《固体地球物理学概论》最新2021年复习提纲要点

《固体地球物理学概论》最新2021年复习提纲要点
zhang.wei-qi,2021;
《固体地球物理学概论》复习重点
(010111，011111班，011112等班，2021年4月)考试时间：2021年5月9日（周五）晚上19:30-21:30
考试地点：教1-205,305
编者：
zhang.wei-qi,geosciencefaculty,chinauniversityof
geoscience,2021
第一章：引言
1、地球物理学的定义。

求解：
地球物理学是以地球为研究对象的一门应用物理学。

2、地球物理学共同组成及研究内容。

求解：
组成包括：理论地球物理、应用地球物理
a.理论地球物理学立足于基础理论方面的研究，研究的主要内容存有：（1）研究地
球形状与重力原产的轻力学；
（2）研究地震及弹性波在地球内部传播规律的地震学；（3）研究地球磁现象的地磁学；（4）研究地球电性质的地电学；
（5）研究地球内部热过程和热状态的地热学；（6）深部观测和地球动力学等。

b.应用地球物理学是解决勘察石油、金属、非金属矿或其它地质问题的。

3、地球物理学的基本特点。

求解：
1、地球物理学是入地的窗口：根据地球物理学资料，可以间接探知地球深部；
2、地
球物理方法的反演具有多解性；
3、地球物理方法就是间接地以获取地质信息，即为地球物理学的间接性；
4、地球物
理学通过创建模型，精简繁杂客体，充分反映客体本质；
5、地球物理学初值和边值的约束作用：现在的地球为地球演化提供了一个作为初值（终值）的时间条件，而地面观测又为地球内部的物理过程提供了一个边界条件。

6、对
地球物理学结论的可靠性估计部分通过地球物理学探知的结论可靠性较高，而有一些则较低；
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4、地球物理学与地质学的比较
第二章：地球的起源
1、戴文赛新星云假说的要点。

解：
行星的构成必须经过“完整星云→星云盘→尘层→星子→行星”这样几个步骤。

（1）完整星云的构成：完整星云就是由一块星际云块坍缩并崩溃而变成的。

（2）星云盘的形成：原始星云盘继续塌缩，半径逐渐减小，因角动量守恒，造成自
转速度增大。

赤道面上的外边缘物质，当其惯性离心力与中心部分引力相抗衡时，便停下来，形式星云盘。

（3）尘层的构成：云盘中尘粒跟气体一起拖太阳旋转，同时彼此出现相撞，融合成
颗粒，并向赤道下陷，逐渐构成尘层。

（4）星子的形成：当尘层的密度足够大时，会导致引力不稳定性，使尘层瓦解为许
多物质团。

当物质团的密度超过罗奇密度时，就可以自吸引塌缩，聚集成星子。

(5)行星（胎）的构成：起始星子频密相撞，融合沦为更大星子或者脱落为更大星子。

小星子引力较强，更有效地中子星周围的物质和小星子快速蜕变沦为行星胎。

2、罗奇密
度的用途和排序。

求解：
罗奇密度用于对星云盘的的温度、厚度和密度做出估计。

ρ＞ρ0＝4m/(a^3)。

式中ρ0称作罗奇密度，上式称作涌入条件。

如果ρ
3、地球早期演化中的圈层分化过程。

求解：
（1）地核和地幔的形成：原始地球是一个均匀的球体，由于放射性元素衰变产生热能，地球内部的温度就逐渐增高，促进地球发生圈层分异，进而地球就分异成地核和地幔。

(2)完整地壳的构成和陆壳、洋壳分化：在地核和地幔构成后，那时的地球表层就是
熔融的。

40―46亿年前，表层已经开始加热分异，构成全球性的完整地壳，即为陆壳。

30―40亿年前，地球受星子喷发影响，完整地壳分异，构成完整洋壳。

(3)海洋和大气的形成：地球大气经历了原生大气、还原大气和氧化大气三个阶段:a、地球在形成过程中俘获星云中的气体，形成地球的原始大气层。

b、放射性元素的衰变使
地球物质融化，加速还原气体从地球内部溢出，形成还原大气。

c、由于地球内部的地幔分异作用，排出的气体逐渐氧化；太阳辐射使地球大气中的水分解、绿色植物的光合作用都形成较多氧气，从而形成氧化大气。

在地球形成的过程中，星子碰撞后放出的水，火山岩浆活动产生的水，以及大气中的水气凝聚的水都可以流人星子撞击坑，形成海洋。

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（4）地球表层的变化：地壳和地面的变化乃是各圈层相互作用的结果。

第三章地球的旋转和形状
1、名词解释：天球赤道、黄道、黄极、天极。

解：
天球赤道――假设以地球为球心，把各天体投影在半径等同于无穷大的球面上，这一球体就是天球。

将地球的赤道平面向外延展，与天球相割阿芒塔的天球大圆就叫作天球赤道
黄道――将地球绕日运转的轨道面无限延伸，与天球相割而成的天球大圆叫做黄道。

黄极――球面上的任何圆圈都有两个极点，即球面上距离该圆圈最远(900)的两点。

天极――将地球的极轴延长，交于天球上的两点n、s，这两点就叫天极.
2、从物理观点表述昂尚如何证明地球进动的。

求解：
单摆的摆动平面在不受外力作用时，其摆动的空间方向始终不会发生变化的。

然而，人们所看到的是，摆动平面相对于地球表面发生了按顺时针方向缓慢地转动，其实质是:摆下面的地球在沿逆时针方向转动造成的。

由于地球自转，摆动平面就会发生相对于地面的偏转。

这一现象证明了地球的自转。

3、地球进动的特点就是什么?
解：
1.转轴价值观念平衡
2.进动速度平衡
3.地球自转会发生均匀变化。

由于于外部日月星辰的引力作用、地球表面覆盖海洋和大气、地球形状轴与自转轴不重合和地球内部结构与运动等，引起地球转动速度或转轴方向都发生微小的变化。

4、什么就是地球自转轴的进动、章动和黄赤(只考量钱德勒摇晃)?
解：
进动――用以则表示旋转物体的转动轴环绕着另一轴的旋转。

地轴的进动，地球的旋转轴环路着黄道轴作缓慢的画圆锥面的包克球运动，维持黄赤交角维持不变。

章动――在地轴的长期旋进中，在它的平均位置上附加了一种短周期的摆动。

黄赤――地球自转轴与地面的交点叫做地极，地极点相对于国际极点cio的加速度叫作黄赤。

5、简述地球自转与地球物理现象的联系解：
地球进动与地震的关系：地球进动速率的变化可能将就是全球地震活动的一种主要的动力来源。

因为岩石圈就是由相同的块体共同组成，地球进动速率变化时，就可以导致这些块体运动的差异性。

地球进动速度变化可能会引发地球的应力；
第四章地球形状与重力
zhang.wei-qi,2021;
1、什么是大地水准面?地球的形状指什么?
求解：
一个与平均的海洋面(在陆地上是它的顺势延伸而构成封闭的曲面）重合的那个重力等位面称为大地水准面。

从物理图象来看，地球形状，就是指全球上恒定海面的形状。

2、什么是重力改正?常用的重力改正有哪几种?每种改正的目的是什么?
逐项从测量值中计入或补回地形、高程、重力平衡等因素的影响，这个过程就是重力废止。

重力废止主要包含高度废止、中间层废止、地形废止。

高度改正：将高程的影响去掉，因此，自由空间异常是反映地表和地下的物质分布对重力的作用。

中间层校正：海平面以上的质量用一个无穷短水平板则表示，厚度为测点至海平面的高度。

地形校正：展开地形废止，就是必须把地面突起部分删掉，把突起部分填平。

无论是删掉还是填平，其结果都就是并使测点的重力值加强，所以地形废止只与高差的绝对值有关。

3、试述地球表面正常重力场的分布特征。

求解：
地球表面的正常重力值只与纬度有关，在赤道上最小，两极处最大；
正常重力值随纬度变化的变化率，在纬度45°处达至最小，而在赤道和两极处零；正常重力值还随其高度的减少而增大
4、将地球近似看成半径为6370km的均匀球体，若极地处重力值为98m/s、，试估算
地球的总质量为多少吨?5、球体重力异常的曲线及分布特征解：
球体的重力异常公式为：
其中g―万有引力常数，m―剩余质量，d―中心埋深，x，y-测点坐标对于中心剖面
（y=0），①当x→±∞时，△g→0
②当x=0时，△gmax=gm/d^2
曲线分布特征为：随着中心埋深的增加，曲线的峰值逐渐降低，曲线逐渐变得平缓。

6、试述重力平衡的两种基本假说。

根据这两种假说，怎样展开重力的平衡校正?求解：
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普拉特假说：指出地壳底面的深度一致，但密度随其地面高度减少而增加；艾里假说：指出地壳的密度一致，但底面深度随其地面高度减少而上升。

普拉特的均衡平衡概念如图所示。

地面高程越高，下伏的岩石层密度越低。

对于海洋，情况相反。

设从诲平面计起的补偿深度d之上，竖立着若干柱体，各个柱体的重量相等。

依据重力均衡计算出测点的柱体密度与正常密度的差值，进而可以计算出测点柱体在海平
面造成的重力与正常重力的差值，这个差值就是均衡异常；在进行了自由空间重力校正和
布格重力校正后，在扣除均衡异常，便得到相应的重力均衡改正值。

艾里假说：
对于陆地，若地形高度为h，其下部深入地慢介质深度为t(山根)，根据阿基米德原
理可得：；高为h，密度为th?0ρ0的柱体，由厚为t、密度差为δρ的山根来补偿。

由重力均衡可计算出山根的厚度为地表高程的4.5倍；依次，可以计算出由于山根的存在
所造成的补偿厚度，扣除这项所造成的影响，得到的便是均衡改正值。

7、重力勘探的先决条件、有利条件。

什么就是重力的也已反演。

求解：
重力勘察的先决条件地下存在密度不均匀体；有利条件是地形平坦且地质体与围岩的
密度差较大；
重力的正演问题就是根据模型以及有关的条件去获得重力异常的结果。

重力的反演问
题就是根据实际观测的重力值表述地球内部的结构。

8、固体潮是怎样产生的?什么是引潮力和引潮位?解：
太阳、月球引力促进作用于地球液态引发的应力。

引潮力：产生地球潮汐的力称作引
潮力。

惹来潮位：地面上某一点的惹来潮位，等同于天体对该点的引力位与该点绕月地质
心转动产生的惯性离心力位之和。

第五章地震波传播与地球内部结构
1、名词解释：形变快速反应乌快速反应泊松比、杨氏模量。

应力：应力是弹性体受外力作用后其内部质点之间产生的一种阻碍弹性形变的内力。

应变：弹性体受外力作用后，内部质点之间有应力产生，这种应力引起弹性体的变形。

切应变：物体受切应力作用后每一截面都会相互错动，使得弹性体变化了角度φ。

由于f很小，所以φ角也很小，这一φ角即为切应变。