2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫——地震動力學(xué)研究與地質(zhì)構(gòu)造聯(lián)系考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.在地震波傳播路徑上，如果速度突然增大，則在地震圖上表現(xiàn)為（）。A.到時提前B.到時延遲C.波形變寬D.波形變窄2.對于走滑斷層，其主應(yīng)力方向在斷層面上的投影通常是（）。A.垂直于斷層面B.平行于斷層面C.與斷層面斜交D.無法確定3.地震矩張量中的最大分量通常對應(yīng)于（）。A.震源走滑分量B.震源純剪分量C.震源正斷分量D.震源球諧展開的最低階項4.地震層析成像的主要目的是（）。A.精確測定震源時間B.精確測定震源位置C.探測和成像地下結(jié)構(gòu)D.分析地震波振幅變化5.在板塊構(gòu)造理論中，轉(zhuǎn)換斷層主要連接的是（）。A.兩個匯聚板塊B.兩個發(fā)散板塊C.一個匯聚和一個發(fā)散板塊D.兩個走滑板塊6.構(gòu)造應(yīng)力場中，最大剪應(yīng)力面與最大主應(yīng)力面之間的夾角是（）。A.0°B.45°C.60°D.90°7.正斷層構(gòu)造通常發(fā)育在（）。A.匯聚板塊邊界B.發(fā)散板塊邊界C.轉(zhuǎn)換板塊邊界D.板塊內(nèi)部拉張環(huán)境8.地震震級與地震矩的關(guān)系通常用（）來描述。A.震源時間函數(shù)B.震源機制解C.震級-矩震級關(guān)系式D.地震波頻譜9.地殼平均速度通常比地幔平均速度（）。A.更快B.更慢C.相同D.無法比較10.地震動力學(xué)研究旨在揭示（）。A.地震波在地球內(nèi)部傳播的路徑B.地震活動的空間分布特征C.地震發(fā)生、發(fā)展的物理過程和力學(xué)機制D.地震造成的破壞程度二、填空題（每空1分，共15分。請將正確答案填在題后的橫線上）1.地震波主要包括______波和______波。2.震源機制解通常用______和______來描述震源斷層的幾何參數(shù)。3.構(gòu)造應(yīng)力場是指______作用下，巖石內(nèi)部各點所處的應(yīng)力狀態(tài)。4.褶皺構(gòu)造的基本類型有______和______。5.地震層析成像利用了地震波在地下介質(zhì)中傳播速度的______差異。6.地震矩是描述震源物理量中的一個基本量，其量綱是______。7.發(fā)散板塊邊界通常以______和______為主。8.地震目錄是地震學(xué)研究中最基本的資料，它可以用來分析______、______等。三、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述P波到S波時間（Δt）與地下介質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系。2.簡述走滑斷層、逆沖斷層、正斷層三種基本斷層的應(yīng)力狀態(tài)差異。3.簡述地震層析成像的基本原理。4.簡述震源機制解在確定發(fā)震構(gòu)造中的作用。四、計算題（每題10分，共20分。請列出計算步驟，得出最終結(jié)果）1.某地震的震級為M_L=6.0，已知震級-矩震級關(guān)系式為M_W=1.5M_L+9.05，求該地震的矩震級M_W。2.假設(shè)地震發(fā)生在地表，震源機制解的節(jié)面I和節(jié)面II的走向分別為N30°E和N150°E，傾向均為SE，傾角均為70°。請定性說明該地震的斷層類型（走滑、正斷、逆沖）和運動性質(zhì)（左旋、右旋）。五、論述題（15分。請結(jié)合具體實例或原理，深入闡述下列問題）試論述區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景對地震動力學(xué)過程的影響，并說明地震學(xué)方法如何在研究中發(fā)揮作用。試卷答案一、選擇題1.A2.B3.C4.C5.D6.B7.D8.C9.B10.C二、填空題1.體；面2.走向；傾角3.地殼運動；相對4.背斜；向斜5.差異6.能量7.張裂；正斷層8.震中分布；頻次三、簡答題1.解析思路:P波速度一般大于S波速度。當(dāng)?shù)叵麓嬖诟咚袤w或低速體時，通過該區(qū)域傳播的P波和S波路徑差異會改變，導(dǎo)致Δt發(fā)生變化。例如，在高速體上覆低速體時，P波穿過高速體，S波穿過低速體，S波到時相對延遲，Δt增大；反之，Δt減小。因此，通過分析Δt的異常變化，可以推斷地下構(gòu)造特征，如斷層、巖體界面等。答案要點：P波速度>S波速度；Δt受介質(zhì)速度影響；高速體上覆低速體，Δt增大；低速體上覆高速體，Δt減??；利用Δt變化推斷地下構(gòu)造。2.解析思路:走滑斷層：最大主應(yīng)力垂直于斷層面，剪應(yīng)力平行于斷層面，表現(xiàn)為水平錯動。正斷層：最大主應(yīng)力近于水平，垂直于斷層面，剪應(yīng)力近于平行于斷層面，表現(xiàn)為上盤相對下盤抬升。逆沖斷層：最大主應(yīng)力近于垂直于斷層面，剪應(yīng)力近于平行于斷層面，表現(xiàn)為上盤相對下盤俯沖。核心在于理解不同斷層類型的主應(yīng)力方向與斷層面關(guān)系，進(jìn)而推斷其基本的受力狀態(tài)。答案要點：走滑斷層，σ1⊥面，τ平行面，水平錯動；正斷層，σ1近水平⊥面，τ近平行面，上盤抬升；逆沖斷層，σ1近垂直面，τ近平行面，上盤俯沖。3.解析思路:地震層析成像的核心原理是利用地震波在不同介質(zhì)中傳播速度的差異。通過部署密集的地震測線，接收來自震源經(jīng)過不同路徑傳播的地震波，測量波到達(dá)時間（或走時）的變化。將觀測到的走時數(shù)據(jù)與理論走時進(jìn)行對比，建立走時殘差。通過迭代計算，修正地下速度模型，使得計算走時與觀測走時之差最小。最終得到的速度模型即反映了地下介質(zhì)的不均勻性，從而“成像”出地下結(jié)構(gòu)。答案要點：利用地震波走時差異；密集測線，接收波；測量走時變化；對比觀測與理論走時；建立走時殘差；迭代修正速度模型；成像地下結(jié)構(gòu)。4.解析思路:震源機制解提供了震源斷層的幾何參數(shù)（走向、傾角、滑動角）和運動學(xué)參數(shù)（節(jié)面I、II、極軸）。通過分析震源機制解的幾何特征，可以確定斷層的類型（走滑、正斷、逆沖）和運動性質(zhì)（左旋、右旋）。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景，可以推斷該斷層與區(qū)域性構(gòu)造的關(guān)系，識別出與地震活動直接相關(guān)的發(fā)震構(gòu)造。答案要點：震源機制解提供斷層幾何參數(shù)和運動學(xué)參數(shù)；確定斷層類型（走滑、正斷、逆沖）和運動性質(zhì)（左旋、右旋）；結(jié)合區(qū)域構(gòu)造，識別發(fā)震構(gòu)造。四、計算題1.解析思路:震級-矩震級關(guān)系式給出兩者之間的線性關(guān)系。將給定的震級M_L代入公式，進(jìn)行簡單的數(shù)學(xué)運算即可得到矩震級M_W。答案要點：公式M_W=1.5*M_L+9.05；代入M_L=6.0；計算：M_W=1.5*6.0+9.05=9.05+9.05=18.1。結(jié)果：M_W=18.1。2.解析思路:根據(jù)節(jié)面I（N30°E，SE向）和節(jié)面II（N150°E，SE向）的走向和傾向，可以確定斷層面（垂直于節(jié)面）。兩個節(jié)面走向的絕對值差為120°（150°-30°），且均偏向SE，表明斷層面近于東西向。斷層面傾向SE，意味著斷層傾角較陡。根據(jù)斷層面產(chǎn)狀，可以判斷出與之垂直的赤平投影極軸方向。比較兩個節(jié)面的傾向（均為SE），可以推斷出地震的運動性質(zhì)。東西向斷層面，若節(jié)面I的傾向為SE，則節(jié)面II的傾向為NW，對應(yīng)的赤平極軸（代表震源滑動方向）在南北向。由于節(jié)面I走向為N30°E，傾向SE，其對應(yīng)的赤平極軸大致在北東方向。結(jié)合節(jié)面II的走向，可以判斷出斷層面上的運動是右旋的。答案要點：判斷斷層面產(chǎn)狀（近東西向，傾角陡）；確定斷層類型（根據(jù)產(chǎn)狀判斷為走滑斷層）；分析節(jié)面傾向與運動性質(zhì)關(guān)系（東西向斷層，SE傾向節(jié)面對應(yīng)右旋）。結(jié)果：斷層類型為走滑斷層，運動性質(zhì)為右旋。五、論述題解析思路:論述區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景對地震動力學(xué)過程的影響，需要從板塊構(gòu)造、巖石圈結(jié)構(gòu)、應(yīng)力傳遞等方面展開。首先闡述區(qū)域構(gòu)造（如板塊邊界、構(gòu)造應(yīng)力場）如何控制局部應(yīng)力狀態(tài)和變形方式，進(jìn)而影響地震的發(fā)生。其次，說明不同的構(gòu)造環(huán)境（如匯聚邊界、發(fā)散邊界、轉(zhuǎn)換邊界、板內(nèi)）對應(yīng)不同的地震活動特征和發(fā)震機制。然后，重點論述地震學(xué)方法如何被用來研究這種聯(lián)系，例如：利用地震層析成像揭示構(gòu)造下方介質(zhì)結(jié)構(gòu)及其對應(yīng)力分布的影響；通過震源機制解分析特定構(gòu)造環(huán)境下的發(fā)震機制和應(yīng)力狀態(tài)；利用地震目錄分析研究不同構(gòu)造單元的地震活動性差異及其與構(gòu)造背景的關(guān)系。最后，可以結(jié)合具體實例（如某造山帶、板塊邊緣斷裂帶）進(jìn)行說明，強調(diào)地震學(xué)與地質(zhì)學(xué)相結(jié)合在理解