1 中国科学院大学 硕士研究生入学考试 地球物理学 考试大纲 本“地球物理学”考试大纲适用于中国科学院 大学 固体地球物理与地球动力学等专业 方向 的硕 士研究生入学考试。“地球物理学” 包括地震学 、 重力 学 、地磁学 、 地电学 、 地热学 等 基础理论 分支 ， 也包括 地球物理 在 油气 、金属矿产 、 水文资源 、工程与环境 勘探 （ 查 ） 等方面的 技术分支 ，以及在 区域地质与深部构造 研究 、 地震灾害 预测 、海洋 开发 等 领域的 综合地球物理 、 海洋地球物理 分支 。 要求考生 深入 理解 基本概念 与 基本原理 ， 初步 掌握 常规 方法 与应用 技术 。 一 、考试内容 （ 一 ） 弹 性 理论 与 地震 波 的传 播 1弹性 理论 2 地震 射线理 论 3 地震波的反射 和折射 4 地震 面 波 5 天然 地震 及其预测 6 地震 位错 和 震 源 物理 7 地球内部 构造 8 反射地震勘探 9 折射 波 和面波法探测 （ 二 ）地球 的 重力场 1 地球 的 重力 场 2 重力 的观测 3 重力 值的 校正 4 重力异常 的分离和提取 5 重力资料 的 地质解释和应用 （ 三 ）地 磁场 1 地 磁 场的高斯理论 2 地球的基本 磁 场 及其 变化 3 古地磁场及 成因 4 地磁场的 观测与磁异常 5 磁 性体的磁场 、 磁异常 处理和转换 （ 四 ）地 电 场 1 地球电磁学的物理基础 2 2 地电场 与地球 内部的 电导 率 3 岩石和矿物的 电 性特征 4 电阻率 法 、电磁法 、 激发极化法 、 探地雷达法 （ 五 ） 地热学 1 放射性衰变与 地球内热 2 地球内 部的传热机制 3 热流测量和热流分布 4地球内部温度 5 地热勘探 与 放射性勘查 （ 六 ） 综合地球物理 1 综合地球物理 解释的基本原则 2 物理 -地质 模型 （ 七 ） 海洋地球物理 1 海洋地球物理研究 对象 2 海洋地球物理 调查 方法 二、考试要求 （一） 弹性 理论 与 地震 波 的 传播 1、 理解体力 和 面力概念 ， 了解 运动方程 的推导方法 。 了解 应变分析方法 与 无限小应变理 论 ， ； 了解 描述形变 和运动的 拉格朗日法和欧拉法 ， 掌握 连续方程 的欧拉形式 。 了解 广义虎克定律 ， 掌握 杨氏模量与泊松比 的基本定义， 熟练 掌握 各向同性的完全弹性体的 应力 -应变关系 ， 了解 理想刚体 、 完全 固体 、 完全流体的 概念 。 理解 完全弹性体 、粘滞体 、完全塑性体 、 Bingham 体 、 粘 弹性体 、 弹 滞性体 、一般线性体的 概念 。了解波动 方程及其基本解 。 2、 掌握 费马原理 ， 了解射线方程 ， 理解 球对称 情形下 的 地震射线 ， 掌握特征函数和 惠更斯原理 ， 熟练 掌握 Snell 定律 。 理解 层状介质中的地震射线 走时方程 ， 掌握地震波在 单个水平层中的走时 ， 了 解 球对 称介质中的地震射线 及本 多夫 定律的推导 ， 了解地球内部的速度异常对地震射线的影响 ， 掌 握常用地震震相的标示 及其传播过程中的射线路径 ，了解地球内部的地震波速度分布 。 3、了 解平面波在自由 表面的反射 ， 掌握 平面波在 两种介质分界面上的反射和折射 。 4、 理 解 瑞利 面波 。 了解勒夫 面波 。 理解 面波频散 ， 掌握 群速度和相速度概念 ， 理解 确定群速度 和相速度的原理 。 5、 了解 天然地震的基本特征 ，理解地震成因 模式 。了解地震强度 ， 掌握 地震烈度 和震级的基本 3 定义 。了解地震预测 方法 。 6、 理解 地震 断层 和 震 源区的 应力 状态 ， 掌握 弹性回跳理论 ， 了解 断层 面解 ，了解 震源区的应力 状态 。 了解弹性动力学位错理论 。了解 破裂 过程和震源参数 。 理解 地震前兆 ，掌握震源物理理论 。 7、 熟悉 地球 内部 主要分层 与 物质组成 。 8、 理解反射地震 勘探原理 ，掌握反射地震工作方法 ， 理解 反射 地震资料数据处理基本流程 ， 熟 悉 反射 地震资料的解释流程 、速度参数的分析 、时间剖面的对比 及地质解释 。 9、 了解 折射波法 探测 原理 。 理解 瑞利波法 探测 原理 ， 掌握瑞利波 工作方法 ， 熟悉 瑞利波法 观测 结果的分析 与 资料处理 解释 流程 。 （ 二 ）地球 的重力场 1、 理解 牛顿 引力 场和力位 ， 掌握格林定理与高斯 定理 ， 了解 格林 公 式 ， 了解 唯一性定理和 狄 利克雷 问题 ， 了解 球谐 函数 。 理解 地球 重力 场的 一级近似 、二级近似 ， 了解国际参考椭球及其理论 重力公式 ， 了解 重力公式的精确解 。理解重力异常和 大地水准面的高度概念 。 2、 了解重力观测仪器工作原理 ，了解 全球重力网和国家重力网 ，了解重力测量工作方法 。 3、 熟练 掌握重力异常的基本概念及常用单位，掌握 重力值的 自由空气 校正与布格校正方法 ， 理解 自由空 气 重力异常、布格重力异常的基本概念 。 了解 重力 均衡校正方法 ， 理解 地壳 均衡 概念 ， 了解 重力均衡理论及其典型模式 。 了解 地球的固体潮汐、 勒夫 数、志田数 等 基本概念 。 4、 了解产生 重力 异常的主要地质 因素 ，掌握分离区域异常和 局部异常的 主要 方法 。 5、 了解 重力异常的地震解释和应用 ，掌握 重力异常解释的原则和 定性分析 方法 。 （ 三 ）地 磁场 1、 了解 地磁场的数学表述 ， 了解 地磁场的高斯 （ 球谐 ） 分析 ， 熟练掌握地磁要素 及其 表达式 ， 了解 磁 位的球谐表达式， 了解 高斯磁场系数的 物理意义 。 2、 了解地球 基本 磁场 的 高斯分析 ，理解 地磁图 ， 理解 中心 偶极子场与非偶极子场的基本概念 与一般特征 。理解 并掌握地 球基本 磁场的长期变化、短 期变化及局部磁异常变化特征 。了解地球磁 场的空间形态 ， 了解近地面和核内磁场 、 高 空磁场 、 磁层的基本特征 。 3、掌握岩石 的铁磁性、抗磁性与顺磁性等基本概念， 理解岩石天然剩余磁性 特征 。 了解 古地 磁场的长期变化 特点 ， 理解 地磁场倒转 现象 和地磁年表 。 了解地磁场 的 成因 理论 。 4、 掌握 地磁场的观测方法 ， 了解磁力仪 ，熟悉磁 测工作方法 。 5、 了解简单磁性体的磁场特征 ， 理解 磁异常的 解析延拓 、化 磁极等 处理和转换方法 ， 了解 磁 异常的欧拉齐次方程 反演方法 、磁界面迭代法 反演方法 。 （ 四 ）地 电 场 1、 理解 麦克斯韦方程组 ， 了解亥 姆霍兹方程和贝塞尔函数 ， 了解 “ 环型 ” 和 “ 极型 ” 电磁 场 。 2、 理解 平面 电磁 波传播特性 ， 了 解 大地电场的 分 类 ，理解自然电场的 分布特征及成 因 。 了解 地球内部电导率 ，理解 地幔导电机制 。 4 3、 了解 影响 岩 、 矿 石 电阻率 的主要因素 ， 理解 岩、 矿石 的 导电性、 介电 性、 导 磁性、 自然 极 化 性 以及 激发 极化 性 等 基本 特征。 4、 理解 电阻率法 的理论 基础 ， 掌握 电阻率剖面法与电阻率测深法装置类型 ， 理解 高密度电阻 率法的观测系统 。 了解常用 的电磁法 类型 ， 掌握大地电磁测深资料 采集 基本 流程 。 了解激发极化法 特点 。 了解探地雷达法的 工作原理 。 （ 五 ） 地 热 学 1、了解 放射性同位素的衰变规律 ，了解 天然放射 性核素在自然界的分布特征 。 理解 长寿命放 射性元素 衰变 释放的热能 ， 了解 地 球 形成时 物质的引力 位 降低 释放 的 能量 。 2、 掌握热传导 方程， 了解 地球内部的传热机制 。 3、 掌 握大地 热流 基本概念， 熟悉 热流测量原理 ， 理解 全球 地表 热流 分布 特征 。 了解大陆 地区 的 地幔热流计算公式 ， 了解 海洋 地区的 地幔热流计算公式 。 4、 理解 地壳和岩石层的温度分布 计算方法 ， 了解 地幔温度 下限 、上限的计算方法 ，了解地核 温度的 估计 方法 。 5、了解浅层测温与钻孔测温基本方法 ，了解 射线测量 法 、氡气测量 法 、 核磁共振测量 法 。 （ 六 ） 综合地球物理 1、了解 综合地球物 理 研究 思路 和 基本原则 。 2、了解 物理 -地质模型 概念 和 分类 ， 掌握物理 -地质模型 的 建立方法 。 （ 七 ） 海洋地球物理 1、了解 大陆漂移 说 与海底扩张 说 ，了解 古地磁 解释大陆漂移的机制 ，了解 磁 异常条带 解释 海 底 扩张的机制 。理解 板块构造及 其 运动特征， 了解 地幔热柱 及 地幔对流理论的基本概念 。 2、 了解海底浅层结构探测方法 ，了解海底热流测量方法 ，了解 海洋重力调查方法 ，了解海底 地震 探测方法 ， 了解 海底 电磁 探测 方法 。 三、主要参考书目 1、傅承义、陈运泰、祁贵仲著，地球物理学基础，北京：科学出版社， 1985 2、 刘光鼎 主编 ， 地球物理通论 ， 上海 ： 上海科学技术 出版社， 2018 3、 张健 等 编著， 海 洋 地球物理 ： 理论 与方法 ，北京： 科学 出版社， 2020 编制单位：中国科学院 大学 编制日期： 2021 年 6 月 10 日