| 课程号 |
01231400 |
学分 |
3 |
| 英文名称 |
Basics of Geophysics |
| 先修课程 |
地质学、如果具有普通物理学基础更好。 |
| 中文简介 |
主要介绍地球物理学各个分支，包括天然地震学、勘探地震学、重力学、地磁学、地电学、地热学和地震层析成像技术中的基本概念、科学原理和技术方法；着重介绍地球物理方法与地质学的结合及其在地球内部结构探测、能源和资源勘探上的应用、以及过去100年地球物理所取得的主要科学结果。
本课程本着面向21世纪的教学改革，强调基础的重要性，力求正确地引入物理概念和原理，着眼于物理内容的阐述和物理本质的揭示。采用欧美同专业主流原版教材，课程讲授中通过大量高仿真配套图件、卡通和动画等直观地将地质单元、地层剖面和构造背景与地球物理方法、证据和结果之间的联系展示给学生，力图使学生在掌握地球物理学基础知识的同时，了解地球物理方法在地球内部探测和地质学研究中的作用、正确使用地球物理学方法和数据资料，为进一步解决地球科学研究中遇到的实际问题打下良好的基础。
本教案同时兼顾地质专业和地球物理专业本科生的需求。通过本课程的学习让地质学专业的学生全面了解地球物理技术方法在探测和确定地球深、浅部结构中的作用、基本原理和过程。同样，对于地球物理专业的学生，通过本课程的学习可以更好地了解地球物理学技术方法的使用前提条件及其与特定地质环境和构造背景的相互关系。讲解中着重强调地球物理学和地质学中相关知识点的联系和对比，在介绍必要的数理工具的同时避免复杂冗长的数学推导，帮助学生建立起清晰的物理图像和系统的地球科学知识体系。
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| 英文简介 |
The basics of geophysics illustrates how difference types of geophysical observations provide constraints on Earth`s gross structure and composition. It introduces geology and geophysics students with a basic grounding in math an physics to the fundamentals of various geophysics techniques. Also specific observations illustrate how each technique constrains certain aspects of the plate tectonic framework that is fundamental to the study of Earth science today at the advanced undergraduate or beginning graduate level. |
| 开课院系 |
地球与空间科学学院 |
| 通选课领域 |
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| 是否属于艺术与美育 |
否 |
| 平台课性质 |
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| 平台课类型 |
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| 授课语言 |
中英双语 |
| 教材 |
地球物理学基础,史 謌,北京大学出版社,2002,1；
Whole Earth Geophysics - An introductory textbook for Geologists & Geophysicists,Robert J. Lillie,Prentice Hall,1999,1,0-13-490517-2；
The Solid Earth – An introduction to Global Geophysics,C. M. R. Fowler,Cambridge University Press,1990,地震学教程,傅淑芳，刘宝诚,地震出报社,1991,地球物理学基础,傅承义、陈运泰、祁贵仲,科学出版社,1985, |
| 参考书 |
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| 教学大纲 |
完善地质、地球物理学专业本科生地球科学基础知识体系：对于地质专业学生，除了学习数理、地质学基础课外，还需学习地球物理学基础知识。同样对地球物理专业的学生也需要广泛地了解地球物理研究对象所处的地质背景和构造环境。
让学生详细了解地质学宏观科学问题与地球物理学精细探测技术、方法的联系：本课程通过大量图件、卡通和动画直观将地质环境与地球物理观测数据建立间的联系展示在学生面前，力图使学生在掌握必要的地球物理学基础知识的同时，了解地球物理方法在地质学研究中的作用，能正确地应用地球物理学方法和资料，解决地质学研究中的问题。
加深课堂知识的理解和认识: 每学期带选课学生到中海油、中石油、地质总局等产业界所属地球物理研究院参观实习一次。
第一章 我们已知的地球—地球科学成果介绍 2学时
1.1 地球物理学概论
1.1.1 地球物理学与地质学的关系
1.1.2 地球物理场及其基本概念
1.1.3 地球物理方法的地质学约束
1.2 地球物理分支及其研究方法、内容及主要成果
1.2.1重力学
1.2.2地磁学
1.2.3地电学
1.2.4地震学
1.2.4地热学
第二章 板块构造理论与地球物理学观测 2学时
2.1 地球的内部结构
2.1.1 经典地球分层
2.1.2 现代地球分层
2.2 岩石圈和软流圈
2.2.1 地壳物理状态
2.2.1 上地幔物理状态
2.3 板块构造边界
2.3.1 扩张板块边界
2.3.2 联合板块边界
2.3.3 转换板块边界
2.4 板块边界地球物理现象与地球内部演化
2.4.1 全球地震活动
2.4.2 全球火山活动
2.5 地球物理观测与板块构造特征
2.5.1 折射地震观测
2.5.2 反射地震观测
2.5.3 天然地震观测
2.5.4 重力观测
2.5.5 地电和地磁观测
2.5.6 大地热流观测
第三章 地震波及其射线近似 2学时
3.1 弹性波
3.1.1 地震波传播与介质物性的关系
3.1.2 地震体波
3.1.3 地震面波
3.2 可控源地震探测技术
3.2.1 地震波时距曲线
3.2.2 直达波、临界折射波和反射波
3.2.3 真速度与视速度
第四章 地震折射解释 4学时
4.1 解释方法
4.1.1 单一水平界面解释
4.1.2 多层水平界面解释
4.1.3 倾斜界面解释
4.2 地震折射剖面的构造解释
4.2.1 浅表地层速度和结晶基底厚度确定
4.2.2 上地幔速度和地壳厚度确定
第五章 地震反射的采集、数据处理和波形分析 6学时
5.1 地震反射采集和剖面设计
5.1.1 地震道集
5.2.2 共源共炮点采集
5.2.3 共中心点数据采集
5.3 反射地震数据处理
5.3.1 动校正
5.3.2 静校正
5.3.3 速度分析
5.3.4 偏移和叠加
5.4 影响地层识别的地震波基本要素
5.4.1 理想信号与真实信号
5.4.2 波阻抗与反射系数
5.4.2 地震波长与地层探测厚度
5.4.4 频率与相位
5.4.5 地层分辨率与清晰度
第六章 地震反射剖面及构造解释 4学时
6.1 反射剖面的构造显示和影响因素
6.1.1 地层几何构造影响
6.1.2 地震波速度影响
6.1.3 射线路径弯曲影响
6.1.4 影响的综合考虑
6.1.5 三维体的影响
6.2 典型构造的地震反射显示
6.2.1 大陆裂谷带
6.2.2 大洋中脊
6.2.3 被动大陆边缘
6.2.4 俯冲带
6.2.5 碰撞造山带
第七章 天然地震学与地球内部结构和应力状态 4学时
7.1 天然地震的特征
7.1.1 弹性回跳理论及地震发生机制
7.1.2 地震三要素及地震的震中定位
7.1.3 地震宏观破坏作用及地震烈度定量
7.1.5 地震震源机制解及震源的应力状态
7.2 天然地震与板块构造
7.2.1 扩张和转换板块边界的地震特征及分布
7.2.2 联合板块边界的地震特征及分布
7.3 地震波—地球内部的探测器
7.3.1 全球地震走时曲线
7.3.2 地壳、地幔和地核的主要分界线
第八章 重力学与地球形状 8学时
8.1 地球的重力场
8.2 重力异常
8.2.1 理论重力场
8.2.2 自由空气重力异常及其改正
8.2.3 简单布格重力异常及其改正
8.2.4 完全布格重力异常及其改正
8.3 重力测量
8.3.1 绝对重力测量
8.3.2 相对重力测量
8.4 重力异常成因假说与重力均衡
8.4.1 普拉特模型和埃瑞模型（局部均衡）
8.4.2 岩石圈弯曲（区域均衡）
8.5 重力模型及典型地区地形起伏重力模拟
8.5.1 简单几何体的重力模拟
8.5.2 半无限板近似模型
8.6 构造背景及其重力显示
8.6.1 局部均衡平衡区域的重力异常
8.6.2 重力异常图
8.6.3 局部均衡的误差
第九章 地磁学与地球演化 4学时
9.1 地球的磁场特征
9.1.1 地磁的内源场的轴向偶极子模型
9.1.2 地磁场的强度和方向
9.1.3 地磁倾角与板块漂移证据
9.2 地球介质的磁化
9.2.1 岩石的磁性
9.2.2 磁化类型
9.3 诱发磁异常的解释
9.3.1 地表下磁体几何学
9.4 古地磁研究
9.4.1 剩余磁化的类型
9.4.2 古地磁的解释及地磁场的倒转
第十章 地电学与矿产探测技术 4学时
10.1 大地电场 (全球电场)
10.1.1 大地电场的基本特征
10.1.2 大地电场变化
10.1.2 大地电场的分类
10.2 自然电场 (局部电场)
10.2.1 矿体的氧化还原电场
10.2.2 吸附作用-过滤电场
10.2.3 扩散电场
10.2.4 工业游散电流
10.3 电法勘探技术和方法
10.3.1 岩石和矿物的电阻率
10.3.2 岩石电阻率的影响因素
10.3.3 电阻率探测技术基本原理 (人工电场法)
10.3.4 电阻率测深法
10.3.5 电阻率剖面法 (电剖面法)
10.4 大地电磁测深
10.4.1 大地电磁测深原理
10.4.2 大地电磁测深资料的解释
10.4.3 大地电磁测深法的应用研究
第十一章 地热学与地球内部温度分布 2学时
11.1 地球内部热流
11.1.1 地热与地球年龄
11.1.2 地球内部的热源及热结构
11.1.2 热传递
11.2 大地热流
11.2.1 热流方程
11.2.2 热流测量
11.3 构造与热流
11.3.1 大陆热流
11.3.2 海洋热流
第十二章 地震波层析成像与精细地球探测 2学时
12.1 地震层析成像原理和方法
12.2 人工地震地震波层析成像
12.2.1 介质物性成像
12.2.2 介质分层界面成像
12.3 天然地震地震波层析成像
12.3.1 区域地震成像
12.3.2 全球地震成像
第十三章 课程实习 4学时
课堂教授95%，校外实习参观5%
平时作业（包括实习）：40%；期末考试（笔试）：60%
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| 教学评估 |
雷军：
学年度学期：16-17-1，课程班：地球物理学基础1，课程推荐得分：4.58，教师推荐得分：4.58，课程得分分数段：90-95；
学年度学期：17-18-1，课程班：地球物理学基础1，课程推荐得分：4.61，教师推荐得分：4.54，课程得分分数段：85-90；
学年度学期：18-19-1，课程班：地球物理学基础1，课程推荐得分：0.0，教师推荐得分：7.89，课程得分分数段：80-85；
学年度学期：19-20-1，课程班：地球物理学基础1，课程推荐得分：0.0，教师推荐得分：8.39，课程得分分数段：85-90；
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