2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫——地?zé)豳Y源勘探方法與地球物理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)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)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.在地?zé)峥碧街?，電阻率法主要用于尋找哪種類型的地質(zhì)體？（）A.密度顯著增高的巖體B.磁性異常體C.導(dǎo)水性強(qiáng)的含水構(gòu)造或熱儲(chǔ)層D.電阻率極低的純水層2.與天然電場(chǎng)法相比，人工源電法（如電阻率法）的主要優(yōu)勢(shì)在于？（）A.靈敏度更高，受地形影響較小B.可有效區(qū)分深部熱源和淺部構(gòu)造C.能直接測(cè)量地下流體的電阻率D.數(shù)據(jù)采集更快速，成本更低3.地震反射法在地?zé)峥碧街?，其主要目的是？（）A.直接測(cè)量地?zé)崽荻菳.探測(cè)淺層地下水分布C.圈定地下斷裂構(gòu)造，尋找熱儲(chǔ)層通道D.精確確定地下熱水的化學(xué)成分4.重力勘探在地?zé)豳Y源勘探中，主要利用了以下哪種地質(zhì)體的物理性質(zhì)差異？（）A.電阻率B.磁化率C.密度D.聲波速度5.在地?zé)釡y(cè)井中，電阻率測(cè)井主要用于？（）A.測(cè)量地層孔隙度B.測(cè)量地層聲波時(shí)差C.評(píng)價(jià)地?zé)醿?chǔ)層的含水性及滲透性D.確定地層的地質(zhì)年代6.以下哪種地球物理方法對(duì)于探測(cè)深部隱伏的火山構(gòu)造或侵入體可能更為有效？（）A.地球化學(xué)勘探B.淺層地震勘探C.大地電磁測(cè)深D.磁法勘探7.地球物理反演的目標(biāo)是？（）A.獲取地表的幾何形態(tài)B.計(jì)算地下物理場(chǎng)參數(shù)的空間分布C.確定地下某一特定點(diǎn)的深度D.估算地?zé)醿?chǔ)層的溫度8.三維地球物理勘探（如三維電法）相比二維勘探的主要優(yōu)勢(shì)在于？（）A.數(shù)據(jù)采集成本更低B.能提供地下結(jié)構(gòu)的空間連續(xù)信息C.更適合探測(cè)淺層異常D.解釋結(jié)果更加單一9.將高密度電阻率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二維擬斷面圖常用的方法是？（）A.旅行時(shí)拾取法B.一維反演C.似穩(wěn)態(tài)反演D.電阻率成像反演10.地球物理技術(shù)在優(yōu)化地?zé)徙@井設(shè)計(jì)方面的一個(gè)重要作用是？（）A.精確預(yù)測(cè)鉆井過程中可能遇到的復(fù)雜地層B.直接確定鉆井的最佳位置C.完全替代巖心取樣進(jìn)行地質(zhì)認(rèn)識(shí)D.無需考慮鉆井的工藝參數(shù)二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填在題橫線上）1.地?zé)豳Y源勘探中，常用的電法裝置形式包括_______、_______和_______。2.磁法勘探通過測(cè)量地磁場(chǎng)的_______或_______變化來尋找與地?zé)峄顒?dòng)相關(guān)的地質(zhì)體。3.重力異常主要由地下介質(zhì)密度的_______引起。4.地震勘探中，利用地震波在介質(zhì)分界面上的_______現(xiàn)象來探測(cè)地下結(jié)構(gòu)。5.測(cè)井資料中，聲波測(cè)井的主要目的是測(cè)量_______，并與巖層的_______相關(guān)。6.地球物理綜合勘探強(qiáng)調(diào)將_______、_______等多種方法結(jié)合，以獲得對(duì)地下地質(zhì)情況更全面的認(rèn)識(shí)。7.高分辨率地球物理勘探技術(shù)追求的是獲取地下_______和_______更精細(xì)的信息。8.三維地震數(shù)據(jù)采集常用的震源方式包括_______和_______。9.遙感技術(shù)中的_______成像可用于初步圈定區(qū)域熱背景和尋找熱液活動(dòng)跡象。10.地球物理反演從理論上講是_______問題到_______問題的數(shù)學(xué)變換。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述電法勘探中，電阻率法與自然電場(chǎng)法在原理、裝置和主要應(yīng)用方面的主要區(qū)別。2.簡(jiǎn)述利用地震反射法尋找地?zé)醿?chǔ)層時(shí)，通常需要關(guān)注哪些地質(zhì)信息和如何進(jìn)行解釋。3.簡(jiǎn)述重力勘探在地?zé)豳Y源勘探中，除了尋找密度差異明顯的構(gòu)造外，還能解決哪些地質(zhì)問題。4.簡(jiǎn)述三維地球物理勘探技術(shù)相比二維技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在哪些方面。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述在進(jìn)行地?zé)豳Y源地球物理勘探時(shí)，如何根據(jù)勘探目標(biāo)、工作區(qū)地質(zhì)條件和經(jīng)濟(jì)因素來選擇合適的勘探方法組合？2.論述地球物理技術(shù)在地?zé)豳Y源勘探走向精細(xì)化、高效化過程中，面臨的主要挑戰(zhàn)以及可能的解決途徑。五、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某地?zé)峥碧絽^(qū)進(jìn)行電阻率sounding測(cè)量，在深度100m處獲得視電阻率ρ<0xE2><0x82><0x97>=100Ω·m，在深度200m處獲得ρ<0xE2><0x82><0x97>=300Ω·m。假設(shè)地下介質(zhì)為水平層狀結(jié)構(gòu)，上、下覆蓋層電阻率較高（可忽略其影響），請(qǐng)利用斯倫貝謝公式估算第一層地層的真電阻率ρ?和厚度h?。（提示：可先作圖求解）2.假設(shè)地下某處存在一個(gè)垂直延伸的、電阻率ρ<0xE1><0xB5><0xA3>=10Ω·m的斷層，其頂部埋深為500m。在距斷層正上方地面500m處布置觀測(cè)點(diǎn)，使用電阻率法測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)該點(diǎn)的視電阻率ρ<0xE2><0x82><0x97>與周圍正常地層的視電阻率ρ<0xE2><0x82><0x97>=100Ω·m有明顯差異。請(qǐng)定性解釋該視電阻率差異產(chǎn)生的原因，并討論影響此差異大小的主要因素有哪些。試卷答案一、選擇題1.C解析思路：電阻率法基于巖石和流體的導(dǎo)電性差異。地?zé)醿?chǔ)層通常含水且溫度較高，水特別是含有溶解鹽類時(shí)導(dǎo)電性較好，形成低電阻率異常，因此電阻率法主要用于尋找導(dǎo)水性強(qiáng)的含水構(gòu)造或熱儲(chǔ)層。2.A解析思路：人工源電法通過人工施加電流產(chǎn)生穩(wěn)定或隨時(shí)間變化的電場(chǎng)，可以主動(dòng)控制場(chǎng)源，信號(hào)更強(qiáng)，干擾更小，分辨率通常高于自然電場(chǎng)法，且受地形影響相對(duì)較小。3.C解析思路：地震波在遇到不同介質(zhì)分界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射和折射。地?zé)豳Y源往往與巖漿活動(dòng)、斷裂構(gòu)造等密切相關(guān)，這些構(gòu)造會(huì)造成地層的突然變化，產(chǎn)生地震反射或折射異常，從而可以用來圈定斷裂、識(shí)別地層界面，為尋找熱儲(chǔ)層通道提供依據(jù)。4.C解析思路：重力勘探基于萬有引力定律，測(cè)量地表重力場(chǎng)的微小變化。地下介質(zhì)密度不同會(huì)引起重力值的變化，密度增高的異常（如巖漿巖）或密度降低的異常（如鹽丘、大型構(gòu)造塌陷）都可能在地表引起重力異常，因此主要利用了密度的差異。5.C解析思路：電阻率測(cè)井通過測(cè)量井壁周圍地層電阻率的大小，可以反映地層的含水性、孔隙度、滲透性以及流體性質(zhì)等。電阻率越高通常意味著含水飽和度越低或流體電阻率越高；電阻率越低則指示含水性越好或流體電阻率越低，這對(duì)于評(píng)價(jià)地?zé)醿?chǔ)層至關(guān)重要。6.D解析思路：磁法勘探測(cè)量地磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向變化。巖漿活動(dòng)、火山構(gòu)造和侵入體通常具有較高的磁化率，會(huì)擾動(dòng)地磁場(chǎng)，形成磁異常。因此，磁法對(duì)于探測(cè)這些與地?zé)峄顒?dòng)密切相關(guān)的地質(zhì)體更為有效。7.B解析思路：地球物理反演的目標(biāo)是將通過地球物理方法（如電法、地震、重力等）采集到的觀測(cè)數(shù)據(jù)（通常是場(chǎng)數(shù)據(jù)）轉(zhuǎn)換回地下對(duì)應(yīng)的物理性質(zhì)（如電阻率、密度、波速等）的空間分布圖像。8.B解析思路：三維勘探通過采集規(guī)則網(wǎng)格狀的觀測(cè)數(shù)據(jù)，能夠構(gòu)建地下三維的物理場(chǎng)模型，提供地下結(jié)構(gòu)的空間連續(xù)信息，從而可以更精細(xì)地刻畫地質(zhì)體的形態(tài)、產(chǎn)狀和空間關(guān)系，這是二維剖面無法比擬的優(yōu)勢(shì)。9.D解析思路：電阻率成像反演是將高密度電阻率數(shù)據(jù)（通常是剖面或平面的測(cè)量值）通過數(shù)學(xué)方法轉(zhuǎn)換成地下電阻率分布圖（即成像結(jié)果）的過程，它能夠提供更直觀的地下結(jié)構(gòu)信息。10.A解析思路：地球物理技術(shù)可以通過探測(cè)地下電阻率、速度、密度等結(jié)構(gòu)異常，識(shí)別出潛在的鉆井風(fēng)險(xiǎn)區(qū)（如高壓含水層、易塌陷地層、破碎帶）或有利區(qū)（如高滲透性儲(chǔ)層），從而為優(yōu)化鉆井軌跡、調(diào)整鉆井參數(shù)（如泥漿密度、套管程序）提供重要信息，以降低風(fēng)險(xiǎn)、提高成功率。二、填空題1.溫差法，電位法，電剖面法解析思路：這些是電法勘探中根據(jù)供電方式、測(cè)量裝置和目的不同而劃分的主要裝置形式。2.總場(chǎng)強(qiáng)度，偏角解析思路：磁法勘探的觀測(cè)對(duì)象是地磁場(chǎng)的兩個(gè)基本分量：反映磁場(chǎng)強(qiáng)弱的總場(chǎng)強(qiáng)度和反映磁場(chǎng)方向偏轉(zhuǎn)的偏角。3.不均勻性解析思路：重力異常是正常重力場(chǎng)基礎(chǔ)上觀測(cè)到的重力值的變化，這種變化是由地下介質(zhì)密度相對(duì)于周圍介質(zhì)的不均勻性引起的。4.反射解析思路：地震反射法的基本原理是利用地震波在遇到不同介質(zhì)分界面時(shí)發(fā)生反射的現(xiàn)象，通過接收和分析反射波來探測(cè)地下界面的位置和性質(zhì)。5.聲波時(shí)差，彈性模量解析思路：聲波在介質(zhì)中傳播的速度（時(shí)差）與介質(zhì)的彈性性質(zhì)（如楊氏模量、體積模量）和密度密切相關(guān)，因此聲波測(cè)井可以間接評(píng)價(jià)巖石的彈性和致密程度。6.地球物理，地質(zhì)解析思路：綜合勘探強(qiáng)調(diào)將不同學(xué)科（地球物理、地質(zhì)、水文地質(zhì)等）的方法和資料進(jìn)行融合，以獲得對(duì)地下更全面、更準(zhǔn)確的認(rèn)知。7.尺度，細(xì)節(jié)解析思路：高分辨率技術(shù)追求的是能夠分辨地下更小尺度（更精細(xì)）的異常體，并清晰地展現(xiàn)其細(xì)節(jié)特征。8.爆炸震源，空氣槍解析思路：這是海上和陸上采集三維地震數(shù)據(jù)常用的兩種主要震源方式，通過在三維空間內(nèi)進(jìn)行規(guī)則或不規(guī)則的布點(diǎn)施測(cè)，獲取三維數(shù)據(jù)集。9.熱紅外解析思路：地表溫度異常（熱紅外異常）常與地下熱液活動(dòng)、巖漿活動(dòng)或地?zé)豳Y源分布有關(guān)，熱紅外遙感可以用于快速、大范圍地圈定區(qū)域熱背景和潛在的熱液蝕變區(qū)。10.場(chǎng)，模型解析思路：地球物理反演的本質(zhì)是通過已知的“觀測(cè)場(chǎng)”（來自地下模型產(chǎn)生的響應(yīng)）來反推產(chǎn)生這個(gè)場(chǎng)的“地下模型”（地下物理性質(zhì)分布）。三、簡(jiǎn)答題1.答：電法勘探中，電阻率法通過人工供電測(cè)量地中電流分布，計(jì)算視電阻率，反映地下介質(zhì)整體導(dǎo)電性能，常用于尋找區(qū)域性導(dǎo)水構(gòu)造或圈定儲(chǔ)層范圍；而自然電場(chǎng)法利用地下天然電場(chǎng)的信號(hào)，通常反映近地表流體（特別是地下水）運(yùn)動(dòng)和電化學(xué)作用引起的電勢(shì)差，對(duì)淺層、中小尺度異常和流體性質(zhì)變化更為敏感，常用于直接尋找淺層熱泉或追蹤地下水運(yùn)移方向。裝置上，電阻率法有主動(dòng)供電和測(cè)量，自然電場(chǎng)法僅測(cè)量天然電場(chǎng)。主要應(yīng)用上，電阻率法偏重宏觀構(gòu)造和儲(chǔ)層識(shí)別，自然電場(chǎng)法偏重淺層流體信息和環(huán)境電化學(xué)異常。2.答：利用地震反射法尋找地?zé)醿?chǔ)層時(shí)，通常需要關(guān)注地震反射剖面上的構(gòu)造特征（如背斜、向斜、斷層）和地層接觸關(guān)系。解釋時(shí)，要識(shí)別能夠圈定潛在儲(chǔ)層空間（如背斜圈閉、斷層封堵的斷塊）的構(gòu)造要素，確定儲(chǔ)層的頂?shù)捉缑妫ㄈ绺鶕?jù)反射波同相軸的頂?shù)邹D(zhuǎn)折點(diǎn)），分析地層的巖性和物性變化（如通過波阻抗等屬性變化識(shí)別可能的儲(chǔ)層層位），并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料和地表熱跡象，綜合判斷儲(chǔ)層的分布范圍、規(guī)模和封閉性。3.答：除了尋找密度差異明顯的構(gòu)造外，重力勘探在地?zé)豳Y源勘探中還可以用于：1）探測(cè)大型沉積盆地或坳陷的形態(tài)和邊界，判斷其是否具有形成熱儲(chǔ)的盆地條件；2）識(shí)別與巖漿活動(dòng)相關(guān)的密度異常體（如隱伏的侵入體、巖床），這些常是熱源；3）探測(cè)密度相對(duì)較低的構(gòu)造如鹽丘、泥巖層等，這些可能影響地下熱水的運(yùn)移和儲(chǔ)集；4）進(jìn)行區(qū)域性地殼厚度和密度結(jié)構(gòu)研究，為理解深部熱源提供信息。4.答：三維地球物理勘探技術(shù)相比二維技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：1）提供地下結(jié)構(gòu)的空間連續(xù)信息，能夠更全面、精細(xì)地刻畫地質(zhì)體的形態(tài)、產(chǎn)狀和空間關(guān)系，克服二維剖面解釋的局限性；2）提高分辨率和成像質(zhì)量，能夠更好地分辨和成像淺、小、復(fù)雜的地質(zhì)體；3）便于進(jìn)行屬性分析，可以在三維數(shù)據(jù)體上提取多種地震屬性（如振幅、頻率、相位、能量等），用于更精細(xì)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和流體識(shí)別；4）為后續(xù)的三維反演和定量解釋提供更豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，有助于提高解釋的精度和可靠性。四、論述題1.答：選擇合適的地?zé)峥碧椒椒ńM合應(yīng)綜合考慮以下因素：1）勘探目標(biāo)：是尋找大型區(qū)域熱儲(chǔ)還是評(píng)價(jià)具體鉆井位置？是了解淺層熱泉分布還是探測(cè)深部熱源？目標(biāo)不同，所需方法側(cè)重點(diǎn)也不同。2）工作區(qū)地質(zhì)條件：區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景、地層巖性、覆蓋層性質(zhì)、是否存在已知熱異常等，都會(huì)影響方法的選擇。例如，在覆蓋區(qū)可能更依賴電法、地震，在裸露區(qū)則磁法、重力也有用武之地。3）經(jīng)濟(jì)因素：不同方法的成本（設(shè)備、人力、時(shí)間）差異很大。初步普查可能選擇成本較低的電法或磁法，詳查則可能投入地震、測(cè)井等。4）方法互補(bǔ)性：應(yīng)選擇不同原理、不同探測(cè)深度和范圍的方法組合，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高勘探成功率。例如，地震用于深部構(gòu)造，電法用于淺中深部?jī)?chǔ)層和構(gòu)造，測(cè)井用于井旁精細(xì)評(píng)價(jià)，磁法用于尋找熱源載體。5）現(xiàn)有資料：充分利用已有的地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)資料，選擇能提供新信息、彌補(bǔ)現(xiàn)有資料不足的方法。總之，最優(yōu)的方法組合是在滿足勘探目標(biāo)的前提下，實(shí)現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理性和實(shí)際可行性統(tǒng)一的結(jié)果。2.答：地球物理技術(shù)在地?zé)豳Y源勘探走向精細(xì)化、高效化過程中面臨的主要挑戰(zhàn)及可能的解決途徑包括：1）挑戰(zhàn)：復(fù)雜介質(zhì)對(duì)物理場(chǎng)的強(qiáng)烈干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)信噪比低，難以分辨精細(xì)結(jié)構(gòu)；現(xiàn)有反演方法精度有限，難以準(zhǔn)確恢復(fù)地下真實(shí)模型。途徑：發(fā)展高精度、抗干擾強(qiáng)的儀器設(shè)備；研究先進(jìn)的信號(hào)處理和噪聲抑制技術(shù)；改進(jìn)反演算法，如引入機(jī)器學(xué)習(xí)、貝葉斯方法等提高反演精度和分辨率。2）挑戰(zhàn)：從單一方法解釋到多方法信息融合的難度加大，如何有效結(jié)合不同方法的優(yōu)點(diǎn)形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)是難點(diǎn)；缺乏針對(duì)地?zé)峥碧降臉?biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)處理解釋流程和規(guī)范。途徑：發(fā)展多物理場(chǎng)聯(lián)合反演技術(shù)；建立地?zé)峥碧綌?shù)據(jù)處理解釋的標(biāo)準(zhǔn)化流程和數(shù)據(jù)庫；加強(qiáng)多學(xué)科協(xié)作和知識(shí)共享。3）挑戰(zhàn)：如何快速獲取大范圍、高密度的地球物理數(shù)據(jù)，以滿足精細(xì)勘探的需求，同時(shí)控制成本。途徑：發(fā)展高效的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，如無人機(jī)航空磁/電測(cè)量、高密度電法陣列等；優(yōu)化數(shù)據(jù)處理流程，利用云計(jì)算等技術(shù)提高處理效率。4）挑戰(zhàn)：地球物理技術(shù)本身難以直接測(cè)量地?zé)豳Y源的關(guān)鍵參數(shù)（如流體溫度、化學(xué)組分、儲(chǔ)量），需要與其他技術(shù)（如地球化學(xué)、水文地質(zhì)）緊密結(jié)合。途徑：加強(qiáng)地球物理與地球化學(xué)、水文地質(zhì)等多學(xué)科的綜合建模與集成解釋技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提供更可靠的地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)結(jié)果。五、計(jì)算題1.解：利用斯倫貝謝公式近似估算：h?≈[(ρ<0xE2><0x82><0x97>2-ρ<0xE2><0x82><0x97>?2)/(4ρ<0xE2><0x82><0x97>?ρ<0xE2><0x82><0x97>?)]^(1/2)ρ<0xE2><0x82><0x97>?=ρ<0xE2><0x82><0x97>?=100Ω·m(假設(shè)上覆層電阻率與第一層相同)h?≈[(3002-1002)/(4*100*100)]^(1/2)=[(90000-10000)/40000]^(1/2)=[80000/40000]^(1/2)=2^(1/2)*100≈141.4mρ?≈[(ρ<0xE2><0x82><0x97>?2+ρ<0xE2><0x82><0x97>?2)/(2ρ<0xE2><0x82><0x97>