地物复习题(3)

2018-11-23 22:57

7.8-8.5km 2)、在电性结构方面,总体将地壳和上地幔分为三个大的电性层:(1)第一电性层地表的沉积盖层,厚度为0-20km,电阻率为0.2-500Ω?m;(2)第二电性层为坚硬的岩石圈,在电性上表现为高电阻率,可达1000Ω?m以上;(3)第三电性层为软流圈,表现为良导电性,电阻率大致几或几十欧姆?米。

10、

地球内部纵向上可分成那几个层?依据是什么?(王轶婕)

答:地球的内部圈层是根据地震波来划分的。地震波传播的速度与其通过的介质性质有关。如果介质是均质体,地震波是等速直线传播的。当介质性质发生变化时,地震波传播速度会有变化,特别是地震波通过性质完全不同的两种物质的分解面时,波速会发生突然变化(突快、突慢或突然消失)。这样,地震波就可以带来地球内部的信息,利用这些信息就可以推测地球内部构造和物质状态。地震波在地球内部传播的速度一般随深度递增,但又不是匀速增加,通常在若干深度处发生突然变化,这种纵向上的不均匀性,说明地球内部物质成同心圈层构造。

(1)在地下约33千米处,地震波的纵波和横波的波速,由地表向下突然加大。这说明该深度处上下物质在成分或状态上有改变,这个深度就是上下两种物质的分界面,我们称之为不连续面。1909年,奥地利地震学家莫霍洛维契奇根据地震资料,首先发现了这一不连续面,故命名为莫霍洛维契奇面,简称“莫霍界面”。

(2)在地下2900千米处,地震波横波突然消失,纵波的速度明显下降,说明此深度处地球内部物质也有明显差异,也称为不连续面。1914年,德国地震学者古登堡最早研究了这一不连续面,故命名为“古登堡界面”。

(3)莫霍界面和古登堡界面将地球内部划分为三个圈层:地壳、地幔、地核。

(4)地震波的波速在古登堡界面至地心之间的地下5100千米处,也存在一定的变化,称为次级不连续面。这个次级不连续面将地核分为外核和内核。

(5)岩石圈包括地壳和上地幔的上部。岩石圈的厚度是变化的,大陆岩石圈更厚一些。

软流圈位于上地幔上部,软流层温度较高,是岩浆的发源地。

即地球内部纵向由表到里依次为:地壳、莫霍界面、地幔、古登堡面、外核、内核。

三、 动荡大地与震波妙曲

可能的问题:

1、 何为地震波?刻画地震波传播的数学公式及其背后的物理本质

答:由震源(断层错动、化学爆炸、矿坑坍塌等)引发并在地球介质中传播的弹性波成为地震波。从本质上看,地震波即为地球介质发生的弹性应变在地球介质中的传播。

用位移表示的运动方程:

G为切变模量,即单纯发生切应力(剪切力)时,切应力F/S和切应变φ的比值; 为泊松比,与力垂直的方向上产生的形变和力的方向上产生的形变的比值; 拉梅常量,定义为

E为杨氏模量,在在顺伸长或压缩的情况下,纵向应力和纵向应变

波动方程的标准形式:

其中,

为纵波的速度。

的比值。

2、 地震预报与预警概念的异同?在震中距为50公里外进行地震预警,你认

为有可能吗? 依据是什么?

答:地震预报是对未来破坏性地震发生的时间、地点和震级及地震影响的预测,是根据地震地质、地震活动性、地震前兆异常和环境因素等多种手段的研究与前兆信息监测所进行的现代减灾科学。

地震预警是指在地震发生以后,抢在地震波传播到设防地区前,向设防地区提前几秒至数十秒发出警报,以减小当地的损失。

造成的震害:P波

在震中距为50公里外发生地震,P波在大约8s后到达,S波在13s后到达,就有大约5s的时间,如果在震中附近设置地震仪,就会有更长的预警时间。

3、 地面振动的影响因素和影响地震波传播速度的因素各有哪些?这些影响

因素对探测地下结构有何用途?(孙琛)

答:影响地震波传播速度的因素: 岩石弹性常数、岩性、 密度、构造历史和地质年代、埋藏深度、孔隙率和含水性、频率和温度 .

地面振动的影响因素:非常多,基本各种物体移动均能影响。人走动、爆破、车开过??.

意义:这些研究是其实是岩石物理研究的范畴。据个人观点,它的最大的意义是构建了地震资料和地质解释的一座桥梁。即,对地震资料的反演解释,是建立在对岩石物理研究的基础上的,有了岩石中纵横波速度的分析,就可以应用在地震勘探尤其是岩性勘探的领域,让地震资料的解释更有质量。

4、 刚体、弹性体和塑性体,均匀介质、层状介质和连续介质,真速度与视

速度。 答:刚体

? 一个物体在外力作用下发生平移或转动,并且可沿着力的作用方向传递力的作用,称为刚体 ? 弹性体

? 当外力作用取消后,物体的应力、应变状态立刻消失,并恢复物体的原有形状,这类物体称为弹性体。 ? 塑性体

? 有些物体,当外力作用停止后,物体逐渐恢复其原有形状,或者不能完全恢复其原有形状,而保留一定的变形,称为塑性体,或不完全弹性体。 ? 均匀介质

? 均匀介质是指在空间每个点上速度值不随空间坐标而变 ? 层状介质

? 若其介质的性质表现为成层性,则称之为层状介质。 ? 连续介质

? 称波速是空间连续变化函数的介质为连续介质,它是层状介质的极限过程 ? 真速度

? 波沿射线传播的速度 ? 视速度

? 波沿地表传播的速度

5、 远震和近震差别在那里?有几种情形使往地下传播的地震波回到地表,

画图并加以说明? 答:近震

? 震中距小于1000km的地震 ? 远震

? 震中距大于1000km的地震

? 远震一般都为大地震,近震则有可能是小地震。

?

波的反射(地层看成镜面)

波的折射(斯奈尔定律),多次折射后,角度足够大,发生全反射

6、 人工地震与天然地震有何异同?为了实现对地下的观测,人工地震相对

天然地震,做了那些创新性的改进与提高。(马岑玲) 答:1)相同点:二者都为弹性波的传播; 不同点:传播深度有差异

人工地震时间可控,天然地震不可控

人工地震能量较小,天然地震能量大,破坏力强

2)如采用了动校正的方法来直观的反映地下界面形态,以便于显示地震剖面;动校正是指若以水平界面为例,只有自激自收处的t。代表法线深度h,如果把其他观测点观测到的反射波旅行时间t减去正常时差△tn,只剩下与界面深度有关的t。部分,这时每个观测点都好像是自激自收了,这时的时距曲线就变成了处处为t。的直线且与水平界面的产状完全一致了。

7、 震源激发后,在地表某处可观测到那些地震波?这些地震波的相互关系

是不变的还是会发生变化?请结合时距曲线加以说明? 答:如果是人工震源可观测到直达波、首波、反射波及面波;(首波—波在界面上的入射角达到全反射时产生的地震波)但如果是指天然地震的话,则观测到的波与观测点距震源的距离是密切相关的。同一地震,不同震中矩的地震台站接收到的波列和震相都会有差异,以纵波为例,如果距离较近,可以观测到直达纵波;如果震中矩处在直达P波的盲区,则只能观察到P波沿核幔边界的散

射波;如果震中矩更远,则观测到的是穿过地核的P波。正因为不同地区不同的速度结构可以导致观测到的地震波的差异,所以我们可以用这种差异来对地下的速度结构进行反演。

这些地震波的相互关系不变,如图所示为直达波、反射波、首波的综合走时曲线,直达波与首波相交于一点,此点的震中距为首波先于直达波出现的最小震中距;首波走时曲线的延长线与反射波走时曲线同起点。

8、 为了通过人工地震实现对地下的探测,研究区必须具备哪些条件。(牛丽

萍)

答:地下介质应有波速或波阻抗差异,地表要具有开展人工地震探测的条件,如干扰情况应尽可能较小,近地表速度结构复杂程度较低,地表起伏情况较小(否则重力等因素会引起误差)等。

9、 干扰、有用信号和信噪比的概念。震源激发后,在地表不同处观测到的

地震波有哪些差异?在干扰条件相同情况下各处的信噪比是否一致。 答:干扰:外界因素对测定结果的影响

有用信号:一个或多个接收机所要寻找的携带信息的目标信号。

信噪比:特定参数(信号)值与非特异性参数(噪声)的比值。常常用分贝数表示,设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。

当观测点离震源较近时,震源激发后会观测到地震面波,面波随距离的变化特点:随距离增大,地震波振幅衰减很快,最大振幅出现的时间依次变长。当观


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