2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——構(gòu)造地震波速成像技術(shù)的技術(shù)路線圖譜考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.在構(gòu)造地震波速成像技術(shù)中，層析成像方法主要解決的核心問(wèn)題是？A.獲取高分辨率地震反射剖面B.確定地下介質(zhì)的速度結(jié)構(gòu)C.精確定位地震震源D.解釋地震波的振幅變化2.地震射線理論是哪種成像方法的基礎(chǔ)？A.地震層析成像B.地震偏移成像C.地震反射成像D.微震定位成像3.對(duì)于覆蓋層較厚的構(gòu)造區(qū)，確定基底速度結(jié)構(gòu)，哪種技術(shù)路線的分辨率通常較高？A.常規(guī)折射波法B.常規(guī)反射波法C.地震層析成像D.地震偏移成像4.在地震波速成像的技術(shù)路線中，"模型正演"的主要目的是？A.獲取實(shí)際觀測(cè)地震數(shù)據(jù)B.評(píng)估理論模型與觀測(cè)數(shù)據(jù)的符合程度C.確定地下介質(zhì)的速度結(jié)構(gòu)D.對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理5.地震波速成像結(jié)果的空間分辨率主要受哪些因素影響？(選擇兩個(gè))A.地震波長(zhǎng)B.震源位置C.檢波點(diǎn)密度D.地下介質(zhì)均勻性6.地震偏移成像技術(shù)的主要目標(biāo)是？A.沿測(cè)線方向探測(cè)地下結(jié)構(gòu)B.將反射點(diǎn)“偏移”到地表投影位置，模擬炮點(diǎn)位于反射界面的效果C.采集地下介質(zhì)的全波形數(shù)據(jù)D.計(jì)算地下介質(zhì)的質(zhì)量密度分布7.在進(jìn)行構(gòu)造地震波速成像時(shí)，選擇聯(lián)合反演技術(shù)路線的主要優(yōu)勢(shì)是？A.可以完全忽略反射波數(shù)據(jù)B.能夠同時(shí)反演速度結(jié)構(gòu)和密度結(jié)構(gòu)C.只需要折射波數(shù)據(jù)即可D.顯著提高數(shù)據(jù)采集效率8.射線理論在處理復(fù)雜非均勻介質(zhì)時(shí)的主要局限性是？A.計(jì)算效率低B.無(wú)法處理波速隨深度變化的情況C.預(yù)測(cè)的射線路徑可能失真，影響成像精度D.只能處理P波，不能處理S波9.地震反射成像技術(shù)路線中，疊前偏移處理的主要作用是？A.增強(qiáng)同相軸的連續(xù)性，提高構(gòu)造成像精度B.提高地震數(shù)據(jù)的時(shí)間分辨率C.將所有反射波能量聚焦到炮點(diǎn)位置D.消除多次波的影響10.構(gòu)造地震波速成像的技術(shù)選擇，首要考慮的因素是？A.研究區(qū)域的地質(zhì)歷史B.可用的儀器設(shè)備精度C.所需的地下結(jié)構(gòu)空間分辨率和精度D.地表覆蓋層的類型二、填空題1.構(gòu)造地震波速成像的主要目的是獲取地下介質(zhì)的速度結(jié)構(gòu)，以便研究______、______等地質(zhì)問(wèn)題。2.基于射線理論的地震成像方法，其成像質(zhì)量很大程度上依賴于射線路徑的______和______。3.地震層析成像方法中，通常需要假設(shè)地下介質(zhì)是______的，以便利用積分方程方法求解速度分布。4.地震偏移成像可以分為_(kāi)_____偏移和______偏移兩大類，前者適用于復(fù)雜構(gòu)造成像，后者計(jì)算效率更高。5.在地震波速成像的數(shù)據(jù)采集階段，合理的震源和檢波點(diǎn)布局對(duì)于保證成像的______至關(guān)重要。6.地震波速成像結(jié)果的質(zhì)量評(píng)估，除了關(guān)注速度結(jié)構(gòu)本身，還需分析其______、______和______。7.對(duì)于存在大面積低速帶的地區(qū)，地震波傳播速度會(huì)顯著降低，這會(huì)對(duì)基于______的成像方法帶來(lái)挑戰(zhàn)。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述地震層析成像與地震偏移成像在基本原理上的主要區(qū)別。2.簡(jiǎn)述地震波速成像中模型正演的主要步驟及其目的。3.簡(jiǎn)述選擇地震波速成像技術(shù)路線時(shí)，需要考慮哪些主要因素。4.簡(jiǎn)述地震反射成像技術(shù)路線中，共中心點(diǎn)道集（CSP）的概念及其作用。四、論述題1.論述射線理論在構(gòu)造地震波速成像中的應(yīng)用及其局限性。2.論述提高構(gòu)造地震波速成像分辨率的主要技術(shù)途徑。3.假設(shè)你需要為一個(gè)已知存在多條隱伏斷裂的沉積盆地設(shè)計(jì)一個(gè)地震波速成像技術(shù)路線方案，請(qǐng)闡述你的選擇思路和主要步驟。---試卷答案一、選擇題1.B2.B3.D4.B5.A,C6.B7.B8.C9.A10.C二、填空題1.斷裂體系構(gòu)造單元2.準(zhǔn)確性密度3.均勻4.偏移基于射線理論5.分辨率6.信噪比模型一致性可視化效果7.射線追蹤三、簡(jiǎn)答題1.答案：地震層析成像利用地震波（通常是P波）的傳播時(shí)間（或路徑長(zhǎng)度）信息，通過(guò)積分方程或正反演方法，建立地下介質(zhì)速度與觀測(cè)到的旅行時(shí)（或路徑長(zhǎng)度）之間的關(guān)系，從而反演地下速度結(jié)構(gòu)。它本質(zhì)上是解決一個(gè)逆向問(wèn)題，即從測(cè)量的場(chǎng)（旅行時(shí)）反推源（速度模型）。地震偏移成像則基于射線路徑理論，將觀測(cè)到的反射或折射波“偏移”到其理論上的反射點(diǎn)（或出射點(diǎn)）位置，模擬震源位于反射界面上的效果，從而構(gòu)建地下結(jié)構(gòu)的圖像。偏移成像更側(cè)重于保持地質(zhì)體原有的空間形態(tài)和幾何關(guān)系。解析思路：區(qū)分層析成像的反演問(wèn)題和偏移成像的成像模擬問(wèn)題。層析成像核心是時(shí)間/路徑到速度的反演，而偏移成像核心是波場(chǎng)追蹤和成像點(diǎn)重建。2.答案：地震波速成像中的模型正演主要步驟包括：①建立一個(gè)代表地下結(jié)構(gòu)的初始速度模型；②根據(jù)選定的地震波類型（如P波）和傳播理論（如射線理論）；③在該模型上模擬震源發(fā)射的地震波傳播過(guò)程，計(jì)算理論上的射線路徑、旅行時(shí)或波場(chǎng)分布；④將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。其主要目的是檢驗(yàn)所選成像方法的有效性，評(píng)估數(shù)據(jù)質(zhì)量，理解數(shù)據(jù)中包含的地下信息，并為后續(xù)的反演提供初始模型和理論依據(jù)。解析思路：明確模型正演是“給定模型，算出理論數(shù)據(jù)”，是成像流程的前置步驟，用于理論驗(yàn)證和提供初始條件。包含建立模型、選擇理論、模擬傳播、與實(shí)測(cè)比較四個(gè)核心環(huán)節(jié)。3.答案：選擇地震波速成像技術(shù)路線時(shí)，需要考慮的主要因素包括：①研究目標(biāo)：需要成像的深度、范圍、精度要求；②地質(zhì)構(gòu)造背景：地殼結(jié)構(gòu)、覆蓋層厚度、斷裂發(fā)育情況等；③數(shù)據(jù)采集條件：可用的震源類型（炸藥、空氣槍、振動(dòng)）、檢波器類型、儀器精度、允許的采集時(shí)間與成本；④存在的地質(zhì)難題：如強(qiáng)反射、低速帶、高斯白噪聲等；⑤成像方法的成熟度和適用性：不同方法對(duì)不同問(wèn)題的有效性；⑥與現(xiàn)有資料的結(jié)合：如何利用已有的地震、地質(zhì)、重力、磁力等資料。解析思路：從“做什么（目標(biāo)）”、“在哪里做（地質(zhì)）”、“用什么做（數(shù)據(jù)條件）”、“遇到什么困難（難題）”、“有哪些方法可選（方法適用性）”、“如何與其他信息結(jié)合（現(xiàn)有資料）”等多個(gè)維度進(jìn)行分析。4.答案：共中心點(diǎn)道集（CSP）是指將所有檢波點(diǎn)按照其與特定共中心點(diǎn)（通常是震源點(diǎn)或地表某參考點(diǎn)）的偏移距進(jìn)行分組，并將同一組中記錄到的地震道按時(shí)間順序排列形成的記錄集合。在地震反射成像中，CSP道集中包含了來(lái)自特定反射界面的反射波信號(hào)，并且隨著偏移距增大，反射波能量會(huì)逐漸減弱并產(chǎn)生擴(kuò)散。分析CSP道集可以有效地識(shí)別、追蹤和解釋特定深度的反射同相軸，是解釋反射波數(shù)據(jù)的重要基礎(chǔ)。解析思路：首先解釋CSP的定義（按偏移距分組排列）。然后說(shuō)明其在反射成像中的作用：突出特定反射界面的信號(hào)，便于識(shí)別和追蹤同相軸。最后指出其重要性，是解釋工作的基礎(chǔ)。四、論述題1.答案：射線理論是構(gòu)造地震波速成像的重要基礎(chǔ)，尤其在基于反射和折射波的偏移成像和層析成像中廣泛應(yīng)用。其基本思想是通過(guò)追蹤地下介質(zhì)中的射線路徑，利用射線參數(shù)（如入射角、偏移距）與地下速度結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，來(lái)反演速度信息或構(gòu)建成像模型。例如，在偏移成像中，射線追蹤用于模擬地震波從反射點(diǎn)傳播到接收點(diǎn)的路徑，并將波場(chǎng)聚焦到反射點(diǎn)位置；在層析成像中，射線理論用于建立地下速度模型參數(shù)與觀測(cè)到的射線行程（或旅行時(shí)）之間的積分關(guān)系。然而，射線理論本身是建立在幾何光學(xué)近似基礎(chǔ)上的，假設(shè)介質(zhì)是連續(xù)、均勻或慢速變化的，忽略了波的擴(kuò)散、走時(shí)曲線的高階項(xiàng)以及波形細(xì)節(jié)。當(dāng)遇到介質(zhì)不均勻、存在高速或低速異常體、短波長(zhǎng)擾動(dòng)時(shí)，射線追蹤的結(jié)果可能失真，導(dǎo)致成像精度下降，尤其是在分辨率要求高的區(qū)域。解析思路：首先闡述射線理論在成像中的核心作用和應(yīng)用場(chǎng)景（偏移、層析）。其次，具體舉例說(shuō)明其在偏移和層析中的應(yīng)用原理。最后，重點(diǎn)分析其局限性，即幾何光學(xué)近似帶來(lái)的問(wèn)題，并指出這些局限性對(duì)成像精度（特別是分辨率）的影響。2.答案：提高構(gòu)造地震波速成像分辨率的主要技術(shù)途徑包括：①采集更高密度的數(shù)據(jù)：增加震源和檢波點(diǎn)的空間密度，縮短它們之間的距離，可以有效提高成像的橫向和垂向分辨率。②使用更短波長(zhǎng)的震源或檢波器：地震波波長(zhǎng)越短，越能分辨finer的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。例如，使用空氣槍替代炸藥震源，或使用更高頻率的檢波器。③優(yōu)化數(shù)據(jù)處理方法：采用更先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，如高分辨率濾波、全波形反演等，可以抑制噪聲干擾，增強(qiáng)有效信號(hào)，從而提高成像分辨率。④選擇合適的成像方法：對(duì)于不同的問(wèn)題，選擇空間分辨率更高的成像方法，如全波形反演通常比基于射線理論的成像方法具有更高的分辨率潛力。⑤改進(jìn)模型正演與反演算法：使用更精確的波動(dòng)方程模擬器和更魯棒的迭代反演算法，有助于獲得更逼真的地下速度模型。⑥聯(lián)合多種數(shù)據(jù)源：將地震數(shù)據(jù)與其他類型的地球物理數(shù)據(jù)（如重力、磁力、電法）或地質(zhì)信息進(jìn)行聯(lián)合反演，可以提供額外的約束，改善成像質(zhì)量。需要注意，提高分辨率往往伴隨著數(shù)據(jù)采集成本的增加和計(jì)算復(fù)雜度的提升。解析思路：從數(shù)據(jù)采集（密度、波長(zhǎng)）、數(shù)據(jù)處理（方法、算法）、成像方法選擇、模型建立以及多源信息融合等多個(gè)角度提出提高分辨率的技術(shù)手段，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其原理和可能的影響。3.答案：設(shè)計(jì)為一個(gè)已知存在多條隱伏斷裂的沉積盆地做地震波速成像的技術(shù)路線方案，我的選擇思路和主要步驟如下：第一步，明確研究目標(biāo)。目標(biāo)是精確確定隱伏斷裂的位置、幾何形態(tài)、活動(dòng)性，以及斷裂帶附近的速度結(jié)構(gòu)調(diào)整，劃分構(gòu)造單元。第二步，分析盆地地質(zhì)與地球物理特征。了解盆地覆蓋層厚度、基巖性質(zhì)、斷裂發(fā)育規(guī)律、現(xiàn)有地震資料質(zhì)量等。假設(shè)覆蓋層較厚（>3-4km），基巖速度較高，斷裂可能較為發(fā)育。第三步，初步選擇技術(shù)路線。鑒于目標(biāo)是探測(cè)隱伏斷裂，且可能需要較好的垂直分辨率，初步選擇以高分辨率地震反射成像為主，輔以層析成像進(jìn)行區(qū)域速度場(chǎng)約束和精細(xì)斷裂解釋的技術(shù)路線。第四步，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集方案。采用寬頻帶震源（如空氣槍組合）和高質(zhì)量檢波器組合，保證足夠的信噪比和頻帶寬度。設(shè)計(jì)足夠的偏移距和覆蓋次數(shù)，以提高橫向分辨率和成像可靠性。注意測(cè)線布置方向應(yīng)有利于穿透盆地并探測(cè)深部斷裂。第五步，規(guī)劃數(shù)據(jù)處理流程。包括常規(guī)的子波提取、道集形成（CSP）、偏移成像（如基于Kirchhoff或逆時(shí)偏移）、疊加處理等，重點(diǎn)在于提高偏移成像的質(zhì)量，以準(zhǔn)確成像反射界面的細(xì)節(jié)。第六步，進(jìn)行成像與解釋。利用高分辨率偏移剖面進(jìn)行斷裂的定位和解釋。同時(shí)，利用反射數(shù)據(jù)或結(jié)合其他數(shù)據(jù)（如重磁）做層析成像，獲取區(qū)域速度背景場(chǎng)，輔助斷裂解釋和驗(yàn)證偏移成像