一、考試科目基本要求及適用范圍概述

本“地球物理學基礎”考試大綱適用于中國科學院大學復合鏈生災害風險評估與地震復合鏈生災害等專業方向的博士（申請-考核制）研究生入學考試。“地球物理學基礎”包括地震學、重力學、地磁學、地電學、地熱學等基礎理論分支，也包括地球物理在油氣、金屬礦產、水文資源、工程與環境勘探（查）等方面的技術分支，以及在區域地質與深部構造研究、地震災害預測等領域的綜合地球物理分支。要求考生深入理解基本概念與基本原理，初步掌握常規方法與應用技術。

二、考試形式

考試采用閉卷筆試形式，考試時間為120分鐘，滿分100分。

試卷題型：填空、名詞解釋、論述。

三、考試內容：

（一）彈性理論與地震波的傳播

1．彈性理論

2．地震射線理論

3．地震波的反射和折射

4．地震面波

5．天然地震及其預測

6．地震位錯和震源物理

7．地球內部構造

8．反射地震勘探

9．折射波和面波法探測

（二）地球的重力場

1．地球的重力場

2．重力的觀測

3．重力值的校正

4．重力異常的分離和提取

5．重力資料的地質解釋和應用

（三）地電場

1．地球電磁學的物理基礎

2．地電場與地球內部的電導率

3．巖石和礦物的電性特征

4．電阻率法、電磁法、激發極化法、探地雷達法

（四）綜合地球物理

1．綜合地球物理解釋的基本原則

2．物理-地質模型

四、考試要求：

（一）彈性理論與地震波的傳播

1、理解體力和面力概念，了解運動方程的推導方法。了解應變分析方法與無限小應變理論，；了解描述形變和運動的拉格朗日法和歐拉法，掌握連續方程的歐拉形式。了解廣義虎克定律，掌握楊氏模量與泊松比的基本定義，熟練掌握各向同性的完全彈性體的應力-應變關系，了解理想剛體、完全固體、完全流體的概念。理解完全彈性體、粘滯體、完全塑性體、Bingham 體、粘彈性體、彈滯性體、一般線性體的概念。了解波動方程及其基本解。

2、掌握費馬原理，了解射線方程，理解球對稱情形下的地震射線，掌握特征函數和惠更斯原理，熟練掌握Snell定律。理解層狀介質中的地震射線走時方程，掌握地震波在單個水平層中的走時，了解球對稱介質中的地震射線及本多夫定律的推導，了解地球內部的速度異常對地震射線的影響，掌握常用地震震相的標示及其傳播過程中的射線路徑，了解地球內部的地震波速度分布。

3、了解平面波在自由表面的反射，掌握平面波在兩種介質分界面上的反射和折射。

4、理解瑞利面波。了解勒夫面波。理解面波頻散，掌握群速度和相速度概念，理解確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。了解地震強度，掌握地震烈度和震級的基本定義。了解地震預測方法。

6、理解地震斷層和震源區的應力狀態，掌握彈性回跳理論，了解斷層面解，了解震源區的應力狀態。了解彈性動力學位錯理論。了解破裂過程和震源參數。理解地震前兆，掌握震源物理理論。

7、熟悉地球內部主要分層與物質組成。

8、理解反射地震勘探原理，掌握反射地震工作方法，理解反射地震資料數據處理基本流程，熟悉反射地震資料的解釋流程、速度參數的分析、時間剖面的對比及地質解釋。

9、了解折射波法探測原理。理解瑞利波法探測原理，掌握瑞利波工作方法，熟悉瑞利波法觀測結果的分析與資料處理解釋流程。

（二）地球的重力場

1、理解牛頓引力場和力位，掌握格林定理與高斯定理，了解格林公式，了解唯一性定理和狄利克雷問題，了解球諧函數。理解地球重力場的一級近似、二級近似，了解國際參考橢球及其理論重力公式，了解重力公式的精確解。理解重力異常和大地水準面的高度概念。

2、了解重力觀測儀器工作原理，了解全球重力網和國家重力網，了解重力測量工作方法。

3、熟練掌握重力異常的基本概念及常用單位，掌握重力值的自由空氣校正與布格校正方法，理解自由空氣重力異常、布格重力異常的基本概念。了解重力均衡校正方法，理解地殼均衡概念，了解重力均衡理論及其典型模式。了解地球的固體潮汐、勒夫數、志田數等基本概念。

4、了解產生重力異常的主要地質因素，掌握分離區域異常和局部異常的主要方法。

5、了解重力異常的地震解釋和應用，掌握重力異常解釋的原則和定性分析方法。

（三）地電場

1、理解麥克斯韋方程組，了解亥姆霍茲方程和貝塞爾函數，了解“環型”和“極型”電磁場。

2、理解平面電磁波傳播特性，了解大地電場的分類，理解自然電場的分布特征及成因。了解地球內部電導率，理解地幔導電機制。

3、了解影響巖、礦石電阻率的主要因素，理解巖、礦石的導電性、介電性、導磁性、自然極化性以及激發極化性等基本特征。

4、理解電阻率法的理論基礎，掌握電阻率剖面法與電阻率測深法裝置類型，理解高密度電阻率法的觀測系統。了解常用的電磁法類型，掌握大地電磁測深資料采集基本流程。了解激發極化法特點。了解探地雷達法的工作原理。

（四）綜合地球物理

1、了解綜合地球物理研究思路和基本原則。

2、了解物理-地質模型概念和分類，掌握物理-地質模型的建立方法。

五、主要參考書目：

1、傅承義、陳運泰、祁貴仲著，《地球物理學基礎》，北京：科學出版社，1985

2、劉光鼎 主編，《地球物理通論》，上海：上海科學技術出版社，2018

編制單位：中國科學院大學應急管理科學與工程學院

編制日期：2024年3月15日