地球物理复习提纲及部分答案

不同震相的辨认依据：运动学特征和动力学特征。
9.何为地震波的运动学特征与动力学特征？
震相的到时，即震相的时距关系特征称为运动学特征。震相的相位、振幅、周期称为动力学特征。
10.天然地震的地震参数有哪些？哪些为运动学参数？哪些为动力学参数？(p40)
天然地震的地震参数包括发震时刻（t0）、震中位置（Φ，λ）、震源深度（h）、及震级（M）五个参数。
9.什么叫固体潮？
第四章地磁学
1.请说明地磁场是怎样组成的?（p100）
地磁场由多种不同来源的磁场叠加而成。
按稳定性来区分，地磁场可分为两大部分：
①主要来源于地球内部的稳定场
②主要来源于地球外部的变化磁场
据地磁场的高斯球谐分析，稳定磁场和变化磁场还可以分为起源于地球内部和地球外部两部分。
①内源场：起源于地球内部的稳定磁场称为地磁场的内源场。
4.面波和体波有何区别？(p20)
体波可以在没有边界的均匀无限介质的三维空间中向任何方向传播，有P波和S波两种。
面波是体波在界面附近衍生出另一种形式的波。面波只能沿着界面传播，只要离开界面即很快衰减。面波有许多类型，它们的传播速度比体波慢，因此常比体波晚到，但振幅往往很大，振动周期较长。
5.面波、纵波和横波的传播速度有什么关系？
比较三者速度大小关系：纵波>横波>面波
6.什么叫面波的频散现象？(p19)
瑞利面波和勒夫波均成群出现，每一群表现为一列波，每列波各自的频率具有不同的传播速度，这种现象称为面波的频散现象。
7.球对称介质中的本多夫定律具有什么含义？(p13)
本多夫定律：表示相邻射线之间的关系。
本多夫定律的公式表述：
本多夫定律的第一式表示地震波的真速度和视速度的关系。
浅源地震：震源深度小于60km的天然地震，又称正常深度地震。大多数地震都为浅源地震。释放大量能量的浅源地震(M>=7.0或M>=6.5)的频度是中深源地震频度的3.5倍，是深源地震频度的12.5倍。
中源地震：震源深度在60-300km之间的地震。
深源地震：震源深度大于300km的地震。目前已记录到的最深地震的深源地震约700 km。有时将中源和深源地震统称为深震。
χ叫做物质的磁化率，它表示物质磁化的难易程度，χ值越大，说明越易磁化。
抗磁性：磁化率χ< 0的物质（抗磁性是物质抗拒外磁场的趋向，因此，会被磁场排斥。所有物质都具有抗磁性。可是，对于具有顺磁性的物质，顺磁性通常比较显著，遮掩了抗磁性。只有纯抗磁性物质才能明显地被观测到抗磁性。）
顺磁性：磁化率χ> 0的物质（有些材料可以受到外部磁场的影响，产生指同相向的磁化向量的特性。这样的物质具有正的磁化率）
透射波：地震波在传播过程中遇弹性不同的分界面时,有一部分能量穿过界面继续向前传播。其方向遵循透射定律,即透射线与入射波和入射点处界面法线在同一平面内,入射线与透射线分居法线两侧,入射角a的正弦与透射角α2的正弦之比等于对应地层波速之比。这种波称为透射波
2.折射波的存在条件？(p10)
形成折射波的条件： V2＞V1 θ=θC
16.何为地球物理勘探（简称物探）？
利用地球物理的原理，根据各种岩石之间的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异，选用不同的物理方法和物探仪器，测量工程区的地球物理场的变化，以了解其水文地质和工程地质条件的勘探和测试方法。
17.物探方法与地质方法的主要区别？
第三章重力学和固体潮（p59）
1.请说明重力的组成？
2.地震有哪些分类？(p2)
按成因分类
构造地震：地下岩层错动破裂所造成的地震。全球90％以上的天然地震都是构造地震。有感范围可以达到几十甚至几百平方公里。
火山地震：火山作用，如喷发、气体爆炸等引起的地震，常发生在火山喷发之前，与岩浆向火山口方向上升和熔浆中气体压力的骤减有关。火山地震占全球发生地震的7％。 陷落地震：地层陷落，如喀斯特地形、矿坑下塌等引起的地震，以及人类工程活动引发的所谓技术性地震，这主要是建造水库和向钻孔中注水所致。陷落地震占总数的3％。按震源深度分类
9.在时距曲线上，直达波、反射波、折射波有什么关系？
10.怎样从折射波的相遇时距曲线判断界面的倾斜方向？
11.（从时距曲线上、地下的传播路径上、地面的出射点上）反射波和折射波有什么区别？
简答：（1）从时距曲线上：反射波是双曲线；折射波是不经过原点的直线；
（2）从地下的传播路径上：折射波在层面上传播，而折射波直接反射到达地表接收点。
单色（一个频率）简谐波在传播过程中，波的同相面（波阵面）的传播速度称为相速度。
由于频散现象，各种频率的波都以各自的速度传播着，在传播过程中会相互叠加，于是形成的合成振动的图像是复杂的，它与原来各个波的振动形式不同。合成振动的振幅是变化的，我们用合成振动振幅的极大值传播的速度来表示其速度，就是波的群速度。
对于多层介质只有当下伏地层速度大于上伏地层的所有各层速度时才能产生折射波。
在实际的地层剖面中只有某些地层能满足形成折射波这个条件，因此“折射层”的数目要比“反射层”的数目少得多
3.反射波的存在条件？(p11)
当入射波垂直入射界面时产生反射波的条件为：（不存在转换波时）
反射波的强度（振幅）决定于波阻抗差与入射波的强度。波阻抗的差值越大，反射波越强。
为了压制多次反射波之类的特殊干扰波，提高地震记录信噪比，采取有规律地同时移动激发点与接收排列，对地下界面反射点多次重复采样的观测形式叫多次覆盖观测系统。
基本原理：对界面多次采样，采用的原理是共点反射叠加原理，利用有效波和干扰波经正常时差矫正后，存在剩余时差的差异，来突出有效波压制干扰波，提高资料信噪比。
8.什么是正常时差和动校正？动校正的目的是什么？
正常时差是指同一个反射波在两个观测点上测得的时间差。
动校正：由于共射点时距曲线是双曲线形式，它不能直接反应地下界面形态，我们设想把双曲线的时距曲线改造成反应地下界面形态的直观形式，以便于显示地震剖面。
动校正的目的：在水平叠加中，动校正处理是针对共反射点道集进行的。它把炮检距不同的各道上来自同一界面同一点的反射波到达时间按正常时差规律校正为共中心点处的回声时间，以保证实现同相叠加，使得叠加后的记录道变为自激自收的记录道．从而直观反映地下构造形态。
②外源场：起源于地球外部的稳定磁场称为地磁场的外源场。
2.说明地磁要素都有哪些？它们之间的关系如何？(p101)
地磁要素：描述地磁场大小与方向特征的物理量。
地磁学中人们把描述地磁场大小和方向的物理量X、Y、Z、H、D、I、F 称做地磁要素。
地磁三要素：要想确定地面上一点地磁场的强度和方向，至少要测出任意三个彼此独立的地磁要素，称之为地磁三要素。
本多夫定律的第二式表示射线参数与波的走时曲线的关系，由走时曲线的斜率可求出射线参数P。
8.什么叫震相？都有哪些震相？不同震相的辨认依据什么特征？(p33)
震相:在地震图上显示的性质不同或传播路径不同的地震波组。
震相有体波震相（纵波类和横波类）和面波震相；就波的震中距而言，有近震震相和远震震相；就深度而言，有浅震震相和深震震相。
2.地球的引力位、离心力位、重力位对某一坐标轴和某一方向的偏导数的物理意义是什么？
3.什么是正常重力场和重垂线偏差？
5.说明对重力异常值的校正都有哪些？
6.地壳的均衡模型有哪些？说明它们的特点？
7.说明什么叫重力场的解析延拓？
8.说明重力异常解释中高阶导数法的特点？
4.纵波和横波的特点？(p8)
横波的特点是质点的振动方向与波的传播方向相互垂直。在横波中波长通常是指相邻两个波峰或波谷之间的距离。
纵波是质点的振动方向与传播方向同轴的波。如敲锣时，锣的振动方向与波的传播方向就是一致的，声波是纵波。
5.（单一水平界面、单一倾斜界面、多层水平界面情况下）反射波的时距曲线特点？
单一水平界面：3）深层或浅层的反射波总是在其他的振动背景上出现，一般根据振幅极大的相位来确定一组反射波的到达时刻。
6.（单一水平折射层、单一倾斜折射层、多个水平折射层情况下）折射波的时距曲线特点？(p52)
7.为什么折射波又叫首波？
如果存在着波速不同的介质且界面是密接的，则在低速介质中的震源产生之地震波到达界面时会产生反射和透射，当入射角大于临界角时，透射波转换成沿界面传播的一种新波动——首波，它以高速介质的波速沿界面传播，并在低速介质的半空间中形成呈锥面状的波阵面，（为此，有时也把首波称为圆锥波），因此在低速介质中距震源较远处（临界距离或盲区以外）就可观测到这种“折射”回来的波动，并在更远（不到两倍临界距离以外）处，折射波已比直达波更早到达观测点而成为初至波了，因此又称这种波为首波。
多层水平界面：1）在剖面中有多个反射界面，一个震源激发可得到多条时距曲线而形成时距曲线族，因为浅层的时距曲线陡，深层的平缓，所以在距离震源一定距离处，深浅层的反射波时距曲线会相交，而在震源附近一般不相交，所以地震反射波法大都在震源附近进行观测。
单一倾斜界面：2）反射波时距曲线能确定反射界面的深度及其岩石平均速度，并能研究界面的形态。但是，界面倾角越大，则xm越大。倾角达到一定值时，在记录图上就看不到极小点，由于反射波法的观测范围不大，这时的时距曲线变成一条单调的曲线。所以，一般情况下，反射界面倾角在3-15度时效果最佳。
（3）从地面的出射点上：折射波出射点比反射波出射点远。
12.从视速度定理的角度回答为什么直达波、折射波时距曲线是直线，而反射波非直线？
简答：视速度定理，真速度不变，根据射线在地表的出射角度是否变化可判定地表的视速度是否变化，因在时距曲线上视速度为斜率的倒数。
13.在多层水平层状介质中，怎样根据直达波和折射波的时距曲线形态求地下各层的埋深和速度？（p45）
14.画图表示怎样用综合平面图表示观测系统。(p53)
从分布在侧线上的各个激发点 出发，向两侧做与侧线成45°角的直线坐标网，将侧线上的接收段投影到通过激发点的45°斜线上，用粗线或有色线标出，这种图就称为综合平面图。图上所绘粗线或有色线尖端向上的交点就是观测系统的互换点。