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中国地质大学（武汉）考博复习要点 地球物理学 1.1地球重力场的构成及其特征 地球重力场是地球周围任何一点存在的一种重力作用或者重力效应，数值上等于重力加速度，重力场是引力场和惯性离心力场 的合成场。 1.2大地水准面与地球形状的基本概念 地球形状：地球是以个复杂的旋转椭球体，地球平均赤道半径为6378公里，平均极半径为6357公里，北极地球约高出18.9米， 南极地区则低下24-30米，像一个梨形。地球表面的形状比较复杂，然而它的表面大部分被海水覆盖，陆地上的地形起伏相对 于海平面高度或地球半径相比，其值甚微。所以研究地球形状时，人们把平均海洋面顺势延伸到大陆所形成的封闭曲面，即大地 水准面的形状作为地球的基本形状。 大地水准面：重力位延垂直重力方向L求偏导时,再积分会得到W=C(常数)，此式代表了一系列曲面，该面上重力位处处相等， 故叫做重力等位面，该面又处处与重力方向垂直，测量学又称作水准面。将其中一个与平均的海洋面重合的那个重力等位面 成为大地水准面，在重力测量学和大地测量学中，都是以该面作为地球的基本形状来研究。 1.3岩石密度与岩石圈密度特征 岩石密度决定因素 （1）岩石中各种矿物成分及其含量多少 （2）岩石的孔隙度大小及填充物的多少 （3）岩石所受压力的大小 火成岩的密度主要由矿物成分及含量多少来决定 沉积岩的矿物成分对岩石密度的影响虽然没有像对火成岩那样明显，但由于不同的沉积岩有不同的孔隙度，因而 有较大的密度变化范围 变质岩的密度与矿物成分，含量和孔隙度均有密切关系，这主要是由变质岩的性质和变质程度来决定，一般来说 变质岩的密度将比原岩的密度要大。 1.4各种重力异常的物理意义、获取及应用 1.5重力随时间的变化原因及其应用 由于地球是由大气，海洋，固体地幔，液态外核和固体内核等多个部分组成，各个圈层间存在着相互作用和耦合， 它是一个十分复杂的动力学系统。研究表明，地球本体是一个近似分层的椭球体，不同层面有不同的物质构成。在日月 等天体力源和各种区域及全球物理变化的作用下，地球各圈层的物质将不停地迁移，引起地球各圈层间自由或受迫运动， 所有这些将导致重力场的潮汐和非潮汐变化。主要表现为固体地球潮汐，地球自由振荡，地球极移效应和钱得勒摆动， 液态地核自由振荡，固态内核平动振荡和各种核模，构造运动和地壳长期形变，海平面变化，地震过程及其重力与海洋 和大气的耦合效应等，这些都是地球重力随时间变化的原因。 近20年来，先进的观测技术为基础学科研究带来了革命性的进步，由美国Micro-g公司生产的新一代商业化FG5可移 动激光绝对重力仪（AG)的观测精度高达10-8m/s2,而美国GWR公司生产的超导重力仪(SG)的实验室观测精度已经高达 10-11m/s2。这些仪器的研制成功和广泛应用，为检测各种地球物理场和动力学现象导致的微小重力场变化提供了有效工具。 目前各国科学家正从理论模拟和重力检测等途径探索地球内部构造和动力学特征 （1）液态地核存在的内重力波现象 （2）全球气压及其质量分布对重力场的影响 （3）地核近周日自由晃动和固态内核 （4）海洋潮汐和地下水位变化对重力场的影响 （5）与绝对重力测量匹配研究地壳形变 （6）周期从分钟到年的地球自转轴位置变化特征等 （7）将SG和AG数据与人造卫星结算重力场模型结合，获得精密重力场模型，为大地水准面的确定，全球密度模型，地球内部热流 动态地壳均衡，海平面变化，卫星轨道定规提供有效约束。 （8）与地震灾害联合，检测构造活动导致的地震信号以及由此激发的自由振荡。 2.1地磁场的构成及其特征描述的参数 地磁场可分为两个部分：一是主要来源于固体地球内部的稳定磁场，二是主要起因于固体地球外部的变化磁场。 斯密特把稳定磁场和变化磁场分解为起源于地球内，外的两部分。其中Tsi是起因于地球内部稳定的磁场，占稳定磁场总量的99%以上 Tsc是起源于地球外部的稳定磁场，仅占%1以下。aTc是变化磁场的外场源，占变化磁场的2/3，aTi为内源场约占其总量的1/3. 一般，变化场为稳定场的万分之几，偶尔达到百分之几，故通常所指的地球稳定磁场主要是内源稳定场Tsi. 2.2基本磁场（IGRF）及其各项矫正的含义 2.3岩石磁性及古地磁的概念及其地学含义 岩石磁性见书本 古地磁，又称自然剩磁，是指人类史前（地质年代）和史期的地磁场。各地质时代的岩石常有一定的磁性，指示其生成时期的磁极方向。 古地磁一般分为两种，即热剩磁和沉积剩磁。 1）岩浆岩中带磁性矿物所表示的磁性，称热剩磁； 2）沉积岩中带磁性物质所表示的磁性，称沉积剩磁。 古地磁地学意义：古地磁学是地磁