,6)的地震。強(qiáng)震：M=6的地震。M>=8的地震稱為巨大地震。3. 什么是群速度和相速度？(p19)單色（一個(gè)頻率）簡(jiǎn)諧波在傳播過(guò)程中，波的同相面（波陣面）的傳播速度稱為相速度。 由于頻散現(xiàn)象，各種頻率的波都以各自的速度傳播著，在傳播過(guò)程中會(huì)相互疊加，于是形成的合成振動(dòng)的圖像是復(fù)雜的，它與原來(lái)各個(gè)波的振動(dòng)形式不同。合成振動(dòng)的振幅是變化的，我們用合成振動(dòng)振幅的極大值傳播的速度來(lái)表示其速度，就是波的群速

4、度。4. 面波和體波有何區(qū)別？(p20)體波可以在沒(méi)有邊界的均勻無(wú)限介質(zhì)的三維空間中向任何方向傳播，有P波和S波兩種。 面波是體波在界面附近衍生出另一種形式的波。面波只能沿著界面?zhèn)鞑?，只要離開(kāi)界面即很快衰減。面波有許多類型，它們的傳播速度比體波慢，因此常比體波晚到，但振幅往往很大，振動(dòng)周期較長(zhǎng)。5. 面波、縱波和橫波的傳播速度有什么關(guān)系？縱波的傳播速度較快，在遠(yuǎn)離震源的地方這兩種波動(dòng)就分開(kāi)，縱波先到，橫波次之。因此縱波又稱P波，橫波又稱S波。在沒(méi)有邊界的均勻無(wú)限介質(zhì)中，只能有P波和S波存在，它們可以在三維空間中向任何方向傳播，所以叫做體波。但地球是有限的，有邊界的。在界面附近，體波衍生出另一種

5、形式的波，它們只能沿著界面?zhèn)鞑?，只要離開(kāi)界面即很快衰減，這種波稱為面波。面波有許多類型，它們的傳播速度比體波慢，因此常比體波晚到，但振幅往往很大，振動(dòng)周期較長(zhǎng)。如果地震的震源較深，震級(jí)較小，則面波就不太發(fā)育。 比較三者速度大小關(guān)系：縱波>橫波>面波6. 什么叫面波的頻散現(xiàn)象？(p19)瑞利面波和勒夫波均成群出現(xiàn)，每一群表現(xiàn)為一列波，每列波各自的頻率具有不同的傳播速度，這種現(xiàn)象稱為面波的頻散現(xiàn)象。7. 球?qū)ΨQ介質(zhì)中的本多夫定律具有什么含義？(p13)本多夫定律：表示相鄰射線之間的關(guān)系。本多夫定律的公式表述：本多夫定律的第一式表示地震波的真速度和視速度的關(guān)系。本多夫定律的第二式表示射線

6、參數(shù)與波的走時(shí)曲線的關(guān)系，由走時(shí)曲線的斜率可求出射線參數(shù)P。8. 什么叫震相？都有哪些震相？不同震相的辨認(rèn)依據(jù)什么特征？(p33)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。震相有體波震相（縱波類和橫波類）和面波震相；就波的震中距而言，有近震震相和遠(yuǎn)震震相；就深度而言，有淺震震相和深震震相。不同震相的辨認(rèn)依據(jù)：運(yùn)動(dòng)學(xué)特征和動(dòng)力學(xué)特征。9. 何為地震波的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征與動(dòng)力學(xué)特征？震相的到時(shí)，即震相的時(shí)距關(guān)系特征稱為運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。震相的相位、振幅、周期稱為動(dòng)力學(xué)特征。10. 天然地震的地震參數(shù)有哪些？哪些為運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)？哪些為動(dòng)力學(xué)參數(shù)？(p40)天然地震的地震參數(shù)包括發(fā)震時(shí)刻（t0）、震中

7、位置（，）、震源深度（h）、及震級(jí)（M）五個(gè)參數(shù)。運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)：發(fā)震時(shí)刻、震中位置、震源深度。動(dòng)力學(xué)參數(shù)：震級(jí)第二章 人工地震1. 說(shuō)明什么是直達(dá)波、反射波、折射波、透射波？(p9)直達(dá)波：從震源點(diǎn)出發(fā)不經(jīng)反射或折射直接傳播到各接收點(diǎn)的地震波。反射波：地震波在傳播媒介中碰到不同媒介的分界面，由該分界面返回原傳播媒介的一種地震波。折射波：地震波在傳播中遇到下層的波速大于上層波速的彈性分界面，而且入射角達(dá)到臨界角（使透射角為90°）時(shí)，透射波將沿分界面滑行，又引起界面上部地層質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)并傳回地面，這種波稱為折射波。 透射波：地震波在傳播過(guò)程中遇彈性不同的分界面時(shí),有一部分能量穿過(guò)界面繼續(xù)向前

8、傳播。其方向遵循透射定律,即透射線與入射波和入射點(diǎn)處界面法線在同一平面內(nèi),入射線與透射線分居法線兩側(cè),入射角a的正弦與透射角2的正弦之比等于對(duì)應(yīng)地層波速之比。這種波稱為透射波 2. 折射波的存在條件？(p10)形成折射波的條件： V2V1 =C對(duì)于多層介質(zhì)只有當(dāng)下伏地層速度大于上伏地層的所有各層速度時(shí)才能產(chǎn)生折射波。在實(shí)際的地層剖面中只有某些地層能滿足形成折射波這個(gè)條件，因此“折射層”的數(shù)目要比“反射層”的數(shù)目少得多3. 反射波的存在條件？(p11)當(dāng)入射波垂直入射界面時(shí)產(chǎn)生反射波的條件為：（不存在轉(zhuǎn)換波時(shí)）反射波的強(qiáng)度（振幅）決定于波阻抗差與入射波的強(qiáng)度。波阻抗的差值越大，反射波越強(qiáng)。 4.

9、 縱波和橫波的特點(diǎn)？(p8)橫波的特點(diǎn)是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直。在橫波中波長(zhǎng)通常是指相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離。 縱波是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向同軸的波。如敲鑼時(shí)，鑼的振動(dòng)方向與波的傳播方向就是一致的，聲波是縱波。 5. （單一水平界面、單一傾斜界面、多層水平界面情況下）反射波的時(shí)距曲線特點(diǎn)？ 多層水平界面：1）在剖面中有多個(gè)反射界面，一個(gè)震源激發(fā)可得到多條時(shí)距曲線而形成時(shí)距曲線族，因?yàn)闇\層的時(shí)距曲線陡，深層的平緩，所以在距離震源一定距離處，深淺層的反射波時(shí)距曲線會(huì)相交，而在震源附近一般不相交，所以地震反射波法大都在震源附近進(jìn)行觀測(cè)。單一傾斜界面：2）反射波時(shí)距曲線能確定反射界

10、面的深度及其巖石平均速度，并能研究界面的形態(tài)。但是，界面傾角越大，則xm越大。傾角達(dá)到一定值時(shí)，在記錄圖上就看不到極小點(diǎn)，由于反射波法的觀測(cè)范圍不大，這時(shí)的時(shí)距曲線變成一條單調(diào)的曲線。所以，一般情況下，反射界面傾角在3-15度時(shí)效果最佳。單一水平界面：3）深層或淺層的反射波總是在其他的振動(dòng)背景上出現(xiàn)，一般根據(jù)振幅極大的相位來(lái)確定一組反射波的到達(dá)時(shí)刻。6. （單一水平折射層、單一傾斜折射層、多個(gè)水平折射層情況下）折射波的時(shí)距曲線特點(diǎn)？(p52)7. 為什么折射波又叫首波？如果存在著波速不同的介質(zhì)且界面是密接的，則在低速介質(zhì)中的震源產(chǎn)生之地震波到達(dá)界面時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射和透射，當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)，透射

11、波轉(zhuǎn)換成沿界面?zhèn)鞑サ囊环N新波動(dòng)首波，它以高速介質(zhì)的波速沿界面?zhèn)鞑?，并在低速介質(zhì)的半空間中形成呈錐面狀的波陣面，（為此，有時(shí)也把首波稱為圓錐波），因此在低速介質(zhì)中距震源較遠(yuǎn)處（臨界距離或盲區(qū)以外）就可觀測(cè)到這種“折射”回來(lái)的波動(dòng)，并在更遠(yuǎn)（不到兩倍臨界距離以外）處，折射波已比直達(dá)波更早到達(dá)觀測(cè)點(diǎn)而成為初至波了，因此又稱這種波為首波。8. 什么是正常時(shí)差和動(dòng)校正？動(dòng)校正的目的是什么？正常時(shí)差是指同一個(gè)反射波在兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)上測(cè)得的時(shí)間差。動(dòng)校正：由于共射點(diǎn)時(shí)距曲線是雙曲線形式，它不能直接反應(yīng)地下界面形態(tài)，我們?cè)O(shè)想把雙曲線的時(shí)距曲線改造成反應(yīng)地下界面形態(tài)的直觀形式，以便于顯示地震剖面。動(dòng)校正的目的：在水

12、平疊加中，動(dòng)校正處理是針對(duì)共反射點(diǎn)道集進(jìn)行的。它把炮檢距不同的各道上來(lái)自同一界面同一點(diǎn)的反射波到達(dá)時(shí)間按正常時(shí)差規(guī)律校正為共中心點(diǎn)處的回聲時(shí)間，以保證實(shí)現(xiàn)同相疊加，使得疊加后的記錄道變?yōu)樽约ぷ允盏挠涗浀缽亩庇^反映地下構(gòu)造形態(tài)。9. 在時(shí)距曲線上，直達(dá)波、反射波、折射波有什么關(guān)系？10. 怎樣從折射波的相遇時(shí)距曲線判斷界面的傾斜方向？11.（從時(shí)距曲線上、地下的傳播路徑上、地面的出射點(diǎn)上）反射波和折射波有什么區(qū)別？簡(jiǎn)答：（1）從時(shí)距曲線上：反射波是雙曲線；折射波是不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線；（2）從地下的傳播路徑上：折射波在層面上傳播，而折射波直接反射到達(dá)地表接收點(diǎn)。（3）從地面的出射點(diǎn)上：折射波出射點(diǎn)

13、比反射波出射點(diǎn)遠(yuǎn)。12.從視速度定理的角度回答為什么直達(dá)波、折射波時(shí)距曲線是直線，而反射波非直線？簡(jiǎn)答：視速度定理，真速度不變，根據(jù)射線在地表的出射角度是否變化可判定地表的視速度是否變化，因在時(shí)距曲線上視速度為斜率的倒數(shù)。13.在多層水平層狀介質(zhì)中，怎樣根據(jù)直達(dá)波和折射波的時(shí)距曲線形態(tài)求地下各層的埋深和速度？ （p45）14.畫圖表示怎樣用綜合平面圖表示觀測(cè)系統(tǒng)。(p53) 從分布在側(cè)線上的各個(gè)激發(fā)點(diǎn)O1、O2、O3出發(fā)，向兩側(cè)做與側(cè)線成45°角的直線坐標(biāo)網(wǎng)，將側(cè)線上的接收段投影到通過(guò)激發(fā)點(diǎn)的45°斜線上，用粗線或有色線標(biāo)出，這種圖就稱為綜合平面圖。圖上所繪粗線或有色線尖端

14、向上的交點(diǎn)就是觀測(cè)系統(tǒng)的互換點(diǎn)。15.請(qǐng)說(shuō)明多次覆蓋的基本原理。(p54)為了壓制多次反射波之類的特殊干擾波，提高地震記錄信噪比，采取有規(guī)律地同時(shí)移動(dòng)激發(fā)點(diǎn)與接收排列，對(duì)地下界面反射點(diǎn)多次重復(fù)采樣的觀測(cè)形式叫多次覆蓋觀測(cè)系統(tǒng)。 基本原理：對(duì)界面多次采樣，采用的原理是共點(diǎn)反射疊加原理，利用有效波和干擾波經(jīng)正常時(shí)差矯正后，存在剩余時(shí)差的差異，來(lái)突出有效波壓制干擾波，提高資料信噪比。16.何為地球物理勘探（簡(jiǎn)稱物探）？ 利用地球物理的原理，根據(jù)各種巖石之間的密度、磁性、電性、彈性、放射性等物理性質(zhì)的差異，選用不同的物理方法和物探儀器，測(cè)量工程區(qū)的地球物理場(chǎng)的變化，以了解其水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件的勘探

15、和測(cè)試方法。17.物探方法與地質(zhì)方法的主要區(qū)別？ 第三章 重力學(xué)和固體潮（p59）1. 請(qǐng)說(shuō)明重力的組成？2. 地球的引力位、離心力位、重力位對(duì)某一坐標(biāo)軸和某一方向的偏導(dǎo)數(shù)的物理意義是什么？3. 什么是正常重力場(chǎng)和重力異常？4. 說(shuō)明什么是參考橢球面、大地水準(zhǔn)面及垂線偏差？5. 說(shuō)明對(duì)重力異常值的校正都有哪些？6. 地殼的均衡模型有哪些？說(shuō)明它們的特點(diǎn)？7. 說(shuō)明什么叫重力場(chǎng)的解析延拓？8. 說(shuō)明重力異常解釋中高階導(dǎo)數(shù)法的特點(diǎn)？9. 什么叫固體潮？第四章 地磁學(xué)1. 請(qǐng)說(shuō)明地磁場(chǎng)是怎樣組成的?（p100）地磁場(chǎng)由多種不同來(lái)源的磁場(chǎng)疊加而成。 按穩(wěn)定性來(lái)區(qū)分，地磁場(chǎng)可分為兩大部分： n 主要來(lái)源

16、于地球內(nèi)部的穩(wěn)定場(chǎng)n 主要來(lái)源于地球外部的變化磁場(chǎng) 據(jù)地磁場(chǎng)的高斯球諧分析，穩(wěn)定磁場(chǎng)和變化磁場(chǎng)還可以分為起源于地球內(nèi)部和地球外部?jī)刹糠?。?nèi)源場(chǎng)：起源于地球內(nèi)部的穩(wěn)定磁場(chǎng)稱為地磁場(chǎng)的內(nèi)源場(chǎng)。n 外源場(chǎng)：起源于地球外部的穩(wěn)定磁場(chǎng)稱為地磁場(chǎng)的外源場(chǎng)。2. 說(shuō)明地磁要素都有哪些？它們之間的關(guān)系如何？(p101)地磁要素：描述地磁場(chǎng)大小與方向特征的物理量。地磁學(xué)中人們把描述地磁場(chǎng)大小和方向的物理量X、Y、Z、H、D、I、F 稱做地磁要素。地磁三要素：要想確定地面上一點(diǎn)地磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向，至少要測(cè)出任意三個(gè)彼此獨(dú)立的地磁要素，稱之為地磁三要素。根據(jù)地磁要素之間的關(guān)系，在地磁三要素中，磁偏角D是必須測(cè)量的，

17、其他兩個(gè)要素可任意選測(cè)。之間關(guān)系：FX²Y²Z²HX²Y² =TcosIYHsinDZHtanI=TsinIX=HcosDT²=H²+Z²=X²Y²Z²tanI=Z/H. tanD=Y/X3. 什么是順磁性、逆磁性及鐵磁性？（p140）叫做物質(zhì)的磁化率，它表示物質(zhì)磁化的難易程度， 值越大，說(shuō)明越易磁化?？勾判裕捍呕?lt; 0的物質(zhì)（抗磁性是物質(zhì)抗拒外磁場(chǎng)的趨向，因此，會(huì)被磁場(chǎng)排斥。所有物質(zhì)都具有抗磁性?？墒?，對(duì)于具有順磁性的物質(zhì)，順磁性通常比較顯著，遮掩了抗磁性。只有純抗磁性物質(zhì)才

18、能明顯地被觀測(cè)到抗磁性。）順磁性：磁化率> 0的物質(zhì)（有些材料可以受到外部磁場(chǎng)的影響，產(chǎn)生指同相向的磁化向量的特性。這樣的物質(zhì)具有正的磁化率）鐵磁性：（1）磁滯回線；（當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度周期性變化時(shí)，表示鐵磁性物質(zhì)或亞鐵磁性物質(zhì)磁滯現(xiàn)象的閉合磁化曲線。）（2）剩余磁化強(qiáng)度Jr（鐵磁性物質(zhì)有剩磁）對(duì)諸如Fe、Co、Ni等物質(zhì)，在室溫下磁化率可達(dá)10-3數(shù)量級(jí)，稱這類物質(zhì)的磁性為鐵磁性。第五章 古地磁學(xué)1. 請(qǐng)說(shuō)明什么是磁滯回線，說(shuō)明鐵磁質(zhì)的磁化規(guī)律？(p142)當(dāng)鐵磁質(zhì)達(dá)到磁飽和狀態(tài)后，如果減小磁化場(chǎng)H，介質(zhì)的磁化強(qiáng)度M（或磁感應(yīng)強(qiáng)度B）并不沿著起始磁化曲線減小，M（或B）的變化滯后于H的變化。這

19、種現(xiàn)象叫磁滯。 在磁場(chǎng)中，鐵磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系可用曲線來(lái)表示，當(dāng)磁化磁場(chǎng)作周期的變化時(shí)，鐵磁體中的磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系是一條閉合線，這條閉合線叫做磁滯回線。鐵磁質(zhì)磁化曲線的特點(diǎn)非線性第一階段：H增加時(shí)uH=0，B=0說(shuō)明處于未磁化狀態(tài)； H逐漸增加時(shí)，B先是緩慢增加（OA段），后來(lái)急劇增加（AM段），過(guò)了M點(diǎn)后B的增加變得緩慢（MN段），最后當(dāng)H很大時(shí)，B趨于飽和，飽和時(shí)的B稱為飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。第二階段：B飽和后H減少時(shí)當(dāng)B達(dá)到飽和值后，使H減小，則B不沿原磁化曲線下降。當(dāng)H下降到零時(shí)，B并不減至零，而是有一定的值，該值稱為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度。為了使之減少到零，必須加反向磁場(chǎng)。

20、當(dāng)B=0時(shí)的H值稱為矯頑力。當(dāng)反向的H繼續(xù)加大，則B將達(dá)到反向的飽和值。矯頑力：使剩磁變?yōu)?時(shí)加的磁場(chǎng)值。所以矯頑力越大，越不容易退磁。第三階段：B反向飽和后H由反向減少到零，再正向增大時(shí)當(dāng)B達(dá)到反向的飽和值后，H由反向減少到零然后改變磁場(chǎng)方向?yàn)檎较?，再逐漸增大，最后會(huì)到正向的飽和點(diǎn)，構(gòu)成一閉合曲線。在上述變化過(guò)程中，B的變化總是落后于H的變化，這一現(xiàn)象稱為磁滯現(xiàn)象，上述的閉合曲線稱為磁滯回線。2. 什么是弛豫時(shí)間？它有什么意義？（p143）弛豫時(shí)間是為了描述剩磁的時(shí)間穩(wěn)定性而引入的。弛豫時(shí)間越長(zhǎng)，磁性越穩(wěn)定。（百科）處在穩(wěn)定外磁場(chǎng)中的核自旋系統(tǒng)受到兩個(gè)作用，一是磁場(chǎng)力圖使原子核的磁矩沿著磁

21、場(chǎng)方向就位，另一是分子的熱運(yùn)動(dòng)力圖阻礙核磁矩調(diào)整位置。最后磁矩與穩(wěn)定磁場(chǎng)重疊并達(dá)到個(gè)動(dòng)平衡，此時(shí)沿磁場(chǎng)方向的磁化強(qiáng)度最大，而與磁場(chǎng)垂直方向的磁化強(qiáng)度平均為零。如果原子核系統(tǒng)再受到個(gè)不同方向的電磁場(chǎng)作用，磁化強(qiáng)度就會(huì)偏離原來(lái)的平衡位置，產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向垂直的橫向磁化強(qiáng)度，同時(shí)與原磁場(chǎng)平行的縱向磁化強(qiáng)度也將減小。當(dāng)這個(gè)電磁場(chǎng)去掉之后，核系統(tǒng)的不平衡狀態(tài)并不能維持下去，而要向平衡狀態(tài)恢復(fù)。人們把向平衡狀態(tài)恢復(fù)的過(guò)程稱為弛豫過(guò)程。原子核從激化的狀態(tài)回復(fù)到平衡排列狀態(tài)的過(guò)程叫弛豫過(guò)程。這個(gè)過(guò)程遵循指數(shù)變化規(guī)律，其時(shí)間常數(shù)稱為弛豫時(shí)間。 弛豫過(guò)程所需的時(shí)間叫弛豫時(shí)間。即達(dá)到熱動(dòng)平衡所需的時(shí)間。熱動(dòng)平衡 即

22、因熱量而導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)平衡。核磁測(cè)井主要通過(guò)研究巖石孔隙中流體的弛豫過(guò)程了解巖石的儲(chǔ)集特性。因此，弛豫時(shí)間是核磁測(cè)井研究的主要參數(shù)。3. 說(shuō)明巖石剩余磁性都有哪些類型？各有什么特點(diǎn)？（p144）剩磁的類型：在不同機(jī)制下可以形成不同類型的剩磁。（1）熱剩磁：從地下噴出地面后在地磁場(chǎng)中冷卻至常溫的過(guò)程中，磁性礦物因受到當(dāng)?shù)亍?dāng)時(shí)地磁場(chǎng)的作用，而平行于地磁場(chǎng)的方向被磁化，其結(jié)果獲得很強(qiáng)的剩磁，這種剩磁稱為熱剩磁。特點(diǎn)熱剩磁的強(qiáng)度大。熱剩磁的方向與外場(chǎng)一致。在弱磁場(chǎng)中熱剩磁的強(qiáng)度正比于外磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B： JTRMCTB式中，CT為比例系數(shù)。熱剩磁主要在居里點(diǎn)附近獲得。熱剩磁有很高的穩(wěn)定性。（2）沉積剩磁(

23、DRM) ：由于地磁場(chǎng)的作用，使礦物顆粒的剩余磁性按著當(dāng)時(shí)的地磁場(chǎng)方向取向并被固定下來(lái)的剩磁叫做沉積剩磁。模擬試驗(yàn)表明：n只要沉積時(shí)水含量超過(guò)50%，剩磁的偏角和傾角都與地磁場(chǎng)一致。n 如果母巖是單疇集合體，則其碎屑顆粒也是單疇或單疇集合體，所以它們?cè)诔练e過(guò)程中所獲得的剩磁也是穩(wěn)定的。n沉積剩磁強(qiáng)度的大小與外磁場(chǎng)成正比。n 沉積巖中的鐵磁性物質(zhì)比火成巖少，所以沉積巖的沉積剩磁比火成巖的熱剩磁要低幾十倍，乃至幾百倍。n 由于沉積剩磁弱，給磁性測(cè)量工作帶來(lái)一定困難，而且?guī)r石形成后，其他作用的次生剩余磁性相對(duì)來(lái)說(shuō)較大，所以沉積巖的沉積剩磁不如火成巖的熱剩磁來(lái)得穩(wěn)定。（3）化學(xué)剩磁 (CRM)： 在一

24、定外磁場(chǎng)中，某些鐵磁性物質(zhì)在其居里點(diǎn)以下的溫度，經(jīng)過(guò)化學(xué)過(guò)程或相變過(guò)程而獲得的剩磁，稱為化學(xué)剩磁。特點(diǎn)在鐵磁性顆粒生成的初期，顆粒很小，弛豫時(shí)間很小，呈超順磁性，顆粒磁矩取向與外磁場(chǎng)很快達(dá)到平衡，獲得平衡磁化。當(dāng)顆粒尺寸增大到一定大小時(shí)，顆粒磁矩取向被固定。這以后顆粒的磁矩隨顆粒體積增大而增大，但方向分布不再變化。只要單疇顆粒足夠大，于是化學(xué)剩磁的弛豫時(shí)間也很長(zhǎng)，磁性極為穩(wěn)定。因此，化學(xué)剩磁和熱剩磁一樣具有高度穩(wěn)定性，也是記錄和保持古地磁場(chǎng)的重要手段。在弱磁場(chǎng)中，化學(xué)剩磁的強(qiáng)度正比于外磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度。在同樣的外磁場(chǎng)下，化學(xué)剩磁強(qiáng)度為熱剩磁強(qiáng)度的幾十分之一。（4）黏滯剩余磁性：在巖石形成時(shí)獲得的剩

25、磁稱為原生剩磁，而在巖石形成后獲得的剩磁，稱為次生剩磁。黏滯剩余磁性屬于次生剩磁，它是巖石長(zhǎng)期置于地磁場(chǎng)中獲得的剩磁特點(diǎn)由于地磁場(chǎng)方向處在不斷變化之中，所以黏滯剩磁方向可能與原生剩磁方向不同。在某些巖石中，原生剩磁可能大部分衰減掉，此時(shí)的黏滯剩磁反而成為主要成分。顯見(jiàn)，黏滯剩磁給古地磁研究帶來(lái)干擾。因此，在測(cè)量磁性之前，應(yīng)對(duì)巖石標(biāo)本進(jìn)行磁清洗，以消除次生剩磁。4. 說(shuō)明樣品退磁有哪些方法？各有什么特點(diǎn)？（p150）（1）、交變磁場(chǎng)退磁：將樣品置于峰值為Hmax的交變磁場(chǎng)中，逐漸將磁場(chǎng)減至零。Hc小于Hmax的磁疇都被退磁，樣品中殘留下來(lái)的剩磁由Hc大于Hmax的磁疇組成。交變退磁方法比較適合于

26、火成巖，因?yàn)榛鸪蓭r的磁性礦物主要是磁鐵礦，它的矯頑力較低，一般在1.6*106A/m以下，目前的設(shè)備可以產(chǎn)生這樣強(qiáng)的交變磁場(chǎng)（2）、熱退磁：熱退磁的方法是將樣品加熱到某一溫度，然后在無(wú)磁場(chǎng)狀態(tài)下冷卻，這時(shí)弛豫時(shí)間比較低的磁化強(qiáng)度矢量分布在隨機(jī)方向上，而弛豫時(shí)間長(zhǎng)的材料的剩磁仍保留在原方向上。沉積巖中常見(jiàn)的赤鐵礦的矯頑力有時(shí)高達(dá)1.6*107A/m，目前產(chǎn)生這樣強(qiáng)的交變磁場(chǎng)困難較多，常采用熱退磁方法。第六章 地電學(xué)1. 說(shuō)明地電場(chǎng)的組成及其特點(diǎn)？（p162）地電場(chǎng)：地球表面存在著天然變化電場(chǎng)和穩(wěn)定電場(chǎng)，總稱為地電場(chǎng)。大地電場(chǎng)：各種天然的全球性或區(qū)域性的變化電場(chǎng)稱為大地電場(chǎng)。局部電場(chǎng)（自然電場(chǎng)）：

27、天然的地方性的穩(wěn)定電場(chǎng)稱為局部電場(chǎng)。特點(diǎn)：大地電場(chǎng)和地球變化磁場(chǎng)密切相關(guān)，兩者的場(chǎng)源都是地球外部的各種電流體系。大地電場(chǎng)是矢量大地電場(chǎng)在地面的分布不僅取決于外部場(chǎng)源，還取決于地殼和地幔的電性結(jié)構(gòu)。2. 過(guò)濾電場(chǎng)的原理？ （p166）定義：當(dāng)?shù)叵滤趲r石的孔隙或裂隙中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于巖石顆粒表面對(duì)地下水中正、負(fù)離子有選擇的吸附作用，便出現(xiàn)了正負(fù)離子分布的不均衡，從而形成自然電場(chǎng)，稱為過(guò)濾電場(chǎng)或滲透電場(chǎng)。絕大多數(shù)沉積巖吸附負(fù)離子，碳酸鹽吸附正離子。過(guò)濾電場(chǎng)的方向及原因：與地下水流向相反。這是因?yàn)椋捍蠖鄶?shù)巖石顆粒具有吸附負(fù)離子的作用，因此孔隙壁表面吸附了固定的負(fù)離子層，使運(yùn)動(dòng)著的地下水中正負(fù)離子的數(shù)目不

28、相同，結(jié)果在靠近孔隙出口的一端出現(xiàn)多余的正離子，而在水流的反方向滯留著負(fù)離子。隨時(shí)間的延續(xù)，這種正負(fù)離子分布的差異形成了電位差，形成了與地下水流向相反的穩(wěn)定的自然電場(chǎng)。山地電場(chǎng)：由地形起伏形成的過(guò)濾電場(chǎng)常稱為山地電場(chǎng)。是由潛水由山頂向山谷滲透時(shí)產(chǎn)生的，在山頂形成負(fù)電位，在山谷形成正電位。3. 怎樣根據(jù)過(guò)濾電場(chǎng)判斷地下水的流向及地表水與地下水的補(bǔ)給關(guān)系？(p166) 過(guò)濾電場(chǎng)的方向及原因：與地下水流向相反。這是因?yàn)椋捍蠖鄶?shù)巖石顆粒具有吸附負(fù)離子的作用，因此孔隙壁表面吸附了固定的負(fù)離子層，使運(yùn)動(dòng)著的地下水中正負(fù)離子的數(shù)目不相同，結(jié)果在靠近孔隙出口的一端出現(xiàn)多余的正離子，而在水流的反方向滯留著負(fù)離子

29、。隨時(shí)間的延續(xù)，這種正負(fù)離子分布的差異形成了電位差，形成了與地下水流向相反的穩(wěn)定的自然電場(chǎng)。 4. 擴(kuò)散電場(chǎng)的原理？ （p167） 地殼中兩種或幾種成分不同的巖石互相接觸，在接觸面上，不同巖石中的帶電粒子互相擴(kuò)散，形成雙電層，產(chǎn)生接觸電位差，可以形成擴(kuò)散電場(chǎng)。 在多孔巖石中，往往是離子的擴(kuò)散現(xiàn)象和巖石吸附現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生，并且伴隨著水的滲透作用，這種水的吸附和滲透作用也會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)。5. 氧化還原電場(chǎng)的原理？地下巖礦石中電子導(dǎo)電體由于氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生的電場(chǎng)稱氧化還原電場(chǎng)。在氧化還原過(guò)程中，由于被氧化的介質(zhì)失去電子而帶正電；被還原的介質(zhì)得到電子而帶負(fù)電，這樣在兩種介質(zhì)之間便產(chǎn)生了電場(chǎng)。6. 說(shuō)明什么

30、叫山地電場(chǎng)？ 是過(guò)濾電場(chǎng)的一種。通常是指山坡上的潛水由于重力作用向山坡下滲透時(shí)，由于巖石顆粒吸附負(fù)離子作用形成的電場(chǎng)。其場(chǎng)的特征是，對(duì)應(yīng)山坡頂處出現(xiàn)負(fù)電位。兩側(cè)坡上相對(duì)山頂電位趨正7. 影響巖土介質(zhì)電阻率的因素有哪些？ （p168-169）自然狀態(tài)下，巖土介質(zhì)的電阻率除與介質(zhì)組分有關(guān)外，還與巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、孔隙度、濕度、礦化度及溫度、壓力等因素有關(guān)。介質(zhì)組分的影響：一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)巖石中良導(dǎo)性礦物的體積含量高時(shí)，其電阻率通常較低。相反，當(dāng)造巖礦物含量高時(shí)，巖石電阻率亦很高。結(jié)構(gòu)的影響：導(dǎo)電金屬礦物含量相同的條件下，浸染狀結(jié)構(gòu)巖石中良導(dǎo)性礦物被不導(dǎo)電礦物包圍，其電阻率要比良導(dǎo)性礦物彼此相連的細(xì)脈狀

31、結(jié)構(gòu)巖石為高(圖3)。因?yàn)閺碾妼W(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，前一種情況不同電性的礦物顆粒的排列呈串聯(lián)形式，而后一種情況則呈并聯(lián)形式。 濕度的影響：濕度對(duì)巖石的電阻率有很大的影響，這是因?yàn)樗碾娮杪瘦^小，含水巖石的電阻率遠(yuǎn)比干燥的巖石低。 溫度：溫度越高，電阻率越低。礦化度的影響：巖石中所含水溶液的礦化度越高，其電阻率就越低。因此，在巖性變化不大的條件下，有可能在地面和井中應(yīng)用電阻率的差異來(lái)劃分咸、淡水的層位。 壓力的影響：對(duì)于某些巖石，它的電阻率隨應(yīng)力的增大而增高，但當(dāng)壓力超過(guò)某一限度（如破裂壓力）時(shí)，其電阻率會(huì)迅速降低。而且，電阻率隨應(yīng)力的變化，比其彈性性能隨應(yīng)力的變化還要明顯。8. 縱向電導(dǎo)和橫向電阻的含義

32、及其公式表述形式？ 為了研究層狀介質(zhì)的導(dǎo)電特性，我們?cè)趯訝罱橘|(zhì)中取底面積為1m2、厚度如圖示的六面巖柱體(圖4)。當(dāng)電流垂直于柱體底面流過(guò)時(shí)，所測(cè)得的電阻稱為橫向電阻，用符號(hào)表示。顯然，第i層的橫向電阻等于該電性層的厚度與電阻率的乘積，即： 當(dāng)六面巖柱體由厚度和電性不同的個(gè)巖層組成時(shí)，按串聯(lián)電路原理，其總橫向電阻為：電流平行于巖柱體底面流過(guò)時(shí)所測(cè)得的電導(dǎo)稱為縱向電導(dǎo)，用符號(hào)表示，單位為西門子。顯然，第i層的縱向電導(dǎo)等于該電性層厚度與電阻率的比值，即 若六面巖柱體由個(gè)厚度和電性不同的巖層組成時(shí)，其總縱向電導(dǎo)為： 9. 請(qǐng)說(shuō)明電阻率是怎樣測(cè)定的？ (p171)測(cè)量均勻大地的電阻率，原則上可采用任意

33、形式的電極排列，即在地表任意兩點(diǎn)用供電電極A、B供電，而在另兩點(diǎn)用測(cè)量電極M、N測(cè)電位差。下式即為利用四極裝置測(cè)定均勻各向同性半空間中電阻率的基本公式，式中K稱為裝置系數(shù)(或排列系數(shù))，它是一個(gè)只與各電極間距離有關(guān)的物理量。10. 說(shuō)明視電阻率和真電阻率的區(qū)別？ (p171)理想情況：地面為無(wú)限大的水平面，地下充滿了均勻各向同性的導(dǎo)電介質(zhì)在這種情況下利用公式 ，得到的電阻率是大地的真電阻率。實(shí)際情況：地形地質(zhì)情況復(fù)雜，地形往往起伏不平，地下介質(zhì)也不均勻，各種巖石相互重疊，斷層裂隙縱橫交錯(cuò)，或有良導(dǎo)礦體、溶洞等等，電阻率往往不均勻。在這種情況下利用上式計(jì)算得到的電阻率稱為視電阻率，它不是某一巖層

34、的真電阻率，而是該電場(chǎng)分布范圍內(nèi)，地下各種電性不均勻體和地形起伏的一種綜合反映，以 表示。11. 深度的分布規(guī)律有怎樣的意義？影響探測(cè)深度的主要因素是什么？ 12. 電阻率剖面法的總體特征是什么？有哪些分類？13. 電阻率剖面法和電阻率測(cè)深法有什么區(qū)別？14. 聯(lián)系“對(duì)稱四極剖面法”方法的命名說(shuō)明“對(duì)稱四極剖面法”的總體特征及主要適用范圍？15. 聯(lián)系“聯(lián)合剖面法”方法怎樣根據(jù)視電阻率反推地下低阻或高阻體的存在？寫出公式。并說(shuō)明利用該公式反推地下低高阻時(shí)有哪些假設(shè)？為什么？ 16. 研究電流密度隨的命名說(shuō)明“聯(lián)合剖面法”的總體特征及主要適用范圍？ 17. 聯(lián)系“中間梯度法”方法的命名說(shuō)明“中間

35、梯度法”的總體特征及主要適用范圍？ 18. 表土電性不均勻?qū)σ曤娮杪是€有什么影響？怎樣消除？ 19. 地形對(duì)視電阻率曲線有什么影響？怎樣消除？ 20. 聯(lián)合剖面法的兩條視電阻率與對(duì)稱四極剖面法的視電阻率曲線有什么關(guān)系？ 21. 什么叫復(fù)合對(duì)稱四極剖面法？它有哪些應(yīng)用？ （p180） 在一條測(cè)線的每個(gè)測(cè)點(diǎn)上，用兩種不同供電電極距的對(duì)稱四級(jí)裝置進(jìn)行測(cè)量。小極距反映淺部情況，大極距反映深部情況。 經(jīng)驗(yàn)：若大極距曲線在上，則基巖形狀與視電阻率曲線一致，否則相反。下層為高阻體時(shí)，視電阻率曲線與基巖形狀一致；否則相反。對(duì)稱四級(jí)剖面法的應(yīng)用:1、追索古河道:充填于古河道中的砂礫石，其電阻率比河床兩側(cè)砂粘土

36、的電阻率大得多2、探查喀斯特發(fā)育帶：視電阻率低于60的范圍對(duì)應(yīng)于巖溶發(fā)育帶范圍，而且根據(jù)低阻的小閉合圈圈定了一些孤立的溶洞和溶斗。3、確定基巖地起伏情況22. 什么叫電阻率測(cè)深法？ (p171)電阻率測(cè)深法亦可稱為“電阻率垂向測(cè)深法”，或簡(jiǎn)稱為“電測(cè)深法”。它是研究指定地點(diǎn)近于水平產(chǎn)狀的巖層沿鉛垂方向分布情況的電阻率法。在這類方法中通常采用的是對(duì)稱四極裝置。對(duì)地面上某一點(diǎn)進(jìn)行電測(cè)深法測(cè)量時(shí)，原則上保持測(cè)量電極距MN不變，而在同一測(cè)點(diǎn)使供電電極距AB按一定的規(guī)律不斷增大；每改變一次極距，即測(cè)定一次電位差和電流。當(dāng)AB很大，以致MN之間的電位差減少到不便于準(zhǔn)確讀數(shù)時(shí)，可適當(dāng)加大極距MN。由關(guān)于勘探深度的概念得知，加大供電電極距可以增加勘探深度。因此，在同一測(cè)點(diǎn)不斷加大供電電極距所測(cè)出的視電阻率值的變化，就反映測(cè)點(diǎn)下由淺到深的電阻率有差異的巖層在不同深度處的分布情況。 23. 畫圖