地球物理试卷

《地球物理学》期末考试试卷
考试形式：闭卷考试考试时间：120分钟
班号学号姓名得分
一、名词解释
（1）地震基本参数
（2）地磁基本要素
（3）传导类和感应类电法（各列出至少两种）
（4）岩石主要热物理性质参数和大地热流
（5）大地水准面和地球形状
二、已知折射波时距曲线和反射波时距曲线分别如图a)、b)所示，试根据曲线
判断折射界面和反射界面的倾斜方向，并简述判断的依据。

三、简述地球内部结构和地震波速度分布。

四、如图所示，地下大约10m深处埋藏着一个矿体，分别采用极距A1B1=50m、
A2B2=10m、A3B3=200m的三种对称剖面装置进行观测，获得如图中所示的三种反映异常程度不同的视电阻率曲线，试分析其原因。

五、简述古地磁学的研究成果及应用。

六、简述布格重力异常、均衡重力异常及其改正。

《地球物理学》期末考试试卷标准答案
考试形式：闭卷考试考试时间：120分钟
一（1）震中：震源在地面上的投影，用经纬度表示；震源深度：震源至震中的距离；发震时刻：地震发生时间；震级：地震时所释放的弹性波能量大小。

（2）地磁场在地面座标系x、y、z轴上的投影X、Y、Z；水平分量H，所指方向为磁北；磁偏角I，偏东为正，偏西为负；磁倾角D，向上为正，向下为负。

（3）前者研究稳定或似稳电流场，有电阻率法、激发极化法，充电法、自然电场法等；后者研究交变电磁场，有低频电磁法、大地电磁法、甚低频电磁法，频率电磁法等。

（4）热导率（k）:k=q/dT/dt,表征岩石导热能力；比热（c）：表示岩石储热能力，c=dQ/mdT;热扩散率（α），表征岩石在加热或冷却时各部分温度趋于一致的能力，α=k/cρ。

（5）与平静海平面相重合的等重力位面为大地水准面，其形状叫地球形状。

二、对图a): 方法1：比较水平轴上原点（炮点）两边盲区的长短，若相等，则反射面为水平面；若不等，则界面倾斜，长者一方为界面下倾方向，短者为上倾方向，因此该反射界面为从左向右向上倾斜界面。

因为下倾方向，射线波程比上倾方向要长，心然导致盲区加大（可作图得到简要说明，此处略）。

方法2：比较两走时曲线的斜率，对称时，反射界面水平；不对称，则界面倾斜，斜率大者一方为下倾方向，反之为上倾方向。

由t1=x/v1+t0，t2=x/v2+t0,其中t1、t2分别为上、下行波走时，v1、v2分别为上、下行波视速度，t0为时间轴上的截距，由v1>v2知，上行波走时曲线斜率小于下行波走时曲线斜率，故图a)中，左边为反射界面下倾方，右边为上倾方向。

对图b): 双曲线顶点在时间轴上（即曲线关于时间轴对称），则反界面为水平面。

若不对称，则反射界面倾斜。

顶点所在方即为界面上倾方向，因此图b)的反射界面为从左到右向上倾斜。

因为到时等于虚震源至观测点的距离除以波速，而虚震源关于反射界面和震源（炮点o,即坐标原点）对称，所以虚震源和地面的垂线即对应走时曲
线的顶点。

很显然，虚震源所在方（相对时间轴），即为走时曲线顶点所在方。

三、地球内部主要分成地壳、地幔、和地核三部分，主要间断面有地壳与地幔、地幔与地核的分界面，其中地壳厚度约为35km,幔核界面深度约为2900km,地球半径约6371km. 莫霍面以上P波速度约为5.5km/s,地幔内P波速度梯度为正，约为7.8~13.6km/s，在幔核界面附近，速度梯度为负，然后在地核内速度逐渐增加，约为8.2~11.2km/s,并在外核不出现横波,说明外核为液态，而内核为固态。

四、由图可知，电阻率异常的矿体埋藏在一定深度的均匀半空间中。

由电测深法知，加大供电电极距，可增加勘探深度，当采用不同的电极距，就会得到不同深度的视阻率曲线。

由图知，A3B3最大，说明它勘探的深度最大，而它对应的视电阻率曲线为一直线，显然，它反映的是矿体下面的电性情况即均匀半空间的电阻率；而A2B2最小，探测深度最浅，从其视电阻率看，已反映到矿体的异常电阻率，但不明显，说明只是刚刚探测到矿体；A1B1的视电阻率最为明显，说明它较完全地反映了矿体的电阻率异常。

五、1）研究古地磁场强度；2）研究古地磁场长期变化；3）研究研古地磁场的长期平均性质，并得出，对足够长的时间，平均来说，地磁场是一地心偶极磁场；4）研究地磁场的倒转，并由此编制出地磁极性年表；5）研究地磁视极移曲线，为大陆飘移学说提供有力证据；6）海底磁异常研究为海底扩张说提供有力证据；7）研究地质构造；8）研究岩石年龄。

六、重力观测值经过布格改正后再与正常重力值相减所得到的结果叫布格重力异常。

把高度改正、中间层改正和地形改正合并起来称为布格改正。

均衡异常是从重力观测值中加上均衡改正再与正常重力值相减得到的结果。

均衡校正是在布格改正的基础上，把高出大地水准面以上物质换算成补偿密度加到地壳内部去（普拉特模式）或把这部分质量填补到山根中去。

因此均衡校正只是对地壳或上地幔质量作相应的调整，总的质量没有变化。

地壳处于均衡时，则接近均衡补偿状态，否则未达到均衡，将由地壳质量迁移来调整，发生地壳、上地幔密度的横向变化或地壳厚度的变化，直到地壳达到平衡为止。

因此，均衡重力异常对地壳运动研
究、地震研究都有重要意义。