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中国地质大学

学术型硕士研究生培养方案

学科代码070800

学科名称地球物理学

填表日期：

2014年2月18日

一、学科（专业）简介

“固体地球物理学”硕士点是1997年批准设立的，2003年获批博士点，2006年“地球物理学”获批一级学科博士学位授权点。

我校固体地球物理学科重点研究方向为深部与海洋地球物理、地球内部层析成像、岩石物理学、地壳形变等。

其中在深部地球物理和岩石物理方面作出了世界先进水平的成果，如青藏高原深部电性结构成果在国际顶尖刊物Science上发表2篇论文，地壳结构的基础研究及应用成果在国际刊物和中国科学和科学通报等刊物发表多篇论文，并得到国际同行的高度赞赏。

本学科主要学术带头人有金振民院士、杨文采院士、国家百千万人才工程国家级首批入选者王琪教授、楚天学者朱露培教授等。

本学科与众多国内外知名大学、高水平研究机构建立了稳定的合作关系，先后与美国圣路易斯大学、澳大利亚麦考瑞大学等国外著名大学和研究所进行学术交流与科研合作；聘请了多位国内外著名学者为学院客座或兼职教授；75%的教师有出国一年以上的国际学术交流经历，每年有10余名研究生出国进行学术交流。

“固体地球物理学”学科支撑单位是我校地空学院，涉及国家“地质过程与矿产资源”重点实验室、湖北省“地球内部多尺度成像”重点实验室、教育部“三峡地质灾害研究中心”等单位。

近年来，教师人均年度可支配科研经费超过40万元，承担的项目中有“973”计划项目子课题、国家专项一级课题、国家自然科学基金（重点项目、面上和青年项目）及地方项目等。

近5年，本方向发表学术论文100多篇，其中SCI/EI论文30多篇。

建有设备先进的流动地震、重力、大地电磁等专业实验室。

二、学科方向

序号

学科方向名称

主要研究内容、特色与意义

学术骨干

地球内部物理

以地球物理理论为基础,以地球物理观测数据为资料,研究地球内部的构造、物质特性以及相应的地球动力学演化过程。

主要研究内容包括：

地壳的三维结构；地壳—上地幔三维结构；地球深部结构；核幔边界的三维结构及其地球动力学含义；地球内部的各向异性结构及其地球动力学意义。

杨文采陈超

徐义贤胡祥云朱露培罗银河杨宇山李媛媛赵素涛唐启家等

地球动力学

地球动力学是地球科学中一门年轻的交叉学科。

它以现代力学理论为基础，综合应用地质、地球物理、地球化学及全球卫星定位系统（GPS）等现代技术所提供的资料研究和探讨发生在地球表面及其内部四维（三维空间与时间）地学现象的动力学过程。

主要研究方向包括:

板块构造动力学与地球的力学模型;深部地球应力场;地球介质的力学性质等。

杨文采王琪徐义贤朱露培毛娅丹骆淼

等

地震层析成像

地震层析成像是一种通过分析观测到的穿过地球内部的地震波的运动学和动力学特征，获得地震的破裂过程以及沿射线路径上介质物性信息的重要地球物理方法。

根据不同的研究目的和需要，既可以利用天然地震也可以借助于人工地震来获取不同深度的地球介质的分层或构造图像。

地震层析成像技术在研究全球性分层结构、局部区域的弹性非均质体分布以及地球动力学特征方面有着十分重要的作用，是现代地震学和地球物理学研究的重要分支，在地学界已得到了越来越广泛的重视和应用。

徐义贤顾汉明

於文辉张学强

唐启家等

区域地球物理

区域地球物理研究的主要目的是研究地壳深部构造和上地幔，将深部构造与近地表的地质结构、构造和岩浆作用、地质发展史相对比，以及进行专门的构造地球物理和深部构造的分区。

重点研究青藏高原、扬子地台、秦祁昆等地区地球物理特征及地质构造。

徐义贤陈超张胜业胡祥云王书明李媛媛等

勘探地球物理学

勘探（应用）地球物理学主要研究方向是资源勘查、开发及工程建设服务。

主要研究内容包括：

近地表介质中地震波传播理论与检测；正、反演问题；勘探地球物理学的发展，体现了地球物理学、应用数学、计算数学、信息科学和计算机科学与地球科学的渗透和交叉。

夏江海潘和平徐义贤陈超胡祥云刘江平张玉芬邓世坤师学明李振宇王书明张学强曲赞许顺芳等

注：

本表不够可加页，每个二级学科的研究方向一般为3—6个。

三、培养目标与学习年限

本专业培养德、智、体全面发展的，较系统地掌握地球物理学理论、知识和技能的人才。

较好地掌握马克思列宁主义、毛泽东思想和邓小平理论，拥护党的基本路线，热爱祖国，坚持四项基本原则，具有良好的道德品质和勤奋严谨、求实创新的科学精神，愿意全心全意为人民服务、有较强的事业心和献身精神，积极为社会主义现代化建设事业服务。

本学科培养德、智、体全面发展，具有坚实的地球物理理论基础和系统的专业知识，了解固体地球物理学和与其相关学科发展的前沿和动态，能够适应二十一世纪我国经济、科技和教育发展的需要，并具有较熟练的实验技能和较强的动手能力，具有较全面的计算机知识，具有独立从事该学科领域研究和教学能力的高层次人才。

学习年限：

实行弹性学制，硕士生的基本学制为2--3年，由各学科自主确定。

四、课程设置

课程类型

课程

代码

课程名称

学分

学时

开课学期

备注

公共课（必修6-7学分）

S20023

中国特色社会主义理论与实践研究

S20025

自然辩证法概论

S23008

科技英语写作与交流（A）

1-2

学位课

（至少修9学分）

S05010

位场理论

至少选1

S05017

电磁场理论

S05084

现代地震学

1-2

S05011

地球物理反演理论

1-2

S05042

计算地球物理学概论

1-2

S23010

研究方向文献综述

必选

选修课

（至少修9学分）

专业选修课精简到五门左右。

S01077

岩石物理学

S05062

GPS与大地测量

S05007

地球科学中的小波

1.5

S05051

各向异性介质地震波传播理论

1-2

S05079

高频面波方法

S05050

测井与测井资料综合解释

S05082

重磁异常频谱分析

S05093

海洋地球物理概论

S05081

三维电磁勘探

B05008

固体地球物理前沿

任选

S11002

S11007

S11021

S11015

多元统计分析

数值分析

数理统计

数学物理方程

1-2

任选1

学术

报告

听报告至少3次，做报告至少3次

五、需阅读的主要经典著作和专业学术期刊目录

序号

著作或期刊的名称

作者或出版单位

JournalofGeophysicalResearch

GeophysicalResearchLetters

EarthandPlanetaryScienceLetters

ReviewsofGeophysics

PhysicsofEarthandPlanetaryInterior

GeophysicalJournalInternational

JournalofGeodynamics

Tectonophysics

SurveysinGeophysics

Tectonics

Geophysics

GeophysicalProspecting

PureandAppliedGeophysics

JournalofAppliedGeophysics

AAPGBulletin

Geology

BulletinoftheSeismologicalSocietyofAmerica

中国科学（中英文）

科学通报（中英文）

地球物理学报（中英文）

地质学报（中英文）

自然科学进展（中英文）

石油地球物理勘探

地球科学进展

地球科学（中文）

地球科学（英文）

地质科技情报

地震学报（中英文）

北京大学学报（自然科学版）

吉林大学（地球科学版）

成都理工大学学报

长安大学学报（地球科学版）

石油物探

物探与化探

测绘学报

地学前缘

大地测量与地球动力学

武汉大学学报（信息科学版）

AGU

Elsevier

AGU

Elsevier

Wiley

Elsevier

Springer

Elsevier

SEG

Wiley

Springer

Elsevier

AAPG

GSA

SSA

科学出版社

石油地球物理勘探编辑部

科学出版社

中国地质大学出版社

Springer

中国地质大学出版社

科学出版社

北京大学出版社

吉林大学出版社

成都理工大学出版社

长安大学出版社

科学出版社

地质出版社

测绘出版社

中国地质大学（北京）《地学前缘》编辑部

大地测量与地球动力学编辑部

武汉大学学报（信息科学版）

注：

本表不够可加页

六、科研能力与水平及学位论文的基本要求

科研能力与水平的基本要求

要求有坚实的数理基础和广博的专业知识；要求能够独立进行相近方向的科学研究；要求通过有关专家参加的开题报告和论文答辩。

熟悉所研究领域的现状，明确所研究课题的意义；所从事的研究有学术意义或应用价值，要求课题有实质性进展；要求其导师和国内有关专家证明其工作量相当普通科研人员一年的工作。

学位论文的基本要求：

学位论文必须是一篇系统完整的学术论文，使用规范的语言。

严格按《研究生管理工作手册》中的规定撰写，并打印。

学位论文包括：

题目、摘要、关键词、目录、引言、正文、参考文献等。

课程内容提要

课程编号：

S05010开课学期：

2周学时/总学时：

6/32学分：

课程名称：

位场理论

英文名称：

PotentialFieldTheory

教学方式：

课堂授课考试方式：

口头报告/读书报告

任课教师：

陈超

内容提要：

本课程从位场基础理论从发，从全球角度分析地球重力场和地磁场特征，讨论地球重力场、地磁场数学表达及其物理含义。

在此基础上，讲授重力异常和磁异常信号的特点及其信号分析方法，介绍位场理论在重、磁异常资料分析及反演解释中的应用。

课程内容包括：

（1）引言，介绍位场的基本概念，讨论场的分类、场的三维空间图示、边值问题、位场拉普拉斯方程的解和积分方程的解。

（2）地球重力场，介绍地球重力场组成、特征、数学表达，讨论正常重力场及其大地水准面异常和重力异常的物理意义。

（3）地磁场，介绍地磁场组成、特征、数学表达，讨论基本磁场及其磁异常的特征及物理意义。

（4）重、磁异常场信号特征，讨论异常场的空间特征、线性叠加与等效性、异常场信号的谱及其特征。

（5）重、磁异常信号分析，以重、磁异常信号分离为主题，讨论异常信息前提和常用的方法，介绍多尺度分析方法及其应用。

（6）重、磁异常资料应用，介绍几个典型的应用实例。

教材：

（无）

参考书：

1）K.K.Roy,PotentialTheoryinAppliedGeophysics,Springer,2007.

2）李瑞浩,重力学引论,地震出版社,1988.

3）Б.М.杨诺夫斯基，地磁学，（刘洪学、周烑秀译），地质出版社，1982.

课程内容提要

课程编号：

S05017开课学期：

2周学时/总学时：

6/32学分：

课程名称：

电磁场理论

英文名称：

Thetheoryofelectromagneticfield

教学方式：

课堂授课考试方式：

读书报告

任课教师：

胡祥云、王书明、蔡建超

内容提要：

本课程为勘查地球物理硕士生必修的一门学位基础课。

课程系统介绍电磁场的基本概念和基本原理。

课程以电磁理论实验为基础，以数学物理演绎方法为手段，向学生介绍电磁运动的基本属性和运动规律。

要求学生掌握分析和处理电磁场基本问题的能力，为以后专业课学习、生产实践和科学研究打下良好的基础。

课程内容主要包括基本电磁理论、电磁边值问题、时变电磁场的基本规律、平面电磁波性质、时变电磁场的势、并矢格林函数、电磁场积分方程等。

教材：

S.H.沃德著，地球物理用电磁理论,地质出版社，1978

参考书：

1）ElectromagneticSoundings,A.A.KaufmanandP.Hoekstra,Elsevier

2）Geophysics，AppliedGeophysics,Geophysicalprospecting

课程内容提要

课程编号：

新开课学期：

1周学时/总学时：

8/32学分：

课程名称：

现代地震学

英文名称：

ModernSeismology

教学方式：

课堂授课+讨论+实习考试方式：

读书报告

任课教师：

朱露培徐义贤

内容提要：

地震学是地球物理学的核心内容，是固体地球物理研究生的主干课程。

地震学方法可以应用于地球内部结构研究，天然地震的震源机制研究，地震预测，油、气、煤等化石能源和固体矿产的勘探开发，寻找地下水，以及近地表环境与工程相关的探测等领域。

本课程的目的是培养学生具有进行地球内部结构探测的地震观测、数据处理、模拟及解释的能力；掌握地震震源的表达、震源机制解的求取、地球内部速度结构成像等现代地震学的原理及主要方法。

本课程分为如下章节：

第一章地震震源表达理论

第二章地震波型模拟与震源机制解

第三章地震震源定位方法

第四章接收函数分析与地壳上地幔主要界面的地震学性质

第五章剪切波分裂与地球内部各向异性研究

第六章基于背景噪声的面波成像原理与方法

教材：

1、K.AkiandP.G.Richards，2002，QuantitativeSeismologyby,UniversityScienceBooks。

2、A.M.DziewonskiandB.A.Romanowicz,eds,2007,TreatiseonGeophysics,Vol.1,AGU.

参考文献：

1.Olson,E.L.andAllen,R.M.（2005）.Thedeterministicnatureofearthquakerupture,Nature,438,212–215,doi:

10.1029/2004JB003277.

2.Savage,M.K.（1999）.Seismicanisotropyandmantledeformation:

Whathavewelearnedfromshear-wavesplitting?

Rev.Geophys.,37,65–106.

3.Shapiro,N.M.,Campillo,M.,Stehly,L.,andRitzwoller,M.H.（2005）.High-resolutionsurface-wavetomographyfromambientseismicnoise,Science,307,1615–18,doi:

10.1126/science.1108339.

4.ZhuLandKanamoriH（2000）MohodepthvariationinsouthernCaliforniafromteleseismicreceiverfunctions.JournalofGeophysicalResearch105:

2969–2980.

5.Waldhauser,F.andEllsworth,W.L.（2000）.Adouble-differenceearthquakelocationalgorithm:

methodandapplicationtothenorthernHaywardfault,Bull.Seismol.Soc.Am.,90,1353–68.

6.Webb,S.C.（1998）.Broadbandseismologyandnoiseundertheocean,Rev.Geophys.,36,105–42.

课程内容提要

课程编号：

S05011开课学期：

2周学时/总学时：

6/32学分：

课程名称：

地球物理反演理论

英文名称：

GeophysicalInverseTheory

教学方式：

课堂授课考试方式：

读书报告

任课教师：

朱培民师学明

内容提要：

该课程地球物理的基础课程之一，主要是学习与研究从地球物理数据反演地球物理模型的基本理论与基本方法，可为地球物理的数据解释提供定量结果与评价。

通过该课程的学习，充分了解反演方法在重、磁、电、震等方法数据处理与解释中的作用

内容主要包括：

（1）反演的基本概念与反演问题；

（2）离散线性反演基本理论，包括数据最小方差解，模型最小长度解，马夸特（Marquardt），广义逆反演；

（3）连续介质Backus-Gilbert反演理论；

（4）迭代类非线性反演方法，包括梯度法、牛顿法、共轭梯法（ConjugateGradientMethod）、变尺变法等；

（5）完全非线性反演方法：

蒙特卡洛法、模拟退火法、遗传算法等；

（6）随机反演方法。

重点讲述离散线性反演理论、迭代类非线性反演方法与完全非线性反演方法。

教材：

王家映.地球物理反演理论.北京：

教育出版社，2002

参考书：

1）杨文采.地球物理反演的理论与方法.北京：

地质出版社，1997

2）Geophysics杂志

3）傅淑芳，朱仁益.地球物理的反演问题.北京：

地震出版社，1998

4）姚姚.地球物理反演理论与基本方法.武汉:

中国地质大学出版社,2004

课程内容提要

课程编号：

S05042开课学期：

2周学时/总学时：

6/32学分：

课程名称：

计算地球物理学概论

英文名称：

ComputationalGeophysics

教学方式：

课堂授课考试方式：

读书报告

任课教师：

罗银河、陈超、潘和平、胡祥云

内容提要：

计算地球物理：

地球物理、数学和计算机科学三者的结合，它是地球物理学的一个分支学科，它已成为地球物理学理论与应用的各个方面必不可少的科学手段和有力支柱。

通过本课程的学习，使学生能够基本掌握地球物理正、反演的基本原理和方法，并能独立解决特定条件下地球物理问题的正演模拟、反演及偏移成像。

本课程以专题的形式进行介绍和论述，重点介绍：

1.地球物理正演的数学方法（地震为主）；2.位场、电磁场的正反演问题的原理和方法；3.研究地震波场的特征及其应用问题；4.波动方程参数反演方法问题；5.一些新的非线性方法及其应用。

教材：

马在田主编,计算地球物理学概论，同济大学出版社，1997

参考书：

1．何樵登，熊维纲主编，应用地球物理勘探教程，北京:

地质出版社,1993

2．陆基孟等编，地震勘探原理及资料解释，北京：

石油工业出版社,1985

3．徐世浙，地球物理中的边界单元法，科学出版社，1995,

4．徐世浙，地球物理中的有限单元法，科学出版社，1994

课程内容提要

课程编号：

S01077开课学期：

1周学时/总学时：

8/32学分：

课程名称：

岩石物理学

英文名称：

RockPhysics

教学方式：

课堂授课+讨论+实习考试方式：

读书报告

任课教师：

赵素涛

内容提要：

岩石是构成地球的最基本的材料，研究地球上的诸多现象和过程，以及有关地球资源、环境和包含地震在内的自然灾害等问题时，都离不开对岩石物理性质的理解和认识。

本课程主要讲述岩石物理学的基本实验事实和基础理论，希望学生能够在了解有关岩石物理学的基本原理、方法的基础上，掌握如何利用岩石物理学方法解决实际地学问题。

内容包括第一章绪论，包括地球上的岩石和矿物，岩石的分类，岩石的特点及其研究岩石物理学的意义；第二章岩石的弹性，包括二相体的弹性，孔隙对干燥岩石弹性的影响，弹性波在二相体岩石中的传播；第三章岩石中波的传播与衰减；包括岩石中的波，岩石波速的测量及结果，岩石中波的衰减及理论解释；第四章岩石的变形特性，包括与岩石变形有关的基本概念（应力、应变等），岩石的流变学本构关系，单轴压缩条件下的岩石变形，三轴压缩条件下的岩石变形及其岩石的流变性质；第五章岩石的断裂与摩擦，包括差应力作用下岩石的特性，脆性断裂，流体对断裂的影响，有关摩擦的基本概念，岩石的摩擦，摩擦滑动和岩石变形的稳定性问题及其粘滑和稳定滑动；第六章岩石的强度特性，包括与岩石强度有关的基本概念，完整岩石的强度，含裂隙、节理和断裂的岩石强度，地壳中的应力状态及其由岩体强度推断地壳应力状态的范围；第七章岩石的输运特性，包括岩石的水理性质（概念），岩石（岩体）的孔隙结构，岩石的渗透率及流体的输运模型；第八章岩石的其他性质，包括岩石的热学、电学与磁学性质；第九章岩石实验，包括岩石高温高压实验原理及地学中常用的高温高压仪器。

教材：

陈颙，黄庭芳等编著的《岩石物理学》，中国科学技术大学出版社，2009；

参考书：

1）岩石物理学基础,孙建国编，地质出版社,2006年9月；

2）高温高压下岩石和矿物物理性质的研究，М.П.伏拉罗维奇等著，地震出版社，1982

年；

3）流变与地球动力学，（日）唐户俊一郎著，地震出版社，2005年；

4）岩石流变学概论，刘雄著，地质出版社，1994年；

课程内容提要

课程编号：

S05062开课学期：

2周学时/总学时：

6/32学分：

课程名称：

GPS与大地测量

英文名称：

SatelliteGeodesy

教学方式：

课堂授课考试方式：

读书报告

任课教师：

王琪

内容提要：

卫星大地测量学是一门利用近地人造卫星技术研究地球形状及其重力场的科学，涉及地球整体的几何和物理形状,全球或区域性变动过程,具体包括地球表面形状GPS观测手段，卫星大地控制网布设,测量误差估计,空间与球面坐标参考系建立,重力场及大地水准面测定，地壳变形监测与反演。

通过学习以GPS为代表的卫星大地测量的基本原理，观测手段与数据处理方法，初步掌握利用卫星大地测量研究板块运动，大陆变形，地震、火山等地球动力过程，以及海平面变化，冰川消融的理论依据与技术途径,具备一些利用

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