2025年大學《地球物理學》專業(yè)題庫——地球物理勘探技術在地下巖層分析中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內）1.在進行地震勘探時，利用P波和S波的（）差異來推斷地下介質的結構和巖性。A.波速B.頻率C.能量D.極化方向2.對于電阻率法勘探，尋找電阻率差異明顯的地質體時，最適宜的裝置類型通常是（）。A.溫納裝置B.偶極-偶極裝置C.三極裝置D.中點裝置3.地球磁場的存在使得具有（）的巖石在地表會產生磁異常。A.密度差異B.電導率差異C.磁化率差異D.孔隙度差異4.重力勘探主要用于探測地下（）的分布。A.電性差異B.磁性差異C.密度差異D.速度差異5.在地下存在低阻斷層時，采用電阻率測深法，在斷層上盤測得的視電阻率通常（）。A.明顯升高B.明顯降低C.基本不變D.先升高后降低6.地震勘探中，共中心點道集（CMP）處理的根本目的是（）。A.增加地震道數(shù)量B.消除地形影響C.消除偏移距效應，將共同源點地震波記錄到一起D.提高地震波的頻率7.磁法勘探中，當探測對象是順磁體，且其磁化方向與地磁場方向（）時，產生的磁異常最強。A.相同B.相反C.成銳角D.成鈍角8.地下水通常具有較低的電阻率，因此在電法勘探中，富含地下水的區(qū)域通常表現(xiàn)為（）。A.高阻異常B.低阻異常C.磁異常D.重力異常9.地震波從波速較高的介質入射到波速較低的介質界面時，反射波和折射波的波峰相位關系是（）。A.反射波波峰與入射波波峰同相，折射波波峰與入射波波峰同相B.反射波波峰與入射波波峰反相，折射波波峰與入射波波峰同相C.反射波波峰與入射波波峰同相，折射波波峰與入射波波峰反相D.反射波波峰與入射波波峰反相，折射波波峰與入射波波峰反相10.在地球物理勘探中，將野外采集的數(shù)據(jù)進行整理、分析和解釋的過程被稱為（）。A.野外數(shù)據(jù)采集B.數(shù)據(jù)處理C.勘探方法選擇D.地質解譯二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.地震勘探中，利用地震波在地下不同介質中傳播速度的差異來探測地下結構。2.電法勘探的主要探測參數(shù)是地下的__________。3.磁法勘探中，區(qū)分磁化源性質的重要參數(shù)是__________。4.重力勘探中，地表重力加速度的局部變化稱為__________。5.地球物理勘探中，選擇合適的方法需要考慮探測目標的__________、探測深度、成本效益以及現(xiàn)場條件等因素。6.地震反射法中，能夠有效分辨的地質體最小厚度大致與該處主反射波波長的__________有關。7.電法測深曲線的類型（如ZL型、KL型）反映了地下電性層的__________。8.磁異常的幅度與磁化強度的大小、探測對象與觀測點的__________以及地磁場的方向有關。9.地球物理反演是指從觀測到的__________數(shù)據(jù)推斷地下介質物理參數(shù)的空間分布過程。10.地下巖層的孔隙度對其電學性質（如電阻率）有顯著影響，通?？紫抖仍龃?，電阻率__________。三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.視電阻率2.磁化率3.重力異常4.地震反射波5.地球物理反演四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述地震勘探中共中心點道集（CMP）處理的目的是什么？2.與電阻率法相比，簡述重力勘探在尋找密度界面（如基巖頂面）方面的主要優(yōu)勢。3.在進行磁法勘探時，如何區(qū)分是由于巖性差異引起的磁異常還是由于構造活動引起的磁異常？（請至少提出兩種方法或思路）4.簡述選擇地球物理勘探方法時需要考慮的主要因素。五、計算題（每題10分，共20分）1.某電法剖面測量中，采用溫納裝置，AB=20m，MNB=1m。測得視電阻率ρs=100Ω·m。已知供電電流I=5mA。求該點地下的真電阻率ρ。2.地震反射法測量中，某處地下介質分界面深度為500m，地震波在該介質中的垂直傳播速度為1500m/s。求該反射波到達接收點的時間。六、論述題（15分）論述在地下巖層結構分析中，如何綜合運用多種地球物理方法（例如，地震勘探和電法勘探）來提高探測結果的可靠性？請結合具體應用場景進行說明。試卷答案一、選擇題1.A2.B3.C4.C5.B6.C7.A8.B9.B10.B二、填空題1.勘探2.電導率3.磁化率4.異常5.特征6.一半7.結構8.距離9.觀測10.降低三、名詞解釋1.視電阻率：在電法勘探中，由于供電電極和測量電極的排列方式以及地下電性結構復雜等因素，地表某點的電阻率值并非該點地下的真實電阻率，而是一個受多種因素影響的等效電阻率，稱為視電阻率。2.磁化率：巖石或礦體在外加磁場作用下被磁化的程度，是衡量巖石或礦體磁性大小的物理參數(shù)，表示單位體積的磁化強度。3.重力異常：地表某點的重力加速度值與該點所處大地水準面上的正常重力加速度值之差，反映了地下密度分布的不均勻性。4.地震反射波：地震波在地下介質分界面處發(fā)生反射，返回到地表并被接收儀器記錄下來的波。5.地球物理反演：從觀測到的地球物理數(shù)據(jù)（如地震、電法、磁法等數(shù)據(jù)）出發(fā)，通過數(shù)學和物理方法推斷地下介質物理參數(shù)（如速度、電阻率、密度、磁化率等）的空間分布過程。四、簡答題1.解析思路：CMP道集處理是將同一共中心點但不同偏移距的地震道收集在一起，主要目的是消除或減弱與偏移距相關的波場變化（如幾何擴散、波形變化等），使得來自相同深度界面的反射波在時間上能夠疊加，從而提高反射波的能量和分辨率，最終得到清晰的地震反射剖面。簡單來說，就是把不同位置的、受偏移距影響的數(shù)據(jù)歸攏到一起，消除偏移距帶來的干擾，讓同深度的反射波能夠疊加加強。2.解析思路：重力勘探的優(yōu)勢在于它直接探測地下密度的變化。當?shù)叵麓嬖诿芏冉缑娴那闆r下（例如，基巖與覆蓋層的界面，密度差異明顯），會引起重力加速度的顯著變化，形成重力異常。重力勘探儀器精度較高，且對深部探測能力強，可以在較大范圍內快速普查密度界面。相比之下，電阻率法主要探測電性差異，對于電阻率差異較小或存在導體但密度差異不大的情況效果不佳，且受地形、高阻屏蔽等因素影響較大。3.解析思路：區(qū)分巖性差異和構造活動引起的磁異常，主要可以從以下幾個方面入手：*異常形態(tài)和強度：巖性差異引起的磁異常通常與巖層的分布范圍和形態(tài)相對應，強度相對穩(wěn)定；構造活動（如斷裂）可能引起磁異常的扭曲、錯斷或分叉等特征，異常強度可能變化較大。*區(qū)域場背景：分析研究區(qū)的大區(qū)域磁場背景，可以判斷局部異常是在高磁背景上還是在低磁背景上，有助于判斷異常的來源。*結合其他地球物理方法：例如，結合重力勘探可以判斷異常下方是否存在密度界面的配合關系；結合地震勘探可以了解地下構造的形態(tài)和產狀。*巖石磁學性質：了解研究區(qū)內主要巖性的剩磁特性，判斷異常是否與已知巖性的磁性特征一致。4.解析思路：選擇地球物理勘探方法需綜合考慮多個因素：*探測目標：需要明確要探測的地下地質體是什么（如巖層界面、含水層、構造、礦產等），其物理性質（如電性、磁性、密度、速度差異）如何。*探測深度：不同的方法有不同的探測深度范圍，需要選擇適合目標深度的方法。*精度要求：對探測結果的精度要求不同，可能需要選擇不同分辨率或精度的方法。*場地條件：包括地形地貌、覆蓋層厚度、氣候條件等，某些方法可能受場地條件限制較大。*成本效益：不同方法的設備投入、人力成本、野外作業(yè)時間和效率等差異較大，需要考慮經濟性。*環(huán)境因素：是否存在噪聲干擾、是否有特殊安全要求等。五、計算題1.解析思路：溫納裝置視電阻率的計算公式為ρs=2πaMNB/I，其中a是AB/2，MNB是MN。已知ρs,a,MNB,I，求ρ。先計算a=AB/2=20/2=10m。將已知值代入公式ρs=2π*10*1/I=20π/I。代入I=5mA=5*10^-3A，得到ρs=20π/(5*10^-3)=4000πΩ·m。再利用真電阻率與視電阻率的關系式ρ=ρs/(1-ρs/2ρs)=ρs/(1-a/2ρs)=ρs*2ρs/(2ρs-a)。這里用更簡單的關系，對于溫納裝置，當a>MNB時，真電阻率ρ大約等于視電阻率ρs的1.1倍左右，即ρ≈1.1*ρs=1.1*4000πΩ·m=4400πΩ·m≈13816Ω·m。更精確的計算使用公式ρ=ρs*2ρs/(2ρs-a)=4000π*2*4000π/(2*4000π-10)=8000000π^2/(8000π-10)≈13816.3Ω·m。通常題目允許一定誤差或簡化計算，取ρ≈13816Ω·m。答案：ρ≈13816Ω·m2.解析思路：根據(jù)地震波傳播的基本公式，距離=速度×時間。已知距離（即界面深度）為500m，速度為1500m/s，求時間。將數(shù)值代入公式即可：時間=距離/速度=500m/1500m/s=1/3s≈0.333s。答案：時間≈0.333s六、論述題解析思路：綜合運用多種地球物理方法進行地下巖層結構分析，可以取長補短，提高結果的可靠性。首先，需要根據(jù)探測目標的特點和精度要求，選擇一種或幾種主要方法。例如，地震勘探分辨率高，適合探測地質界面和構造；電法勘探對電性差異敏感，適合尋找地下水、劃分巖性、探測隱伏斷層等。然后，將不同方法的數(shù)據(jù)進行聯(lián)合解釋。例如，在工程地質勘察中，可以先利用地震勘探確定地下的主要分層界面和構造，然后在這些界