海洋地球物理与海底构造学 (32)讲解
(完整)海洋地球物理研究现状课件演示文稿精品PPT资料精品PPT资料
东海陆架盆地、钓鱼岛隆褶带重力低-高平稳变化异常区
还可以进将行观不测同延系拓统高的度的发解射析电延拓偶处源理和，所接得的综合异常能更加真实地反映深部地质构造变化规律。 收器用同一根拖缆串联。观测 时将串联拖缆沿测线拖曳，使 得偶极源和接收器同步向前移 动。
十年快速发展起来的海底浅层声探测技术。（金翔龙，2007）
海洋地震勘探
地震勘探总体上可以划分为：二维地震勘探、三维地震勘探、广角地震勘探、 以及多波地震勘探等几方面。根据不同的作业方式划分为：单船拖缆地震、双 船拖缆地震、深拖拽多道地震（DTAGS）、海底地震仪（OBS）、海底地震检波 器（OBH）、海底地震电缆（OBC）等类别。（柴祎等， ）
“ 海底地震仪（OBS）是一种将检波器直接放置 在海底的地震观测系统。在海洋地球物理调查和 研究中，可利用 OBS 监测天然地震，用于研究海 底洋壳和地幔的速度结构以及海槽演化动力等； 也可利用海洋人工震源及 OBS 探测海底地质构造、 海底油气资源、确定海底的弹性参数、粘弹性参 数和各向异性参数等等。
海洋地球物理研究现状课件演示文稿
海洋地球物理技术的 发展
东海地球物理研究
海洋重力勘探 海洋电磁法勘探 海洋地震勘探 寻找海底冷泉
调查进展 构造区划 重磁场特征 地质解释
1-1
海洋重力勘探
“ 海洋重力测量是海洋区调工作的常规工作手段 之一, 其主要目的是通过测量数据分析重力异常分 布特征和变化规律, 进而研究地质构造、地壳结构、 地球形态和勘探海底矿产等。 在海洋区调工作中, 以海洋重力测量为主, 在海 洋重力测量无法到达的勘测海区使用航空重力数 据和卫星重力数据作为补充。
水底科学知识点总结
水底科学知识点总结水底是地球上广阔的海洋世界的一部分，它拥有着丰富的生物种类和复杂的生态系统。
水底科学研究涉及海洋生物学、海洋地质学、海洋化学以及海洋工程等多个领域，对我们了解地球和维护生态平衡至关重要。
在这篇文章中，我们将详细介绍水底科学的相关知识点，包括海底地形、海底生物、海底资源开发和保护等方面的内容。
一、海底地形1. 海洋地质构造海底地质构造是指海底的地形特征和构造组成。
海底地形主要包括大陆架、大陆坡、大陆边缘、大洋中脊和深海平原等。
大洋中脊是地球上最长的山脉，它绵延于世界各大洋中，是地球表面板块活动的重要标志。
深海平原是地球上海底最广阔的地区之一，这些平原覆盖着一层厚厚的沉积物，蕴藏着丰富的资源。
2. 海洋地球物理海洋地球物理研究主要包括地震学、地磁学和重力学等内容。
地震是海底地质构造活动的重要指标，通过地震勘探可以了解地下岩石的分布和构造。
地磁学研究海洋地球磁场的性质和变化规律，可以帮助科学家了解地球磁场的起源和演化过程。
重力场是地球表面重力的分布状况，通过重力测量可以揭示海底地形的特征和构造。
3. 海底地形测绘技术海底地形测绘技术是指利用声纳、卫星遥感和测量仪器等手段对海底地形进行测绘和研究。
声纳是最常用的海底地形测绘工具，它通过发射超声波并接收回波来确定海底地形的特征。
卫星遥感则可以通过卫星图像和遥感数据来获取海底地形的信息。
测量仪器则可以直接测量海底地形的高程和形态。
二、海底生物1. 海洋生态系统海洋生态系统是指海洋中各种生物和非生物因素之间的相互作用和影响。
海洋生态系统包括浮游生物、底栖生物、海底植被和海洋食物链等。
浮游生物是海洋中漂浮的微小生物，它们对海洋生态系统起着重要作用。
底栖生物生活在海底表层的生物群落，它们是海底生态系统的重要组成部分。
海底植被包括海草、藻类和微生物等，它们为海洋生物提供食物和栖息地。
海洋食物链是海洋生态系统中最基本的营养传递途径，通过掠食和被掠食的关系形成了复杂的生物网络。
海洋地球物理与海底构造学 (20)
海底构造学的基本理论：海底构造学的基本理论包括地壳均衡理论、板块构造理论、 海底扩张理论等，这些理论共同揭示了海底地质演化的奥秘。
海底地貌的形成：受到地球板块运 动、海底火山活动、海浪和潮汐等 多种因素的影响。
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汇报人：
CONTENTS
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海洋地球物理 概述
海洋地球物理 的主要研究领 域
海底构造学的 基本理论和方 法
海底构造的主 要类型和特征
海洋地球物理 与海底构造学 的应用和发展 前景
PART NE
PART TWO
地球物理学是研究地球物理场、地球内部结构和地球物理现象的科学。 地球物理学在资源勘探、灾害防治、环境保护等方面具有重要意义。
构造盆地：由于地壳运动和 构造应力形成的盆地，通常 具有复杂的形态和陡峭的坡 度。
PART SIX
石油和天然气勘探：利用地球物理方法确定油气藏的位置和深度
矿物资源勘探：通过地球物理方法探测海底矿产资源，如铁矿、锰矿等
海洋能源开发：利用地球物理技术评估和监测海洋能（如潮汐能、波浪能）的潜 力
深海科学研究：地球物理方法在深海科学研究中的应用，如海底火山、热液喷口 等研究
海洋能源开发：结合海洋地球物理与海 底构造学的理论和技术，开发利用海洋 能源，为人类提供可持续的能源供应。
汇报人：
理论体系：海底构造学与板块构造学密切相关，是研究地球板块运动和海底扩张的重要理论 基础
实际应用：海底构造学对于海洋资源开发、海底工程和海洋环境保护等领域具有重要意义
第二章地球系统与海底科学
1)、太平洋：面积最大，占地表总面积1/3，海洋表 1)、太平洋：面积最大，占地表总面积1/3，海洋表 面积的1/2；平均深度4028m，东西最宽达半个赤道。 面积的1/2；平均深度4028m，东西最宽达半个赤道。 海底地形以东部洋脊为主；东北部为洋盆, 海底地形以东部洋脊为主；东北部为洋盆,上有断裂 带；中部海山集中, 带；中部海山集中,群岛很多；北部和西部多岛弧、 海沟和边缘海。 2)、大西洋：面积占世界大洋面积1/4，平均深度 2)、大西洋：面积占世界大洋面积1/4，平均深度 3627m。海沟4个，最深9218m。洋脊横贯南北。赤 3627m。海沟4个，最深9218m。洋脊横贯南北。赤 道窄，分南北大西洋，海岸形态：南：平直无附属海； 北：迂回曲折，多岛屿、港湾和附属海。 3)、印度洋：面积占世界洋面积的1/5，平均深度超 3)、印度洋：面积占世界洋面积的1/5，平均深度超 过大西洋，平均3897m。最深7450m。“入”字型洋 过大西洋，平均3897m。最深7450m。“入”字型洋 脊：由南而北扩张速度减小。 4)、北冰洋：面积最小，水深最浅，平均1200m。有 4)、北冰洋：面积最小，水深最浅，平均1200m。有 人称其为北极地中海。具有世界上最宽的大陆架： 1000km。 1000km。 5)、南大洋：南纬45度至南大陆间的广阔水域；具有 5)、南大洋：南纬45度至南大陆间的广阔圈层结构
１、结构: １、结构: 外圈：大气圈、水圈和生物圈 内圈：地壳、地幔、地核。 地壳:平均厚度15km，陆地较厚，平 地壳:平均厚度15km，陆地较厚，平 均33km，主要硅铝质（花岗岩）；海 33km，主要硅铝质（花岗岩）；海 洋很薄，平均6km，为硅镁质（玄武 洋很薄，平均6km，为硅镁质（玄武 岩）。 地幔：质量和体积分别占67.6%和 地幔：质量和体积分别占67.6%和 83%，由铁、镁、硅酸盐物质组成 83%，由铁、镁、硅酸盐物质组成 地核：相当于铁陨石；液体外核；固 体内核 软流层：该层地震波明显降低，成为 一个低速层。
海洋物理知识点总结
海洋物理知识点总结海洋物理是研究海洋中的各种物理现象和规律的学科，它包括海洋水文学、海洋声学、海洋地球物理、海洋气象和海洋生物物理等多个分支。
海洋物理学是一个非常重要的学科，它对于揭示地球的气候变化、海洋环境变化以及海洋资源的开发利用具有重要意义。
本文将从海洋水文学、海洋声学、海洋地球物理、海洋气象和海洋生物物理等方面来总结海洋物理的一些知识点。
一、海洋水文学1. 海洋水文学是研究海洋水体的水文特性的科学，它主要研究海洋水体的温度、盐度、密度、温盐结构、海洋环流和海洋混合等问题。
海洋水文学研究的内容非常广泛，其中有一些知识点是非常重要的：(1) 海洋水体的温度分布：海洋中的水温分布受到太阳辐射、地球自转以及地形等因素的影响，其中海水温度垂直分布是由海水密度垂直分布所决定的。
(2) 海洋水体的盐度分布：海水的盐度主要由海水蒸发、降水和冰的形成及融化等因素所决定，海水的盐度分布对海洋环流有重要影响。
(3) 海水的密度分布：海水密度受到温度和盐度的影响，密度不同的海水在重力作用下产生不同的垂直运动。
(4) 海洋环流：海洋表面的风和地转作用产生的洋流对海洋物理过程有着非常重要的影响，它们决定了海水垂直和水平混合的强度。
2. 海洋水文学的研究方法主要有采样观测、水声观测和卫星遥感等方法，这些方法可以对海洋水文学进行多角度的观测和研究，对于揭示海洋环境的变化和海洋资源的分布有着非常重要的意义。
二、海洋声学1. 海洋声学是研究海洋中声波传播特性以及利用声波进行海洋观测和通信的科学，它主要研究海洋声速、声传播特性、声反射和吸收等问题。
海洋声学的研究是非常重要的，它对于海洋环境监测、海底地形测绘以及海洋生物研究等具有非常重要的意义。
2. 海洋声速是海洋声学研究的一个重要内容，海洋中的声速受到温度、盐度和压力等因素的影响，海洋水体中不同层次的声速分布对海洋声波传播有着重要的影响。
3. 海洋声学的研究方法主要包括声学探测、声学散射和声学遥感等方法，它们可以对海洋中的声波进行观测和研究，得到海洋环境中的声速分布、海底地形和海底生物等信息。
《海洋地球物理》教学大纲
海洋地球物理一、课程说明课程编号：010348Z10课程名称：海洋地球物理/ Marine Geophysics课程类别：专业教育课程（专业选修课）学时/学分：32/2先修课程：工程数学、地球物理场论、地球物理勘探原理适用专业：地球物理学、地球探测与信息技术教材、教学参考书：[1] (美)琼斯（E.J.W.Jones）著，金翔龙等译海洋地球物理2010 海洋出版社二、课程设置的目的意义“海洋地球物理”是地球物理专业选修课程。
本课程旨在使学生了解海洋地球物理的现状和发展趋势，了解海上导航与定位的原理和方法，了解海底地形测定的原理与方法；掌握海洋地球物理勘探（海洋重力、海洋磁法、海洋电法和海洋地震等）基本原理、工作方法和勘探仪器装备工作原理；掌握海洋地球物理勘探数据处理常用方法；掌握海洋地球物理勘探波场信息反演成像常用方法；掌握海洋地球物理勘探资料地质地球物理综合解释基本原则和一般方法。
通过本课程的学习，拓展地球物理专业学生知识面，也为后续进一步深造或从事科研、生产等打下良好的基础。
三、课程的基本要求“海洋地球物理”要求学生在本课程学习前具备工程数学、地球物理场论的基本知识，掌握地球物理勘探的基本概念、基本理论和一般方法，掌握阐述大地地质特征的基本概念和方法。
通过本课程的课堂学习，了解海洋地球物理的现状和发展趋势，了解海上导航与定位的原理和方法，了解海底地形测定的原理与方法；掌握海洋地球物理勘探（海洋重力、海洋磁法、海洋电法和海洋地震等）基本原理、工作方法和勘探仪器装备工作原理；掌握海洋地球物理勘探数据处理常用方法；掌握海洋地球物理勘探波场信息反演成像常用方法；掌握海洋地球物理勘探资料地质地球物理综合解释基本原则和一般方法。
通过课外研学，了解从事科学研究的基本原则和方法，学会如何运用所学的基础理论知识解决本专业中的实际问题。
课程的学时分配为理论教学32学时。
四、教学内容、重点难点及教学设计五、考核方式及成绩评定《海洋地球物理》作为一门选修课，要求学生掌握海洋地球物理勘探原理、工作方法和勘探仪器装备工作原理；掌握海洋地球物理勘探数据处理常用方法；掌握海洋地球物理勘探波场信息反演成像常用方法；掌握海洋地球物理勘探资料地质地球物理综合解释基本原则和一般方法。
海洋地球物理与海底构造学 (29)
的浮标；
拖曳水听器排列
– 较早，水听器信号通过拖缆以模拟信号传输。 – 模－数转换器和编码器，通过光缆进行数字信号传输，速率>5Mb/s；数字 传输避免了信号失真和传输途径上其他因素的影响；利用许多水听器组， 则可以在不回收拖缆情况下轻松改变接收装置。 – >6000m、500或更多道的水听器阵列。 – 三维调查中：8缆－12缆。
悬挂在记录船上的水听器
最早：单个水听器；二战后，双船地震调查中更多地使用水听
器组；为了最小化海水湍流噪音的影响，水听器被改进保持 中性浮动状态；海底反射在很大频率范围内可见，海底下的 反射只在较低频段（<600-1000Hz）可辨别。
• Hill（1952)声呐浮标，自由
声呐浮标
漂浮；接收一般限制在无线 电范围内（40-50km）；声 呐浮标上内置记录器；船上 发送编码信号激活记录器。 • 60年代末期，投弃式军用声 呐浮标用于地震勘探；除用
号的峰压值。
排列：典型情
况是两个震源阵
列被拖在水深310m处；
在石油、深海
地震剖面测量中， 可以用到几十条 气枪； 间距和气枪型 号一致是设计阵 列的重要因素；
（1）压缩空气推动中心活塞向下，快速排出活塞前部的水；
脉 冲 式 震 源
水枪、 自由 落体 重物
（2）当活塞被标有“STOP”的凸缘卡住，移动的水销子从活塞分离形 成气穴。随后，气穴爆破； （3）当活塞到达底部，空气从上层气室排出，静水压力推动活塞回到 激发前位置准备下一次放炮。
– 电火花已广泛应用于大陆架研究。
• 强震板（Boomer）
– 19世纪60年代早期，电磁震源或Boomer得以发展。地震能量
来自植入环氧树脂中的铝板和扁平的铜线圈的突然分离。 – 近海面和离海底10-50m的深拖Boomer已应用于大陆边缘浅层
地球物理学和海洋科学-概述说明以及解释
地球物理学和海洋科学-概述说明以及解释1.引言1.1 概述地球物理学和海洋科学是两个独立领域，分别研究地球内部和海洋系统的物理特性和现象。
地球物理学着重于研究地球的构造、地质、地磁、地震等方面的现象，而海洋科学则专注于海洋的地质、物理、化学和生态系统。
虽然它们有不同的研究对象和方法，但两者在研究和应用过程中存在着一定的联系和互相影响。
本文将深入探讨地球物理学和海洋科学的基本概念、研究方法、应用领域以及它们之间的关联。
通过对这两个领域的综合分析，可以更好地理解地球和海洋之间的相互作用，为未来的研究和发展提供重要的参考和指导。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下所示:本文主要分为引言、正文和结论三大部分。
1. 引言部分将对地球物理学和海洋科学进行概述，介绍文章的结构和目的。
2. 正文部分将分为两个小节，分别探讨地球物理学和海洋科学两个学科。
- 地球物理学部分将包括定义与范畴、研究方法和应用领域等内容。
- 海洋科学部分将包括海洋地质学、海洋物理学和海洋生物学三个方面的内容。
3. 结论部分将总结地球物理学与海洋科学的关联，探讨未来发展趋势，并对全文进行总结概括。
通过以上结构安排，本文将全面深入地探讨地球物理学和海洋科学这两个重要学科，为读者提供全面的了解和认识。
1.3 目的：本文的主要目的是介绍地球物理学和海洋科学这两个重要领域的基本概念、研究方法和应用领域。
通过对地球物理学和海洋科学的综合介绍，读者可以更全面地了解这两个学科的历史渊源、发展现状以及未来的发展趋势。
同时，本文还旨在探讨地球物理学和海洋科学之间的关联性，以及它们在地球科学领域中的重要性和价值。
通过阅读本文，读者可以深入了解地球物理学和海洋科学在探索地球自然界、保护环境和可持续发展等方面的重要作用，从而增进对地球科学的整体认识和理解。
2.正文2.1 地球物理学地球物理学是一门研究地球内部结构、地球物质及其运动、地球表面形态与地球表层物性、地球大气、地球磁场和地球引力场等的学科。
海洋地球物理与海底构造学 (24)
复杂周期振动的频谱：一个复杂的周期振动是由许多不同
频率的简谐振动合成的，可以利用傅立叶级数展开为许多 简谐振动，其数学表示为
g (t ) A0 A1 cos(0t 1 ) A2 cos(20t 2 ) An cos(n0t n )
式中各项为不同振幅、不同频率、不同相位的简谐振动。如
运动学——研究地震波传播的时间与空间的关系，
了解地震波对地下地质体的构造响应。
（2）地震波振动特征和传播过程的描述
当震源和传播介质一定时，振动位移u是时间和观测 位置x的函数，u=f(t,x).若固定一个变量来研究u随另一 个变量的变化关系，则分别为振动图和波剖面图。
振动图：显示某一观测点振动位移随时间的变化 规律。可反映地震波振动的振幅、振动 周期、延续时间的特征。
1.概述
海洋地震勘探法是利用精密的地震仪，接受由炸药或非炸药震源 激发引起地壳弹性震动所产生的地震波，测定海底岩层的埋藏深
度和起伏形状，探测海底储油结构和分布情况，寻找油气田。
地震波通过海上人工震源装置连续发射，地震波入
射到海底地层之后，遇到不同的地质界面就会产生反射
波或转换波信号，反射波或转换波信号由检波器接收，
某临界角i时，可使透射角等于900，此时透射波以V2速度沿界面滑行。根据 斯奈尔定律，可求得临界角i为
V1 sin i V2
折射波 的形成 与传播 示意图
（4）地震波的频谱和振幅 振幅谱A(f)和相位谱(f)：地震波随传播距离的
增加和深度的加大，波的频率会发生变化，高频成分
逐渐被吸收，使视周期变大，延续时间增长。研究振 幅和相位随频率的变化规律，叫频谱分析，前者称为 振幅谱，后者称为相位谱。
波剖面图：描述某一时刻不同观测点振动位移随 距离变化规律。反映质点振动波长、 该时刻起振点（波前）及停振点（波 尾）的特征。
人教版高中地理选修二海洋地理 第二章第二节《海底地形的形成》优质课件)(共31张PPT)
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16、业余生活要有意义，不要越轨。2 021/8/ 52021/ 8/5Aug ust 5, 2021
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。202 1/8/52 021/8/5 2021/8 /52021 /8/5
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
4、这个模型与洋底相比，还缺少哪些重要内容？
火山、岛弧、海岸山脉
板块构造学说
【典型案例2】 洋壳的消亡与海底地形
地球岩石圈板块示意图
【典型案例2】 洋壳的消亡与海底地形
1.阅读材料1，回答地球的岩石圈划分六大板块的名称？这 些板块是静止的吗？板块运动属于地壳的水平运动，其运 动方向可分为几种，分别是什么？板块边界可以分为几种 类型，分别是什么？ 2.洋壳的消亡过程？ 3.用板块构造理论解释海沟、岛弧、海岸山脉的形成？ 4 .大洋中脊，海沟分别位于板块的什么边界？
）
A．洋中脊 B．岛弧 C．海沟 D．洋盆
D 2．①②③④中年龄最老的是（
）
A．① B．② C．③ D．④
A 3．①处的海底地形是（
）
A．洋壳在地幔物质对流上升的托顶作用下形成的
B．地壳物质从洋中脊的顶部裂谷带涌出冷却凝结形成
C．大洋板块的俯冲带动洋底下倾、陷落形成的
D．相向运动的大陆板块彼此接近而形成的
1、洋2、壳海的洋产的生不与同消发亡育分阶别段在：板块的什么边界？ 2、海洋的孕发育育期分—为—哪东几非个大阶裂段谷，举例说明
幼年期——红海、亚丁湾 成年期——大西洋 衰退期——太平洋 消亡——
【我的收获】 知识方面： 其他方面：
【巩固练习】
读部分海底地形 示意图，完成第 1～3题。
海洋地球物理与海底构造学 (31)讲解
根据位场理论，利用观测面重、磁资料，可计 算观测面之上或其下不同高程处重、磁场值，此即 为向上延拓和向下延拓。
上延可突出深源异常，压制浅源异常，且根据 异常特征的变化 ，异常衰减的速度，可估算出场源 埋深。
下延可突出浅源异常，且根据异常形态特征，， 异常增强的速度，可勾绘出场源几何形态。
2.3 重磁测量
U zz
（4）海洋重力测量方法
海洋重力测量最早是使用潜水钟在海底进行重力测量。 观测者与重力仪同时潜入海底。其后，远距离操作的海底重 力仪取代了潜水钟。海底重力仪无需操作者潜入海底，却能 达到与陆地同样的观测精度。
1960年以后，船载重力仪出现。船载重力仪测 量效率高，成本底，且可以在海洋地震勘探船上与 地震勘探同时进行。
海洋重力测量主要受四个方面的干扰——厄缶效应、水 平加速度效应、垂直加速度效应、交叉－耦合效应。
海洋重力测量的主要干扰因素：海洋重力测量主要受四
个方面的干扰——厄缶效应、水平加速度效应、垂直加速度效 应、交叉－耦合效应。
海洋重力测量的主要干扰因素：海洋重力测量主要受四
个方面的干扰——厄缶效应、水平加速度效应、垂直加速度效 应、交叉－耦合效应。
①自由空间异常：对观测重力值仅作高度校正和正常 场校正。
g f g0 gh g
②布格重力异常：对观测重力值进行地形校正、布格 校正（高度校正和中间层校正）和正常场校正
gb g0 gT gh g g
关于海洋重力异常的说明：
法在海洋环境污染调查中的作用。
第二章 海底构造的地球物理研究方法
2.3 重磁测量
2.重磁测量原理
一、重力方法原理
实质：以海水和海底地壳中不同岩、矿石之间 密度差异为基础，通过观测和研究重力场的变化 （重力异常），探查海底地质构造和矿产资源。
《海底构造学》重点总结
1、岩石圈：地质学专业术语，是地球上部相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈层。
厚约60~120公里，为地震高波速带。
包括地壳的全部和上地幔的顶部，由花岗质岩、玄武质岩和超基性岩组成。
其下为地震波低速带、部分熔融层和厚度100公里的软流圈。
物质分异与冷却模型：地球冷却过程中，轻的物质向上运移，重的物质向下运移，物质发生分离，地球外部变冷，材料、温度、力学性质发生变化，产生岩石圈。
高压变质岩/超高压变质岩：俯冲带成为物质通道，俯冲的大陆物质向下运移到达某区域后发生高压变质作用，经构造演化折返返回陆表形成的岩石，称为高压变质岩。
2、底辟作用指在构造力或由于地质体密度倒置所引起的浮力的作用下，地下高塑性岩体向上推挤或刺穿挤入上覆岩层，形成上隆构造的作用。
底侵作用：板底垫拖作用。
是大陆垂向生长的一种重要方式，特别是太古宙时期。
源于上地幔的部分熔融作用或软流圈上涌减压熔融作用所产生的玄武质岩浆从下面添加到陆壳底部的过程。
重力均衡：地球物理概念，当不同密度的地层，在某一深度的压强相同时，必然有深部密度大的物质向上补充（补偿深度），称为均衡。
减压熔融：洋中脊向两侧被动伸展，地幔物质向上运动，压力不断降低，在压力降低过程中伴随着物质的不断熔融，增加了涌入地壳的岩浆量。
减压熔融是洋中脊扩张的重要反应。
岩石圈的有效弹性厚度：岩石圈在地质历史演化时期，能够抵抗载荷的一层。
反映了岩石圈的物质组成、温度场特征，是判断岩石圈是否发育断裂或比较致密的参数，获得岩石圈的有效弹性厚度对认识该区的地球动力学特征有重要意义。
俯冲板块的年龄较新（如年轻的纳斯卡板块俯冲于南美板块之下）有关，年轻、较热的板块浮力较大，致使下插板片倾角较小，俯冲板块与上覆板块之间的水平挤压力较强。
1、不同角度岩石圈的定义？是地球上部相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈层。
厚约60~120公里，为地震高波速带。
包括地壳的全部和上地幔的顶部，由花岗质岩、玄武质岩和超基性岩组成。
第九章大洋构造海底地球物理特征
大洋中脊高耸于大洋盆地之上，假如它是简单上升的产物,它应有较高的重力值.但实际测量大洋中脊 的重力值，其自由空气异常与两侧洋盆区近于相等，一般为+20--+40毫伽（图8-2），缺乏明显的均 衡异常,表明大洋中脊基本上处于均衡状态.中脊轴部的布格异常约+130--+200毫伽,明显低于两侧洋 盆区（可达+400毫伽左右）；反映在中脊轴部以下，应存在着低密度的层次。这种密度亏损抵消了 正向的中脊地形所引起的多余质量，从而使这里保持均衡状态。
第九章大洋构造海底地球物理特征
海底热流测量还表明，各洋底单元的热流值有 很大的差别，各单元的热流平均值和标准偏差 是：
大洋中脊：1.82±1.56； 洋 盆：1.28±∓1.58； 海 沟：0.99±0.61。
第九章大洋构造海底地球物理特征
大洋中脊具有显著的高热流。例如东太平洋 海隆，热流最大值可达8个热流单位以上。 热流高值主要集中在200——500公里宽的 大洋中脊峰顶地段。在远离中脊顶部的斜坡 地带，热流值趋于降低（见表）
第九章大洋构造海底地球物理特征
各类板块边界地震活动性的强弱，包括大地震发生的 频度和最大震级，似乎与相对运动着的板块间接触面 积（包括板块厚度）有关。大洋中脊轴部的岩石圈板 块厚度最小，它是各类板块边界中地震活动最弱者， 最大震级不超过7级。随着离开中脊轴部，在洋底断裂 带处，板块厚度有所增大，其最大震级可达8.4级。
大陆地区的磁异常显得比较复杂，可能与其 下的花岗岩层有关，大洋地壳与大陆地壳上磁性 特征截然不同，反映了两者之间的截然差异。
第九章大洋构造海底地球物理特征
4、地震活动
第九章大洋构造海底地球物理特征
第九章大洋构造海底地球物理特征
第三章海底构造
24
4、大陆漂移过程
联合古陆
2亿年前的联合古陆： 北面：劳亚古陆——包括北美、欧洲、亚
洲（阿拉伯半岛和印度不在其内） 南面：冈瓦纳大陆－南半球诸大陆（南美、
非洲、印度、阿拉伯半岛、澳大利 亚和南极洲）
4
3.1 洋壳起源与大陆漂移
4、大陆漂移过程
三叠纪 180Ma
侏罗纪 135Ma
3.1 洋壳起源与大陆漂移
上升的山脉剥蚀夷平 ,活动性减弱,准平原化
稳定 地台
地壳上稳定的，自 形成以后不再遭受 褶皱变形的地区
北美阿巴拉契亚山脉
北美中部平原·
盖层
角度不整合
基底（变质深的为
结晶基底，变质浅 的为褶皱基底）
3.1 洋壳起源与大陆漂移
2、大陆漂移学说 活动论的演化
泰勒(F. B.Taylor 1910) 魏格纳（A.Wegener 1912） 基本论点：大陆是主动、水平活动的，
19 a. 古生代冰川现在所标示的移动方向
b. 恢复古大陆后的冰川移动方向
3.1 洋壳起源与大陆漂移
20
3、大陆漂移的主要证据——（3）古气候
3.1 洋壳起源与大陆漂移
21
3、大陆漂移的主要证据
（4）古生物及其变异——
早在1912年，古生物学研究就
发现某些在特定时代出现于地
球上的具有亲缘关系的生物种
类，其遗骸被发现于目前被大
洋完全隔开的地点，从而提出
大陆是否曾有连接这个尖锐的
科学问题（陆桥学说）。
3.1 洋壳起源与大陆漂移
22
3、大陆漂移的主要证据
（4）古生物及
其变异——如果按
大陆漂移学说，把
大西洋两岸拼接起
海洋地质学复习（第三章洋壳起源与海底构造）
对称性：以洋中脊为轴，对称分布；
全球性。
B.磁异常成因 瓦因－马休斯假说：海底磁异常条带，是在正反向交替的地磁场中，形成交替磁化的玄武岩条带而产生的 C.海洋沉积物的磁性 灵敏磁力仪测定表明正反向磁化段在沉积岩芯中交替出现。证实地磁场的频繁倒转，同时证明海底是扩张运动的，地球表层存 在大规模水平运动。 2．深海钻探 1）洋壳很年轻且对称于大洋中脊轴分布 2）洋壳层沉积厚度与层序对称于大洋中脊轴分布
4. 岩石圈板块运动的驱动力来自地球内部，最有可能的是地幔物质对流 6.简要论述两个板块边缘的类型和各自的特点。 一离散型－拉张
?主应力：拉张。 ?离散型板块边界的特征是：①往往伴有很高的热流值。由于新增生的岩石圈厚度很 小，故②地震震源极浅，③发生的地震以正断层型为主，④地震集中在极狭窄的地带，一般不超过20 km。⑤加之新生岩石圈 的强度较低，所以发震频率低，震级小，大多地震在5级以下，最大震级也不会超过7级。 1 大陆裂谷（东非裂谷） 2 洋中脊裂谷（红海） 二会聚型－挤压
不仅是震源分布带，而且是岩石圈板块插入地幔中的板块实体，代表板块俯冲的形迹，为板块的俯冲带（消减带）。
四种不同俯冲类型： 1. 洋－洋俯冲型：西太平洋俯冲带 2. 洋－陆型（无边缘海）俯冲：发生于大陆之下，南美西海岸 3. 洋－陆型（带边缘海盆）俯冲发生在靠近洋陆边界的地方，沟弧盆体系，日本岛弧
4. 陆－陆碰撞，两板块接触发生特殊形成浮出。印度与亚洲板块碰撞，陆内俯冲 与板块俯冲相伴生的地质现象主要有：
④浅源地震，地震带较窄，地震频度和震级明显比洋中脊为代表的拉张型边界大， 最大地震可达8.4级这可能是由于岩石圈厚度随着离开中脊轴部逐渐增大之故。这里⑤在地貌上表现为“地堑型”谷地，它不是一 条断层，而是长而平直的破碎带，宽十几公里到几十公里。 7.海-弧体系。 是大洋板块向大陆板块俯冲过程中形成的一组具有成生联系的构造体系。 比较典型的沟—弧体系自洋向陆分别是： (1)外缘隆起 (2)弧沟间隙：海沟、海沟坡折（非火山弧，第一弧，外弧）、弧前盆地、火 山弧（第二弧，内弧） (3)弧后区：弧间盆地、残留弧、不活动边缘盆地。 8.什么是俯冲带？与板块俯冲相伴生的地质现象主要有哪些？ 两个板块相遇时，一个板块下插到另一相对被动的板块之下，这个下插板块就是俯冲板块。
海洋地球物理与海底构造学 (32)
由于磁日变站难以在海域测区内设立，一般在近测区的海岸附近设立 。这时要注意海岸效应，选择平静日变场地区设立日变站十分重要。如何 真正解决海磁的日变改正问题，人们提出应用不受日变影响的海磁梯度测 量资料换算到ΔT的途径，结果精度不理想。海磁日变改正问题仍需进一步 研究。
用海岸附近的陆地磁测来研究海上的日变，存在幅值变化较大和相位误 差大的风险。图中磁日变图资料分别来自英吉利海峡外大陆坡上一个固定浮标 所测的结果和距离约400km的西南英国观测站所测结果。可以看出海上的日变 是岸上的两倍。
（1）地球磁场
地球磁场：地球磁场是偶
极型的，近似于一个磁铁棒 放到地球中心，它的N极大 体上对着南极而产生的磁场 形状。当然，地球中心并没 有磁铁棒，而是通过电流在 导电液体核中流动的发电机 效应产生磁场。
表征磁性的基本物理量：磁场强度H、磁化强度M、磁化率κ 、
磁导率μ 、真空磁导率μ 0、磁感应强度B
变化磁场δT
地磁场构成：内源场＋外源场
T T0 Tm Ta Tse T
磁异常：磁法勘探中，因为解决地质问题的对象、测区范围、
场源深度不同，对磁异常场的选取是相对的。因而，正常场和 异常场是相对的。
岩矿的磁性：顺磁性在外磁场H作用下，顺磁性物质原子
磁矩顺外磁场方向排列。抗磁性（逆磁性） 在外磁场H作用 下，抗磁性物质的磁化率κ为负值，且很小。铁磁性 磁化强 度与磁化场呈非线性关系—不可逆的磁滞回线。
（一）海上试验工作
船体影响试验：主要是探头与船体之间拖曳距离的试验。首先让船只沿
磁子午线往返拖曳航行，并不断改变拖曳距离；在噪声增加情况下，记录的 抖动度不变，即为最佳距离。一般地，船体长100m，3000t测量船拖曳长度 约为300～500m。除进行拖曳距离试验外，还应进行方位测量，常选择在平 静磁场区进行。先抛设八方位固定的无磁性浮标，船沿八方位通过浮标；当 探头经过浮标时，记录当时的测量数值和时间；经日变校正后做出方位曲线 图，提供作船体影响校正。
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H tgD X
Y
（2）磁异常与岩矿磁性 内源场：地球基本磁场中心偶极子磁场T0 + 非偶极子磁场Tm
磁异常场：Ta
外源场: 稳定磁场Tse
变化磁场δT
地磁场构成：内源场＋外源场
T T0 Tm Ta Tse T
磁异常：磁法勘探中，因为解决地质问题的对象、测区范围、
M H
0 (1 )
B H 0 (1 )H 0 (H M )
H B M
0
岩石的总磁化强度M、感应磁化强度Mi、剩余磁化强度Mr （地 磁场总强度T ）
M Mi Mr T Mr
地磁要素：地磁场总强度T、磁北方向H、磁倾角I、磁
偏角D：
H T cos I Z T sin I X H cos D Y H sin D T2 H2 Z2
境与古气候分析。
（3）海洋磁测方法 我国目前海洋磁测中主要使用拖曳式船，用质子 旋进式磁力仪进行测量。
工作时将探头拖曳在船后的海面下数米，用缆将 探头连接到船上的仪器主体部分，仪器主体与记录仪 连接，在航行中进行测量。
取数速度视航速而定，一般应保证一百米有四至 五个测点，以便对百米宽的磁异常也能提供出研究的 信息。海磁测量的参量与所用仪器与航磁类似。
（三）磁日变观测
由于磁日变站难以在海域测区内设立，一般在近测区的海岸附近设立 。这时要注意海岸效应，选择平静日变场地区设立日变站十分重要。如何 真正解决海磁的日变改正问题，人们提出应用不受日变影响的海磁梯度测 量资料换算到ΔT的途径，结果精度不理想。海磁日变改正问题仍需进一步 研究。
用海岸附近的陆地磁测来研究海上的日变，存在幅值变化较大和相位误 差大的风险。图中磁日变图资料分别来自英吉利海峡外大陆坡上一个固定浮标 所测的结果和距离约400km的西南英国观测站所测结果。可以看出海上的日变 是岸上的两倍。
剩余磁性的磁化场、矿物成分、温度及化学反应不同，剩余磁性 的类型、特点也不同，有原生剩磁（热剩磁、碎屑剩磁、化学剩 磁）次生剩磁（粘滞剩磁、等温剩磁）等。
岩石剩余磁性的地质意义
1）解释磁测资料，区分矿与非矿异常。 2）古地磁学研究，通过测定原生剩磁，研究古磁场
方向、强度和演变规律。 3）研究大陆漂移、板块构造、海底扩张、古地理环
（4）磁性体的磁异常 磁性体的磁异常比同形状物体的重力异常复杂的 多，磁性不均匀的不规则地质体的磁场分布难以利用 数学方法计算。因此，在计算磁性体磁场时，常作如 下假设：
（一）形状规则简单 （二）均匀磁化 （三）单个磁性体（不考虑多个磁性体之间的相互影响） （四）观测面水平 （五）Mi与Mr同方向
（一）海上试验工作
船体影响试验：主要是探头与船体之间拖曳距离的试验。首先让船只沿
磁子午线往返拖曳航行，并不断改变拖曳距离；在噪声增加情况下，记录的 抖动度不变，即为最佳距离。一般地，船体长100m，3000t测量船拖曳长度 约为300～500m。除进行拖曳距离试验外，还应进行方位测量，常选择在平 静磁场区进行。先抛设八方位固定的无磁性浮标，船沿八方位通过浮标；当 探头经过浮标时，记录当时的测量数值和时间；经日变校正后做出方位曲线 图，提供作船体影响校正。
探头沉放深度试验：船只航行时，拖曳于船后并浮在水面附近的探头将
激起水面浪花，且随涌波上下浮动；从而增加仪器的噪声，使记录抖动度 明显加大，影响测量精度。因此，探头必须在水下一定深度拖曳。根据船 速快慢，适当在探头上配重（无磁性），不断观测仪器的噪声和记录质量 ，选择最佳沉放深度。
（二）导航定位
要求船舶航迹与设计测线的左右最大偏差不超过测线距的十分之一。 同时航行中应随时修正航向，使航迹与设计测线基本吻合。一般使用无线 电导航系统时，系统与岸台有关，与作业区和岸台所在区的气候关系极为 密切。当气候不佳时，会影响工作。故采用卫星导航系统是目前的最佳选 择。
（1）地球磁场
地球磁场：地球磁场是偶
极型的，近似于一个磁铁棒 放到地球中心，它的N极大 体上对着南极而产生的磁场 形状。当然，地球中心并没 有磁铁棒，而是通过电流在 导电液体核中流动的发电机 效应产生磁场。
表征磁性的基本物理量：磁场强度H、磁化强度M、磁化率κ、
磁导率μ、真空磁导率μ0、磁感应强度B
磁性体磁场的基本公式：计算磁性体磁场的方法有多种，
可以用重磁位场的泊松方法、体积分方法、面积分方法。
重磁位场的泊松公式：当密度σ和磁偶极矩均为常数时，物
体的重力位U和磁力位A之间有如下的泊松关系
U G
1dv r
V
A 1 4
M •r r3
dv
V
1
M • U4G来自若已知物体引力位，利用泊松公式可计算磁
第二章 海底构造的地球物理研究方法
2.3 重磁测量
2.重磁测量原理
二、磁法测量原理
实质：通过分析海底地壳中不同岩、矿石之间的磁 性差异，探测和研究天然磁场及人工磁场的变化（磁异 常），探查地质构造和矿产资源。
主要用途：探查海底地质构造和深部构造、大洋磁 条带和构造演化、勘查含油气构造，寻找海底含磁性矿 物的各种金属矿与非金属矿。
场各分量的表达式：
H ax
0 4G
[ M xU xx
M yU yx
M zU zx ]
H ay
0 4G
[ M xU xy
M yU yy
M zU zy ]
Za
0 4G
[ M xU xz
M yU yz
M zU zz ]
这是利用给定磁性体的引力位导出磁场表达
场源深度不同，对磁异常场的选取是相对的。因而，正常场和 异常场是相对的。
岩矿的磁性：顺磁性在外磁场H作用下，顺磁性物质原子
磁矩顺外磁场方向排列。抗磁性（逆磁性） 在外磁场H作用 下，抗磁性物质的磁化率κ为负值，且很小。铁磁性 磁化强 度与磁化场呈非线性关系—不可逆的磁滞回线。
抗磁性与顺磁性物质的磁化 铁磁性物质的磁滞回线
地壳岩石的磁性：沉积岩磁性较弱，火成岩具明显的天然剩
余磁性，磁化率随岩石基性增强而增大。变质岩：具铁磁-顺磁 性与铁磁性两组。
影响岩石磁性的主要因素：铁磁性矿物含量、磁性矿物颗粒
大小、温度与压力。
岩石的剩余磁性：岩石在成岩过程中，获得的剩余磁化强度， 称为岩石的剩余磁性。它是岩石磁性的重要组成部分。由于形成