2025年大學《海洋技術》專業(yè)題庫——海底勘測技術在海底資源勘探中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述重力勘探的基本原理及其在尋找大型沉積盆地方面的應用依據。2.海洋磁力勘探中，地磁異常的類型主要有哪些？簡述其與哪些地質因素相關。3.海洋反射地震勘探的數(shù)據采集相比陸地地震勘探有哪些主要特點和挑戰(zhàn)？4.簡述電磁法勘探在探測海底塊狀硫化物礦產資源方面的基本原理和優(yōu)勢。二、分析題（每題8分，共32分）5.在進行深海油氣資源勘探時，為什么通常需要綜合運用海洋反射地震、海洋折射地震和測深等多種勘測技術？請分析各自的主要作用和互補性。6.解釋什么是“疊加”在海洋地震資料處理中的含義。簡述時間疊加和深度疊加的主要目的和各自面臨的關鍵問題。7.假設通過旁側聲吶系統(tǒng)獲取的海底數(shù)據揭示了某區(qū)域存在一片連續(xù)的、相對平坦的平坦地貌，厚度較大。請分析這可能代表了哪種地質情況，并說明旁側聲吶在該情況下的勘測作用。8.海底礦產資源勘探是一個系統(tǒng)工程，涉及多個勘測環(huán)節(jié)。請簡述從初步區(qū)域普查到確定詳細勘探目標，通常需要經歷哪些關鍵的勘測步驟，并說明每一步驟的主要任務。三、論述題（每題10分，共20分）9.試述在海底資源勘探項目中，如何根據潛在的資源類型和目標層位深度，選擇合適的勘測技術組合？請結合具體技術原理說明選擇依據。10.隨著海洋資源開發(fā)向深海拓展，海底勘測技術面臨著哪些新的挑戰(zhàn)？請列舉至少三個方面，并簡要說明應對這些挑戰(zhàn)的技術發(fā)展方向或思路。試卷答案一、簡答題（每題5分，共20分）1.答案：重力勘探利用地球重力場的局部變化來探測地下密度不均勻體?；驹硎侨f有引力定律，地表各處受地球引力不同，形成重力異常。當?shù)叵麓嬖诿芏容^大的地質體（如結晶基底、磁鐵礦體）或密度較小的構造（如大型沉積盆地、鹽丘）時，會引起其上方重力值的局部變化，形成重力異常。通過測量和解析這些異常，可以推斷地下地質結構的分布和性質。在尋找大型沉積盆地方面，沉積盆地通常具有較厚的沉積物，其整體密度可能略低于周圍基底，或者盆地內存在鹽丘等密度異常體，通過布格重力異常、航磁異常（特別是高磁異常往往與鹽丘相關）等綜合分析，可以圈定盆地的大致范圍和邊界。解析思路：考察對重力勘探基本原理（引力場變化）和基本應用（找不同密度體）的理解。需要回答原理是什么（萬有引力導致異常），以及如何應用于沉積盆地（密度差異導致異常，盆地可能密度相對基底低或存在局部高密度體）。2.答案：海洋磁力勘探中，地磁異常的類型主要可分為區(qū)域異常和局部異常。區(qū)域異常通常與地殼深部的巖石圈磁性有關，反映大范圍的地質構造單元或巖性分布。局部異常則與淺部（地殼淺部至海底沉積層）的巖石磁性有關，如火山巖、玄武巖、海底沉積物中的磁性礦物（鐵燧石）等形成的異常。局部異常的類型根據場源體的形狀和產狀不同，主要有盆地型磁異常（沉積盆地內常表現(xiàn)為負異常）、基底型磁異常（結晶基底邊緣或內部常表現(xiàn)為正異常）、鹽丘型磁異常（鹽丘頂部和翼部常表現(xiàn)為高幅正異常）等。這些異常與巖性（含磁性礦物種類和含量）、地質構造（如斷裂、褶皺）、古海洋環(huán)境等因素密切相關。解析思路：考察對磁力異常分類（區(qū)域/局部）及其地質意義的理解。需要區(qū)分區(qū)域和局部異常的來源和范圍，并列舉主要的局部異常類型（盆地、基底、鹽丘等），并簡述其與地質因素（巖性、構造、古海洋等）的關系。3.答案：海洋反射地震勘探的數(shù)據采集相比陸地地震勘探的主要特點包括：①水下環(huán)境復雜，存在海水層對聲波的吸收和衰減，以及水面風浪、海流等造成的噪聲干擾，對信號質量和采集穩(wěn)定性提出更高要求；②水深是重要參數(shù)，影響聲波傳播路徑和檢波器部署，淺水、深水采集方法和技術差異顯著；③檢波器通常需要放置在海底（海底電纜或海底節(jié)點），部署、回收和穩(wěn)定性是挑戰(zhàn)，成本也更高；④船隊作業(yè)需要克服波浪影響，保證檢波器穩(wěn)定接觸海底和震源激發(fā)同步性，船速、偏移距等參數(shù)的選擇受限；⑤數(shù)據傳輸通常需要通過水下聲學鏈路或海底電纜進行，帶寬和實時性可能受限。解析思路：考察對海洋與陸地地震采集環(huán)境差異的理解。需要從環(huán)境（海水、風浪流）、介質（海水層影響）、設備（海底檢波器）、作業(yè)（船隊、穩(wěn)定性）和數(shù)據傳輸?shù)榷鄠€方面對比分析海洋采集的特殊性和挑戰(zhàn)。4.答案：電磁法勘探在探測海底塊狀硫化物礦產資源方面的基本原理是利用電磁場與導電體之間的相互作用。當攜帶高頻電磁波的發(fā)射系統(tǒng)（如EM系統(tǒng)）向海底發(fā)射電磁場時，場遇到導電性較好的硫化物礦體，會感應出渦流，渦流又產生二次電磁場。接收系統(tǒng)測量到的總場（一次場和二次場的矢量和）包含了礦體信息。由于塊狀硫化物具有高電導率，即使埋藏不深，也能在其上方產生顯著的二次場或引起總場強度的變化（如電阻率降低）。其優(yōu)勢在于：①對低電阻率（高導電性）體敏感，符合硫化物礦體的物理特性；②可在船上實時接收數(shù)據（如航空電磁），提高效率；③可進行二維或三維測量，提供礦體分布信息；④方法相對靈活，適用于不同海況和地形。解析思路：考察對電磁法基本原理（電磁感應）及其在特定資源勘探中應用的理解。需要說明發(fā)射、感應、接收的過程，強調硫化物的高導電性是關鍵，并列舉其在該領域應用的優(yōu)勢（對硫化物敏感、實時性、三維潛力、靈活性）。二、分析題（每題8分，共32分）5.答案：綜合運用多種勘測技術進行深海油氣資源勘探是因為單一技術存在局限性，而油氣藏的形成和分布需要多方面信息的綜合判斷。海洋反射地震是尋找油氣的主要手段，可以提供大范圍、高分辨率的構造圈閉信息；但反射信號的品質受淺層速度結構、鹽底、氣云等影響，且無法直接探測致密儲層。海洋折射地震主要用于測定地殼平均速度結構，確定基底深度和起伏，為反射地震解釋提供基礎，有助于發(fā)現(xiàn)基巖上的構造。測深（如多波束）提供精確的海底地形地貌圖，是所有勘探工作的基礎，有助于圈定有利沉積區(qū)，并可探測淺層地質結構。綜合運用這些技術，可以相互驗證、彌補不足：利用測深確定工區(qū)范圍和地形背景；利用折射地震建立速度模型，提高反射波成像精度；利用反射地震尋找有利構造；結合測深和折射數(shù)據解釋構造形態(tài)和基底結構。這種多技術組合能夠提高勘探成功率，更準確地評價油氣潛力。解析思路：考察對多學科聯(lián)合勘測必要性的理解。需要指出單一技術的不足（反射受淺層影響、折射測速度、測深定地形），然后論述不同技術各自的優(yōu)勢（反射找構造、折射定速度、測深定地形），最后強調組合應用如何優(yōu)勢互補、提高勘探效果。6.答案：“疊加”是海洋地震資料處理中的核心處理流程之一，目的是削弱隨機噪聲，增強有效信號（如反射波），提高地震數(shù)據的信噪比和成像質量。時間疊加（TimeMigration/Stacking）是將同一震源和同一檢波器位置記錄到的、來自相同反射界面的反射波進行疊加。其基本原理是利用反射波在均勻介質中呈球面波傳播的幾何特性，通過將來自同一界面的反射波同相疊加，使能量加強，而來自其他界面的反射波或隨機噪聲因相位不一致而相互抵消。主要目的是提高分辨率，突出主要反射界面。但時間疊加對速度場變化非常敏感，當?shù)叵陆橘|速度不均勻時，會導致成像偏移和模糊。深度疊加（DepthMigration/Stacking）是首先利用速度模型將時間域的地震道遷移到深度域，然后將來自同一深度層的反射波進行疊加。其目的是克服時間疊加對速度不均勻的敏感性，將反射界面成像到真實的深度位置，形成深度剖面。主要目的是獲得準確的深度信息，用于儲層評價和油氣運移分析。深度疊加的關鍵問題在于需要建立精確的、橫向變化的地球模型，模型誤差會直接影響成像質量。解析思路：考察對時間疊加和深度疊加原理、目的和關鍵問題的理解。需要分別解釋兩種疊加的原理（基于波傳播的幾何相位疊加）、主要目的（時間疊加提高分辨率，深度疊加保證深度準確性），并指出各自面臨的關鍵挑戰(zhàn)（時間疊加對速度敏感，深度疊加對模型精度要求高）。7.答案：通過旁側聲吶系統(tǒng)獲取的海底數(shù)據揭示了連續(xù)、平坦且厚度較大的區(qū)域，這很可能代表了以下幾種地質情況之一：①沉積盆地內部的巨厚層狀沉積物頂面。由于長期沉積，該界面可以非常平坦，且覆蓋范圍廣。旁側聲吶能勾勒出該平面的形態(tài)。②大型鹽丘構造的頂部或翼部區(qū)域。鹽丘上覆的沉積層在鹽體上方可能形成相對平坦的“鹽蓋”或翼部沉積，聲吶可以顯示其頂部形態(tài)。③火山熔巖臺地或玄武巖臺地的表面。大規(guī)模火山活動形成的玄武巖臺地通常具有較平坦的頂部。④水下三角洲或扇體的頂面。在長期發(fā)育的水下扇體上，主水道兩側的沉積物可以形成相對平坦的區(qū)域。旁側聲吶在該情況下的勘測作用主要是提供高精度的海底地形地貌信息，幫助確定該平坦區(qū)域的連續(xù)性、邊界范圍和起伏細節(jié)，為后續(xù)的地質解釋（如判斷沉積環(huán)境、確定基底深度、尋找潛在圈閉等）提供基礎依據。解析思路：考察對旁側聲吶數(shù)據解釋和特定海底地貌對應關系的理解。需要根據平坦、連續(xù)、厚的特點，推斷可能的地質構造（沉積頂面、鹽蓋/翼部、熔巖臺地、水下扇頂），并說明旁側聲吶在這些情況下的主要作用（提供高精度地形地貌信息，輔助地質解釋）。8.答案：海底礦產資源勘探通常需要經歷以下關鍵勘測步驟：第一步，區(qū)域普查與地質填圖（利用航磁、重力、衛(wèi)星遙感、測深等手段），進行大范圍地質調查，了解區(qū)域地質背景、構造格架、基底起伏、沉積環(huán)境等，初步圈定有利的資源遠景區(qū)；第二步，詳細勘探與高精度地球物理勘測（在遠景區(qū)內，重點使用海洋地震反射剖面、多波束測深、淺地層剖面、高精度磁力測量等），獲取高分辨率的地殼結構和沉積層信息，精細刻畫構造特征，發(fā)現(xiàn)潛在的圈閉或礦化有利地段；第三步，地球化學取樣與巖芯鉆探（在有利地段進行海底沉積物取樣分析或鉆探獲取海底以下巖芯樣品），確定是否存在指示礦物化的地球化學異常（如重金屬、硫化物），驗證地質構造和地球物理異常是否與實際礦體對應，獲取礦體直接樣品進行成分分析、品位評價和成礦機理研究；第四步，資源量估算與可行性評價（綜合地球物理、地球化學和取樣資料，利用地質模型和資源評價方法，估算礦體的儲量、品位、開采條件等，為資源開發(fā)的可行性提供依據）。這些步驟循序漸進，信息不斷深化，最終確定勘探目標并評價其經濟可行性。解析思路：考察對海底資源勘探工作流程的理解。需要按邏輯順序列出從區(qū)域普查到最終評價的主要步驟，并簡述每一步的主要任務和目的，強調這是一個逐步深入、信息互補的過程。三、論述題（每題10分，共20分）9.答案：選擇合適的勘測技術組合進行海底資源勘探，需要綜合考慮多個因素。首先，要明確勘探的目標資源類型及其賦存特征。例如，勘探深海油氣，核心是利用海洋反射地震尋找構造圈閉；勘探多金屬結核/結殼，則需要利用測深確定水深和地形，利用磁力測量識別結核富集區(qū)，有時結合地震了解基底深度；勘探海底塊狀硫化物，電磁法是重要手段，結合地震、測深和取樣驗證。其次，要考慮目標層位（油氣藏、結核、硫化物體）的埋藏深度和賦存層位。淺層目標可能更依賴高分辨率地震、淺地層剖面和旁側聲吶；深層目標則主要依賴深水反射地震。再次，要考慮工區(qū)的地質背景和復雜性。例如，在鹽丘發(fā)育區(qū)，地震資料處理解釋難度大，可能需要特殊的處理技術；在復雜斷裂帶附近，構造解釋需要謹慎。最后，還需要考慮經濟成本、勘探風險、技術成熟度以及可獲得的裝備條件。通常最優(yōu)的技術組合是能夠以合理的成本，在盡可能短的時間內，提供足夠精度和分辨率的信息來達到勘探目標的多種技術的優(yōu)化組合。例如，油氣勘探常以反射地震為主，輔以測深、折射地震和井位地球物理，并進行多學科聯(lián)合解釋。解析思路：考察對勘測技術選擇策略的綜合理解。需要從目標資源特性（類型、深度）、工區(qū)地質條件（復雜性）、經濟與技術可行性等多個維度進行分析，論述選擇依據，并可以結合具體資源類型給出技術組合示例。10.答案：隨著海洋資源開發(fā)向深海拓展，海底勘測技術面臨著諸多新的挑戰(zhàn)。首先，環(huán)境日益惡劣。深海高壓、低溫、黑暗的環(huán)境對設備材料、能源供應、人員作業(yè)（若需載人）提出了極高要求，設備需要更高的抗壓、抗腐蝕能力，能源消耗更大，遠洋作業(yè)的風險和成本顯著增加。其次，地質目標更加復雜隱蔽。深海油氣藏可能埋藏在巨厚沉積物之下，或與復雜鹽構造有關；海底礦產資源（如富鈷結殼、塊狀硫化物）分布不均，埋藏較深，尋找和定位難度大；天然氣水合物藏分布廣泛但濃度低，且易分解。對勘測技術的分辨率、探測深度和探測精度都提出了更高要求。再次，勘測數(shù)據量急劇增大。高精度、高密度的多波束、淺地層、海底觀測等系統(tǒng)產生的數(shù)據量呈指數(shù)級增長，對數(shù)據傳輸、存儲、處理能力提出了巨大挑戰(zhàn)。最后，需要更綜合、更智能的觀測手段。單一技術難以滿足復雜勘探需求，需要多技術融合、立體觀測；同時，對海量數(shù)據的快速處理和智能解譯的需求日益迫切，需要引入大數(shù)據、人工智能等技術