地球物理导论论文参考文献

第一节 地球科学的研究对象和研究内容人类生活在地球上，衣食住行等一切活动都离不开地球。如人们要靠山 川大地获取生活资料以维持生命，要从地球中开采矿物资源制造生产和生活 工具，要了解地球上的自然地理和气候条件以便发展生产，要与地球上发生 的各种自然灾害作斗争。因而，人类在长期的实践中逐步加深了对地球的认 识，并且逐渐形成了一门以地球为研究对象的科学——地球科学（geoscience）。 地球科学简称地学，是数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学六大基础自然科学之一。地球科学以地球为研究对象，包括环绕地球周围的气 体（大气圈）、地球表面的水体（水圈）、地球表面形态和固体地球本身。 至于地球表面的生物体（生物圈），由于其研究内容广、分支学科较多、且 研究方法具有特殊性，因而已独立成一门专门的基础自然科学——生物学。 但生物的起源与演化、生物体与生存的地球环境之间的关系也属于地球科学 的研究范畴。地球科学是一门理论性和应用性都很强的科学。它不仅承担着揭示自然界奥秘与规律的科学使命，同时也为生活在地球上的人类如何利用、适应和 改造自然提供科学的方法论。随着生产和科学技术的发展，地球科学的研究 内容和领域也不断地深入和扩展，逐渐形成了日臻完善的由多学科组成的综 合性学科体系。地球科学目前主要包括地质学、地球物理学、地理学、气象 学、水文学、海洋学、土壤学、环境地学等学科。其中，地质学（geology） 由于其研究领域广博、分支学科较多，并且以研究地球的本质特征为目的， 因而成为地球科学的主要组成部分，以至于人们有时把地质学和地球科学作 为同义语使用，其实两者的含义是有差别的，它们具有包容关系。随着科学 的发展，地球科学还会不断地诞生新的学科和出现一些边缘学科。地理学（geography）主要研究地球表面的各种地形、地理环境及其结构、分布和演变规律，并涉及到自然和社会两个领域之间的相互关系。地理学一 般可分为自然地理学和人文地理学两大组成部分。自然地理学是研究自然地 形、地理环境的结构及发生、发展规律的学科，主要包括普通自然地理学、 区域自然地理学、地志学等。人文地理学是研究人和社会与自然地形、地理 之间的相互关系的学科，主要包括政治地理学、社会地理学、人口与聚落地 理学、经济地理学、历史地理学等。气象学（meteorology）以地球周围的大气圈为研究对象，主要研究大气 的各种物理性质、物理现象及其变化规律。其研究内容也很广泛，包括许多 分支学科和应用学科。主要的分支学科有大气物理学、天气学、气候学、高 空气象学、动力气象学等，主要的应用学科有卫星气象学、无线电气象学、 航空气象学、海洋气象学、农业气象学、林业气象学等。其目的在于揭示大 气中的各种物理现象和物理过程的发生、发展本质，从而掌握并应用它为人 类生活和国家经济建设服务。水文学（hydrology）和海洋学（oceanography）以地球表面分布的水体 为研究对象。水文学主要研究地球上江河、湖沼、冰川、地下水以及海洋等 各种水体的数量、质量、运动变化与分布规律，以及它们与地理环境、生态系统和人类社会之间的相互影响与相互联系。海洋学是以海洋作为一个独立 体进行研究的，它实际上是从地球科学的其它几个分支学科中独立出来的， 这是由于海洋在现代地球科学、人类生存环境和未来社会发展中的地位越来 越重要的缘故。海洋学是研究海洋中发生的各种现象和规律及其相互关系的 各门学科的总称，根据研究内容不同可分为海洋物理学、海洋水文学、海洋 化学、海洋生物学、海洋气象学和海洋地质学等。土壤学（soil science）以地球表面发育的土壤层为研究对象。主要研 究土壤的物质组成、结构、类型、分布和形成发展过程。根据具体研究内容 和应用领域的不同，土壤学也有一些分支学科，如土壤生物学、土壤地理学、 土壤气候学、土壤物理学、土壤化学、土壤地质学等。地球物理学（geophysics）是应用物理学的方法研究地球的一门学科， 是近代发展起来的地球科学与物理学相结合的一门重要边缘学科。广义的地 球物理学的研究对象包括固体地球及其表部的水体和周围的大气圈。但由于 水体和大气圈的研究都已建立起相应的独立学科，所以一般所称的地球物理 学是狭义的，其主要研究对象是固体地球，因而也可称之为固体地球物理学。 地球物理学重点研究固体地球的各种物理性质、物理现象及其发生与发展过 程、地球的内部构造与组成、地球的起源与演化等。其主要分支学科有地震 学、地磁学、重力学、地热学、地电学、大地测量学、大地构造物理学和应 用地球物理学等。其中，应用地球物理学主要是研究地球物理勘探方法及其 在地球资源的勘探与开发、地球环境的监测与保护等方面的应用。地质学（geology）研究的主体对象也是固体地球，当前主要是研究固体地球的表层——地壳或岩石圈。地壳或岩石圈的厚度一般为几十到二百公里 左右，与地球的半径（6371km）相比只是一个很薄的表壳。这一薄壳之所以 成为地质学当前研究的主要对象，一方面是出于实际需要，因为这一层与人 类的生活、生产及生存都直接相关；另一方面是受现时人类能力的限制。人 们可以直接观测和研究地球表层，但现阶段人类尚无能力对地下深处进行直 接研究。钻井取样是目前人们获取地球较深部物质进行直接研究的唯一途 径，但由于受当前技术水平的限制，钻井所能达到的深度是有限的。目前世 界上最深的钻井（）位于俄罗斯西北部的科拉半岛，这一深度尚不足 该区大陆地壳厚度的二分之一。可以相信，随着科学技术的发展，地质学研 究的对象将不断向地球的深部（如地幔、地核）扩展。地质学的研究内容主要包括固体地球（重点是地壳或岩石圈）的物质组成、内部构造和形成演化历史。按其研究内容和任务的不同，地质学的主要 分支学科可简举如下：（1）研究地球的物质组成方面的学科，如结晶学、矿物学、岩石学等；（2）研究地球的内部构造方面的学科，如构造地质学、构造物理学、区 域构造学、地球动力学等；（3）研究地球的形成演化方面的学科，如古生物学、地层学、地史学、 古地理学、地貌及第四纪地质学等；（4）研究地质学的应用方面的学科，可分为两个方面：其一是研究地下 资源方面的分科，如矿床学、石油地质学、煤田地质学、水文地质学等；其 二是研究地质与人类生活环境及灾害防护方面的分科，如工程地质学、环境 地质学、地震地质学等。此外，人们为了更好地研究上述地质学的各个方面，不断地吸收和借鉴其它一些学科的先进理论、方法和技术，用以促进和深化地质学的各项研究， 于是逐渐形成了一系列的边缘学科，如数学地质、地球化学、同位素地质学、 天文地质学、海洋地质学、遥感地质学及实验地质学等，这些边缘学科在现 代地质学各领域的研究中发挥着极其重要的作用。近几十年来，由于世界各国工业、农业、军事、航天、交通等产业的飞 速发展，其结果给地球的自然环境带来了巨大的影响。这种影响有些是直接 的（如污染问题）、有些是间接的（如气候变化），它已经严重地影响到地 球的自然生态和人类的生存与发展，因而受到科学工作者和全人类的广泛关 注。这一问题与地球科学和环境科学关系密切，于是在地球科学中逐渐形成 了一门与环境科学相结合的边缘学科，即环境地学。环境地学主要研究地球 自然环境的组成、结构、形成、演变以及环境的破坏、污染、防止、保护、 改良与评价等。根据地球科学中各学科所研究的侧重点不同，又可分为环境 地质学、环境地理学、环境气象学、环境水文学、环境海洋学、环境土壤学 等。朋友！ 这些比较详细缺点就是多点 呵呵不知道你用不用

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杨进

1 绪论

环境与工程地球物理是应用物理学的理论和方法，通过环境工程物理性质的差异或其形成的物理场来研究、解决环境工程问题，以达到人类与自然和谐协调发展的学科。环境与工程地球物理不同于常规的地球物理方法，它具有独到的特点：勘探目标的浅表层是一种特殊的地质地球物理环境；勘探方法具有抗干扰性和灵活性；物性差异小探测信号弱，需较好的信号提取技术；需要不同时间连续跟踪动态检测；建立专用的物理-地质模型。环境与工程地球物理的基本任务是从声、光、热、电、磁等物理场的变化来认识地球，其主要应用领域有资源勘探、环境保护、灾害防治及国家重大工程建设等。环境与工程地球物理涉及组成要素包括岩石圈、水圈、生物圈、大气圈，涉及物性包括物理性质、化学性质和生物性质，涉及人类活动空间包括聚落空间、区域空间、地球空间及星际空间。

2 环境工程问题

环境问题

环境与工程地球物理对环境问题的研究内容是自然成因和人为成因的环境问题，既包括聚落环境，也包括全球环境变化。其主要研究内容：①自然力引起的环境灾害与变化，如地震、火山、滑坡、塌陷、地裂缝、地面沉降以及空间环境变化的观测和研究预测。②人类生活与生产排放的废气、废水和固体废物引起的大气圈、水圈和岩石圈（含土壤）污染的探测和监测。③经济建设和交通等引起的辐射、噪声、振动等能量场污染的测量与研究。④人为物质与能量污染引起的全球变化，如气候、旱涝灾害的研究和预测。

世界环境问题

随着人口增加、生产规模不断扩大，所需的生活、生产资料急剧增长、排放“三废”（气体、液体、固体污染物）相应增加。人类活动空间扩大，改造自然、破坏生态日益加剧，已经威胁到人类的生存和持续发展：①资源匮乏，资源是人类生存和发展所必须的物质条件。随着人口增加，资源需求与日俱增。不可再生的矿产资源（包括能源资源）日益短缺，而且破坏环境造成污染。②森林资源面积缩小，使全球气候调节功能降低；水土流失，土地沙化，耕地退化；淡水资源短缺，成为人类生存和发展的严重障碍。③环境污染日益严重，主要表现在三个方面：一是有毒有害气体，大量排放，造成大气污染，引起“温室效应”、“臭氧层破坏”、酸雨范围扩大；二是土面积生态破坏、表现为大面积森林破毁，草场退化、土壤流失和沙化；三是突发环境事件，范围大、危害严重，其特征是：第一，造成全球性危害，第二，污染源多样，既来自工农业，也来自人类生活。既来自发达国家，也来自发展中国家。第三，污染事件多发影响面大。

中国的主要环境问题

中国幅员辽阔，自然环境千差万别、多种多样，面临较突出的环境问题不尽相同，但总体来看，优先考虑的七个环境问题包括：

（1）水污染（以有机污染为主）；

（2）城市大气污染（以总悬浮物和SO2为主）；

（3）工业有毒、有害废渣和城市垃圾对大气、水和土地的污染；

（4）北方地表水资源相对贫乏，许多城市严重缺水；

（5）分布广泛而严重的水土流失；

（6）森林覆盖率低，天然林面积小，林木蓄积量相对较小，草原退化严重；

（7）原生环境面积缩小，物种资源减少。

工程问题

环境与工程地球物理对工程问题的研究主要在铁路、公路、水利、电力、油气、城市建设等领域。目前服务范围及可望解决的地质问题或提供的参数主要包括以下方面：①探测工程区及场址区的覆盖层厚度并分层，了解基岩起伏形态、划分风化厚度、查明隐伏构造等，为工程选线、选址提供基本资料。②测定基岩、洞室围岩动弹性参数，为岩体工程地质分类和质量评价提供科学依据。③岩基快速测试技术是利用岩体弹性波速、回弹值及岩石点荷载试验值作为地质评价的定量或准定量手段，为工程基础开挖、建基面验收、施工质量监测等提供数据。④地球物理测井可提供多种物理力学参数，为钻孔岩层划分、了解地下含水层特性；判断地基液化及划分场地类别等提供定量化指标。⑤层析成像技术通过测定孔与孔、洞与洞、孔与洞之间地震（声波）速度重建波速场的分布特征，使地质勘查达到由点或线到面的飞跃。⑥工程质量检测。工程构筑物的质量检测、地下埋设物检测。⑦地下管线探测，可查明管线类型、埋深、走向和位置等，为城市建设和发展提供基础资料。⑧考古调查和研究：包括古文化遗址的发掘和研究，文物表面腐蚀程度评价以及古代人文活动规律的评定等。⑨工程地质灾害防治。国家建设中特别是西部地区，经常遇到滑坡、溶洞、地面下沉、水库坝基漏水等工程地质问题。

3 环境与工程地球物理方法

环境与工程地球物理方法研究环境工程问题的机制是目标体在物性发生变化时（污染、破碎、挤压等），会产生相应的地球物理场效应，即物质的电导率、介电常数、密度、磁导率和弹性等会发生变化，根据目标体与周围介质物性的差异，借助专门的仪器和一定的测量方式，观测地球物理玚的分布特征和分布规律，结合有关地质资料对地下目标做出地质解释，达到勘探的目的。目前环境与工程地球物理方法在研究解决环境工程问题时，几乎使用了当前地球物理的所有方法。但是在解决环境工程问题的过程中，有些任务是传统地球物理方法难以完成的，因此近些年来又发展起一些独具特色的、专用于环境工程勘察的新方法，如地震面波法、高精度地震反射法、高密度电阻率法、探地雷达、天然声辐射测量等等。对于同一种方法，应用于不同领域时，其方法原理虽然相同，但由于工作目的和探测对象的不同，在工作方式上往往有较大的差异，并形成各自的特点。

电（磁）法是以岩土介质的导电性差异为基础，通过观测和研究人工电流场的变化和分布规律，进而探查地质目标和解决环境工程问题的一类传导类电法勘查方法。它是勘查地球物理方法中方法种类最多、应用面最广的一类方法。地震勘查方法主要是研究人工激发的地震弹性波在岩、土介质中的传播规律，用以确定介质的结构及其力学性质的差异，了解不同介质层的地下分布。目前用于工程环境检测、灾害调查的弹性波方法主要有以浅层为主的折射波法、反射波法和面波法，以及层析技术。环境重力方法是以物质重力差异为基础，借助重力仪器解决环境地质问题的方法。利用重力勘探解决的环境工程地球物理问题主要有地震预报、滑坡探测、地面沉降灾害等。磁法勘探是一种研究地质构造、寻找矿产资源的方法，也可用来寻找带有磁性的地下污染物等。环境工程地磁方法是以物质磁性差异为基础，借助一定的仪器和观测方法获取地球磁场信息，通过分析研究磁场信息的变化，达到研究在自然环境演化和人类活动过程中引起的环境工程变化问题。放射性测量方法，也就是核地球物理方法，是近代物理学中核物理理论在地球科学中的应用。核地球物理所涉及的范围很广，从空间上来讲，已用于星际、航空、地面及海底。从应用对象上讲，它不但应用于金属、油气等的勘查，更广泛地应用于环境工程领域。如检查大气中的污染物、处理废弃物、寻找基岩地下水以及地质灾害的监测、预报与防治等。

下面给出目前应用于环境工程地球物理中的各种分支方法。

电（磁）法类主要有电阻率法、激发极化法、电磁感应法（瞬变电磁法、甚低频法）、探地雷达、地面核磁共振法、激光技术与激光雷达方法；环境工程地震勘探方法有折射波法、反射波法、高分辨率浅层地震勘探、瞬态瑞雷波法；重力勘探；环境工程地磁方法、高精度磁测；放射性测量方法；层析成像技术（地震层析成像技术、电磁波层析成像技术）。

4 环境与工程地球物理的应用

目前，环境与工程地球物理的应用领域概括起来主要包括地球物理场的环境效应调查、环境污染的监测和防治、天然和人为灾害的监测和防治、基础性建设的工程勘查（包括西气东输、南水北调、三峡工程、高速等级公路的建设等）。广泛的应用领域为环境与工程地球物理的理论、方法、技术及进一步的深化发展提供了广阔的空间，逐步形成了具有独特技术方法的研究领域。环境工程地球物理在这些领域中已经有不可胜数的成功实例，但仍处于形成和发展中，它的研究和应用领域有待于扩展、完善。

地球物理场的环境效应调查包括：天然核辐射环境效应的调查，解决氡气灾害远景的区域预测、室内氡浓度监测和新建筑规划区的选址和设计；天然电磁场环境效应的调查，研究电磁场的生物效应和对人文设施的影响；人工弹性波场环境效应的调查，研究人工振动对工程建筑的破坏和地基承载力的影响。环境污染的监测主要是放射性污染的监测、水资源污染的监测、地下固体废料污染的监测。放射性污染的监测重点调查区域性自然放射性背景、核事故污染、矿山探采和选冶污染、采煤和燃煤的污染、石油开采及运输中的放射性污染、建筑材料的放射性污、核废料处理场地的选址；水资源污染的监测主要工作是调查地下水无机污染、地下水有机污染、地下水污染通道、多个含水层之间交叉污染等状况；地下固体废料污染的监测重点是探测固体废料埋藏场地的位置、范围、厚度、隔离层、渗漏通道和污染范围、废料堆放场的选址。地质灾害的监测主要是调查滑坡、泥石流、岩溶、洞穴、地裂缝、地面沉陷、土地盐碱化灾害、海水入侵、煤层自燃、矿井地质灾害（如岩爆、陷落柱、突水、瓦斯突出、井喷）等。工程问题主要有地下管线的探测、区域性的地质调查、建筑工程质量无损检测、建筑物质量无损检测、高等级公路、机场跑道路基路面质量的无损检测、地基加固效果检测、大型工程地基勘查等。

例如采用高密度电阻率法、瞬变电磁法、探地雷达法、地温法及化学分析法在北京某垃圾填埋场进行渗漏检测。用美国SIR-10A探地雷达仪，100MHz屏蔽天线，时窗400ns。地温法采用日本UV-15精密测温仪。化学分析样取深土样，实验室用气相色谱分析三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯和四氯乙烯等有机污染物。这三种方法的测量结果，都没有异常显示。说明该区地表粘土层比较致密，渗透性不好。而高密度电阻率法，使用E60B仪器，电极距3m，斯伦贝格排列，同时沿剖面布置60个电极。数据经预处理后，进行二维反演。结果表明，垃圾渗漏液由局部透水层渗入深部。被污染的土壤和地下水呈低电阻率特征，视电阻率在10Ω·m左右可定性为被渗漏液污染，垃圾场渗出液的实测电阻率均在Ω·m左右，而自来水的电阻率均在32Ω·m左右。垃圾渗漏液污染已经钻井证实，并且已于2002年开始施工，做地下水泥防渗墙处理。

例如陕-京天然气输气工程涿县-北京段的地下管线探测中，查清天然气管道铺设沿线地下管线的分布情况。工作中采用金属管线探测仪和探地雷达进行探测。在探测过程中，遇到的多为军用电缆，并与天然气管道沟呈不同角度相交，这种电缆如按常规探测易产生漏测，为解决这个问题，采用从远处已知电缆位置追踪的方法向天然气管道沟方向逼近，同时在管道沟沿线采用“环形”布线的探测技术来进一步详查。在数据采集时，采用发射机与接收机保持在同一条水平线上，保证仪器经过地下管线上方时，接收到有用信号，防止有用信号丢失。上海某地质勘查院应用探地雷达方法完成了沪闵路污水管和浦东杨高路地下雨水管等项目的探测。在浦东杨高路地下雨水管探测中，采用天线距1m，测点距，中心频率100 MHz。所探测目的体在雷达图像上的反映信号清晰，反映的上顶面深度为，管径，后开挖验证雨水管上顶面埋深，管径，效果颇佳。

5 环境与工程地球物理进展

仪器的更新换代

具有代表性的有：①GPR发展理性化、系统化和快速化。GPR近年来发展很快。超宽分离天线及双静态多频天线等的研制成功，使探地雷达的工作频宽达～100 MHz，时距在0～20000 ns。另外，仪器的体积变小，重量变轻，价格变低，但性能却变得更好。②浅层地震方法与仪器有新的发展。尤其是三维高分辨率地震勘探技术的推广应用，使得研究人员可以借助计算机对地质体进行三维立体研究，从而大大提高对环境分析的准确度。跨井地震成像技术、地震剖面偏移处理技术等也都有所发展。便携式震源的出现改变了以往地震法仪器庞大、勘探费用高等缺点，大大提高了工作效率。③高灵敏度近地表磁梯度仪器的出现。目前美国已经研制出一种G-858铯光泵磁力仪，具有稳定性强、灵敏度高、图形、数字、声音实时显示、操作方便等优点，并能同时测量总场和水平及垂直梯度。

方法技术的更新

环境与工程地球物理技术除了常用的电法和电磁法（电阻率法、激发极化法、自然电位法、音频大地电磁法、甚低频法）、位场法（磁梯度测量的方法、微重力测量）、浅层地震方法（地震折射法、地震反射法）、放射性方法外，新近出现了高密度电法、探地雷达、面波勘探和核磁共振法。这些新方法不同程度地提供了最佳的分辨率，且能降低近地表信号衰减、地层非均质性和某些类型噪声的影响。

资料处理技术的提高

环境与工程地球物理的发展，也促进了数据处理、正反演解释和成像技术的发展。频谱分析、小波分析和统计方法广泛应用于数据的去噪和弱信号的提取。反射地震和探地雷达资料的偏移成像等，采用包括解析方法、有限单元、有限差分等方法，研究的介质从各向同性向各向异性介质的方向发展，正演拟合也逐步趋于真实的介质，反演方法也从线性方法向非线性方法发展。但从目前的软件来看，还有很大的发展空间，如多道面波技术的频散曲线反演主要是一维，还没有二维反演方法和软件；电磁法的反演也大多集中在一维和二维，广泛应用的三维反演软件开始研发；浅层反射地震和探地雷达反演软件逐步向标准化、商业化方向发展。计算机技术的迅猛发展推动了地球物理处理方法的发展，众多对地球物理数据进行处理的软件也随之出现。在这些数据处理程序中，许多新理论、新算法被采用，最近发展起来的混沌理论、分形理论、小波理论、模式识别等或多或少都有所体现。例如我国的研究者提出的基于小波变换的地震记录分频处理技术（Frequency Division Process，简称FDP）可将薄层的可识别度减小到1/16～1/64波长，大大提高了地震记录的信噪比和分辨率。这些理论的应用使得分析过程更与自然环境下的情况接近，提高了研究结果的可信度。

应用领域的扩大

环境与工程地球物理应用于解决更广泛的各类问题，新的应用领域仍在持续不断地扩大。在最近几年的进展中，有些是随着仪器的更新和计算机技术的进步而出现的，有些是受到了社会需求的刺激而出现的，有些则是受各种法律规定的强制因素而产生的。虽然环境与工程地球物理目前已有许多用途，但也存在着许多潜在的用途。如确定水文地质特征，对基岩顶面和塌方底面成图，勘探煤、金属和其他矿物，民用、采矿和天然地震工程，确定地基加固程度和处理后的改善程度，探测和对地下设施成图，确定岩石的可剥离性，监测大地运动和物理性质随时间的变化，监测大坝和大堤的强度，确定沟渠充填物的性质，调查污染物的羽状化，检测未爆炸的军火，勘探考古现场。

6 环境与工程地球物理几个重要的发展趋势

（1）环境与工程地球物理方法逐步向高分辨率、高精度的质量检测和监测方法方向发展，表现在环境与工程应用领域的扩大（例如，有关农业利用土地的物理和化学的性质，公共卫生和安全方面如污染治理以及本领域各类工程的质量检测等）、仪器技术水平的提高和资料处理技术的进步（最近数十年或数年发展起来的混沌理论、分形理论、小波理论、模式识别等）。

（2）地下水有机污染的研究是研究的重要领域。地下水是人类生活用水的重要来源，地下水一旦受到污染将对人类的健康造成极大的危害。环境地球物理方法用于地下水研究，目的是对地下水质量的监测及保护，而不是地下水的供应与开发。

（3）地质灾害预报和环境污染监测是研究的主要内容，重点解决地质灾害预报、环境污染长期的地球物理监测。

（4）采用综合地球物理的方法研究环境工程问题。工程与环境问题种类较多，性质各不相同，涉及的范围和领域也比较广泛，应采用综合地球物理方法才能取得更好地地质效果。

（5）特殊环境下的环境与工程地球物理技术有待发展。加强对矿山地球物理技术的研究，发展水下地球物理勘探技术。

（6）环境工程问题的时间剖面地球物理勘探，对目标体进行动态、连续、长期的检查是环境工程地球物理的发展方向。

（7）生态环境研究是环境与工程地球物理学研究的新热点。

（8）环境与工程地球物理信号采集、数据传输、资料处理及地质解释的数字化、可视化及网络化是新的发展趋势。

总之，环境与工程地球物理是一个新兴的学科，研究和应用领域正在不断拓展。其方法技术具有快速、经济、可靠的特点。特别是在当前自然和人为灾害不断困扰着整个人类的情况下，地球物理技术在环境工程问题诸方面的应用都取得了新进展，在国民经济建设中起到了重要作用，成为解决环境工程问题不可缺少的重要手段。

参考文献

王敬国.2000.资源与环境概论.北京：中国农业大学出版社

王丰.2003.地球——人类沧桑的家园.北京：国防工业出版社

陈立民，吴人坚，戴星翼.2003.环境学原理.北京：科学出版社

周律等.2001.环境物理学.北京：中国环境科学出版社

王秀明.2000.应用地球物理方法原理.北京：石油工业出版社

陈仲侯等.1993.工程与环境地球物理教程.北京：地质出版社

王兴泰.1996.工程与环境地球物理新方法新技术.北京：地质出版社

楚泽涵，任平.2002.环境地球物理学.北京：石油工业出版社

程业勋，杨进.2005.环境地球物理学概论.北京：地质出版社

Jonh Introduction to Applied and Environmental Wiley＆SONS

Murali Sabnavis， and Application of Groundwater of Exploration Geophysicsists，Hyderabad，India

Edwin ，Cahit Exploration Wiley＆SONS

曾昭发，刘四新，刘少华.2004.环境与工程地球物理的新进展.地球物理学进展，19（3）

崔霖沛，吴其斌.1997.环境地球物理方法及其应用：环境污染、灾害及地球物理场环境效应的监测与治理.北京：地质出版社

中国地球物理学会，环境地球物理专业委员会（蒋宏耀等）.1997.环境与地球物理.北京：地震出版社

李金铭，罗延钟.1996.电法勘探新进展.北京：地质出版社

杨成林.1993.瑞雷波勘探.北京：地质出版社

陈灿华，陈绍求.2000.电测深法在岩溶探测中的应用.中南工业大学学报，（1）：9～12

何雪洲.1999.地球物理技术在灾害地质调查中的应用.水文地质工程地质技术方法动态，（1）：1～4

王俊茹，吕继东.2002.地质雷达在环境地质灾害探测中的应用.地质与勘探，（3）：70～73

王文龙，陈天逵.1995.浅论高密度电阻率法在工程勘测中的应用效果.地球物理与化探，（3）：229～237

王玉海，姜涛.2001.地质雷达在检测地裂缝中的应用.勘察科学技术，（3）：62～64

夏望麟，王国利.2002.浅层反射多次覆盖技术在滑坡勘探中的应用.湖北地矿，（4）：135～137

杨文采，杜剑渊.1992.煤矿陷落柱地震层析成像试验.地球物理与化探，（3）：174～180

张献民，王俊茹，刘国辉.1994.应用高密度电法探测煤田陷落柱.地球物理与化探，（5）：363～370

杨进，刘庆成，程业勋.2000.水环境地球物理方法的应用综述.地质科技情报（2）

王丽娟，王支农，郝书军.2003.地球物理方法在环保工作中的应用实例.勘察科学技术，（2）：58～60

崔霖沛.1998.环境地球物理方法的若干应用领域及其发展趋势.国外地质科技，（3）：9～17

杨进，刘庆成，程业勋.1998.环境地球物理方法在地下水污染监测中的应用.环境科学研究，（6）：43～46

崔霖沛.1998.地球物理方法在城市环境评价中的应用.国外地质科技，（1）：28～34

徐宝慈.1995.当前环境工程地球物理研究的进展和动向.地球物理化探译丛，（5）：4～8

崔霖沛.1992.环境地球物理-地球物理应用领域的新前沿.地质科技参考资料，（2）：15～18

崔霖沛.1995.地球物理学与环境的监测和保护.国外地质勘探技术，（2）：1～7

陈晖鸣，余钦范.1998.环境污染调查中磁与电磁测量新技术的应用.地学前缘，（2）：237～245

朱海龙.1999.环境地球物理学及其研究现状.石油地球物理译丛，（1）：1～7

Gueli GEOPHYSICS：MODERN CONCEPTION.地学前缘，（1）：47～57

Dwain 等著.崔霖沛译.1998.关于近地表地球物理新用途的短篇记事选.地球物理化探译丛，（2）：66～72

John 等著.张保祥译.1998.地球物理技术在城市环境地质调查中的应用.地球物理化探译丛，（2）：55～60

曹俊兴，贺振华，朱介寿.1998.工程与环境地球物理的发展现状与趋势：1997年工程与环境地球物理国际学术会议侧记.地球科学进展，（5）：501～504

崔霖沛.1997.地球物理方法在环境保护工作中的应用.水文地质工程地质，（5）：16～18

程业勋，王南萍，侯胜利.2001.环境辐射的评价方法及现场检测技术.地学前缘，（1）：82

高庆华，马宗晋，苏桂武.2001.环境、灾害与地学.地学前缘，（1）：9～14

宋秀杰，丁庭华.1999.北京市地下水污染的现状及对策.环境保护，（11）：44～47

李晓芹，陶裕录，冯锐.1998.电阻率层析成像的原理与初步应用.地震地质，20（3）：234～242

杨华，李金铭，桂峰.1998.电阻率层析成像方法技术近年发展概况.地球物理学进展，13（4）：90～96

潘玉玲，张昌达.1999.核磁共振技术应用的新领域-探查地下水.CT理论与应用研究，8（4）：5～8

潘玉玲，万乐，袁照令等.2000.核磁共振找水方法的形状和发展趋势.地质科技情报，19（1）：105～108

郑军卫，张志强，董连成.2000.环境地球物理学及其现状与进展.地球科学进展，15（1）：40～47

贾民育.2000.微重力测量技术的应用.地震研究，23（4）：452～456

John geophysics investigations in urban Break，，，pp，63～69

Dinesh Kumar and leachate composition at a municipal landfill site in NewDelhi， journal of environment and pollution，，pp，454～465

sfdsefdewfewfewfewfwefweofiewfffffffewfhe ff efiewufuwuifweuifywe fwefewfewfewfewf

傅承义，1977.地球十讲，科学出版社.

曾融生，1990，固体地球物理学导论，科学出版社.

马杏垣等编，1991，中国响水—满都拉地学断面，地质出版社.

程裕淇，1995.中国区域地质概论，地质出版社.

肖序常、李廷栋、李兴岑等，1988，喜马拉雅岩石圈构造演化总论，地质出版社.

许志琴、崔军文，1996.大陆山链变形构造动力学，冶金工业出版社.

许志琴、姜枚、杨经绥，1996，青藏高原北部隆升的深部构造物理作用，地质学报，～206.

任纪舜、陈廷愚、牛宝贵等，1992.中国东部及邻区大陆岩石圈的构造演化与成矿.科学出版社.

国家地震局，1986，中国地壳上地幔地球物理探测成果，地震出版社.

丁国瑜主编.1991.中国岩石圈动力学概论，地震出版社.

汪集旸1996,Geothermics in .

滕吉文，1993，岩石圈物理与动力学研究进展与发展方向，地球物理学进展，8:12～23.

杨文采，1997.地球物理反演的理论与方法，地质出版社.

杨文采、李幼铭编，1993，应用地震层析成像，地质出版社.

侯遵泽、杨文采，1997.中国重力异常的小波变换与多尺度分析，地球物理学报，40:85～95.

杨文采，侯遵泽，1996,Partition nf Crustal density structure of Chinese contincnt,continental Dynamics,1（2）:94～102.

刘昌铨等，1989，华北新生代裂谷系及其周边地壳结构与地球动力学研究，BISEG,628～629.

刘福田，1991，三维速度结构的研究现状和展望，地球物理学报.34:788～797.

赵国泽、刘铁胜、江钊等，1997，山西阳高—河北容城剖面大地电磁资料的二维反演解释，地球物理学报，40,38～46.

张禹慎、马石庄，1997，全球地震面波相速度变化及其大地构造学意义，地球物理学报，～192.

金振民，1997，拆沉作用及其壳—幔演化动力学意义，地质科技情报，16（1）,1～9.

Anderson of the continental mantle:An historical perspective,in （ed.）“Continental mantle”，1～ .

through Society Special Pub..～17.

Dziewonski the lower mantle :Determination of lateral heterogeneity in P velocity up to degree and order 6,～5952.

Fowler solid university press.

Grand Hilst seismic tomography:A Snap shot of convection in the Earth,GSA TODAY,7,1～7.

Fukao Y.. tomogram of the Earth's mantle:Geodynamic ～630.

Molbrook Christensen seismic velocity structure of the Deep continental （eds）“continental lower crust”.1～.

Jones properties of the lower continental crust,in et al.（eds）“Continental lower crust”.81～.

Maruyama S.. ～29.

Nelson unified view of craton evolution motivated by recent deep seismic reflection and refraction ～35.

Mooney （ed.）. Framework of the Continental United Society of America,Memoir 172.

Platt England removal of lithosphere beneath mountain ～336.

Tanimoto T.. of large-scale heterogeneity and shift of velocity anomalies between the upper and lower ～509.

Turcotte Schubert G.. wiley＆Sons.

Woodhouse Dziewonski the upper manttle:Three dimensional modeling of earth structure by inversion of seismic wave ～5986.

Zoback Emmermann R.. Rationale for Establishment of lithosphere program .

几个典型的地球物理学原理论文

在现实的学习、工作中，大家总少不了接触论文吧，论文是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。那么，怎么去写论文呢？以下是我整理的几个典型的地球物理学原理论文，希望能够帮助到大家。

题目：

浅谈几个典型的地球物理学原理

摘要：

地球物理学是以从固体内核至大气圈边界的整个地球为研究对象的地矿类学科，所涉及的基本原理涵盖物理学、地球化学、地质学等多个学科的综合内容，对学生的逻辑思维能力和数值计算能力要求很高。本文重点对解决地球物理学问题所必需的几个基本原理进行了总结性的论述。

关键词：

典型；地球物理；原理

从地球物理学的组成来看，主要分两种，其一是研究大尺度和一般原理的，叫理论地球物理学；其二是勘查石油、金属、非金属矿或解决其它地质问题的，叫应用地球物理学。显然，理论地球物理学是实际应用的前提，而有关地球物理学的基本原理则是理论内容最基础的部分。

一、地球形状与重力分布的重力学基本原理

地球是太阳系中的一颗行星，它有自转和公转运动。通俗说地球形状是两极稍扁，赤道略鼓的椭球体。对地球形状的研究是大地测量学和固体地球物理学的一个共同课题，其目的是运用几何方法、重力方法和空间技术，确定地球的形状、大小、地面点的位置和重力场的精细结构，地球的形状主要是由地球的引力和自转产生的离心力决定的，且地球非常接近于一个旋转椭球，其长半轴为6378136米，扁率为1∶。严格而言，地球形状应该是指地球表面的几何形状，但是地球自然表面极其复杂，所以从科学上，人们都把平均海水面及其延伸到大陆内部所构成的大地水准面作为地球形状的研究对象，因为大地水准面同地球表面形状十分接近，又具有明显的物理意义。但是大地水准面还不是一个简单的数字曲面，无法在这样的面上直接进行测量和数据处理。而从力学角度看，如果地球是一个旋转的均质流体，那么其平衡形状应该是一个旋转椭球体。于是人们进一步设想用一个合适的旋转椭球面来逼近大地水准面。要确定这一椭球，只需知道其形状参数（长半轴a，扁率α）和物理参数（地心引力常数GM和旋转角速度ω）即可。同大地水准面最为接近的椭球面称为平均地球椭球面。如果能确定大地水准面与该椭球面之间的偏差，亦即大地水准面与椭球面之间的差距（大地水准面差距N）和倾斜（垂线偏差θ），则大地水准面的形状可完全确定。

地球的重力源于牛顿的万有引力定律，即宇宙空间任意两质点，彼此相互吸引，其引力大小与他们的质量成积成正比，与他们之间的距离平方成反比。地面点重力近似值980Gal，赤道重力值978Gal，两极重力值983Gal。由于地球的极曲率及周日运动的原因，重力有从赤道向两极增大的'趋势。地球上重力的大小与方向只与被吸引点的位置有关，理论上应该是常数，但重力是随时间变化而变化，即相同的点在不同的时刻所观测到的重力不相同。

二、地震及弹性波在地球内部的传播规律

地震波是地下传播的震动，必然与岩石的弹性有关，一般都假定岩石是一种完全弹性体。科技小论文在地震波计算中，地球介质可以做为各向同性的完全弹性体来对待。而在地震波理论中，通常把地球介质当作均匀、各向同性和完全弹性介质来处理，只是一种简化的假定。实践证明，这种假定可以使分析大大简单，并且在多数情况下可以得到与观测结果颇为符合的结果。研究地震波在地球内部传播的问题，主要有动力学和运动学两种方法。动力学方法是直接求解波动方程，研究平面波在平界面上的反射、折射，均匀半空间及平行分层空间中的地震面波，以及球对称模型的地球的自由振荡。该方法相对繁琐，本书不做介绍。我们介绍的是第二种方法：运动学方法，就是将波动方程的求解简化成波传播的射线理论，用地震射线这一概念，研究地震波在地球内部传播的运动学特征。

地震波在地球内部的传播研究，主要是基于以下几个基本原理，其一是惠更斯原理，即在均匀弹性介质中，点振源产生球面波向周围传播，当距离r趋向无穷大时，球面波前的半径很大，曲率很小，此时球面波蜕变成了平面波；其二是费马原理，即地震波沿射线的旅行时间（传播）与沿其它任何路径的旅行时间相比为最小，换言之，波总是沿所使用旅行时间最少的路径传播，又叫费马最小原理和射线原理。

总结来讲，惠更斯是从波前面的角度来描述波在介质空间中传播的规律，而费马原理则从波射线的角度来描述波的传播规律。

三、地球磁现象和地球电性质

地球磁现象是指地球周围空间分布的磁场。地球磁场近似于一个位于地球中心的磁偶极子的磁场。它的磁南极（S）大致指向地理北极附近，磁北极（N）大致指向地理南极附近。其磁力线分布特点是赤道附近磁场的方向是水平的，两极附近则与地表垂直，地球表面的磁场受到各种因素的影响而随时间发生变化，地磁的南北极与地理上的南北极相反。地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分。基本磁场是地磁场的主要部分，起源于地球内部，比较稳定，属于静磁场部分。变化磁场包括地磁场的各种短期变化，主要起源于地球内部，相对比较微弱。地球变化磁场可分为平静变化和干扰变化两大类型。地磁场强度大约是—高斯。

根据大气电现象的探测，从静电角度来看，地球和大气近似形成一个漏电的球状电容器。由大气电测量表明：接近地球表面的电场是垂直指向地球表面，在晴天情况下，其数值约为E=100V/m，而地球表面上的电荷密度—×10—10C/m2，由此可计算得知，地球表面上携带总负电荷量为×105C，大气的电流密度约为—3×10—12A/m2。总电流约为1350安培，大气中消耗的总电功率P=亿瓦。整个地球由于自转使正负电荷分开，正电荷分布在地核，负电荷分布在地表，进而在外层产生一个环形电流，电流方向自东向西（电流方向与负电荷运动方向相反），由此产生了由南向北的地磁。

四、结语

了解地球物理学的基本理论和基本原理，有助于学生自我知识框架的建立，同时对地球物理学的整体内容有非常好的梳理作用，笔者也建议广大在校学生能够从最基础的内容开始研究，以便于后期在深造上具备一定的优势。

参考文献：

[1]滕吉文.中国地球物理学研究面临的机遇、发展空间和时代的挑战[J].地球物理学进展,2007,04:1101-1112.

[2]汤井田,任政勇,化希瑞.地球物理学中的电磁场正演与反演[J].地球物理学进展,2007,04:1181-1194.

[3]陈运泰,滕吉文,张中杰.地球物理学的回顾与展望[J].地球科学进展,2001,05:634-642.

[4]霍振华,戴世坤,蒋奇云.地球物理学中的电磁场积分方程正演[J].地球物理学进展,2014,02:742-747.