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 ,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 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 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： 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