地球物理学一级学科(代码0708)
攻读硕士学位研究生培养方案
一.学科专业简介
地球物理学学科是在我校传统放射性物探学科基础上,融合重、磁、电、震等地球物理方法,依据我校专业特色和定位,在面向国家核资源勘查需求、深部矿产资源勘查策略调整、国家城镇化建设中环境与工程勘探需求及江西省环鄱阳湖生态经济区建设需求而设立的一级学科,2010年获得硕士学位授予权。经过近六十年的建设和发展,学科已发展为涵盖资源勘查、地下结构探测、地球探测仪器研发、水域地球物理调查等领域的完整学科体系,形成了独有的一套方法、技术和理论体系,在核地球物理勘查与仪器、深部矿产资源勘查、环境与工程地球物理、高放废物处置库选址等方面积淀了明显的学科特色,取得了多项具有国际先进水平的原创性成果。
二.研究方向
1、核地球物理与仪器 2、环境与工程地球物理 3、勘探地球物理 4、海洋地球物理
三.培养目标
培养德、智、体全面发展,具有开拓创新精神,能从事科学研究、工程技术及管理的高级专门人才,以适应地球物理科学基础研究和国民经济建设的需要。本专业硕士学位获得者应具有坚实的地球物理学基础理论和系统的专业知识,掌握地球物理学涉及的数理、计算机基础及重、磁、电、震、放射性等专业方法技术;能用外语熟练阅读专业文献及撰写论文摘要,有较强的外语听说能力;能熟练查阅中外文专业资料并撰写文献综述,了解地球物理学学科的发展趋势和研究前沿;可独立的承担本学科的一般研究课题,能够综合运用地球物理学的基本理论和方法技术从事地球物理学方面的科研、施工与管理工作。
四.课程设置(学术学位)
类 别 课程编号 课 程 名 称 中国特色社会主义理论与实践研究 学时 36 144 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 学 期 学分 一 二 三 2 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 提供不超过10门课程供学生选择 学生根据研究方向选修至少10个学分 (5-6门课) 4门课 8个学分 备注 公共基础课 学位课程 专业必修课 10001001 必修6个学分 10001002 英语(Ⅰ、Ⅱ) 12020101 高等场论 12020109 高等地质学 12020102 计算地球物理 12100056 应用泛函分析 12020104 核地球物理勘查 12020105 位场数据处理与反演 12020106 电磁数据模拟与反演 12020107 地震数据处理与成像 12020108 井场地球物理勘探 12020110 地球物理资料综合解释 12020111 环境与工程地球物理 12020301 地球物理仪器系统与设计 12020112 地球物理信息处理 12020113 海洋声学探测技术 国防科技需求的人才培养课程2门(必选1门),素质教育课程2门,第二外国语2门和跨学科选修课。 非学位课程 专业选修课 公共选修课 至少4学分 补修课程 针对跨专业录取的研究生,由研究生指导教师指定 教学、科研实践 文献综述 1 1 1 1 32 √ √ 不计学分 任一环节未完成将不能申请答辩 至少4个学分 必修培养环节 开题报告 学术活动 毕业总学分
五.课程简介
(一)高等场论
1.课程目标:掌握地球物理中的引力场、稳定电场、稳定磁场以及时变电磁场的性质、规律和相应的计算方法,为后续地球物理研究奠定理论基础。
2.课程内容:从万有引力定律出发,导出引力位的泊松方程和它的定解条件,为研究重力场打基础;从库仑定律出发,导出电势的泊松方程和定解条件,进而介绍电势的拉普拉斯方程及定解条件;从安培定律和毕奥-沙伐尔定律出发,导出磁矢势的微分方程及定解条件,引出泊松体的概念,为重磁数据处理补充部分理论基础;在麦克斯韦方程组的基础上建立时变电磁场的波动方程,并重点讲解电磁场矢势和标势的波动方程及它们的定解条件。
3.教学方式:教师讲解、学生讲解与课程讨论相结合,以课堂讲解为主。 4.考核方式:考试+读书报告。
5.预修课程:《积分变换》、《矢量分析》、《复变函数》、《场论》 6.教材及参考书目:
[1]莫撼,邓居智.2006.场论.北京:原子能出版社. [2]朴化荣.1990.电磁测深法原理.北京:地质出版社.
[3]A.A.考夫曼,G.V.凯勒著.王建谋译.1987.频率域和时间域电磁测深.北京:地质出版社. [4]王蔷,李国定编著.2000.电磁场理论基础.北京:清华大学出版社.
(二)高等地质学
1.课程目标:了解地球系统科学的概念、研究内容、基本观点、研究现状、特点、意义发展趋势,加深对地球科学各基本学科知识的理解和运用,培养宏观思维和综合分析的能力,为今后继续从事地球科学基础研究或深造打下良好基础。
2.课程内容:研究组成地球系统的大气圈、水圈、陆圈(岩石圈、地幔、地核)和生物圈这些子系统之间相互联系、相互作用,探讨其与矿产资源勘查与全球环境变化预测之间的关系,并为地球系统的科学管理提供依据。高等地质学研究的空间范围从地心到地球外层空间,时间尺度从几百年到几百万年。
3.教学方式:多媒体教学、文献阅读。 4.考核方式:读书报告。
5.预修课程:《大地构造学》、《中国区域地质概论》 6.教材及参考书目:
[1]杨遵仪,程裕淇,王鸿祯.1989.中国地质学.北京:中国地质大学出版社 [2]程裕淇.1994.中国区域地质概论.北京:地质出版社
[3]巫建华,刘帅.2008.大地构造学概论与中国大地构造学纲要.北京:地质出版社
(三)计算地球物理
1.课程目标:理解将无限自由度的问题经过离散化处理化为有限自由度的问题的方法,掌握地球物理正演计算中的有限差分法、有限单元法、边界单元法、积分方程法等传统数值计算方法以及多重网格法等新型算法,能够熟练应用其中的一种或几种方法解决地球物理正
演的实际问题,为地球物理反演奠定基础。
2.课程内容:有限差分和有限元法基于边值问题的微分形式方程的离散化处理及网格化方法,有限差分和有限元的基本思路和实现过程;积分方程法和边界单元法基于边值问题的积分形式的数值计算思路及实现过程,麦克斯韦方程组,广义波动方程及其定解条件,电磁场边值问题的直接方法,有限元法、有限差分方法、边界元法的计算思路和基本过程;多重网格等新型算法的引导性介绍。
3.教学方式:教师讲解、学生讲解与课程讨论相结合,以课堂讲解为主。 4.考核方式:读书报告+算法实现。
5.预修课程:《计算方法》、《场论》、《偏微分方程数值解》、《面向对象程序设计》 6.教材及参考书目:
[1]马在田.1997.计算地球物理学概论.上海:同济大学出版社. [2]徐世浙.1994.地球物理中的有限单元法.北京:科学出版社.
[3]葛德彪.2002.电磁波时域有限差分法.西安:西安电子科技大学出版社. [4]王先冲.2002.电磁场理论及应用.北京:科学出版社.
(四)应用泛函分析
1.课程目标:通过本课程的学习,掌握泛函分析的基本理论和方法,为学习和研究与多维向量空间上的函数、算子和极限理论相关的地球物理方法理论奠定基础。
2.课程内容:度量空间,赋范线性空间,内积空间,线性算子与线性泛函,共轭空间、弱收敛与自反空间。
3.教学方式:讲解与讨论相结合,以讲解为主 4.考核方式:考试+读书笔记
5.预修课程:《高等数学》、《线性代数》 6.教材及参考书目:
[1] 许天周. 2002. 应用泛函分析. 北京: 科学出版社.
[2]张恭庆,林源渠.2006.泛函分析讲义. 北京:北京大学出版社. [3]周民强.2004.实变函数论.第二版. 北京:北京大学出版社.
[4] 王永革, 藤岩梅, 贾超华, 冯伟杰. 2012. 应用泛函分析. 北京:北京航空航天大学出版社.
[5] 程其襄, 张奠宙, 魏国强. 2010. 实变函数与泛函分析基础(第三版). 北京:高等教育出版社.
(五)核地球物理勘查
1.课程目标:掌握核地球物理基本原理、方法和技术,并利用核地球物理方法寻找矿产资源或解决其他地质等问题。
2.课程内容:学习核地球物理勘查的基本理论、野外工作方法以及异常的地质解释;野外工作方法设计、组织施工;克服核辐射场中的特有的干扰和不利因素影响;利用核地球物理解决相应的地质问题;对核地球物理的新思维、新技术、新方法有一定程度的了解。
3.教学方式:课堂讲授,多媒体手段配合。
4.考核方式:作业加读书笔记。
5.预修课程:普通物理、高等数学、数理方程与积分变换、地球科学概论、普通地质学、场论、地震学与地震勘探、重磁勘探、电法勘探、核技术勘查。
6.教材及参考书目:
[1]程业勋等.2005.核辐射场与放射性勘查.地质出版社 [2]曹利国.1991.核地球物理勘查方法.原子能出版社 [3]章晔等编著1984.X射线荧光探矿技术.地质出版社 [4]吴慧山.1998.核技术勘查.原子能出版社
(六)位场数据处理与反演
1.课程目标:较系统地了解和掌握位场数据处理与反演的基本理论、方法、技术及实现程序的编写。
2.课程内容:小波分析方法、现代数字信号处理方法及其在位场资料处理中的应用;三维物性反演;重磁、重震联合反演方法;重磁场三维可视化反演;计算机智能分析方法在综合解释中的应用。
3.教学方式:课堂讲授,多媒体手段配合。 4.考核方式:作业+读书笔记。
5.预修课程:《高等数学》、《线性代数》、《复变函数》、《数字信号处理》)、《计算方法》、《数学物理方程》、《重力勘探》、《磁法勘探》
6.教材及参考书目:
[1]管志宁. 地磁学与磁法勘探,地质出版社,2005年 [2]曾华霖. 重力学与重力勘探,地质出版社,2005年 [3]黄仲良. 石油重磁电法勘探,石油大学出版社,1999年. [4]刘天佑. 位场勘探数据处理新方法,科学出版社,2007年.
(七)电磁数据模拟与反演
1.课程目标:掌握电磁数值模拟常用的有限差分法、有限单元法、积分方程法等传统数值计算方法以及多重网格法等新型算法的基础上,较系统地了解和掌握地球物理反演基本理论及电磁二、三维反演的主要方法。
2.课程内容:基于边值问题的微分形式方程的离散化处理及网格化方法,麦克斯韦方程组及其定解条件,电磁场边值问题的直接方法,有限元法、有限差分方法、边界元法的计算思路和基本过程;多重网格等新型算法的引导性介绍。地球物理反演的一般理论,地球电磁二、三维反演常用方法及最新进展。
3.教学方式:教师讲解、学生讲解与课程讨论相结合,以课堂讲解为主。 4.考核方式:作业+读书笔记。
5.预修课程:《线性代数》、《复变函数》、《数学物理方程》、《泛函分析》、《计算方法》、《电法勘探》
6.教材及参考书目:
[1]马在田.1997.计算地球物理学概论.上海:同济大学出版社.