中国科学院大学：地球与行星科学学院地球物理学专业课程教学大纲汇编

大纲编号：S070800X001 空间物理学基础（① Space Physics(Part D) 课程编号：5070800XJ001 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：电动力学：等离子体物理：磁流体力学 教学目的和要求： 本课程为地球物理学各学科专业博士、硕士研究生的学科基础课，也可作为天文学专业 研究生的选修课。 本课程主要内容为太阳物理， 行星际物 和磁层物理等 通过学习希望学生掌握太阳物理、行星际物理和磁层物理学的基础知识。了解发生在行 星际和磁层中的各种物理过程及其基本理论和研究方法及其同电离层和高层大气的关联：了 解本领域的主要前沿课题及其研究现状和发展趋势。要求能运用所学的知识进行有关的科研 工作。 内容提要： 第一意太阳物理 太阳概观，太阳内部和太阳大气，太阳活动，太阳活动预报和日地关系。 第 章行际物理 太阳风，行星际激波，字宙线，太阳风和行星的相互作用。 第三章磁层物理 磁层概论，磁层的位形和结构、太阳风质量，动量和能量向磁层传输机制、磁层亚爆过 程、磁层中电场和申流体系，磁层竿离子体不稳定性和波。 教材： 刘振兴，《空间物理学基础》讲义，中国科学院研究生院，北京 主要参考书： 1.刘振兴等著，《太空物理学》，哈尔滨工业大学出版社，哈尔滨，2004. 2.涂传诒等编著，《日地空间物理学》（上、下册），科学出版社，北京，1989. 3.叶永短、吕保维主编，《空间物理学进展》，第一卷，1988：第二卷，1992：第三卷， 2001 撰写人：刘振兴沈超史建魁（中国科学院空间中心）

1 大纲编号：S070800XJ001 空间物理学基础 (I) Space Physics (Part I) 课程编号：S070800XJ001 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：电动力学；等离子体物理；磁流体力学 教学目的和要求： 本课程为地球物理学各学科专业博士、硕士研究生的学科基础课，也可作为天文学专业 研究生的选修课。本课程主要内容为太阳物理，行星际物理和磁层物理等。 通过学习希望学生掌握太阳物理、行星际物理和磁层物理学的基础知识。了解发生在行 星际和磁层中的各种物理过程及其基本理论和研究方法及其同电离层和高层大气的关联；了 解本领域的主要前沿课题及其研究现状和发展趋势。要求能运用所学的知识进行有关的科研 工作。 内容提要： 第一章 太阳物理 太阳概观，太阳内部和太阳大气，太阳活动，太阳活动预报和日地关系。 第二章 行星际物理 太阳风，行星际激波，宇宙线，太阳风和行星的相互作用。 第三章 磁层物理 磁层概论，磁层的位形和结构、太阳风质量，动量和能量向磁层传输机制、磁层亚爆过 程、磁层中电场和电流体系，磁层等离子体不稳定性和波。 教材： 刘振兴, 《空间物理学基础》讲义，中国科学院研究生院，北京 主要参考书： 1.刘振兴等著，《太空物理学》，哈尔滨工业大学出版社，哈尔滨，2004. 2.涂传诒等编著，《日地空间物理学》（上、下册），科学出版社，北京，1989. 3.叶永烜、吕保维主编，《空间物理学进展》，第一卷，1988；第二卷，1992；第三卷， 2001. 撰写人：刘振兴 沈超 史建魁 (中国科学院空间中心)

大纲编号：S070800XJ002 空间物理学基础（Ⅱ） Space Physics(IⅡ) 课程编号：S070800XJ002 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：普通物理、电磁学 教学目的和要求： 本课程为地球物理学科研究生的学科基础课。讲授对象为硕士研究生或未修过空间物理 课程的博士研究生 主要内容为：电离层的生成理论和电子损失机制：平衡态电离层的基 本结构和形态：热层和中层大气背景及主要动力学过程：电离层电动力学和等离子体过程 电离层异常和扰动及其效应：电离层中的电磁波及电离层探测：电离层与中层、热层及磁 层的相互作用及日地关系等。 本课程要求学生掌握电离层物理的背景知识、其中的重要过程及其理论和研究方法，并 了解电离层探测技术和原理以及电离层对无 电波传播的影响。通过对本课程的学习 使 学生了解整个日地空间物理学中电离层部分的主要研究对象和内容以及当前进展，为他们今 后开展电离层和高层大气物理研究打好基础。 内容提要： 第一章引言 电离层研究简史，在基础研究和应用方面的意义：电离层的定义，中层和热层大气的背 是结构：地球高层大气的命名系统：地球磁场，磁层，太阳风和日星。 第二章电离层的形成理论和形态 电离层形成的Chapman理论：电离层电子的损失过程，光化平衡：电子和离子的双极 扩散，电离成分运动的影响：电离层分区和背景电离层的平均形态：电离层异常。 第三章背景中性大气的动力学 高层大气结构和静力学平衡：基本的流体力学方程组：声重力波和电离层行扰（ⅡDs): 大气潮汐：热层风和热层环流：电离层高度的热过程和热结构。 第四事 电离层电动力学 电离层电离成分在外力作用下的运动特征：电离层电导率张量及一般表述：电集流和电 离层电流体系：电离层发电机理论：中纬度散见E层(Sporadic-.E)的风剪切理论。热 层风对电离层F区的效应。 第五章电离层中的电磁波，电离层探测 电离气体中电磁波传播的一般理论：电离层对无线电波传播的影响：电离层探测—测 高仪，Faraday和Doppler效应：非相干散射和GPSs测量。 第六章电离层等离子体不稳定性 电离层不规则结构：赤道电离层E区的双流和梯度漂移不稳定性：扩展F层(Spread-F) 和Rayleigh-Taylor不稳定性：电离层等离子体不稳定性的数值模拟和非线性研究

2 大纲编号：S070800XJ002 空间物理学基础（II） Space Physics (Ⅱ) 课程编号：S070800XJ002 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：普通物理、电磁学 教学目的和要求： 本课程为地球物理学科研究生的学科基础课。讲授对象为硕士研究生或未修过空间物理 课程的博士研究生。主要内容为：电离层的生成理 论和电子损失机制；平衡态电离层的基 本结构和形态；热层和中层大气背景及主要动力学过程；电离层电动力学和等离子体过程； 电离层异常和扰动及其效应；电离 层中的电磁波及电离层探测；电离层与中层、热层及磁 层的相互作用及日地关系等。 本课程要求学生掌握电离层物理的背景知识、其中的重要过程及其理论和研究方法，并 了解电离层探测技术和原理以及电离层对无线 电波传播的影响。通过对本课程的学习，使 学生了解整个日地空间物理学中电离层部分的主要研究对象和内容以及当前进展，为他们今 后开展电离层和高层大气物理 研究打好基础。 内容提要： 第一章 引言 电离层研究简史，在基础研究和应用方面的意义；电离层的定义，中层和热层大气的背 景结构；地球高层大气的命名系统；地球磁场，磁层，太阳风和日冕。 第二章 电离层的形成理论和形态 电离层形成的 Chapman 理论；电离层电子的损失过程，光化平衡；电子和离子的双极 扩散，电离成分运动的影响；电离层分区和背景电离层的平均形态；电离 层异常。 第三章 背景中性大气的动力学 高层大气结构和静力学平衡；基本的流体力学方程组；声重力波和电离层行扰（TIDs）； 大气潮汐；热层风和热层环流；电离层高度的热过程和热结构。 第四章 电离层电动力学 电离层电离成分在外力作用下的运动特征；电离层电导率张量及一般表述；电集流和电 离层电流体系；电离层发电机理论；中纬度散见 E 层（Sporadic- E）的风剪切理论。热 层风对电离层 F 区的效应。 第五章 电离层中的电磁波，电离层探测 电离气体中电磁波传播的一般理论；电离层对无线电波传播的影响；电离层探测——测 高仪，Faraday 和 Doppler 效应；非相干散射和 GPS 测量。 第六章 电离层等离子体不稳定性 电离层不规则结构；赤道电离层 E 区的双流和梯度漂移不稳定性；扩展 F 层（Spread-F） 和 Rayleigh-Taylor 不稳定性；电离层等离子体不稳定性的数值模拟和非线性研究

第七章电离层扰动和日地关系 太阳耀斑和日冕物质抛射：电离层突然扰动、分类、形态和机制：电离层暴：中纬和高 纬电离层：电离层扰动对电波传播的影响：电离层和日地关系。 教材与主要参考书： 1.Rishbeth,H.Garriot K Inoduction o the Tonospheric Physics,Academic Press, London,1969 2.(日)加藤进，马淑英（李钧译），《高空大气动力学》，科学出版社，北京，1988。 3.Kelley,M.C..The earth's lonosphere,Academic Press,San Diego,1989. 4.Schunk,R.W..Nagy,A.F.,Ionospheres,Cambridge University Press,Cambridge,2000. 撰写人：肖佐（北京大学 撰写日期： 2000年07

3 第七章 电离层扰动和日地关系 太阳耀斑和日冕物质抛射；电离层突然扰动、分类、形态和机制；电离层暴；中纬和高 纬电离层；电离层扰动对电波传播的影响；电离层和日地关系。 教材与主要参考书： 1. Rishbeth, H., Garriott, O. K., Introduction to the Ionospheric Physics, Academic Press, London, 1969. 2. （日）加藤进, 马淑英(李钧译)，《高空大气动力学》，科学出版社，北京，1988。 3. Kelley, M. C., The earth's Ionosphere, Academic Press, San Diego, 1989. 4. Schunk, R. W., Nagy, A. F., Ionospheres, Cambridge University Press, Cambridge, 2000. 撰写人：肖佐(北京大学) 撰写日期：2000 年 07

大纲编号：S070800XJ003 地球流体力学 Mechanics of the Earth's Fluids 课程编号：S070800XJ003 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：高等数学、普通物理、流体力学基础 教学目的和要求： 本课程为地球物理学科研究生的学科基础课，也可作为海洋科学等学科研究生的学科基 础课，同时也可为地球化学等专业研究生的专业基础课。 本课程结合大气、海洋、冰川运动、地下水和油气运移及地球动力学等实际问题，侧重 学习不可压缩粘性流动、旋转分层流体和孔隙介质流动。 通过系统学习，使学生堂握分析和解决地球流体力学问要的基本理论和方法。 内容提要： 第一章连续介质 地球流体的普遍性：连续统假设：流体运动学：形变率张量：速度场的分解：应力： Navier--Stokes方程：Boussines近似： 能量方程：涡度方程：无量纲参数：动力学相 似：边界条件 第二章粘滞流体 Poiseuille管道流：停滞流动：大Reynolds数流动，小Reynolds数流动：层流边界层： 流体静力稳定性：重力波：浅水波：双扩散对流：层流稳定性：湍流的转换：Reynolds 应力：湍流边界层：均匀各向同性理论：扩散和弥散。 第三章旋转的 Colioli力与非惯性系：地转运动：Taylor-Proudman定理：Poincare问题：位涡守恒：地 转流动：热成风，B平面：惯性行星波：斜压不稳定性：Ekmm边界层：Sverdrup输运 关系：惯性边界层：西边界流：温跃层。 第四章岩石与流体系统 孔隙度：有效应力：格架模型：边界条件：开放含 Dupuit近似：封 闭含水层压实作用：流体饱和孔隙介质中的热柱：孔隙介质中热对流：火山形状：界 面稳定性：海侵：水动力弥散：不饱和流动：两相热对流：反应渗滤不稳定性。 第五章非Newton流体 蠕变：幂率流体剪切流动：冰川形状与运动：冻土的霜后抬举：Mxwc粘弹流体：地 幔对流：融熔物质迁移：热柱的孤立波：大气-海洋冰川非线性糯合。 数材：

4 大纲编号：S070800XJ003 地球流体力学 Mechanics of the Earth's Fluids 课程编号：S070800XJ003 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：高等数学、普通物理、流体力学基础 教学目的和要求： 本课程为地球物理学科研究生的学科基础课，也可作为海洋科学等学科研究生的学科基 础课，同时也可为地球化学等专业研究生的专业基 础课。 本课程结合大气、海洋、冰川运动、地下水和油气运移及地球动力学等实际问题，侧重 学习不可压缩粘性流动、旋转分层流体和孔隙 介质流动。 通过系统学习，使学生掌握分析和解决地球流体力学问题的基本理论和方法。 内容提要： 第一章 连续介质 地球流体的普遍性；连续统假设；流体运动学；形变率张量；速度场的分解；应力； Navier-Stokes 方程；Boussinesq 近似；能量方程；涡 度方程；无量纲参数；动力学相 似；边界条件。 第二章 粘滞流体 Poiseuille 管道流；停滞流动；大 Reynolds 数流动, 小 Reynolds 数流动；层流边界层； 流体静力稳定性；重力波；浅水波；双扩散对流；层流稳定性；湍流的转捩；Reynolds 应力；湍流边界层；均匀 各向同性理论；扩散和弥散。 第三章 旋转的作用 Colioli 力与非惯性系；地转运动；Taylor-Proudman 定理；Poincare 问题；位涡守恒；地 转流动；热成风, β-平面；惯性行星波；斜压不稳定性；Ekman 边界层；Sverdrup 输运 关系；惯性边界层；西边界流；温跃层。 第四章 岩石与流体系统 Darcy 定律；孔隙度；有效应力；格架模型；边界条件；开放含水层；Dupuit 近似；封 闭含水层压实作用；流体饱和孔隙介质中的热柱；孔隙介质中热对 流；火山形状；界 面稳定性；海侵；水动力弥散；不饱和流动；两相热对流；反应-渗滤不稳定性。 第五章 非 Newton 流体 蠕变；幂率流体剪切流动；冰川形状与运动；冻土的霜后抬举；Maxwell 粘弹流体；地 幔对流；融熔物质迁移；热柱的孤立波；大气-海洋-冰川非线性耦合。 教材：

马石庄，《地球流体力学导论》，中国科学院研究生院讲义，北京，2000。 主要参考书： 1.Middleton,G.V.Wilcock,P R.Mechanics in the Earth and Environmental Sciences, Cambridge University Press,Cambridge,1995. 2.Faber,T.E.Fluid Dynamics for Physicists.Cambridge University Press.Cambridge. 1995. 3.Cushman-Roisin,B.Geophysical Fluid Dynamics,Prentice Hal Englewood Cliffs,New Jersey,1994. 4.Ghil,A E.Childress,S Topics in Geophysical Fluid Dynamics:Atmosphere Dynamics. Dymamo Theory and Climate Dynamics,Springer-Verlag.New York,1987. 1969 6.Fowler.A.C..Mathematical Models in the Applied Sciences.Cambridge University Press Cambridge,1999. 7.Phillips,O.M.Flow and Reaction in Permeable Rocks,Cambridge University Press. Cambridge 1991 8.Turcotte,D.L Schubert,G.Geodymamics(2nd ed.). John Willy,New York,2000 撰写人：马石庄（中国科学院研究生院） 撰写日期：2001年10日

5 马石庄，《地球流体力学导论》，中国科学院研究生院讲义，北京，2000。 主要参考书： 1. Middleton, G. V., Wilcock, P. R., Mechanics in the Earth and Environmental Sciences, Cambridge University Press, Cambridge, 1995. 2. Faber, T. E., Fluid Dynamics for Physicists, Cambridge University Press, Cambridge, 1995. 3. Cushman-Roisin, B., Introduction to Geophysical Fluid Dynamics, Prentice Hall Englewood Cliffs, New Jersey, 1994. 4. Ghil, A. E., Childress, S., Topics in Geophysical Fluid Dynamics: Atmosphere Dynamics, Dynamo Theory and Climate Dynamics, Springer-Verlag, New York, 1987. 5. Greenspan, H. P., The Theory of Rotating Fluids, Cambridge University Press, Cambridge, 1969. 6. Fowler, A. C., Mathematical Models in the Applied Sciences, Cambridge University Press, Cambridge, 1999. 7. Phillips, O. M., Flow and Reaction in Permeable Rocks, Cambridge University Press, Cambridge, 1991. 8. Turcotte, D. L., Schubert, G., Geodynamics(2nd ed.)，John Willy, New York, 2000. 撰写人：马石庄(中国科学院研究生院) 撰写日期：2001 年 10 日

大纲编号：S070800XJ004 地球动力学 Geodynamics 课程编号：S070802XJ004 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：普通地质学，地球物理概论，高等数学 教学目的和要求： 本课程为地球物理学科和地质学科的硕士和博士研究生的学科基础课，也可作为其它 相关专业研究生的选修课 地球动力学含义很广，本课程强调从地质和地球物理的基本观测事实和建立在这些事实 上的概念模型出发，运用数理和力学的工具，抽象概括出定理的模型，研究地球整体及各圈 层，特别是岩石层的动力学过程，不但了解地球内部过程的研究前缘，更要探索过程的成因。 强调开展跨学科综合性研究，培养学生的研究能力。 内容提要： 第一章行星地球 地球在宇宙中，比较行星学，地球，板块构造，环境、资源、灾害和地球科学。 第二章地球物质的流变性质 应力和应变， 地应力 ,岩石的本构关系，流变模型在地球动力学中的应用。 第三章岩石圈力学变形分析 岩石圈的弯曲，重力学基本知识，构造应力场分析，构造应力场。 第四章构造地热学 岩石热物理基本知识，岩石圈的热结构，地球的热状态，地球动力学和热演化历史。 第五章流体力学的地球动力学应用 流体力学的 知识 简单的流体力学问愿及其地质应用，热对流，地幔对流 第六章孔隙流体运动 孔隙流体运动的基本知识，变形、热传递和孔隙水流的耦合作用，物质的传递一水污染 一矿物的沉积一两相流和油气迁移与富积。 第七意断层 脆性断裂，摩擦，应力状态与断层活动 ,地震力学 第八章地球动力学中的非线性动力学问题 分形，弹簧滑块的非线性动力学模型，细胞自动机，遗传算法在非线反演问题中的应用。 教材： 1.Geodynamics,Turcotte and Schubert,1980 2.《地球动力学》，特科特，舒伯特，地震出版社，1986 主要参考书： 6

6 大纲编号：S070800XJ004 地球动力学 Geodynamics 课程编号：S070802XJ004 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：普通地质学, 地球物理概论, 高等数学 教学目的和要求： 本课程为地球物理学科和地质学科的硕士和博士研究生的学科基础课，也可作为其它 相关专业研究生的选修课。 地球动力学含义很广，本课程强调从地质和地球物理的基本观测事实和建立在这些事实 上的概念模型出发，运用数理和力学的工具，抽象概括出定理的模型，研究地球整体及各圈 层，特别是岩石层的动力学过程，不但了解地球内部过程的研究前缘，更要探索过程的成因。 强调开展跨学科综合性研究，培养学生的研究能力。 内容提要： 第一章 行星地球 地球在宇宙中，比较行星学，地球，板块构造，环境、资源、灾害和地球科学。 第二章 地球物质的流变性质 应力和应变，地应力，岩石的本构关系，流变模型在地球动力学中的应用。 第三章 岩石圈力学变形分析 岩石圈的弯曲，重力学基本知识，构造应力场分析，构造应力场。 第四章 构造地热学 岩石热物理基本知识，岩石圈的热结构，地球的热状态，地球动力学和热演化历史。 第五章 流体力学的地球动力学应用 流体力学的基本知识，简单的流体力学问题及其地质应用，热对流，地幔对流。 第六章 孔隙流体运动 孔隙流体运动的基本知识，变形、热传递和孔隙水流的耦合作用，物质的传递—水污染 —矿物的沉积—两相流和油气迁移与富积。 第七章 断层 脆性断裂，摩擦，应力状态与断层活动，地震力学。 第八章 地球动力学中的非线性动力学问题 分形，弹簧滑块的非线性动力学模型，细胞自动机，遗传算法在非线反演问题中的应用。 教材： 1. Geodynamics, Turcotte and Schubert, 1980 2. 《地球动力学》，特科特，舒伯特，地震出版社，1986 主要参考书：

1.《大气构造物理学和地球动力学》，利布特里，地质出版社，1986 2.《地球动力学》，夏德格，地震出版社，1986 撰写人：石耀霖（中国科学院研究生院） 撰写日期：2010年05月

7 1.《大气构造物理学和地球动力学》，利布特里，地质出版社，1986 2.《地球动力学》，夏德格，地震出版社，1986 撰写人：石耀霖（中国科学院研究生院） 撰写日期：2010 年 05 月

大纲编号：S070802XJ005 地球内部物理 Physics of the Earth Interior 课程编号：S07080XJ005 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：普通物理、高等数学 教学目的和要求： 本课程为地球物理学科研究生的学科基础课。也可作为地球化学专业、构造地质专业以 及其它固体地球物理相关专业或边缘专业（例如，比较行星学 高温高压实验及应用、地球 层圈之间相互作用等研究方向)研究生的专业基础课或选修课。 本课程介绍研究地球内部（深至地心）的结构、状态方程、物质成分、热学性质、物质 对流、电磁性质等问愿的物理学基础、理论、方法和最新研究成果。与此同时，适当介绍不 同学派的学术观点， 本课程在使学生掌捏基本理论和方法的同时，也拓展他们的视野，提高他们的分析研究 能力。 内容提要： 第一章地球内部基本速度结构 地球的弹性和地震波动，PREM和IASP'91速度模型。地壳、上地幔和内核的波速各向 异性及可能存在的内核相对旋转，莫霍界面、过渡带内部间断面、核幔界面和内外核界 面的地形及细致结物。 第二章地球内部的密度、弹性、重力和压力 波速分布与密度分布的理论关系 ,波速与密度的实验定律及物理基础，地心密度和冲击 波试验约束，地球内部弹性模量、重力、压力和密度随深度的分布，k-关系。 第三章地球内部状态方程 非线性弹性与有限应变，地球内部静压力和有限静压应变，热力学条件与内能表示式， 地球内部的状态方程，地球内部GrUneisen参数。 第四章地球内部的物质成分 研究地球内部物质成分的基本方法，地球以外资料用于研究地球化学成分和元素丰度， 地球物理观测结果与岩石学分析的结合，高温高压实验技术，矿物相变研究及意义，地 壳的物质成分，上地幔的物质成分，下地幔的物质成分，外核与内核的物质成分，一些 主要间断面的性质，地球各层圈氧逸度特征。 第五章地球内热、热传输机制和温度 地热流和地球内部热源，地 介质的热传输机制，地壳温度，地幔和地核温度的下限 绝热自压温度，地幔和内核温度的上限一一熔点温度，地幔和地核实际温度的研究，矿 物相变温压条件与地幔过渡区间断面深度变化。 第六章地球介质的电威特性

8 大纲编号：S070802XJ005 地球内部物理 Physics of the Earth Interior 课程编号：S07080XJ005 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：普通物理、高等数学 教学目的和要求： 本课程为地球物理学科研究生的学科基础课。也可作为地球化学专业、构造地质专业以 及其它固体地球物理相关专业或边缘专业（例如，比较行星学、高温高压实验及应用、地球 层圈之间相互作用等研究方向）研究生的专业基础课或选修课。 本课程介绍研究地球内部（深至地心）的结构、状态方程、物质成分、热学性质、物质 对流、电磁性质等问题的物理学基础、理论、方法和最新研究成果。与此同时，适当介绍不 同学派的学术观点。 本课程在使学生掌握基本理论和方法的同时，也拓展他们的视野，提高他们的分析研究 能力。 内容提要： 第一章 地球内部基本速度结构 地球的弹性和地震波动，PREM 和 IASP'91 速度模型。地壳、上地幔和内核的波速各向 异性及可能存在的内核相对旋转，莫霍界面、过渡带内部间断面、核幔界面和内外核界 面的地形及细致结构。 第二章 地球内部的密度、弹性、重力和压力 波速分布与密度分布的理论关系，波速与密度的实验定律及物理基础，地心密度和冲击 波试验约束，地球内部弹性模量、重力、压力和密度随深度的分布，k-p 关系。 第三章 地球内部状态方程 非线性弹性与有限应变，地球内部静压力和有限静压应变，热力学条件与内能表示式， 地球内部的状态方程，地球内部 Grüneisen 参数。 第四章 地球内部的物质成分 研究地球内部物质成分的基本方法，地球以外资料用于研究地球化学成分和元素丰度， 地球物理观测结果与岩石学分析的结合，高温高压实验技术，矿物相变研究及意义，地 壳的物质成分，上地幔的物质成分，下地幔的物质成分，外核与内核的物质成分，一些 主要间断面的性质，地球各层圈氧逸度特征。 第五章 地球内热、热传输机制和温度 地热流和地球内部热源，地球介质的热传输机制，地壳温度，地幔和地核温度的下限—— 绝热自压温度，地幔和内核温度的上限——熔点温度，地幔和地核实际温度的研究，矿 物相变温压条件与地幔过渡区间断面深度变化。 第六章 地球介质的电磁特性

短期和长期的变化地磁场对球体的电磁感应，地球电导率随深度的变化，液态金属外核 的导电率，地幔矿物的导电率，地壳的电磁特性，地球介质的导电机制。 第七章 地球内部的水 地球内部水的演化以及存在形式，名义无水矿物中的水，俯冲带中的水，水对矿物、岩 石的物理性质的影响。 第八章地球内部物理中的一些问题讨论 年一些热点问讲行讨论」 教材： 周蕙兰，《地球内部物理》，地震出版社，北京，1990 主要参考书： 1.徐果明，周蕙兰，《地震学原理》，科学出版社，北京，1982。 2.谢鸿森，《地球深部物质科学导论》，科学出版社，北京，1997 3.Poirier,J.P..Introduction to the Physics of the Earth's Interio(2nd ed)Cambridge Universit Press,Cambridge,2000 4.Lay.T..Wallace,T.C.,Modern Global Seismology,Academic Press,San Diego,1995 5.Anderson,D.L,Theory of the Earth,Blackweell Scientific Publication,New York,1986. 6.Kennett,B.LN.,Seismic Wave Propagation and Seismic Tomography,Research School of Earth Sciences.The Australian National University.1998. 撰写人：周惠兰（中国科学院研究生院） 修改人：王多君（中国科学院研究生院） 修政日期：2007年11月9日 9

9 短期和长期的变化地磁场对球体的电磁感应，地球电导率随深度的变化，液态金属外核 的导电率, 地幔矿物的导电率，地壳的电磁特性，地球介质的导电机制。 第七章 地球内部的水 地球内部水的演化以及存在形式，名义无水矿物中的水，俯冲带中的水，水对矿物、岩 石的物理性质的影响。 第八章 地球内部物理中的一些问题讨论 近年一些热点问题进行讨论。 教材： 周蕙兰，《地球内部物理》，地震出版社, 北京，1990 主要参考书： 1. 徐果明，周蕙兰，《地震学原理》，科学出版社，北京，1982。 2. 谢鸿森，《地球深部物质科学导论》，科学出版社，北京，1997 3. Poirier, J. P., Introduction to the Physics of the Earth’s Interior(2nd ed.), Cambridge University Press, Cambridge, 2000. 4. Lay, T., Wallace, T. C., Modern Global Seismology, Academic Press, San Diego, 1995. 5. Anderson, D. L., Theory of the Earth, Blackweell Scientific Publication, New York, 1986. 6. Kennett, B. L. N., Seismic Wave Propagation and Seismic Tomography, Research School of Earth Sciences, The Australian National University, 1998. 撰写人：周蕙兰(中国科学院研究生院) 修改人：王多君 (中国科学院研究生院) 修改日期：2007 年 11 月 9 日

大纲编号：S070800X006 震源理论基础 Fundamentals of Theory of Seismic Source 课程编号：S070800XJ006 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：地球物理基础 教学目的和要求： 震震源理论基础知识，使学生掌握地震震源理论的基本知识，了 解前沿问题，具备从事地震震源理论及应用研究的初步能力。 内容提要： 第一章引言 震源理论：内容、方法和意义：与地震有关的形变。 第二章地震与成因和地震机制 板块，板块的运动和相互作用，板块的驱动机制，地震的成因，关于地震直接成因的弹 性同理论 断层面解，断层和破裂，震源区的应力状态 第三章地展位错 位错，集中力引起的位移，弹性动力学位错理论，位错点源辐射的地震波。 第四章地展破裂过程和展源的物理参数 平面断层，元场辐射的一些性质，地霉破裂衬程的运动学摸式，震源的物理参数。 第五章地展能量和地展效率 能量和应力 地 的能量变化 第六章地展矩张量 地震矩张量，点矩张量，地震矩张量的简单物理解释，与位错等效的矩张量，矩张量的 本征值，矩张量的分解，矩张量的反演。 教材： 陈运泰和顾浩鼎，《震源理论基础》讲义，2003. 主要参考书： 1.Aki,K.and Richards,P.G.Quantitative Seismology.Theory and Methods.Vols.&2.W. H.Freeman.San Francisco.1980. 2.Bullen,K.E.and Bolt,B.A.,An Introduction to the Theory of Seismology.4th ed.,3. 公

10 大纲编号：S070800XJ006 震源理论基础 Fundamentals of Theory of Seismic Source 课程编号：S070800XJ006 课程属性：学科基础课 学时/学分：40/2 预修课程：地球物理基础 教学目的和要求： 本课程为固体地球物理专业的硕士和博士生的学科基础课。 本课程系统地介绍地震震源理论基础知识，使学生掌握地震震源理论的基本知识，了 解前沿问题，具备从事地震震源理论及应用研究的初步能力。 内容提要： 第一章 引言 震源理论：内容、方法和意义；与地震有关的形变。 第二章 地震与成因和地震机制 板块，板块的运动和相互作用，板块的驱动机制，地震的成因，关于地震直接成因的弹 性回跳理论，断层面解，断层和破裂，震源区的应力状态。 第三章 地震位错 位错，集中力引起的位移，弹性动力学位错理论，位错点源辐射的地震波。 第四章 地震破裂过程和震源的物理参数 平面断层，远场辐射的一些性质，地震破裂过程的运动学模式，震源的物理参数。 第五章 地震能量和地震效率 能量和应力，地震时的能量变化。 第六章 地震矩张量 地震矩张量，点矩张量，地震矩张量的简单物理解释，与位错等效的矩张量，矩张量的 本征值，矩张量的分解，矩张量的反演。 教材： 陈运泰和顾浩鼎，《震源理论基础》讲义，2003. 主要参考书： 1. Aki, K. and Richards, P. G., Quantitative Seismology. Theory and Methods. Vols. 1&2, W. H. Freeman, San Francisco, 1980. 2. Bullen, K. E. and Bolt, B. A., An Introduction to the Theory of Seismology. 4th ed., 3