地球物理学课堂报告
地球表层水平运动对城市人类发展的影响
081577
洪欣阳
【内容提要】地球在演变，地球表层也在运动。其势必对人类社会发展产生影响。而城市是现代社会政治、经济和生活的重心，随着世界经济一体化的进一步加剧，国内外城市化的进程迅速发展。可以预见，我国必将面对我国城市机体迅速扩大所产生的各类与地学研究有关的问题。地球的运动对人类未来发展的影响将主要产生于城市。本文中，主要从地球表层的水平运动的产生原应，人类对其的研究历史，以及对城市人类发展的影响等方面展开论述。
【关键词】地壳水平运动城市发展城市地球物理学
1．地壳运动
１.1．概述
由内应力引起地壳结构改变、地壳内部物质变位的构造运动叫地壳运动。
地壳运动实际上是指岩石圈相对于软流圈以下的地球内部的运动。岩石圈下面有一层容易发生塑性变形的较软的地层，同硬壳状表层不相同的软流圈。软流圈之上的硬壳状表层包括地壳和上地幔顶部。地壳同上地幔顶部紧密结合形成岩石圈，可以在软流圈之上运动。
岩石圈的运动不仅决定了地表轮廓和水圈的分布，还影响着生物圈的分布，并改变了大气环流，以致影响着整个地球表层环境。
1.２．地壳运动的分类
地壳运动按运动的速度可分为：①长期缓慢的构造运动。②较快速的运动。
按运动方向可分为：①水平运动。指组成地壳的岩层，沿平行于地球表面方向的运动。也称造山运动或褶皱运动。该种运动常常可以形成巨大的褶皱山系，以及巨形凹陷、岛弧、海沟等。②垂直运动。又称升降运动、造陆运动，它使岩层表现为隆起和相邻区的下降，可形成高原、断块山及拗陷、盆地和平原，还可引起海侵和海退，使海陆变迁。
按运动规律来讲，地壳运动以水平运动为主，有些升降运动是水平运动派生出来的一种现象。
1.３．地壳运动产生的物理条件和力学机制
总的来说，每一地质时期的地壳运动，都是地球内力和外力矛盾斗争的产物。
内力来源于放射性元素蜕变产生的热能、地幔物质的热对流、地球自转所产生的动能等。地壳的水平运动和垂直运动，以及随之产生的褶皱、断裂、火山喷发、岩浆侵入、地震等等，都是地球内力作用的表现。内力作用是造山、造海，使地球表面崎岖不平，是地壳发展的主导因素。
外力来源于地球以外的太阳能，包括风化、流水、冰川、风、波浪、海流等等，它们以缓慢的、不显著的方式对地球表面进行精雕细刻，时刻都在改变着由内力作用所形成的起伏形态，高山被夷平，洼地被充填，使地面趋于平缓。
内力与外力是对立的，又互为影响，相互转化。比如，从局部地区来说，例如地壳上升，河流侵蚀复活，产生强烈的下切作用；地壳下沉，河流沉积作用加剧，这体现了内力变化影响到外力变化。又如久经侵蚀的高原山岭，高度和体积逐渐降低和减小，使地壳内部压力减少，从而失去平衡，引起地壳上升，这表明
外力的变化导致内力的变化。从全球来说，每经历一次强烈地壳运动，海陆轮廓变迁，地面高低起伏，使地壳处于一个新的平衡状态。接着地壳运动转入一个长期的缓慢的变化阶段，外力开始占主导地位，通过风化流水等营力对地表的塑造，来改变地壳原来的平衡状态。当缓慢的运动长期进行，量变逐渐达到一定程度，就会破坏原来的平衡，孕育着一次新的质变，即新的强烈地壳运动的产生，预示地表又将经历一次翻天覆地的变化。
1.４．地壳水平运动的发现历史
我们早已知道，传统地质学最早发现了地球表层的垂直升降运动。其证据是在高山上发现海相的沉积岩，并且有海中特有的贝类化石。这表明某些大陆地区的地壳在过去的地质年代中曾经是海洋。地质学中有所谓海进和海退之说，表明局部地壳是有升降变化的。但是传统地质学否认地球表层曾有过大尺度的水平运动。
1910年，德国地球物理学家阿尔弗德雷〃魏格纳在病房的世界地图上发现，非洲的西海岸和南美洲的东海岸形状十分吻合，从而推测太古时代地球上的大陆是连在一起的巨大板块，后因大陆不断漂移，才形成今天的各个大陆。为了证明自己的发现，他进行了大量的考证工作，找到了许多事实，提出大陆漂移的假说。
20世纪60年代以后，一系列的地学研究成果终于证明了地球表层在地球的历史中曾经有过大规模的水平位移，各大陆的相对位置曾有过显着的变化。最主要的证据是：
①全球地震带勾画出6大板块的轮廓，证明地球表层的岩石圈不是完
整的一块。
②古地磁学的研究表明，由各大陆岩石磁性所得到的古地磁极位置不
相重合，而根据各大陆不同地质年代的岩石磁性所绘制的极移曲线，在近代趋向重合于今地磁极位置。
③大洋中脊两侧的磁异常条带，表明海底地壳在不断从中脊向两侧扩
张，各板块所负载的大陆岩石圈随之发生水平漂移。
1.５．地壳水平运动的表现
1.5.1褶皱
岩层的弯曲现象称为褶皱。岩层在构造运动，或在地应力作用下，改变岩层的原始产状，不仅使岩层发生倾斜，而且大多数形成各式各样的弯曲。褶皱是岩层塑性变形的结果，是地壳中广泛发育的地质构造的基本形态之一。褶皱的规模可以长达几十到几百千米，也可以小到在手标本上出现。
地壳发生褶皱隆起，常常形成山脉。世界许多高大的山脉，如喜马拉雅山、阿尔卑斯山、安第斯山等，都是褶皱山脉。它们是由地壳板块相互碰撞、挤压，在板块交界处发生大规模褶皱隆起而形成的。
根据褶曲轴面产状并结合两翼特点分类可分为（图1－11）：
（1）直立褶曲轴面直立，两翼向不同方向倾斜，两翼倾角相等，两翼对称，故又叫对称褶曲。
（2）倾斜褶曲轴面倾斜，两翼向不同方向倾斜，两翼倾角不等，两翼不对称，故又叫不对称褶曲。
（3）倒转褶曲轴面倾角更小，两翼向同一方向倾斜，其中一翼岩层发生倒转，两翼角相等或不等。
（4）平卧褶曲也叫横卧褶曲，轴面水平或近于水平，两翼岩层的产状也近于水平；一翼层位是正常的，另一翼层位发生倒转。
（5）翻卷褶曲轴面翻转向下弯曲，此种褶曲在外观上是向（背）斜，实际上是背（向）斜，通常由平卧褶曲转折端部分翻卷而成。
图1－11 褶皱变形素描图（据蓝淇锋，１９７９）
上述五种褶曲，基本上反映了褶曲变形程度从轻微到强烈、从简单到复杂的过程以及水平挤压力的不同强度。但不能绝对化，有时与岩性和构造条件等有关。
可见，褶曲的形态是多种多样的，但是，基本形式可以被总结为背斜和向斜两种。背斜岩层一般向上拱起，向斜岩层一般向下弯曲。在地貌上，背斜常成为山岭，向斜常成为谷地或盆地。但是，不少褶皱构造的背斜顶部因受张力，容易被侵蚀成谷地，而向斜槽部受到挤压，岩性坚硬不易被侵蚀，反而成为山岭。褶皱的应力分析（图1－12，图1－13）。
图1－12褶皱的应力分析（1）
据上图示，背斜顶部因受张应力作用，极易形成一组平行轴面的张裂隙，给外力侵蚀作用提供了条件，如果核部岩层较软，那就更相得益彰，最后侵蚀谷地。
图1－13褶皱的应力分析（2）
在向斜槽部，因受压应力作用，岩石往往挤压密实，难于破坏，如果核部岩层较硬，那就更难侵蚀风化，最后突起形成高山。
1.5.2断裂
地壳中的岩石（岩层或岩体），特别是脆性较大和靠近地表的岩石，在地壳运动产生的强大压力或张力，超过了岩石所能承受的程度，岩体就会容易产生断裂和错动。总称为断裂构造。通常根据断裂岩块相对位移的程度，把断裂构造分为节理和断层两大类。本文简要介绍断层。
断层的要素有：断层面，断层线，断盘和断距（位移）根据断层两盘相对位移的关系，断层可分为：正断层，逆断层，平推断层和斜滑断层。（图1－14）
图1－14 断层的分类
在地貌上，大的断层常常形成裂谷或陡崖，如著名的东非大裂谷、我国华山北坡大断崖等。断层一侧上升的岩块，常成为块状山地或高地，如我国的华山、庐山、泰山；另一侧相对下沉的岩块，则常形成谷地或低地，如我国的渭河平原、汾河谷地。在断层构造地带，由于岩石破碎，易受风化侵蚀，常常发育成沟谷、河流。
2．城市地球物理学
2.1．展开研究的必要性
当前，城市的快速发展已成为全球的共同趋势。联合国的统计资料[1]表明，人口城市化的趋势在不断地加速发展。图２－１1表示了这种发展趋势。
图２－11 世界城市人口占总人口的比例
第二次世界大战以后，许多国家的城市需要重建，世界范围内的城市化进程加速，这些都要求对城市进行全面的研究和规划，促使大批地理学家投入城市研究或城市规划工作。城市化问题使得传统地球物理学的研究方法、研究对象和研究内容面临新的机遇和挑战。20世纪初，地震波证实了地球铁核的存在，证明了2900km深度存在地核与地幔的边界。30年代，地球物理方法发现了地球内核的存在，在此基础上，科学家提出了地球内部分层模型。20世纪中期，各种地球物理勘探方法初步形成。40～50年代，地球物理学的主要研究对象是勘探固体矿产资源，60～70年代在此基础上增加了石油和天然气，80～90年代又增加了水资源。随着工业化进程的加快，环境问题也日益成为地球物理学的研究对象。总而言之，20世纪地球物理学的研究对象是以自然资源为主。20世纪末的全球性城市化发展趋势，使21世纪的地球物理学不可避免地要面对诸多的城市问题。
80年代以来，由于地球科学各分支学科的日益成熟和全球环境问题的日益突出，人们认识到地球各圈层相互作用以及人类活动的重要性，地球科学的发展开始进入地球系统科学的新时代。城市地球物理学的发展在这样的时代背景下产生。传统地球物理学的主要研究对象是自然现象，而城市地球物理学则主要研究自然现象与人类活动的相互作用。因此，在城市地球物理学研究中，除了自然科学问题之外，还应强调科学与社会的结合、各相关学科的综合及与各社会部门的协调。而凭借着城市地球物理学的发展，我们对很多问题也会有更新，更全面的看法与结论。
3．地壳水平运动对人类城市社会发展的影响及对人类认识地球的作用。
3.1．加快城市建设的速度
了解地质构造规律，对于城市中人们的很多工程建设有很大帮助。比如，在工程建设方面，如隧道工程通过断层时必须采取相应的工程加固措施，以免发生崩塌。等等。
3.2．为城市发展提供有力的资源保障。
城市发展需要大量资源与矿藏。而在了解了地球水平运动及其他相关的知识后，对我们找油，找矿的效率就可大大提高，从而推进了城市发展的速度：如我们知道，含石油、天然气的岩层，背斜是良好的储油构造；向斜构造盆地，利于储存地下水，常形成自流盆地。水库等大型工程选址，应避开断层带，以免诱发断层活动，产生地震、滑坡、渗漏等不良后果。。。
3.3．有效预警城市灾害的发生，减少损失。
我们知道，地壳无时不在运动，但一般而言地壳运动速度缓慢，不易为人感觉。特别情况下，地壳运动可表现快速而激烈，那就是地震活动，并常常引发山崩、地陷、海啸等等。而受这些灾害最大的影响的，即是人
口密度高，高新知识产业集中的城市了。如图２－１２所示，５．１２地震造成的损失也主要集中在城市设施，如工业，服务业等。
因此近年来，许多国家都将预警重点放在了城市。
图２－１２５．１２地震造成的损失
另外，根据国家汶川地震专家在国务院新闻办公室举行的发布会上所说，汶川地震的震源深度为15公里左右。通过现场地震地质构造的考察及多种观测资料的分析，位于龙门山的映秀—北川断裂即是汶川地震的发震主断裂。从龙门山及其外围地区多年连续观测的地球物理资料来看，此次地震之前尚未能认定有显著异常，未能给出短期和临震预报。有人说汶川地震是青藏高原惹的祸，表面如此，实际上是印度板块惹的祸。汶川地震给科学家上了一课，过去往往关注那些位移量大的地区，如鲜水河断裂等，每年位移量是龙门山的好几倍，地震也频繁，可
是位移量由大变小的地区，即使位移量不大，也应当高度关注，因为应力和应变正在聚集之中，可能爆发大地震，汶川就是如此。
由此可见，如果我们能重视对于地壳运动，尤其是水平运动的变化，那么就有可能对像这样的天灾人祸做出正确的预警，它所造成的损失就会大大地降低，将会更有利于我们人类的发展于进步。
4．结语
地壳的运动不仅在自然力作用下发生变化，而且人类活动作为地球上有关过程的一种作用力也对其有一定的影响。相对的，地壳运动所产生的影响也不仅仅限于自然，而是对人类的生活也会产生影响。进入21世纪，我们应该从人—地关系的角度审视环境的变化，为人类社会与自然环境的协调发展提供科学理论基础，使人居环境得到最大限度地改善，同时又要保持地球的“健康”演化，使地球物理学研究在人类社会发展中体现出自身的价值。如，如何合理地利用地球资源，帮助工业界解决难题，改善地球的可居住性等等。研究地壳的运动规律，趋势等也是其中重要的一环。为此，作为地球物理学研究的一部分，地球地壳运动的研究也应该作出其应有的贡献。
【参考文献】
[1]United Nations.World Demographic Estimates and Projections(1950-2025)[M].New York:Press of United Nations,1990.
[2]National Statitics Bureau of China.50 Years of city dreams[N].China Daily,National Day Special:50th Anniversary,1999-10-01(1).［国家统计局.50年的城市梦[N].中国日报国庆50周年专刊，1999-10-01(1).］
[3] 地质学基础(宋春青，张振春)〃第四节褶皱构造
[4] 中国科协学科发展研究系列报告--2008-2009地球物理学科发展报告
[5] Zhou Ganzhi.Urban area-a typical open complicated macrosystem[A].In:Song Jian,ed.Proceeding of workgroup on Qian Xuesen's Contribution and Academic Ideas[C].Beijing:China Science and Technology Press,2001.［周干峙.城市及其地区——一个典型的开放的复杂巨系统[A].见：宋健主编.钱学森的科学贡献暨学术思想研讨会论文集[C].北京：中国科学技术出版社，2001.］
2020地球物理学基础作业05及参考答案
1. When a bell is struck with a hammer, it vibrates freely at a number of natural frequencies. The combination of natural oscillations that are excited gives each bell its particular sonority. In an analogous way, the sudden release of energy in a very large earthquake can set the entire Earth into vibration, with natural frequencies of oscillation that are determined by the elastic properties and structure of the Earth’s interior. The free oscillations involve three-dimensional defo rmation of the Earth’s spherical shape and can be quite complex. Before discussing the Earth’s free oscillations it is worth reviewing some concepts of vibrating systems that can be learned from the one-dimensional excitation of a vibrating string that is fixed at both ends. Any complicated vibration of the string can be represented by the superposition of a number of simpler vibrations, called the normal modes of vibration. These arise when travelling waves reflected from the boundaries at the ends of the string interfere with each other to give a standing wave. Each normal mode corresponds to a standing wave with frequency and wavelength determined by the condition that the length of the string must always equal an integral number of half-wavelengths (Fig. 3.16).As well as the fixed ends, there are other points on the string that have zero displacement; these are called the nodes of the vibration. The first normal (or fundamental)mode of vibration has no nodes. The second normal mode (sometimes called the first overtone) has one node; its wavelength and period are half those of the fundamental mode. The third normal mode (second overtone) has three times the frequency of the first mode, and so on.Modes with one or more node are called higher-order modes. 当用一把锤子敲击一个钟时，钟会以一系列的固有频率自由的颤动。被激 发的固有震动的联合给每个一钟独特的音响。与此相似，在一个大地震中能量 的突然释放可以使整个地球颤动，这种颤动的固有频率决定于弹性性质和地球 内部的结构。自由振荡涉及地球球面形状的三维变形，可能相当复杂。在讨论 地球的自由振荡之前，有必要回顾一下振动系统的一些概念，这些概念可以从 两端固定的一维振动的激发中学习。 弦的任何复杂的弦振动都可以用一些简单振动的叠加来表示，称为简正振动。当从两端的边界反射出的行波相互干涉以产生驻波时，就会产生这种现象。 每一个简正模态对应于一个驻波，它的频率和波长取决于长度必须等于半波长的 整数的弦（图3.16)。在弦上还存在一些除固定端外的具有零位移的其他点，这 些被称为振动的节点。第一个简正（或基本）模态振动没有节点。第二个简正 模态（有时称为第一谐波）有一个节点，它的波长和周期是基态的一半。第三 个简正模态（第二谐波）的频率是第一模态的三倍，一个或多个节点的模态称 为高阶模态。 2. Explanation of nouns (20points) surface wave（面波）：沿界面及界面一定深度范围内传播的一类地震波，振幅随 深度增加而衰减，能量集中在介质分界面并沿分界面传播，包括瑞利波，勒夫 波和斯通利波。dispersion（频散）：面波速度随着周期（或频率）而变化而 变化，成为面波频 散。在记录中面波是很多列波的叠加，随着到时的先后，各相位的周期逐渐改变。 第1页共7页
地球物理课程设计报告样本
《地球物理测井》课程设计 指导老师 专业地质学 班级 姓名 学号
一、课程设计目的： 通过对《地球物理测井》基本理论与方法的学习，对某实际测井资料进行岩性划分与评价、储层识别、物性评价及含油气性评价。获得常规测井资料分析的一般方法，目的是巩固课堂所学的的理论知识，加深对测井解释方法的理解，会用所学程序设计语言完成设计题目的程序编写，利用现有绘图软件完成数据成图，对所得结果做分析研究。 二、课程设计的主要内容: 1．运用所学的测井知识识别某油田裸眼井和套管井实际测井资料。 2．使用井径、自然伽马和自然电位划分砂泥岩井段划分渗透层和非渗透层。 3．根据密度、声波和中子孔隙度测井的特点，在渗透层应用三孔隙度测井曲线求出储层的平均孔隙度。 4．根据划分出的渗透层，读出裸眼井和生产井储层电阻率值。 5．根据阿尔奇公式计算裸眼井原始含油饱和度和剩余油饱和度。 6．根据开发过程中含油饱和度的变化，确定储层含油性的变化，并判断该储层的性质。 三、基本原理： （一）岩性划分 岩性是指岩石的性质类型等，包括细砂岩、粉砂岩、粗砂岩等，同时还包括碎屑成分、填隙物、粒间孔发育、颗粒分选、颗粒磨圆度、接触关系、胶结类型等方面。通过划分岩性和分析岩心资料总结岩性规律，其研究主要依据岩心资料，地质资料和测井资料等。通过分析取心井的岩心资料和地质资料以及测井曲线的响应特征来识别岩性，并建立在取心井上的泥质含量预测解释模型。一般常用岩性测井系列的自然伽马GR、自然电位SP、井径CAL 曲线来识别岩性。 1 定性划分岩性是利用测井曲线形态特征和测井曲线值相对大小，从长期生产实践中积累起来的划分岩性的规律性认识。首先掌握岩性区域地质的特点，如井剖面岩性特征、基本岩性特征、特殊岩性特征、层系和岩性组合特征及标准层特征等。其次，要通过钻井取心和岩屑录井资料与测井资料作对比分析，总结出用测井资料划分岩性的地区规律。表1为砂泥岩剖面上主要岩石测井特征。 岩性自然电位自然伽马微电极电阻率井径声波时差 泥岩泥岩基线高值低、平值低、平值大于钻头 直径 大于300 页岩近于泥岩基线高值低、平值低、平值较泥 岩高大于钻头 直径 大于300 粉砂岩明显异常中等值中等正幅度 差异低于砂岩小于钻头 直径 260-400 砂岩明显异常(Cw≠ Cmf)低值明显正幅度 差异 中等到高，致 密砂岩高 小于钻头 直径 250-450(幅度较 为稳定)
(整理)地球物理实习报告
南昌梅岭实习报告 姓名：王伟 学号：201120290124 班级：1122901 专业：地球物理学 学院：核工程与地球物理学院日期：2014.9.29
一、前言…………………………………………………………………………………………………………. 1.1 本次实习的目的与任务………………………………………………………………………… 1.2 工作区范围、交通位置及自然地理环境…………………………………………………. 1.3 计划完成的实习任务…………………………………………………………………………… 二、放射性勘探………………………………………………………………………………………………. 2.1 实习目的与要求………………………………………………………………………………… 2.2 放射性勘探基本原理………………………………………………………………………….. 2.3 野外工作方法……………………………………………………………………………………. 2.4 成果图件及数据解释………………………………………………………………………….. 三、瞬变电磁法………………………………………………………………………………………………. 3.1 瞬变电磁工作原理…………………………………………………………………............. 3.2 回线组合选择…………………………………………………………………………………… 3.3 测区与测网的选择……………………………………………………………………………. 3.4 仪器设备………………………………………………………………………………………… 3.5 野外数据采集…………………………………………………………………………………. 3.6 成果图件及资料解释………………………………………………………………........... 四、EH4电磁法…………………………………………………………………………………………… 4.1 EH4工作原理………………………………………………………………………………… 4.2 工作布置………………………………………………………………………………………. 4.3 资料整理和图件编制………………………………………………………………………. 4.4 成果图件及资料解释………………………………………………………………………. 五、地震实习……………………………………………………………………………………………… 5.1 实习目的与任务…………………………………………………………………………….. 5.2 地震测线布置与定位………………………………………………………………………. 5.3 方法原理与工作难点………………………………………………………………………. 5.4 野外数据采集………………………………………………………………………………… 5.5 成果图件及资料解释………………………………………………………………………. 六、高密度电法勘探……………………………………………………………………………………. 6.1 实习目的与任务………………………………………………………………………........ 6.2 基本原理和仪器介绍………………………………………………………………………. 6.3 野外工作方法………………………………………………………………………………… 6.4 数据处理与成果图件及资料解释………………………………………………………. 七、磁法勘探……………………………………………………………………………………………… 7.1 仪器准备……………………………………………………………………………………… 7.2 成果图件及资料解释………………………………………………………………………
固体地球物理学
固体地球物理学 （学科代码：070801） 一、培养目标 本学科培养德、智、体全面发展，具有坚实的地球物理理论基础和系统的专业知识，了解固体地球物理学和与其相关学科发展的前沿和动态，能够适应二十一世 纪我国经济、科技和教育发展的需要，并具有较熟练的实验技能和较强的动手能力，具有较全面的计算机知识，具有独立从事该学科领域研究和教学能力的高层次人 才。 二、研究方向 1. 地震学、 2. 地球动力学、 3. 岩石物理、 4. 应用地球物理学、 5. 城市地球物理学 三、学制及学分 按照研究生院有关规定。 四、课程设置 英语、政治等公共必修课和必修环节按研究生院统一要求。 学科基础课和专业课如下所列。 基础课: GP15201★地球内部物理学★（4） GP15202★ 地球动力学★（4） GP15203★地球物理反演★（4） 专业课：
GP14201 计算地震学（3） GP14202 地球物理学进展（4） GP14203 地震学原理（4） GP15210 地震勘探（3） GP15211 定量地震学（4） GP15212 地震偏移与成像（4） GP15213 工程地震学（4） GP15214 岩石本构理论（4） GP15215 应用地球物理学（3） GP15216 地球内部电性与探测（4） GP15218 现代计算机与网络应用（3） GP15219 固体力学（4） GP15220 城市地球物理学（3） GP15701 地球物理高级实验（2） PI05204 工程中的有限元法（3） GP16201 固体地球物理理论（4） GP16202 地球科学中的近代数学（4） GP16203 地球科学前沿讲座（4） 备注：带★号课程为博士生资格考试科目。 五、科研能力要求 按照研究生院有关规定。 六、学位论文要求 按照研究生院有关规定。
《应用地球物理学》前言报告
《应用地球物理学》前言报告 岩石物理技术在石油应用： 岩石物理学就只一门以岩石为研究对象，以物理学位研究手段的新学科。岩石是构成地球的最重要的材料，地球的结构和运动学性质必然与岩石的各种物理性质密切相关。岩石物理学是研究岩石在地球内部特殊环境下的各种行为及其物理性质的，针对油气勘探和储藏的岩石物理性质的研究是岩石物理学研究中较为成功的例子。 岩石或地质体中流体的运移，涉及到成岩作用、石油天然气开采等一系列问题，各国科学家都对这些问题给予了高度重视。 例:1：研究岩石中流体运移过程中由不同尺度研究问题组成的研究框架，是岩石物理学中正问题研究的典型例子。先从矿物尺度研究矿物及其晶粒的输运特性，从微观角度研究矿物的微结构和渗透性、矿物之间的孔隙以及矿物变形对这些输运过程的影响；然后研究岩石作为矿物集合体的输运特性，主要研究岩石内部微破裂和孔隙的发展、孔隙的几何情况、密度，以及它们的空间分布；第三则集中研究那些连通的裂纹和孔隙，因为只有形成了连通网络的裂纹和孔隙才对输运过程有较大的影响。最后，将以上三个方面综合，可以得到作为岩体或地质体的输运特性，从而对其流体的流动情况做出估计。 例2：岩石的水压裂或岩石的热开裂。人们通过向地下注水，或者对地下岩石加热，改变矿物晶粒间以及岩石内部的微破裂状态，从而改变岩体或地质体的渗透性。这是将岩石物理学知识应用与实践中的一个典型例子。在石油开采方面曾广泛采取水压致裂技术，水压致裂是通过向岩石注入高压液体来改变岩石中裂纹的状态，但其主要作用是使原来的裂纹扩展长度，对增加裂纹密度所起的作用有限。岩石的热开裂则是岩石受热后，由于组成岩石的各种矿物热膨胀不同，导致矿物边界出现裂纹。热开裂能改变岩石内部的微观结构，既增加裂纹的长度，又能增加裂纹的密度，在一定条件下，可以明显改变岩石整体的输运特性，在石油开采等方面有着潜在的应用前景。 岩石物理学的研究方法： 首先，实验是岩石物理学的最基础的研究方法。其做法主要是：第一，采集各种有地质意义的岩石，在实验室中分别研究各种因素对其物理性质的影响，将大量的实验结果统计归纳得到经验关系式。第二，在建立合理而简化的数学物理模型的基础上，将由实验得到的经验关系外推到实际地球问题中去。因为若没有合适的模型，而只是简单地把实验室小尺度实验得到的结果外推到大尺度的自然界，常常会出现错误的结论。 其次，由于岩石物理学的研究涉及众多诸如地质学、地球物理学、油储地球物理学、地球化学等学科，也涉及众多的基础学科领域，如力学、声学、流体力学和电磁学等。岩石物理学是一门高度跨学科的学科分支，这就决定了岩石物理学中，对于所研究的岩石的不同物理性质，必然要用到上述相应的学科中对应的物理方法和手段。 岩石物理技术在油气勘探领域具有重要作用，随着大数据时代的到来，将计算岩石物理与勘探方法相结合，将会成为一种趋势。主要是基于两个方面的考量：其一，计算机模拟已经成为了物理实验并行的实验方法；其二，岩石各种性质与尺度有关，这在一般的物理学中是根本不会碰到的问题。矿物可以近似地看成是
地球物理学基础复习资料(白永利)
地球物理学基础复习资料 绪论 一．地球物理学的概念，研究特点和研究内容 它是以地球为研究对象的一门应用物理学，是天文学，物理学与地质学之间的 边缘学科。 地球物理学应用物理学的原理和方法研究地球形状，内部构造，物质组成及其 运动规律，探讨地球起源，形成以及演化过程，为维护生态环境，预测和减轻地球 自然灾害，勘探与开发能源和资源做出贡献。包扩地震学，地磁学，地电学，重力 学，地热学，大地测量学，大地构造物理学，地球动力学等。 研究特点：1.交叉学科地球物理学由地质学和物理学发展而来，随着学科 本身的发展，它不断产生新的分支学科，同时促进了各分支学科的相互交叉，加 强了它与地球科学各学科之间的联系。2.间接性都是通过观测和研究物理场的 信息内容实现地质勘查目标，研究的不是地质体本身，而是其物理性质。3 多解 性正演是唯一的，而反演存在多解。不同的地质体具有不同的物理性质，但产 生的物理场可能相同。不同的地质体具有相近的物理性质，由于观测误差，物理 场的观测不完整以及物理场特点研究不够，产生多解。不同的地质体具有相同的 物理性质，即使知道了地质体的物性分布，也无法确定其地质属性。 地球物理学的总趋势：多学科综合和科学的国际合作。 二．地球物理学各分支所依据的物理学原理和研究的物性参数。 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 一．地球的转动方式。 1.自转地球绕地轴的一种旋转运动，方向自西向东，转速并非完全均匀，有微小变化。 2.公转地球绕太阳以接近正圆的椭圆轨道旋转的运动。 3.平动地球随整个太阳系在宇宙太空中不停地向前运动。 4.进动地球由于旋转，赤道附近向外凸出，日月对此凸出部分的吸引力使地 轴绕黄轴转动，方向自东向西。这种在地球运动过程中，地轴方向发生的运动即 为地球的进动。 5.章动。地轴在空间的运动不仅仅是沿一平滑圆锥面上的转动，地轴还以很小 的振幅在锥面内,外摆动，地球的这种运动叫章动。 二．地球的形状及影响因素。 地球为一梨形不规则回转椭球体。 影响因素：1.地球的自引力---正球体；2.地球的自转----标准扁球体；3.地球内 部物质分布不均匀--不规则回转椭球体
中国地质大学地球物理实习报告_电法分解
《应用地电学》实习报告 班级：10101111 学号：101011111 姓名：大好人 指导教师：叶高峰 中国地质大学（北京）地球科学与资源学院 2014年7月
目录 第一章前言 (1) 第一节实习任务、目的和意义····································第二节工区的一般自然地理和经济地理情况························第三节物探工作完成情况一致性·································· 第二章工区地质和地球物理特征·································第三章工作方法技术及质量评价································· 第一节中间梯度法··············································第二节电测深法················································第三节高密度电阻率法··········································第四节音频大地电磁法··········································第五节测区范围与测网布置······································第六节野外作业要求············································ 第四章资料处理················································· 第一节中间梯度法··············································第二节偶极电测深法············································第三节高密度电阻率法··········································第四节音频大地电磁测深法······································ 第五章解释推断·················································第六章结论与建议···············································
震源深度确定
张晁军等：近震震源深度测定精度的理论分析 摘要震源深度是地震学中最难准确测定的参数之一，各种方法对于震源深度的估计都具相当程度的不确定性，影响着人们对震源过程的认识。各种因素对震源深度的影响是非线性的，本文从近震走时公式入手，分析了震中距、到时残差和速度模型（地壳模型）对震源深度的影响。当地震波传播速度一定时，震源深度的误差与随着震中距或台站位置的增大和走时残差的增大而增大。走时残差一定时，震源深度误差随着震中距的增大和地震波速度的增大而增大。研究也表明，当速度已知，走时残差一定时，越浅的地震，定位误差可能越大。定位精度产生的水平误差随着震中距、到时误差和地震波速度的增大，震源深度误差也将增大。关键词震源深度h 测定精度误差 引言 震源深度是描述震源的最基本参数之一，它给出了地震发生在地球内部的具体位置，对了解地震孕育和发生的物理化学条件，以及地震能量集结、释放的活动构造背景都有重要的意义。地震学家用它来估计岩石圈板块的厚度，描绘板块边缘和内部岩石圈的变温结构和力学结构，以了解构造过程的详情，探索地震发生的力学机制和过程,震源深度的准确测定关系到对震源过程、断层构造、壳幔结构、应力场作用、板块运动等一系列的重要问题的正确认识（高原等，1997）。研究任何地震事件时，从地震宏观作用的研究到地震和核爆炸的识别，实际上都必须知道震源深度。
震源深度的精度仍是个棘手的问题，在现代地震目录中，它几乎已经成为最不准确的参数之一（高原等,1997）。因为地震定位受震相识别的观测误差和地壳模型与真实地球模型误差的双重影响，在实际工作中人们很难把它们分了开来（Billings,et al.,1994）。 许多学者用不同的方法来求取震源深度，如1）利用走时曲线的慢度变化极为灵敏的特点，从中可以提取震源深度的信息（赵珠，1992），尽管用细分的多层地壳模型和多路径P、S波到时资料综合定位可提高震源深度的测定精度（王周元，1989），但是慢度变化的过于灵敏会使结果偏离真实，其自身的准确程度也与地区的速度结构有关；2）应用动力学的方法改善测定震源深度的准确性，即用反演方法确定描述震源的矩张量及震源时间函数的同时，通过合成地震图和对观测地震图的拟合来改善震源深度的准确性(Robert, 1973; Beck and Christensen，1991；Sileny, 1992)。表面上看来这似乎更可靠更准确，但事实上，在这种情况下，震源深度的准确性又取决于计算格林函数时所采用的介质模型对实际介质的逼近程度（许力生，陈运泰,1997）。Velasco等(1993)认为，速度模型及假设的震源位置都会对矩心深度、震源持续时间和地震矩的估计造成影响。所以，即使借助于波形反演等动力学方法，震源深度仍是一个难以准确测定的参数。事实上，由于方法和资料的不同，特别是震源深度的精度同震源深度、剪切波速度、断层倾角和滑动角有关（Anderson，et al.,2009）故不同的测定者得到的震源深度也不同（许力生，陈运泰,1997）；3）一些学者使用深部震相（面反射震相pP and sP）来提高测定震源深度的精度（Stroujkova, 2009），认为这有助于减小因地震波速的不确定性引起的对震源深度的计算误差，然而，深部震相的识别是个困难的问题。国际数据中心（IDC）也只有11%的地震事件的震源深度是
地球物理学家 同济大学马在田院士20页word文档
地球物理学家同济大学马在田院士 马在田，中国科学院院士、地球物理学家，男，辽宁法库人。1957年毕业于苏联列宁格勒矿业学院地球物理系。同济大学海洋地质系教授。在反射地震学方法方面提出过许多独创性的原理和技术，对发展中国地震勘探事业具有重要作用。50~60年代提出以"突出地震反射标准层方法",为代表的一系列地震方法，为华北盆地迅速找到油田发挥了重要作用。70年代作为中国最大的地球物理计算中心的方法程序研究室负责人，领导和参与了创建中国大型计算机地震勘探数据处理系统的工作。80年代着重地震偏移成像和三维地震勘探方法的研究，在偏移成像原理和方法的研究方面取得重大成果，并受到国外地球物理界的重视。本项研究获得过国家科学进步奖和陈嘉庚地球科学奖。90年代承担国家自然科学基金重大项目"地震波传播与波场成像"的课题研究，在深度偏移方法和多分量地震数据处理新理论与新技术方面取得新进展。1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。 1930年10月生，辽宁法库人，高中就读于东北实验学校(现辽宁省实验中学)，1957年毕业于苏联列宁格勒矿物学院地球物理系，1991年当选中国科学院院士。著名地球物理学家，现为同济大学海洋地质与地球物理系教授、博士生导师。 编辑本段成就及荣誉 主要从事地震波偏移理论、数据处理和物理模拟的研究对我国应用地球物理学，特别是能源勘探和开发中的现代地震方法和技术有系统贡献。在地震偏移成像理论和和应用方面取得具有国际影响的科研成果。科技成果曾先后获陈嘉庚地球科学奖、国家科技进步二等奖和进步一等奖。1993年被评为首届"上海市科技功臣"，1995年被评为全国先进工作者。现任上海市科协副主席。 马在田专著 1、陆相油储地球物理学导论科学出版社1997年 2、计算地球物理学概论同济大学出版社1997年 3、反射地震学论文集同济大学出版社2000年 马在田主要学术论文(1983~2003) 1.马在田高阶方程偏移的分裂算法地球物理学报1983 2.Ma Z&Ji S,All Dip Finte-Difference Migration with Scalar Wave
应用地球物理学习题答案.docx
一、名词解释 1地震勘探：是以不同岩石、矿石间的弹性差异为基础，通过观测和研究地震波 在地下岩石中的传播特性，以实现地质勘查目标的一种研究方法。 2震动图：用μ～t 坐标系统表示的质点振动位移随时间变化的图形称为地震波 的震动图。 3波剖面图：某一时刻 t 质点振动位移μ随距离 x 变化的图形称之为波剖面图。 4时间场：时空函数所确定的时间 t 的空间分布称为时间场。 5等时面：在时间场中，如果将时间值相同的各点连接起来，在空间构成一个面，在面中任意点地震波到达的时间相等，称之为等时面。 6横波：弹性介质在发生切变时所产生的波称之为横波，即剪切形变在介质中传 播又称之为剪切波或 S 波。 7纵波：弹性介质发生体积形变（即拉伸或压缩形变）所产生的波称为纵波，又 称压缩波或 P 波。 8频谱分析：对任一非周期地震阻波进行傅氏变换求域的过程。 9波前面：惠更斯原理也称波前原理，假设在弹性介质中，已知某时刻 t1波前面上的各点，则可把这些点看做是新的震动源，从 t 1时刻开始产生子波向外传播， 经过t 时间后，这些子波波前所构成的包拢面就是t1＋ t 时刻的新的波前面。 10视速度：沿观测方向，观测点之间的距离和实际传播时间的比值，称之为视 速度。 V* 11观测系统 :在地震勘探现场采集中，为了压制干扰波和确保对有效波进行√× 追踪，激发点和接收点之间的排列和各排列的位置都应保持一定的相对关系，这种激发点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系，称之为观测系统。
12水平叠加：又称共反射点叠加或共中心点叠加，就是把不同激发点不同接收 点上接收到的来自同一反射点的地震记录进行叠加。 13时距曲线：一种表示接收点距离和地震波走时的关系曲线，通常以接收点到 激发点的距离为横坐标，地震波到达该接收点的走时为纵坐标。 14同向轴：在地震记录上相同相位的连线。 15波前扩散：已知在均匀介质中，点震源的波前为求面，随着传播距离的增大， 球面逐渐扩展，但是总能量保持不变，而使单位面积上的能量减少，震动的振幅将随之减小，这称之为球面扩散或波前扩散。 二、判断题 1．视速度小于等于真速度。× 2．平均速度大于等于均方根速度。× 3.仅在均匀介质时，射线与波前面正交。× 4.纵波和横波都是线性极化波。× 5.地震子波的延续时间长度同它的频带宽度成正比。× 6.倾斜界面情况下，折射波上倾方向接收时的视速度等于下倾方向的视速度。× 7.折射波时距曲线是通过原点的直线，视速度等于界面速度。× 12．瑞雷面波是线性极化波。× 8.折射波的形成条件是地下存在波阻抗界面。× 9.对水平多层介质，叠加速度是均方根速度。√ 10.从各个方向的测线观测到的时距曲线极小点位置，一般可以确定反射界面的 大致倾向。√ 11.相遇观测系统属于折射波法的观测系统√
地球物理勘探课程报告
地球物理勘探课程报告 学号：20111002833 班级：012111 姓名：李海亮 指导老师：曲赞
序言 叙述学习本课程的目的、任务和重要性 地球物理勘探方法是以岩矿石等介质的物理性质差异为基础，利用物理学原理，通过观测和研究地球物理场的空间与时间分布规律，以实现基础地质研究，环境工程勘察和地质找矿等目的的一门应用科学。 通过本课程的学习，我们应当了解和掌握各种地球物理勘探方法的基本原理，了解这些勘探方法在基础地质研究，矿产勘查等领域的应用，学会在自己专业中运用地球物理勘探方法；学会利用地球物理资料去分析和解决各种地质问题。 第一节重力勘探 重力方法的物理原理和重力方法的特点 原理重力勘探是利用地质体与围岩之间的密度差在地表产生的重力异常来确定地质体形状、大小、埋深等因素，从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种地球物理勘探方法。重力异常是重力勘探的主要研究对象，其实质就是地壳内部物质密度分布不均匀，地质体与围岩间有质量差，即剩余质量，剩余质量产生了一个指向地质体质量中心的附加引力，该引力在正常重力方向上的投影即为重力异常。得出重力异常后，再对其进行地形、高度、中间层和正常校正后，便可得出由地质体引起的异常。 为了了解不同形状、大小、产状的地质体所引起的异常，需进行异常的正演计算，即计算一些简单规则几何体引起的重力异常特征，利用它们来近似代替不同特征的实际地质体；而反演则正好相反，是已知地质体的异常特性，来推算其几何特征。反演是最终解决实际问题的关键，目标是寻找、研究或推断金属或非金属矿体和研究地质构造等。 特点相比其他勘探方法，重力勘探的特点在于：①可利用重力勘探透过覆 盖层寻找隐伏的地质构造或盲矿体；②仪器轻便、观测简单、工作效率高、施工 进度快、成本低；③应用范围广，目前可用于找矿、划分大地构造单元、石油天 然气勘探、工程勘探等。 如何利用重力方法来解决地质问题(举例说明) 基本方法为：重力勘探——发现异常——综合分析、反演推测——实际探测——正演计算、推测异常是否合理 重力法在天然地震预报，油气、煤炭、金属非金属矿及地下水勘查，海洋环 境调查，了解上地幔的密度变化、研究地壳深部构造及地壳地活动性、划分大地 构造单元等领域有着重要的应用。 例如20世纪70年代在吉林省某地区进行勘探金矿石时，采用的是重力法勘探，成功发现了含铜硫铁矿。该区已发现小型矽卡岩磁铁矿。为了扩大矿区范围，
2018年主要地学类期刊
Acta Meteorologica Sinica China Geology Frontiers of Earth Science 沉积与特提斯地质地球环境学报地下水科学与工程 国土资源科普与文化华东地质火山地质与矿产 气象学报山东地质矿产勘查 石油学报(石油加工)有色金属工程石油科学(英文版) 中国地质调查资源与产业中国地理科学(英文版)冰川冻土测井技术安徽地质 成都理工大学学报(自然科学版)成都理工学院学报沉积学报 大地构造与成矿学大地构造与成矿学(英文版)城市地质 大庆石油学院学报地层学杂志大庆石油地质与开发 地理科学进展地理学报地理科学 地理研究地理与地理信息科学地理学报(英文版) 地球科学地球科学进展地球化学 地球物理学报地球物理学进展地球科学与环境学报 地球学报地球与环境地球信息科学 地下水地学前缘地震 地震地磁观测与研究地震地质地震工程与工程振动 地震学报地震研究地质调查与研究 地质科技情报地质科学地质科学译丛 地质力学学报地质论评地质通报 地质学报(英文版)地质学报(中文版)地质学刊(江苏地质) 地质与勘探地质与资源地质灾害与环境保护 地质找矿论丛第四纪研究海相油气地质 非金属矿粉煤灰综合利用福建地质 地学前缘(英文版)干旱区地理干旱区研究 甘肃地质学报高校地质学报工程地质学报(英文版)工程勘察工程抗震与加固改造古地理学报 古脊椎动物学报古生物学报广东地质 广西地质硅酸盐通报硅酸盐学报 贵金属贵州地质国土资源科技管理 国土资源遥感国外地质勘探技术国外铀金地质 海洋地质与第四纪地质海洋工程海洋湖沼通报 海洋环境科学海洋科学海洋科学进展 海洋通报海洋学报海洋学研究 海洋与湖沼海洋预报河南地质 核地知与行黑龙江地质湖泊科学 湖南地质湖南科技大学学报(自然科学版)华北地震科学 华北地质矿产杂志华东地质学院学报华东铀矿地质 华南地质与矿产化工矿产地质环境科学学报 黄金黄金地质黄金科学技术 吉林大学学报(地球科学版)吉林地质极地研究 建筑材料学报江西地质江西地质科技
成都理工大学 地球物理学院 中石油川庆钻探地球物理勘探公司实习报告
成都理工大学地球物理学院 中石油川庆钻探地球物理勘探公司生产实习报告 姓名：XXX 学号：XXXXXXXXXX 专业：XXXXXX 指导教师：XXX 完成时间：XXXXXXXXXX
目录 一、前言 (1) 二、公司概况 (1) 三、实习进度安排 (2) 四、实习目的 (2) 五、实习内容 (3) 1、GeoMountain?解释子系统V1.5介绍 (3) 2、地震资料处理技术 (9) 3、地震勘探资料解释 (12) 4、生产项目成果汇报 (16) 六、实习体会 (18) 七、致谢 (19) 八、附录 (20)
一、前言 中石油川庆钻探地球物理勘探公司生产实习是本专业学生的一门主要实践性课程。是学生将理论知识同生产实践相结合的有效途径，是增强学生的劳动观点、工程观点和建设有中国特色社会主义事业的责任心和使命感的过程。 通过生产实习，培养学生树立理论联系实际的工作作风，以及生产现场中将科学的理论知识加以验证、深化、巩固和充实。并培养学生进行调查、研究、分析和解决实际问题的能力，为后继专业课的学习、课程设计和毕业设计打下坚实的基础。通过生产实习，拓宽学生的知识面，增加感性认识，把所学知识条理化系统化，学到从书本学不到的专业知识，并获得本专业国内、外科技发展现状的最新信息，激发学生向实践学习和探索的积极性，为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。 生产实习是与课堂教学完全不同的教学方法，在教学计划中，生产实习是课堂教学的补充，生产实习区别于课堂教学。课堂教学中，教师讲授，学生领会，而生产实习则是在教师指导下由学生自己向生产向实际学习。通过现场的讲授、参观、座谈、讨论、分析、作业、考核等多种形式，一方面来巩固在书本上学到的理论知识，另一方面，可获得在书本上不易了解和不易学到的生产现场的实际知识，使学生在实践中得到提高和锻炼。
物探方法现状及未来展望
物探方法现状及未来展望 发表时间：2018-12-12T17:02:36.277Z 来源：《基层建设》2018年第29期作者：刘晨阳 [导读] 工程物探方法作为水文地质、工程地质以及环境地质勘探都必不可少的方法之一，与我国的工程建设事业息息相关。 吉林大学建设工程学院工程地质系长春 130026 工程物探方法作为水文地质、工程地质以及环境地质勘探都必不可少的方法之一，与我国的工程建设事业息息相关。通过应用地球物理方法，达到探查建筑物地基、地下管线以及地下不良地质体和覆盖层等目的，工程物探在工程建设中发挥着至关重要的作用。 1现有的物探方法 工程物探所采用的技术方法种类繁多，根据不同的工作环境，可以分为航空物探、地面物探和地下物探三类。根据所使用的仪器设备和所依据的原理又可划分为：电法勘探、地震勘探以及电磁勘探、重力勘探。 浅层地震勘探由于具有精度高、分辨率高、探测深度大并且对场地要求较小的优点而在工程地质勘探中发挥着至关重要的作用，其勘探方法可分为反射波法、折射波法和透射波法，工程勘察中常常根据不同的勘探精度和适用性而选择不同的方法。反射波法由于对场地的开阔程度较折射波法小并且激发所用的爆炸药量较小而被广泛使用。地震勘探是根据地层岩石之间的弹性参数差异勘探的。反射波法反映的是波阻抗界面，不同的地层其波阻抗不同从而可以根据岩石弹性参数的差异划分出覆盖层与基岩的分界面，达到探测覆盖层厚度的目的。 高密度电阻率法具有探测密度高、信息量大、工作效率高的优点，能够直观的反映出一定厚度或规模的软弱夹层、砂层，空洞和地下水位，对地层周围地质情况反映明显，根据岩矿石的电性差异可以对地层进行分层，有助于在工程施工过程中较为准确的找出病害区和基岩面，是覆盖层探测的可选方法。地质雷达具有勘探精度高，对场地范围大小和起伏程度要求不高，探测方向性好的优点，对厚度较薄的地层反映异常清晰，对于富水区、破碎带和空洞反映明显，根据覆盖层和基岩之间明显的介电常数差异可以对覆盖层的厚度进行探测。 2综合物探方法的广泛使用 在工程地质勘察中，勘察的对象与周围的环境或介质往往存在着某种差异，而这些差异所呈现出的天然或者人为物理场的分布特征则能反映出地下的地质特征，为工程的建设以及施工提供有效的勘探依据。然而，地下介质参数并不是由单一参数决定的，如果只是考虑单一的物性参数所得出来的物探资料很难具有说服力，地下介质的复杂性造就了物探方法的多解性，因此在勘探过程中大多是结合地质以及地球物理的特征，选择其最优的组合方法，将多种物探方法综合使用，最终通过钻探资料验证，从而得出物探方法在工程勘察中的应用效果。 高密度电阻率法[1]是一种阵列勘探的二维勘探的方法，上世纪70年代末有学者研究发现了传统电法勘探有许多不足之处，因此产生了阵列电法勘探的思想；英国学者所设计的电测深装置即为高密度电法的雏型。如下图1所示： 图1电法工作原理图 20世纪80年代，日本株会社借助于电极转换板暂时实现了高密度电法的野外数据采集，然而由于设计的不完善，这套设备并没有完全发挥出高密度电法纵横向二维勘探的优越性。至80年代末，高密度电法开始传入中国，一些高校和科研部门对高密度电法进行了技术研究，理论联系实践，从而对方法理论和相关的技术问题进行了完善。经过科研工作者的不懈努力与研究，高密度电阻率法的数据处理和反演已经由二维逐步发展到三维，三维数据场的可视化已经得到了实现。高密度电阻率法由于工作效率高，反映的地电信息量较大已经被广泛应用于工程地质中去，如基岩面的调查，建筑选址及断层等其他地质灾害探测等。地质雷达最早的雏形是1904年Husemeyer通过电磁波的信号来探测距离较远的地面的金属体，1910年德国科学家在其专利中提出了用电磁波来探测地下介质的概念，1924年，英国物理学家Edward Victor Appleton利用电磁反射波估算了电离层的高度，用电磁波进行探测的方法开始逐渐被应用。然而，自从1929年德国地球物理学家在奥地利地区利用电磁波脉冲探测目标体之后，通过电磁波探测地下介质体开始被遗忘。 瞬变电磁法[2]（Transient Electromagnetic Methods）的基础是电磁感应原理，场源为人工源，因为研究的是响应场与时间的关系，又被称为时间域电磁法（Time Domain Electromagnetic Methods）。其人工场源分为2类：电偶源（即接地回线）和电磁源（即不接地回线）。 利用人工场源向地下发射一次脉冲场，在其激发下的瞬间，产生一个向回线法线方向传播的一次磁场（即一次场），在一次场激励下，地质体将产生涡流。在一次场消失以后，涡流不会马上消失，它会有一个衰减的过程，此过程会产生一个衰减的二次磁场，并继续传播，再由接收回线接收二次场。这样，通过分析二次磁场的信息变化，就可以得到地质体的电性分布情况。
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绪论 一.地球物理学的概念，研究特点和研究内容 它是以地球为研究对象的一门应用物理学，是天文学，物理学与地质学Z间的边缘学科。 地球物理学应用物理学的原理和方法研究地球形状，内部构造，物质组成及其运动规律，探讨地球起源，形成以及演化过程，为维护生态环境，预测和减轻地球自然灾害，勘探与开发能源和资源做出贡献。包扩地震学，地磁学，地电学，重力学，地热学，大地测量学，大地构造物理学，地球动力学等。 研究特点：1?交叉学科地球物理学由地质学和物理学发展而来，随着学科本身的发展，它不断产生新的分支学科，同时促进了各分支学科的相互交叉，加强了它与地球科学各学科之间的联系。2.间接性都是通过观测和研究物理场的信息内容实现地质勘查目标，研究的不是地质体本身，而是其物理性质。3多解性止演是唯一的，而反演存在多解。不同的地质体具有不同的物理性质，但产生的物理场可能相同。不同的地质体具有相近的物理性质，由于观测误差，物理场的观测不完整以及物理场特点研究不够，产生多解。不同的地质体具有相同的物理性质，即使知道了地质体的物性分布，也无法确定其地质属性。地球物理学的总趋势：多学科综合和科学的国际合作。二?地球物理学各分支所依据的物理学原理和研究的物性参数。 地震学：波在弹性介质屮的传播。地震体波走时，而波频散，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。 占地磁学：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 一?地球的转动方式。 1?自转地球绕地轴的一种旋转运动，方向自西向东，转速并非完全均匀，冇微小变化。 2.公转地球绕太阳以接近正圆的椭圆轨道旋转的运动。 3?平动地球随整个太阳系在宇宙太空屮不停地向前运动。 4?进动地球曲于旋转，赤道附近向外凸出，口月对此凸出部分的吸引力使地轴绕黄轴转动，方向门东向曲。这种在地球运动过程中，地轴方向发生的运动即为地球的进动。 5. 章动。地轴在空间的运动不仅仅是沿一平滑圆锥面上的转动，地轴还以很小的振幅在锥面内,外摆动，地球的这种运动叫章动。 二.地球的形状及影响因索。 地球为一梨形不规则回转椭球体。 影响因素：1?地球的自引力…正球体；2?地球的自转■…标准扁球体；3.地球内部物质分布不均匀-不规则冋转椭球体