长安大学地球物理学原理-重点
地球物理学复习大纲
地球物理学，固体地球物理，空间物理学1、地球物理学，固体地球物理学。
地球物理学是应用物理学的原理、方法与技术，研究地球的物理性质、地球自身产生的物理现象，间接地认识地球，服务于国民经济的一门现代应用物理学。
地球科学领域里，地球物理学通常就指固体地球物理学。
地球物理分为固体地球物理学与空间地球物理学。
空间地球物理学主要研究高空磁层和电离层与太阳、行星和地球表层的电磁场的相互作用。
地球物理场，磁场,重力场, 地电场,地热场,放射性辐射场,地震波场地球物理资料处理，地球物理资料解释地球物理的正问题，地球物理的反问题指根据已获得的异常特征、数值大小、分布情形等并结合物性资料来求解地下地质体的形状和空间位置等。
数字模型，数字模拟，物理模型，地质解释板块构造，地球表面有岩石层板块组成，岩石层板块在软流圈上运动。
岩石层在厚度上相当于地壳与上地幔之和。
下地幔由于压力和温度的增加不再呈刚性，而是容易形变和能够流动的，从而称为软流层。
在软流圈中的热对流运动将牵动上覆岩石层板块作水平运动。
六大板块：太平洋板块，欧洲板块，非洲板块，澳大利亚板块，南极板块，美洲板块磁异常条带，海底扩张说，认为洋底的主要构造形态直接表现出地球内部的对流过程：对流体在洋脊处上升，在洋脊的中央裂谷处溢出，形成新的洋底、并向两侧平移扩张；对流体在海沟（trench）处下降，老洋底俯冲（underthrust）进入地球内部而熔融、消失；大洋盆地演化的机制如同传动带，一侧有洋底新生，一侧有洋底消亡，所以，大洋底在2-3亿年内要更新一次。
地球的物理演变与人类文明发展的联系。
长期以来，人类对地球的索取远远超过了对她的关爱与保护。
这种人地关系的失衡导致了今天的资源、环境、生态和人口等问题，并对人类生存与发展构成了威胁。
这些问题的解决，人地关系的调整，有赖于地球科学的发展。
发展和普及地球科学是关系到中华民族乃至全人类生存和繁荣昌盛的意义深远的战略。
只有使全社会每个公民，特别是决策层了解地球，懂得人类只有和地球和谐共处，使关爱与保护地球成为行为的准则。
地球物理学
地球物理学地球物理是探究地球内部物理构造和物质性质、地球物理场以及地球与外部环境相互作用的一门综合性学科。
本文将围绕地球物理的基本概念、主要分支、研究方法和应用领域等方面展开阐述。
一、地球物理的基本概念地球物理学是研究地球的物理现象和构造，以及地球与外部环境相互作用的一门综合性学科。
它是以物理学、数学、地质学、化学、地球科学等多学科为基础，运用物理学的理论和方法，分析解释地球表面及其下部分的地球物理场及其变化规律，进而揭示地球内部结构、物质组成及运动状态等方面的信息。
因此，地球物理学是非常重要的科学领域，它在地质勘探、环境保护、自然灾害预测等方面都有着广泛的应用。
二、地球物理的主要分支地球物理学是一个十分复杂的学科，涉及到地球内部的物理和化学过程以及与大气、水体、生物等各种因素的相互作用。
从学科内容上来讲，地球物理学可以分为以下几个分支：1.地球重力学：研究地球重力场的特点、分布规律以及其引力作用等方面的问题。
2.地球磁学：研究地球磁场的性质、强度、方向等问题，并对地球磁场的变化等方面进行分析研究。
3.地球物理测量学：运用物理测量方法对地球物理场进行测量和分析，主要包括地球形状、地球重力场、地磁场、地震波等方面。
4.地球电学：研究地球电场和电流分布规律等方面的问题，其中包括电性岩石和电性矿物、地下水文等问题。
5.地球热学：主要研究地球温度、地热能资源、地下热流等方面的问题。
三、地球物理的研究方法地球物理学是一个多学科交叉的学科，其研究方法与其他科学领域类似，主要包括：1.观测方法：观测是地球物理学的基础，通过运用地球物理学观测方法对地球自然场进行测量，获取地球物理场的数据资料，并加以处理和分析，从而得到有关地球内部结构和物质性质的信息。
2.数学物理方法：数学和物理方法是地球物理学研究中不可或缺的工具，能够分析和解释地球物理场和与之相关的现象。
3.地球物理实验室方法：地球物理实验室方法主要包括物理实验和化学实验，对地球内部的矿物和岩石进行实验室研究，能够获取有关地球内部物质属性和组成的数据资料。
长安大学地球物理学原理-第7章 地震活动性和地震机制
地震活动性和地震机制
地震活动性 地震机制 地震预报
第一节 地震活动性
地震活动性不仅指地震发生的频度，而且包括 地震发生的能量和地点。 地震的空间分布显示出地壳和上地幔的不均匀 性，而地震的时间序列和发生规律又能反映地壳 应力和介质的某种力学性质。 板块构造理论的基本概念和地震活动性的研究 是分不开的。
地震活动性的定量表现
（1）单位面积、单位时间内所发生的大于一定震级MS的地 震次数。 古登堡——里克特定律：
log n = a − bM
n为一定地区和一定时间内发生的震级从M到M+dM的地震 频度。 古登堡——里克特定律关系：频度的对数与震级成正比。 简单地说，就是大地震少，小地震多。
G—R关系图（内蒙）
地震预报
地震预测（forecast)与地震预报(predication) 地震预报:地震预报一般指的是预告在什么地方、什么
时候实发生多大的地震，即预告地震的“时、空、强” 三要素。
地震预测与地震预报的异同：发布主体不同。
第三节
地震预报的分类
地震预报
长期预报：未来10年破坏性地震的地域预报。 中期预报：未来1～2年破坏性地震地域和强度预 报。 短期预报：未来 3 月将发生地震的 “ 时、空、强 ” 预报。 临震预报：未来10日将发生地震的“时、空、强” 预报。
建立地震台
1929 年 到 1930 年 设 立 鹫 峰 地 震 台 ， 地震仪 采 用 照 相 记 录 ，记录 地 震 多 而 准 确 ，参与 国际资料交流。 1949 年 解 放 前 夕 大 陆 仅 剩 南 京 与 上 海两个 地震台。
1943年重庆北陪 中国第一台 自己研制的地震 仪（李善邦）
地震的分类
长安大学地球物理学原理-第2章 地球的起源
1.0
1.5 5.2 9.5 19.2 30.1 39.5
1.00
0.53 11 9 4 4 0.18
1.00
0.11 318 95 17 17 0.002
1.00
1.029 0.411 0.428 0.748 0.802 0.267
1
2 23 18 15 8 1
0.000
1.850 1.308 2.488 0.774 1.774 17.15
Sun
Mercur y Venus
0
0.39 0.72
109
0.38 0.95
332,80 0 0.05 0.89
25.36*
58.8 244 0 0
--7 3.394
--0.2056 0.0068
--0.1° 177.4°
1.410
5.43 5.25
Earth
Mars Jupiter Saturn Uranu s Neptu ne Pluto
光球层：厚300km,5500 C, 0.01g/ cm3.
o
色球层：厚 3000-5000km ，日全食时呈玫瑰红色， 可达100万度K.
日冕：最外层的稀薄等离子体太阳风大气层， d=10-12g/ cm3 . 100万K,800km/s,400km/s 黑子：直径 2000-10000km ， 4200 C ，具极强磁 场；对气候与生态变化的影响有11年周期.
1755年,《自然通史和天体理论》
P. S. Laplace
1796年, 《宇宙体系论》
第一节 行星形成的理论
1.康德-拉普拉斯星云说:
太阳系的星球的物质， 在初时都为大量基本微粒， 充满整个的宇宙空间，现 在已形成的星体就在这空 间中运转。在万有引力的 作用下，使这些原始弥漫 的星云物质逐渐分别凝聚， 形成了包括地球在内的太 阳系的各天体。
《地球物理学概论》知识点
一、名词1.正演（问题）：根据地下地质构造的特征、地质体的赋存状态（形状、产状、空间位置）和物性参数来研究相应地球物理场的变化特征。
2.反演（问题）：根据地球物理场的变化特征来推断地下地质构造特征、地质体的赋存状态（形状、产状、空间位置）和物性参数3.重力勘探：通过观测与研究天然重力场的变化规律以查明地质构造和寻找矿产的一种物探方法。
4.零长弹簧：5.零点漂移：在实际观测中，由于重力仪本身的弹性疲劳、温度补偿不完全以及日变等因素的影响，会使读数的零点值随时间而变化，这个变化称为零点位移。
6.重力场强度：在地球上某一位置上单位质量的质点所受到的重力。
7.大地水准面：人们将平均海平面顺势延伸到陆地下所购沉的封闭曲面视为地球的基本面，并称其为大地水准面。
8.重力异常:指地下物体密度分布不均匀引起的重力随空间位置的变化。
在重力勘探中，将由于地下岩石矿物密度分布不均匀所引起的重力变化或地质体与围岩密度的差异引起的重力变化称为重力异常。
9.自由空间重力异常：对所测得的重力异常只做高度和正常场校正。
10.布格重力异常：对所测得的重力异常做高度校正、中间层校正和正常场校正。
11.均衡重力异常：对自由空间异常进行中间层校正、局部地形校正和均衡校正所得。
12.三度体:要求各个方向均为有限量的地质体13.二度体：对于某一方向而言是无限延伸的，要求在这个方向上的埋深、截面形状、大小和物性特点均稳定不变的物体。
14.特征点法：利用实测重力异常曲线的半极值点或具有其他特征的点进行矿体形态和产状的计算成为特征点法。
15.磁法勘探：利用地壳内各种岩（矿）石间磁性差异多引起的磁场变化（称为磁异常）来寻找有用矿产和查明地下地质构造的一种物探方法。
16.磁异常：地壳内各种岩（矿）石间磁性差异引起的磁场变化。
17.磁场强度：单位电荷在磁场中所受到的力。
18.磁感应强度：磁化磁场T与附加磁场T’的合成量称为磁感应强度。
19.磁化率：物体被磁化的难易程度。
长安大学 固体地球物理学复习纲要要点
第一章1地球物理学：以地球为研究的一门应用物理学学。
2地球物理学的组成：普通地球物理学和勘探地球物理学。
第二章1星云说:太阳系的星球的物质，在初时都为大量基本微粒，充满整个的宇宙空间，现在已形成的星体就在这空间中运转。
在万有引力的作用下，使这些原始弥漫的星云物质逐渐分别凝聚，形成了包括地球在内的太阳系的各天体。
第三章1衰变常数：从物理意义上看,λ表示单位时间内母核的衰变比率；从统计意义上看,λ表示单位时间内一个母核的衰变几率。
2放射性年龄的公式成立条件(1)λ为常数(2)系统封闭(3)平衡条件 (4)元素寿命长度 (5)元素丰度足够大第四章1进动：地球自转轴在空间的变化，是日月引力的共同结果。
假设月球的引力及其运行轨道是固定不变的,由于日、月等天体的影响，地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转，类似于旋转陀螺，形成一个倒圆锥体，其锥角等于黄赤交角ε=23.5 ″ ，旋转周期为25800年，这种运动称为岁差（进动）。
（一个自转的物体受外力作用导致其自转轴绕某一中心旋转，这种现象称为进动）2章动：月球绕地球旋转的轨道称为白道，月球运行的轨道与月的之间距离是不断变化的，使得月球引力产生的大小和方向不断变化，从而导致北天极在天球上绕黄极旋转的轨道不是平滑的小圆，而是类似圆的波浪曲线运动，即地球旋转轴在岁差的基础上叠加周期为18.6年，且振幅为9.21″的短周期运动。
这种现象称为章动。
3欧拉章动：刚体地球的自由运动叫做欧拉(自由)章动。
4钱德勒晃动：1891年钱德勒(S.C.Chandler)发现了周期为425-440恒星日的变化，这个周期约14个月的运动就是真实地球的自由章动，称为钱德勒晃动。
5极移：地球自转轴存在相对于地球体自身内部结构的相对位置变化，从而导致极点在地球表面上的位置随时间而变化，这种现象称为极移。
6纬度观测原理：发生岁差（进动）和章动时，地球转动轴和形状轴的相对位置不变，但它们的方向在空间中发生变化，此时恒星的赤纬发生变化，而地面纬度不变；晃动是转动轴相对于形状轴的摆动（表现为地极在地面的移动），此时恒星的赤纬不发生变化，而地面纬度改变。
地球物理学基础复习资料
地球物理学基础复习资料地球物理学地震学：波在弹性介质中的传播。
地震体波走时，面波频散，自由振荡的本征谱特征重力学：牛顿万有引力定律。
地球的重力场和重力位地磁学：麦克斯韦电磁理论。
地磁场和地磁势。
古地磁学：铁磁学。
岩石的剩余磁性。
地电学：电磁场理论。
天然电场和大地电场地热学：热学规律，热传导方程。
地球热场，热源。
第一章太阳系和地球地球内部结构地壳：地下的一个地震波速度的间断面，P波速度由界面上方的6.2km/s增至8.1km/s左右。
这个间断面称为莫霍面（M面）。
莫霍面以上的介质称为地壳，以下的介质称为地幔。
地壳构造复杂，厚度不均，大陆厚，海洋薄。
地幔：从莫霍面到地下2900km深处这一层称为地幔。
分为上地幔和下地幔。
由地壳基底至约400km深处的B层介质叫做上地幔，B层上部存在低速层，称为软流圈，低速层上部和地壳并称岩石圈。
400km-1000km间的C介质叫过渡层。
软流圈和岩石圈统称构造圈。
1000km-2900km为D层。
下地幔比较均匀。
但底部约厚200km的D''层中，速度梯度接近于零，所以该层介质不均匀。
地核：从地幔向下直至地心。
2900km-4980km的E层称为外核。
外核与地幔的分界面是速度间断面----古登堡面（G面）。
第二章放射性和地球年龄一．放射性衰变在自然界中，某些元素的原子核能够在不受外界条件影响下，自发地变成另外一种元素的原子核，同时发射出射线，这种现象称为放射性衰变。
不依靠外力而自发衰变的元素称为天然放射性元素。
2.从某时起，地球不同区域的铀，钍，铅都各有特征的比值，这些比值只随放射性元素的衰变而改变；3.在以后某个时期，方铅矿和其它一些不含铀，钍的铅矿分离出来，铅同位素的比值不再变化4.铅与铀，钍分离或成矿的时间可以独立地测定。
第三章天然地震一．地震分类成因：构造地震，火山地震，陷落地震。
震源深度：浅源地震（《60km），中源地震(60--300km)，深源地震(>300km)。
长安大学物理大地测量复习资料
地壳均衡：描述地壳状态和运动的一种理论，它阐明地壳的各个地块趋向于静力平衡的原理，即在大地水准面以下某一深度处常有相等的压力，大地水准面之上山脉（或海洋）的质量过剩（或不足）由大地水准面之下的质量不足（或过剩）来补偿。
零飘：重力仪的弹性系统（弹性体）在外力的作用下产生弹性疲乏现象，使得重力仪在同一测点的度数随时间而连续变化，称为零点飘移，简称零飘或掉格。
简述物理大地测量学的主要任务及学科内容。
答：主要任务：用物理方法研究和测定地球形体、地球重力场及各自随时间的变化，又称地球(大地)重力学。
学科内容：(1)重力位理论(2)地球形状及其外部重力场的基本理论(3)全球性地球形状(4)区域性地球形状(5)重力探测技术：研究获取地球重力场信息的技术和方法，包括地面重力测量、海洋重力测量、航空重力测量、卫星雷达测高、卫星跟踪卫星、卫星重力梯度测量等的技术原理和数据处理方法。
为什么要研究和确定地球重力场:（1）地球重力场同其他物理场一样，是客观存在的，不以人的意志为转移，是物质的一种存在形式（2）重力场是地球最重要的物理特性，制约着该行星上及其附近空间发生的有关力学事件，引力是宇宙物质存在的最普遍属性，制约着宇宙的形成和发展（3）地球重力场反应地球物质的空间分布，运动和变化，确定地球重力场的精细结构及其随时间的相依变化将为现代地球科学解决人类面临的资源问题，环境和灾害等紧迫课题提供基础地学信息。
探测地球重力场信息的手段有哪些:1传统地面跟踪卫星轨道摄动2卫星雷达测高3卫星跟踪卫星4卫星重力梯度测量简述确定地球重力场的主要意义。
答：地球重力场反映地球物质的空间分布、运动和变化，确定地球重力场的精细结构及其时间相依变化将为现代地球科学解决人类面临的资源、环境和灾害等紧迫课题提供基础地学信息。
（1）地球重力场在测绘科学中主要应用于各种大地测量数据的归算、推求地球椭球或参考椭球的参数、建立全球高程基准、GPS测定正高(或正常高)、精密定位及卫星精密定轨等。
地球物理学的基础知识与应用方向
地球物理学的基础知识与应用方向地球物理学是研究地球内部结构、物理性质和地球表面及其上空物理场的学科，是地球科学中最基础的学科之一。
地球物理学分为多个分支领域，包括地震学、地电学、地磁学、重力学、热流学等。
这些分支领域各自研究不同的现象和问题，并且在地球科学、地质工程、石油勘探和开采等领域中得到广泛的应用。
本文将着重介绍地球物理学的基础知识和应用方向。
地球物理学的基础知识地震学是研究地震的学科，其研究内容包括地震发生的原因、地震波的传播和地震波在地球内部的传播路径及速度，从而了解地球内部的结构及性质。
地震学研究的手段主要是地震仪和地震波测量技术，其中最主要的是地震仪。
地震仪是用来记录地震波在不同地点的振动情况，并用这些记录结果来分析地震波在地球内部的传播路径和速度的一种测量设备。
地电学是研究地球内各种电性现象与规律的学科，包括地下电场、电流、电阻率与介电常数等方面的研究。
地电学的主要研究手段是地电场测量，它是通过测量地面和地表以下不同深度处的电位差和电场强度来研究地球内部结构和性质的一种方法。
地磁学是研究地球磁场的起源、演化和变化规律的学科。
地磁场是一种磁性场，其研究手段主要是磁场测量。
地球磁场是由地球内部热对流所形成的自然磁场。
地球磁场的强度和方向在不同时间和不同地点是不同的，这是地球磁场的变化和演化规律的重要表现。
重力学的研究对象是地球重力场及其变化，主要涉及地球重力的起源、分布、性质和测量。
地球重力场是地球和其他各种物体间万有引力的结果，在地球科学和地理勘探中都有广泛的应用。
热流学是一门研究地球内热通量、热场分布以及地温场演化和计算热流场的学科。
其研究内容包括地热资源、地震活动等现象，对地球内部的热环境和能量转移有着深入的研究和探索。
地球物理学的应用方向地球物理学研究的对象和方法都离不开测量技术与仪器设备。
地球物理学在各领域的应用越来越广泛，其中最主要的有地震勘探、油气勘探、矿产资源勘探等。
《地球物理学原理》课程简介
《地球物理学原理》课程简介课程编号: 14120课程名称：地球物理学原理英文名称：Principles of Applied Geophysics学时：100 学分： 5课程简介：《地球物理学原理》是地球物理和应用地球物理专业的主干专业课程，也是新调整后的地矿类工科本科专业的主要专业基础课之一。
《地球物理学原理》是应用地球物理专业的新课程体系－“应用地球物理学原理”、“应用地球物理的数据采集与处理”、“地球物理反演的基本理论及应用方法”和“地球物理方法的综合应用与解释”4本专业系列课程的第1门课程，是整个专业系列课程的基础。
《地球物理学原理》课程是应用地球物理专业的必修专业课程之一。
它的主要任务和目的是从应用地球物理学科的整体角度上，系统地向学生传授应用地球物理的基础知识、基本原理和基本方法，使学生能完整和系统地掌握应用地球物理的专业基础知识，具有专业基础扎实，知识面较宽，适应性较强，为后续的专业课程的学习及以后的工作打好良好的专业基础。
本课程共九章，由四个部分组成：1）应用地球物理方法的物质基础，重点为物性参数及影响因素；2）地球物理场的基本特征，重点为地球物理正常场特征的叙述；3）应用地球物理常用的正演方法，主要为数值模拟方法和物理模拟方法；4）常用应用地球物理方法的基本原理，主要包括重力、磁法、电法、地震、放射性、地热和测井等方法的基本原理。
本课程的先导课程为数学、物理、场论、计算方法和地质基础课，后续课为“应用地球物理的数据采集与处理”、“地球物理反演的基本理论及应用方法”和“地球物理方法的综合应用与解释”。
授课对象：地球物理专业、工科勘察技术专业的本科生教材：张胜业、潘玉玲主编，应用地球物理学原理，中国地质大学出版社，2004参考书：1．罗孝宽、郭绍雍，应用地球物理教程——重力磁法，地质出版社，19912．傅良魁，应用地球物理教程——电法放射性地热，地质出版社，19913．何樵登、熊维纲，应用地球物理教程——地震，地质出版社，19914．周远田，地球物理测井教程，中国地质大学出版社，1999主讲教师：张胜业、徐义贤、张玉芬、顾汉明、潘和平等开课教师所在的院系：地空学院地球物理系。
长安大学地球物理学原理-总结
地球物理学：它是以地球为研究对象的一门应用物理学。
地球是这门学科的研究对象，利用物理学的电学、磁学、热学、运动学及动力学等方面的原理与方法，研究地球的各部分的物理条件、物理性质、物理状态，从空间和时间两个方面找出各个方面的发展与联系，寻求其变化规律，就构成了地球物理学的内容。
组成分类：地震学重力学地磁学古地磁学地电学地热学：第二章半衰期：定义为母核数目衰变为原来的一半所用的时间作为半衰期，用T1/2表示第四章名词：进动、章动、欧拉自由章动、钱德勒晃动、极移基本理论：进动、章动和晃动的研究方法、维度观测原理进动：地球像一个旋转的陀螺，由于转动体的回转效应，黄赤交角仍保持不变，而天极则以25700a为周期绕着黄极转动，也就是赤道与黄道的交点沿着黄道每年向西移动50.25647”，物理学上成为进动章动：月球绕地球旋转的轨道称为白道，月球运行的轨道与月的之间距离是不断变化的，使得月球引力产生的大小和方向不断变化，从而导致北天极在天球上绕黄极旋转的轨道不是平滑的小圆，而是类似圆的波浪曲线运动，即地球旋转轴在岁差的基础上叠加周期为18.6年，且振幅为9.21″的短周期运动。
这种现象称为章动。
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波动，即相当于天极相对于黄极做点头式运动。
欧拉自由章动：刚体地球的自由运动。
转动轴绕着形状轴以305恒星日钱德勒晃动：1891年钱德勒(S.C.Chandler)发现了周期为425-440恒星日的变化，这个周期约14个月的运动就是真实地球的自由章动，称为钱德勒晃动极移：地球自转轴在地球本体内也要发生变化——极移第五章名词：地球形状、大地水准面、正常重力、重力异常、固体潮、地球扁率、正常重力公式、（各种）重力校正、相对和绝对重力测量、重力均衡基本理论与基础知识：地球内部重力场特征、重力均衡与均衡模式、重力校正的物理意义、绝对重力的测量方法、相对重力的测量方法、确定地球形状的步骤基本技能：重力校正与重力异常的计算地球形状是指大地水准面的形状，定义就是与平均海洋表面最逼近的那个重力等正常重力：。
长安大学研究生入学考试《地球物理学基础》考试大纲
长安大学研究生入学考试《地球物理学基础》考试大纲本“地球物理学基础”考试大纲适用于长安大学固体地球物理与空间物理专业的硕士研究生入学考试。
要求考生对基本概念有比较深入的了解，掌握基本原理、方法及一般应用。
一、考试科目：地球物理学基础二、适用专业：长安大学地测学院固体地球物理、空间物理专业三、考试内容（一）地球的起源与早期演化、地球的年龄、地球的转动。
（二）地球的形状及重力场1.地球重力位与地球形状2.地球重力场的基本特征3.重力校正与重力异常4.地壳均衡和均衡异常5.地球的固体潮6.重力测量及应用（三）地震学基础1.地震波及传播基本规律2.地球内部地震波速度和其它地球物理参数的计算3.地球内部结构4.地震活动性5.地震机制6.地震预报（四）地球的电磁场1.地磁场的构成与特点2.地磁场的高斯理论3.地心偶极子场4.地球磁场的变化与成因5.岩石磁性与古地磁6.电磁感应与地球内部的电导性（五）热流与地球内部温度1．热传导、热对流与热辐射2．大地热流3．热流方程的简单应用4．地球内部温度（六）大陆漂移、海底扩张和板块构造1．大陆漂移与洋底扩张学说2．板块构造与运动的基本理论与方法四、考试要求考查考生掌握地球物理的基本概念、基本理论和基本方法的程度，以及分析和解决地球物理问题的能力。
（一）地球的起源与早期演化、地球的年龄、地球的转动。
了解地球物理学科的研究对象、研究历史、组成及与其他学科的关系、研究方法和特点，了解地球的整体特征，即地球起源与早期演化、地球的年龄、地球的转动。
（二）地球的形状及重力场1.掌握地球重力位与地球形状的基本概念，了解地球重力场的基本特征，了解并掌握固体地球外面引力位的求解过程，以及旋转轴对称情况下的MacCullagh公式中各项参数的物理意义，了解Clairaut扁球体方程及地球的扁率，了解测量大地水准面及地球形状参数的基本原理，了解国际参考椭球及其理论重力公式。
2.掌握重力异常的基本概念及常用单位，掌握自由空气重力异常、布格重力异常的基本概念及其校正公式，掌握重力均衡理论及其典型模式，并且用于解释一些地区典型的重力异常特征。
长安大学地球物理学原理-第5章 地球的形状及重力场
第五章 地球的形状及重力场
卫星重力探测技术的发展，突破了人们过去获 取重力场信息的局限性，使得物理大地测量的研 究从局部或区域性扩展到全球，从测定静态地球 重力场发展到测定时变重力场。
第五章 地球的形状及重力场
在基础理论方面，重力学的研究内容包括 地球重力场的空间分布特征与规律，重力场 变化所反映的物质质量分布、密度分布的状 态、性质、特征与规律，以及重力场因天体 运动和地球内部物质运动引起的周期性变化 规律与非周期变化的性质、机理。 在应用方面，重力学的研究内容主要为重 力测量技术和观测数据解译技术以及相关的 理论，即“重力勘探”。 重力变化与地震预测。
20世纪初，由于厄特沃什（R. von Eötvös）研制成 适用于野外作业的扭秤，在匈牙利进行了持续的扭秤 观测，结果表明扭秤可以反映地下区域的密度变化。 在应用地球物理方法勘探石油之初就是使用扭秤。 1934 年 拉 科 斯 特 研 制 出 了 高 精度的金属弹簧重力 仪，沃登研制了石英弹簧重力仪，这类仪器的测量精 度约达0.05-0.2mGal，到1939年，这类重力仪完全取 代了扭秤。 从此，重力测量迅速发展，应用于大地测量、地球 内部构造、地球动力学、资源勘探、工程建设、灾害 预防等基础性科学和应用基础性科学的各个方面。
第五章 地球的形状及重力场
地球深部结构及海洋洋流变化 固体地球均衡响应及冰后回弹 地幔和岩石圈密度变化 地球物理勘探 地球重力场与国防、军事
大地测量学
重力测量学
重力测量仪
重力（位场）数据计算与分析处理
计算地球物理学
地球重力学 固体潮与地壳形变 重力勘探 卫星重力学
地球动力学 引力波 微重力测量学 行星重力学
第五章第五章地球的形状及重力场地球的形状及重力场1957年第一颗人造地球卫星发射成功开创了卫星重力探测时代根据卫星轨道摄动理论观测卫星轨道摄动确定低阶位系数利用卫星海洋雷达测高确定高精度高分辨率海洋重力场模型和大地水准面模型gps技术结合水准测量直接测定大陆大地水准面本世纪初利用卫星跟踪卫星和卫星重力梯度测量技术可以确定全球更高精度和分辨率的静态重力场模型和时变重力场模型第五章第五章地球的形状及重力场地球的形状及重力场卫星重力探测技术的发展突破了人们过去获取重力场信息的局限性使得物理大地测量的研究从局部或区域性扩展到全球从测定静态地球重力场发展到测定时变重力场
长安大学地球物理学原理地球的年龄
不过,怎样给出全部沉积厚度和沉积率 呢？这两个量因时因地而异。这样估 计出的年龄,只能反映某个地区的沉积 年龄。此外地质学家还采取了许多其 它地质过程估计地球年龄,但一般都偏 低很多。
第三章 地球的年龄
放射性未发现前的年龄估计 放射性元素和放射性测年原理 地球的年龄 地质年代划分与地质年表
第三章 地球的年龄
宗教与神话的臆测
佛教的轮回观：地球的年龄是无限大的， 因为已经过无限次的轮回。 天主教根据圣经认为地球是很年轻的，约 被创造于4004 BC。
第三章 地球的年龄
大多数科学尝试的基本原则
T (x ,t) T S (T 0 T S )e( r x/2 f t)
可得地球年龄为：
t
T 02 T x
2
0
开尔芬得出的地球年龄约为(2-40)107年。他认为,自己这个方法的唯一 困难在于初始温度不好确定。
开尔芬计算值偏小的主要原因：第一，地球的热历史主要不是热变冷的 简单过程，而是从冷变热、又从热变冷的过程；第二，地球的热源主要
5.开尔芬的热传导法
1862年英国物理学家开尔芬利用热传导原理计算地球
长安大学地球物理学原理-第8章 地球的电磁场
H
B
Z
z
(指向地 心)
地磁要素间的关系与地磁三要素
地磁要素之间有如下关系：
BT X Y Z H X 2 Y 2 , Y H sin D, Z HtgI
2 2 2
★地磁七个要素中只要知道其中三个独立的要素， 其余四个就可以计算，故称三个独立的要素为地磁 三要素。 ★在地磁三要素中，磁偏角D是必须测量的，其它 两个要素可根据实际情况任意选测。
地磁要素
通常用直角坐标系来描述 ，即XOY平面与地面相切 ，原点在观测点地面， z 轴指向地心， x 轴指向地 理北，y轴指向东。 B——地磁总场 H——地磁水平分量 Z——地磁垂直分量 X——地磁北向分量 Y——地磁东向分量 I——地磁倾角 D——地磁偏角
X D O I Y y (E)
(N) x
地磁图
地磁图：某地磁要素在地图上（同一时刻）的等值 线图。
由于地磁要素随时间变化，一个地区的地磁测量时常 不是短时期能完成的，在制作等值图时，必须将不同时 间的观测值，按照地磁场随时间的变化规律归算到同一 指定时间。 由于观测点分布不均匀，通常采用高斯球谐分析的方 法，得出高斯系数后，按一定公式算出磁场分布，然后 绘出各种等值图。
地磁学(观测)发展简史
公元前770～221年春秋战国时期，人类发现
磁石及其相互吸引的现象。属于一般物理学的范 畴，但为地磁学研究奠定了基础。 从有确切的文字记录算起，地磁学的发展大 致经历了四个阶段：
1. 初期地磁学 公元前250年～公元1600年，以中国发明指 南针为标志。
指南车的复原模型：一种用来辨认方向的仪器。车上有一小人， 其手指的方向即为南方，传说司南、罗盘都是根据它而发明。
2.偶极子模式：是用若干个偶极子表示地磁场分
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第一章
地球物理学、地球物理学的组成、研究方法与特点
第二章
新星云假说的内容、太阳系的构成
第三章
名词：衰变常数、半衰期
放射性衰变公式测年公式的使用条件及计算
第四章
名词：进动、章动、欧拉自由章动、钱德勒晃动、极移
基本理论：进动、章动和晃动的研究方法、维度观测原理
第五章
名词：地球形状、大地水准面、正常重力、重力异常、固体潮、地球扁率、正常重力公式、（各种）重力校正、相对和绝对重力测量、重力均衡
基本理论与基础知识：地球内部重力场特征、重力均衡与均衡模式、重力校正的物理意义、绝对重力的测量方法、相对重力的测量方法、确定地球形状的步骤
基本技能：重力校正与重力异常的计算
第六章
名词：体波、面波、横波、纵波、地球自由震荡、地震波影区、频散、费马原理
理论：地震波的分类，各类震相的传波、地层的圈层结构、地球自由振荡的分类与特征、snell定理
技能：费马原理与snell定理、拐点法积分法与球对称地球速度分布、各（远、近）震相的传播路径
第七章
名词：地震基本参数、烈度、震级、地震预报
基本理论：全球性地震带的分布及其解释、中国地震带的分布、宏观震中与微观震中异同基本技能：震源机制解的意义与表示方法
第八章
名词：地磁要素、磁子午面、磁偏角、磁倾角、基本磁场、地磁极与磁极、古地磁学、地球磁矩、视电阻率
基本理论：地磁场的基本特征、地磁要素在地表的分布特征、地磁场长期变化特征、物质磁性分类、天然剩磁的分类、热剩磁的特点、古地磁学的基本原理和工作方法、电磁场的穿透深度及影响因素、地球电场的研究方法、地磁场高斯系数的物理意义
基本技能：磁偶极子场的计算
第九章
名词：热流、热导率、比热、热扩散系数、热产率、大地热流
基本理论：地球内部的热原类型、地球内部热的传输机制、热流测量的影响因素、全球热流分布特征、地球内部分布特征
基本技能：地表热流的测量方法
第十章
名词解释：转换断层
基本理论：板块构造理论的地球物理观测依据、板块边界的三种形态
技能：利用板块构造理论解释地震活动性。