本書從地球物理學基本原理出發(fā)，系統(tǒng)地介紹地球物理學基本研究方法和在地球科學中的基本應(yīng)用，內(nèi)容包括地震學、重力學、地磁學和地電學等地球物理主要分支學科的原理與應(yīng)用。本書遵循理論與應(yīng)用相結(jié)合的原則，介紹不同地球物理場的基本特征、相應(yīng)地球物理方法的工作原理，以及這些方法在地球內(nèi)部探測與資源勘查中的應(yīng)用，力求使讀者對地球物理學有比較完整的了解。
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黃周傳，南京大學地球科學與工程學院教授、博士生導師。2011年6月畢業(yè)于南京大學，獲構(gòu)造地質(zhì)學博士學位。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 地球物理學概述 1
1.2 地球物理學的研究內(nèi)容和方法 2
1.2.1 地球物理學的主要研究內(nèi)容 2
1.2.2 地球物理學中的正演和反演 4
1.3 地球物理學對地球的認識 5
1.3.1 地球基本結(jié)構(gòu) 5
1.3.2 地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)橫向不均一性 6
1.3.3 地球內(nèi)部物質(zhì)組成與基本物理性質(zhì) 8
第2章 地震學原理 11
2.1 地震時空分布與斷層成因說 11
2.1.1 地震的基本要素 11
2.1.2 全球地震分布與主要地震帶 12
2.1.3 地震成因假說與震源等價力系 14
2.2 地震波場及基本特征描述 16
2.2.1 地震波的產(chǎn)生與類型 16
2.2.2 波動方程 17
2.2.3 波陣面與射線 19
2.2.4 地震波的衰減 20
2.3 地震波的反射與透射 21
2.3.1 斯涅爾定律與射線參數(shù) 21
2.3.2 不同界面情況下波的反射與透射 24
2.3.3 反射與透射系數(shù) 25
2.4 體波震相與走時方程 27
2.4.1 近震震相與走時方程 28
2.4.2 球?qū)ΨQ地球模型中的地震射線 33
2.4.3 不同的速度分布對射線及走時曲線的影響 37
2.4.4 遠震震相與走時表 38
2.5 面波的主要特性 41
2.5.1 面波的主要類型 41
2.5.2 面波頻散 41
2.5.3 群速度與相速度 43
2.5.4 全球面波 44
第3章 地震學應(yīng)用 45
3.1 地震觀測 45
3.1.1 天然地震觀測 45
3.1.2 人工地震觀測 48
3.2 人工地震反射波方法 53
3.2.1 水平層狀介質(zhì)中的反射波 53
3.2.2 傾斜界面上的反射波 56
3.2.3 共反射點疊加方法 57
3.2.4 地震剖面解釋與應(yīng)用 62
3.3 人工地震折射波方法 66
3.3.1 水平層狀介質(zhì)中的折射波 66
3.3.2 傾斜界面上的折射波 68
3.3.3 折射波方法應(yīng)用 70
3.3.4 廣角折射/反射方法探測地殼-上地幔結(jié)構(gòu) 73
3.4 天然地震體波方法 75
3.4.1 地震折射/轉(zhuǎn)換波震相的利用 75
3.4.2 遠震反射波震相的利用 78
3.4.3 地震走時層析成像 81
3.5 地震釀方法 84
3.5.1 面波頻散特性與地球結(jié)構(gòu) 84
3.5.2 群速度與相速度頻散測量 85
3.5.3 利用面波研究地下速度結(jié)構(gòu) 86
3.6 震源機制解與地震斷層 87
3.6.1 震源機制解的圖示與含義 87
3.6.2 震源機制解與地震斷層性質(zhì) 89
3.6.3 活動板塊邊緣的震源機制 90
第4章 動學 92
4.1 地球重力場 92
4.1.1 重力與重力場 92
4.1.2 地球重力位 94
4.1.3 地球正常重力場 96
4.1.4 大地水準面與地球形狀 98
4.2 密度異常體的重力場 101
4.2.1 簡單形狀異常體的重力場 101
4.2.2橫截面為任意形狀的二度體重力場 108
4.3 重力校正與重力異常 110
4.3.1 重力異常和重力校正概念 110
4.3.2 高度校正與自由空氣重力異常 113
4.3.3 布格校正與布格重力異常 114
4.3.4 一些重要地區(qū)的重力異常 116
4.3.5 地殼均衡與均衡重力異常 120
4.4 重力異常數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用 123
4.4.1 引起重力異常的主要因素 123
4.4.2 重力異常數(shù)據(jù)處理方法 123
4.4.3 重力異常反演解釋 129
4.4.4 重力異常解釋與應(yīng)用 131
第5章 地磁學 140
5.1 地球的磁場 140
5.1.1 地球磁場的基本性質(zhì) 140
5.1.2 地球基本磁場 144
5.1.3 地磁場的長期變化 149
5.1.4 地球變化磁場 151
5.2 磁異常場的計算與分析 157
5.2.1 磁異常場與相關(guān)的物理量 157
5.2.2 磁性體的磁場 161
5.2.3 影響磁異常分布特征的主要因素 167
5.2.4 磁異常場的分析 169
5.3 磁異常場變換處理與應(yīng)用 171
5.3.1 磁異常場的常見處理方法 171
5.3.2 磁異常場研究對地質(zhì)學的貢獻及其應(yīng)用 175
第6章 地電學 180
6.1 穩(wěn)定電流場和電阻率方法 181
6.1.1 巖、礦石的導電性 181
6.1.2 穩(wěn)定電流場基本特性 183
6.1.3 電阻率方法及常規(guī)應(yīng)用 189
6.2 極化電場方法 206
6.2.1 巖、礦石的極化效應(yīng) 206
6.2.2 極化電場基本特性 209
6.2.3 極化電場方法及常規(guī)應(yīng)用 213
6.3 電磁場方法 218
6.3.1 交變電磁場中介質(zhì)的電磁特性 218
6.3.2 交變電磁場基本特性 220
6.3.3 頻率域電磁感應(yīng)法：大地電磁測深法 224
6.3.4 時間域電磁感應(yīng)法：瞬變電磁法 230
6.3.5 高頻電磁波探測方法：探地雷達 236
主要參考文獻 247
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