2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫——地球物理方法在地質(zhì)構(gòu)造研究中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)。）1.在進(jìn)行區(qū)域重力勘探以尋找大型構(gòu)造（如地臺(tái)與地槽邊界、大型褶皺）時(shí)，通常優(yōu)先選擇的方法組合是？A.高精度航空磁測(cè)和高精度地面重力測(cè)量B.中精度航空磁測(cè)和低精度地面重力測(cè)量C.中精度地面重力測(cè)量和淺層地震勘探D.高精度地面重力測(cè)量和淺層地震勘探2.對(duì)于探測(cè)埋深較淺（如幾百米至一兩千米）、規(guī)模較小的斷裂構(gòu)造，效果相對(duì)最好的地球物理方法是？A.大面積航空重力測(cè)量B.地面高精度磁力測(cè)量C.地面電法測(cè)量（如電阻率測(cè)深或測(cè)線）D.大型地震反射剖面3.地球物理勘探中，所謂的“陰影區(qū)”通常指的是？A.地球物理儀器無法工作的區(qū)域B.地下不存在異常體或構(gòu)造的區(qū)域C.地下異常體或構(gòu)造對(duì)其上方觀測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的地球物理場(chǎng)信號(hào)被周圍正常場(chǎng)掩蓋的區(qū)域D.地球物理數(shù)據(jù)處理中出現(xiàn)的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)區(qū)域4.在利用重力異常推斷地下密度界面（如基底斷裂、鹽下潛山）時(shí)，主要依據(jù)的是重力異常的哪種形態(tài)特征？A.垂直梯度異常的最大值或最小值位置B.總異常的極大值或極小值C.異常的走向和形態(tài)與地質(zhì)構(gòu)造走向的吻合程度D.異常的強(qiáng)度大小與異常體規(guī)模成正比的關(guān)系5.地震勘探中，通過偏移距（Offset）與反射時(shí)間（Time）的關(guān)系圖（常為Hypocenter圖或Time-Offset圖）可以主要用于？A.確定地殼的平均速度結(jié)構(gòu)B.精確確定地下反射界面的空間位置（深度和水平位置）C.計(jì)算地表點(diǎn)的水平距離D.分析地下的巖性變化6.在進(jìn)行磁法勘探以尋找?guī)r漿活動(dòng)形成的侵入體或變質(zhì)核時(shí)，主要探測(cè)的是地磁場(chǎng)的哪種分量異常？A.總場(chǎng)強(qiáng)度（TotalFieldIntensity）B.磁偏角（Declination）C.磁傾角（Inclination）D.磁異常的垂直梯度7.對(duì)于電阻率相對(duì)較高的基巖頂面，使用電阻率測(cè)深方法進(jìn)行探測(cè)時(shí)，理論上獲得的視電阻率曲線最可能呈現(xiàn)？A.高阻尖峰狀B.低阻平底狀C.電阻率隨深度增加而平穩(wěn)升高的曲線D.出現(xiàn)明顯的高阻異常平臺(tái)8.在利用地震波在地層中傳播的速度差異來研究地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，主要依賴的是哪種地震勘探方法？A.航空磁測(cè)B.地面重力測(cè)量C.地震反射剖面或地震折射剖面D.電法測(cè)深9.當(dāng)需要探測(cè)埋藏較深（如數(shù)千米）的隱伏斷層時(shí)，通常需要采用什么技術(shù)手段來提高勘探深度？A.使用更低頻率的地震波B.增加檢波器道數(shù)C.采用人工源深部地震探測(cè)技術(shù)（如深部地震反射、地震折射）D.使用高精度磁力儀10.地球物理方法在地質(zhì)構(gòu)造研究中的主要優(yōu)勢(shì)在于？A.可以直接獲取地下的巖性樣品B.可以經(jīng)濟(jì)、快速地獲取大范圍的三維空間信息C.能夠精確測(cè)定地下的溫度分布D.對(duì)地表覆蓋層的穿透能力幾乎不受影響二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填在橫線上。）1.地球物理勘探方法通常根據(jù)其探測(cè)深度可分為______勘探、______勘探和______勘探。2.重力勘探的物理基礎(chǔ)是牛頓的______定律，利用的是地球內(nèi)部密度不均勻性引起的______變化。3.磁法勘探主要利用地磁場(chǎng)中______的變化來探測(cè)地下具有______的地質(zhì)體。4.在電法勘探中，電阻率較高的地層對(duì)電流的阻礙作用______，而電阻率較低的地層則______。5.地震勘探中，人工震源激發(fā)的地震波到達(dá)地下界面時(shí)會(huì)發(fā)生______和______。6.地球物理異常通常是指觀測(cè)到的地球物理參數(shù)值與______值之間的差異。7.斷裂構(gòu)造往往會(huì)導(dǎo)致其兩側(cè)巖體的物理性質(zhì)（如密度、磁化率、電阻率）發(fā)生______，從而在地球物理場(chǎng)上產(chǎn)生______。8.選擇地球物理方法時(shí)，必須考慮地質(zhì)任務(wù)、地質(zhì)條件、經(jīng)濟(jì)因素和______等多種因素。9.地球物理數(shù)據(jù)的解釋往往需要結(jié)合地質(zhì)資料、鉆井資料等多種信息，進(jìn)行______解釋。10.地震波在兩種不同介質(zhì)分界面上發(fā)生反射時(shí)，反射波的能量與界面兩側(cè)介質(zhì)的______有關(guān)。三、簡答題（每題5分，共20分。）1.簡述重力勘探中，當(dāng)?shù)叵麓嬖谝粋€(gè)密度較高的侵入體時(shí)，其上方的布格重力異常通常呈現(xiàn)什么特征？并簡要說明原因。2.簡述磁法勘探中，進(jìn)行磁偏角校正的目的是什么？3.簡述電阻率測(cè)深方法的基本原理。4.簡述地震反射法的基本原理，并說明其主要用于探測(cè)哪種類型的地質(zhì)構(gòu)造信息。四、計(jì)算題（每題10分，共20分。）1.某重力測(cè)量剖面顯示，在地表A點(diǎn)測(cè)得布格重力異常值為γA=-100mGal。已知該地區(qū)平均密度ρ1=2.6g/cm3，地表以上巖石密度ρ2=2.2g/cm3，地表到地下100米深度的巖石密度ρ3=2.8g/cm3，地表到地下200米深度的巖石密度ρ4=3.0g/cm3。假設(shè)地表到地下100米和200米之間為水平層。請(qǐng)估算地下200米處水平界面（ρ3-ρ4界面）的埋深。（地球重力加速度g≈980cm/s2，地球平均半徑R≈6370km，計(jì)算時(shí)可忽略地殼上部密度變化和球諧函數(shù)影響，采用簡化公式計(jì)算球冠形密度異常引起的重力異常：Δg=-2πGρ'h，其中h為球冠半徑，ρ'為球冠平均密度，G為萬有引力常數(shù)）。2.在一均勻半空間上，沿地表布置一條電剖面測(cè)量線。測(cè)得某測(cè)點(diǎn)A的視電阻率為ρrA=500Ω·m。已知地勘資料證實(shí)該地區(qū)地表為砂層（ρ1=50Ω·m），地下第一層為粘土層（ρ2=100Ω·m），厚度h=10m。請(qǐng)定性分析測(cè)點(diǎn)A的視電阻率ρrA大于、小于還是等于地下第一層粘土層的真電阻率ρ2？并簡要說明理由。五、論述題（15分。）某勘探區(qū)出露地表的地質(zhì)資料顯示，存在一條走向大致南北的逆斷層，斷層兩盤巖性差異較大。地表調(diào)查表明該斷層活動(dòng)性較弱，但需要進(jìn)一步探明其下延深度和斷距。區(qū)域內(nèi)覆蓋有厚達(dá)數(shù)百米的第四系松散沉積物，基巖埋深較大。試分析在此類地質(zhì)條件下，可以選用哪些地球物理方法來探測(cè)這條隱伏斷層的下延情況？并針對(duì)每種可選方法，簡述其基本原理、優(yōu)缺點(diǎn)以及在該具體勘探任務(wù)中的適用性考慮。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.B5.B6.A7.A8.C9.C10.B二、填空題1.淺部探測(cè)深部2.引力重力異常3.總場(chǎng)強(qiáng)度磁性差異4.大小5.反射折射6.正常7.差異異常8.安全性與可行性9.綜合性10.波阻抗三、簡答題1.答案：布格重力異常通常呈現(xiàn)正值（正異常）。解析思路：密度較高的侵入體，其質(zhì)量相對(duì)于周圍密度較低的地層有所增加，根據(jù)萬有引力定律，它對(duì)周圍空間的引力場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生增強(qiáng)效應(yīng)，表現(xiàn)為布格重力異常值為正。計(jì)算布格異常時(shí)，雖然地表以上巖石的密度較低，但其厚度有限，其產(chǎn)生的負(fù)異常效應(yīng)相對(duì)較小，難以完全抵消侵入體產(chǎn)生的正異常效應(yīng)。2.答案：磁偏角是地磁總場(chǎng)矢量在水平面上的投影與地理北方之間的夾角。地球的磁北極和地理北極并不重合，且其位置會(huì)隨時(shí)間緩慢移動(dòng)。為了將觀測(cè)到的磁異常值與地下的磁異常源進(jìn)行準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)，消除地球磁場(chǎng)本身的空間變化影響，需要對(duì)觀測(cè)到的磁偏角進(jìn)行校正，將觀測(cè)點(diǎn)的磁北方向統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為地理北方向，從而得到相對(duì)于地理坐標(biāo)系的正常磁場(chǎng)或異常磁場(chǎng)。3.答案：電阻率測(cè)深方法的基本原理是向地下供入電流，測(cè)量地面上不同深度測(cè)點(diǎn)的電位差，根據(jù)供電電流和電位差計(jì)算該深度的地電阻率。通常采用電極系將電流注入地下，并通過移動(dòng)電極改變測(cè)量點(diǎn)位置和電極間距，測(cè)量不同深度的視電阻率。通過繪制視電阻率隨電極間距（或測(cè)量深度）的變化曲線（視電阻率測(cè)深曲線），來推斷地下不同深度巖層的電阻率性質(zhì)。4.答案：地震反射法的基本原理是利用人工震源激發(fā)的地震波向下傳播，遇到地下不同巖層（界面）的分界面時(shí)發(fā)生反射，反射波返回地表被檢波器接收。通過記錄反射波到達(dá)的時(shí)間（旅行時(shí)）和振幅等信息，繪制地震剖面圖。由于地震波在介質(zhì)中傳播的速度與巖層的物理性質(zhì)（如密度、彈性模量）有關(guān)，不同界面的反射強(qiáng)度和旅行時(shí)不同，從而可以推斷地下界面的深度、產(chǎn)狀（傾角、走向）以及界面上下介質(zhì)的波速、密度等參數(shù)，進(jìn)而研究地質(zhì)構(gòu)造。該方法主要用于探測(cè)大的沉積盆地、斷塊、鹽丘等宏觀地質(zhì)構(gòu)造。四、計(jì)算題1.答案：h≈459m解析思路：計(jì)算球冠形密度異常引起的重力異常簡化公式為Δg=-2πGρ'h。需要先計(jì)算地下200米處水平界面（ρ3-ρ4界面）對(duì)應(yīng)的球冠半徑h。球冠半徑h近似等于地球半徑R與地表到球冠頂點(diǎn)距離r的差值，即h≈R-r。這里r近似等于地下200米界面的埋深。設(shè)地下200米界面埋深為h，則h≈6370km-200m。將此h值代入布格異常公式（簡化形式，僅考慮該球冠影響），解出h。由于地表以上存在不同密度的層次，計(jì)算更精確的布格異常需要分層計(jì)算并疊加，但題目給定的簡化公式直接求解較為困難，通常需要更復(fù)雜的球諧函數(shù)方法或數(shù)值積分。根據(jù)題目條件，假設(shè)簡化公式適用，可估算出h值。更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算應(yīng)考慮各層貢獻(xiàn)的疊加。2.答案：ρrA>ρ2。解析思路：該問題涉及有限厚度均勻夾層的電阻率測(cè)深。對(duì)于地表有薄層（粘土層）覆蓋、下伏有無限大均勻半空間（基巖）的情況，當(dāng)測(cè)量點(diǎn)位于覆蓋層內(nèi)或緊鄰其底部時(shí)，視電阻率ρr受覆蓋層和基巖電阻率ρ1、ρ2及覆蓋層厚度h的共同影響。由于ρ1（砂層）<ρ2（粘土層），且h=10m相對(duì)較小，根據(jù)電阻率測(cè)深理論，當(dāng)測(cè)量點(diǎn)位于粘土層底部附近時(shí)，由于基巖電阻率ρ2遠(yuǎn)大于覆蓋層電阻率ρ1，且厚度h有限，導(dǎo)致視電阻率ρrA通常會(huì)大于下伏基巖的真電阻率ρ2。隨著測(cè)量點(diǎn)遠(yuǎn)離粘土層底部，ρr會(huì)逐漸減小，在達(dá)到基巖深處時(shí)，理論上ρr趨于ρ2。因此，在測(cè)點(diǎn)A處，ρrA>ρ2。五、論述題答案：可選方法主要包括：地震反射法、高精度磁法、地面重力法、電法（特別是電阻率測(cè)深或電剖面法）。1.地震反射法：*原理：利用人工震源激發(fā)地震波，通過接收反射波記錄，分析波旅行時(shí)、振幅等信息，確定地下界面位置和性質(zhì)。斷層作為巖性、結(jié)構(gòu)面的不連續(xù)性，會(huì)引起波阻抗變化，產(chǎn)生反射或繞射現(xiàn)象。*優(yōu)點(diǎn)：分辨率高，可提供詳細(xì)的地下結(jié)構(gòu)圖像，是探測(cè)隱伏斷層的常用方法，尤其適合探測(cè)斷層面和斷塊。*缺點(diǎn)：對(duì)覆蓋層厚度和性質(zhì)敏感，松散沉積物會(huì)吸收、衰減地震波，影響探測(cè)深度；受地形、淺層復(fù)雜構(gòu)造影響較大；數(shù)據(jù)采集和處理成本較高。*適用性：在該條件下，若覆蓋層允許，是探測(cè)斷層下延的主要方法，可通過選擇合適的震源類型和頻率、優(yōu)化采集參數(shù)、采用高分辨率處理技術(shù)來提高在厚覆蓋下的成像效果。2.高精度磁法：*原理：通過測(cè)量地磁場(chǎng)的微小變化，探測(cè)地下磁性體。如果斷層兩側(cè)巖性存在磁化率差異，或斷層帶本身具有剩磁，就會(huì)形成磁異常。*優(yōu)點(diǎn)：覆蓋層對(duì)磁場(chǎng)的影響相對(duì)較??；探測(cè)范圍廣；成本相對(duì)較低；可探測(cè)到具有一定規(guī)模和磁性的構(gòu)造巖。*缺點(diǎn)：僅對(duì)具有磁性的地質(zhì)體有效；解釋受區(qū)域磁場(chǎng)背景和噪聲影響較大；對(duì)于非磁性斷層效果差；分辨率相對(duì)較低。*適用性：可作為輔助方法，用于尋找可能與斷層活動(dòng)相關(guān)的磁化異常體，或評(píng)價(jià)斷層的活動(dòng)性質(zhì)。若斷層兩盤存在磁化率差異，可望獲得有效信息。3.地面重力法：*原理：測(cè)量地表重力異常，利用地下密度不均勻性探測(cè)構(gòu)造。密度差異較大的斷層兩側(cè)會(huì)引起重力異常。*優(yōu)點(diǎn)：對(duì)密度差異敏感；受覆蓋層影響相對(duì)較??；成本相對(duì)較低。*缺點(diǎn)：分辨率不高，對(duì)微小密度差異不敏感；解釋模型復(fù)雜，不確定性大；難以直接確定斷層的幾何形態(tài)。*適用性：可用于推斷大型斷裂構(gòu)造的存在和展布，或?qū)ふ颐芏炔町愶@著與斷層相關(guān)的構(gòu)造單元（如侵入體、巖脈）。在探測(cè)深大斷裂方面作用有限。4.電法（電阻率測(cè)深或電剖面）：*原理：向地下供入電流，測(cè)量電位差，計(jì)算視電阻率。不同電阻率的巖層會(huì)影響電流路徑，導(dǎo)致視電阻率