2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——地球物理方法在礦產(chǎn)資源勘查中的應(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.在尋找密度顯著高于圍巖的球狀礦體時(shí)，重力勘探最主要利用的是礦體的（）。A.磁異常特性B.電阻率差異C.自由空氣異常D.水平梯度異常2.對(duì)于導(dǎo)電性良好的金屬硫化物礦體，哪種地球物理方法通常效果最佳？（）A.磁法B.重力法C.自然電場(chǎng)法D.淺層地震法3.在地球物理勘探數(shù)據(jù)處理中，濾波的主要目的是（）。A.提高數(shù)據(jù)采集精度B.增強(qiáng)有用信息，壓制干擾噪聲C.改變數(shù)據(jù)的物理場(chǎng)性質(zhì)D.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的三維可視化4.地震勘探中，采用小道距進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，其主要目的是提高（）。A.地震波的能量B.勘探的深度C.繪制地質(zhì)剖面圖的精度D.獲取寬頻帶地震信息5.在油氣勘探中，地震資料解釋的主要目標(biāo)是識(shí)別（）。A.地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)（如斷層、背斜）B.巖層的磁性差異C.地下水的分布D.巖層的密度變化6.電阻率法中，當(dāng)供電電極距（AB）增大時(shí)，測(cè)得的視電阻率ρs一般會(huì)（）。（假設(shè)電極排列方式為溫納裝置，且探測(cè)深度遠(yuǎn)大于AB）A.保持不變B.減小C.增大D.先增大后減小7.在進(jìn)行區(qū)域重力調(diào)查以尋找大型密度異常體時(shí)，通常采用（）。A.高精度檢波器B.空心線圈探頭C.短基線重力儀D.大尺寸擺桿8.磁法勘探中，區(qū)分順磁礦物和抗磁礦物的主要依據(jù)是（）。A.磁化率的大小和符號(hào)B.磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小C.磁化率隨溫度的變化率D.地球的磁場(chǎng)方向9.地球物理反演的目的是（）。A.將觀測(cè)到的地球物理場(chǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回地下結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)分布B.對(duì)采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理和濾波C.估算地球物理儀器的測(cè)量誤差D.繪制最終的地質(zhì)解釋圖件10.在礦產(chǎn)資源勘查中，探地雷達(dá)（GPR）技術(shù)主要適用于（）。A.探測(cè)深部隱伏斷層B.尋找埋深大于幾公里的礦體C.淺層地質(zhì)結(jié)構(gòu)探測(cè)（如覆蓋層下的基巖界面、空洞、管線等）D.大區(qū)域范圍的礦產(chǎn)資源普查二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.地球物理勘探方法按探測(cè)對(duì)象的不同，可分為對(duì)______探測(cè)的方法和對(duì)______探測(cè)的方法。2.巖石的導(dǎo)電性主要取決于其孔隙度、含水量、溫度以及充填物的______和______。3.重力勘探中，由地殼密度不均勻引起的重力異常稱為______異常。4.磁法勘探中，磁化率是表征巖石磁性大小和方向的物理量，其單位通常為______。5.地震勘探中，地震波的傳播速度主要受介質(zhì)的______、______和______等因素影響。6.電法勘探中，為了克服接地電阻的影響，常采用______電極裝置。7.地球物理數(shù)據(jù)處理中的基線校正主要是為了消除______誤差。8.在進(jìn)行礦產(chǎn)勘查地球物理解釋時(shí)，必須結(jié)合詳細(xì)的______資料。9.利用地震反射法探測(cè)油氣藏時(shí)，通常需要人工激發(fā)______。10.放射性勘探方法主要利用某些放射性元素及其衰變子體產(chǎn)生的______和______來尋找礦產(chǎn)或解決地質(zhì)問題。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問題）1.簡(jiǎn)述影響重力勘探效果的主要地質(zhì)因素。2.與電法勘探相比，磁法勘探在哪些方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)？3.解釋什么是視電阻率？它和真電阻率有何區(qū)別？4.簡(jiǎn)述選擇地球物理勘探方法時(shí)需要考慮的主要因素。四、計(jì)算題（每題10分，共20分。請(qǐng)列出必要的公式和計(jì)算步驟）1.某重力測(cè)量點(diǎn)A的絕對(duì)重力值為980800gal。已知該點(diǎn)處正常重力值按艾黎公式計(jì)算為978300gal，該點(diǎn)處地形改正為+300gal，布格改正為-1000gal。試計(jì)算該點(diǎn)自由空氣異常ΔgaaS和布格異常ΔgAB。2.在一均勻介質(zhì)中，沿垂直方向布置溫納四極裝置進(jìn)行電法測(cè)量。已知供電電極距AB=20m，探測(cè)電極距MN=10m。若測(cè)量得到M、N兩點(diǎn)的電位差為10mV，請(qǐng)計(jì)算該點(diǎn)的視電阻率ρs。（假設(shè)電流頻率足夠低，可忽略電極極化效應(yīng)和介質(zhì)損耗）五、綜合應(yīng)用題（15分。請(qǐng)根據(jù)要求作答）某地區(qū)進(jìn)行礦產(chǎn)普查，初步地質(zhì)資料表明，地表覆蓋有一層電阻率較高的砂礫石層（深度約20m），其下伏基巖電阻率較低，且可能存在一個(gè)電阻率更低的隱伏溶洞構(gòu)造。現(xiàn)計(jì)劃采用地球物理方法進(jìn)行探測(cè)。請(qǐng)簡(jiǎn)述：（1）你會(huì)選擇哪些地球物理方法來探測(cè)這個(gè)溶洞構(gòu)造，并說明選擇理由。（2）針對(duì)你選擇的方法（或方法組合），簡(jiǎn)述野外數(shù)據(jù)采集時(shí)應(yīng)注意的關(guān)鍵問題。（3）簡(jiǎn)述對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解釋時(shí)可能遇到的主要挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C解析思路：重力異常主要由地下密度異常引起。當(dāng)?shù)V體密度顯著高于圍巖時(shí)，會(huì)在礦體上方產(chǎn)生正的異常，這是自由空氣異常的主要來源。2.C解析思路：金屬硫化物礦體通常具有良好的導(dǎo)電性。自然電場(chǎng)法利用礦體周圍因離子吸附和擴(kuò)散形成的自然電場(chǎng)來尋找良導(dǎo)體礦體，效果較好。3.B解析思路：地球物理數(shù)據(jù)常受到各種噪聲干擾，濾波是通過選擇性地增強(qiáng)或抑制某些頻率成分，從而突出有用信號(hào)、壓制干擾噪聲的過程。4.C解析思路：小道距采集可以獲得更密集的數(shù)據(jù)點(diǎn)，從而提高拼接成連續(xù)剖面時(shí)的地質(zhì)細(xì)節(jié)和分辨率，即提高繪制地質(zhì)剖面圖的精度。5.A解析思路：地震勘探通過分析地下介質(zhì)對(duì)地震波的響應(yīng)（反射、折射等）來成像，識(shí)別斷層、背斜等有利儲(chǔ)集體構(gòu)造是尋找油氣藏的關(guān)鍵。6.C解析思路：在溫納裝置中，當(dāng)AB增大時(shí)，電流路徑變長(zhǎng)，探測(cè)深度增加，更深處低電阻率介質(zhì)的影響增強(qiáng)，導(dǎo)致測(cè)得的視電阻率ρs增大。7.C解析思路：區(qū)域重力調(diào)查旨在發(fā)現(xiàn)大范圍、大尺度的密度異常體，需要使用靈敏度較高且基線較長(zhǎng)（即探測(cè)深度大）的重力儀，短基線重力儀主要用于淺部勘探。8.A解析思路：磁化率是衡量巖石單位體積獲得磁化強(qiáng)度的能力。其大小和符號(hào)（正值順磁，負(fù)值抗磁）是區(qū)分巖石是受磁性礦物控制還是受抗磁性礦物控制的根本依據(jù)。9.A解析思路：地球物理反演的核心任務(wù)就是從已知的、觀測(cè)到的地表地球物理場(chǎng)數(shù)據(jù)（如重力異常、電阻率斷面等）推斷產(chǎn)生這些數(shù)據(jù)的地下介質(zhì)分布（如密度、磁化率、電阻率結(jié)構(gòu)等）。10.C解析思路：探地雷達(dá)（GPR）利用高頻電磁波在介質(zhì)中傳播和反射的特性，探測(cè)范圍受限于電磁波的有效穿透深度，通常適用于淺層（幾十米以內(nèi)）的精細(xì)結(jié)構(gòu)探測(cè)。二、填空題1.地質(zhì)構(gòu)造；礦產(chǎn)體解析思路：地球物理方法可以探測(cè)地下物質(zhì)分布的不均勻性，這既可能表現(xiàn)為宏觀的地質(zhì)構(gòu)造變化，也可能表現(xiàn)為具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦產(chǎn)體。2.電導(dǎo)率；含水量解析思路：巖石的導(dǎo)電性與其內(nèi)部孔隙中流體的存在（尤其是導(dǎo)電的地下水）密切相關(guān)，同時(shí)也與固體骨架本身的電學(xué)性質(zhì)有關(guān)。3.地質(zhì)解析思路：由地殼內(nèi)部密度分布不均勻（即地質(zhì)結(jié)構(gòu)）引起的重力異常被稱為地質(zhì)重力異常，用以區(qū)別于由地形、地形改正等引起的人為或表面效應(yīng)。4.國(guó)際單位制（SI）或SI單位解析思路：磁化率的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位是安培/米（A/m），屬于國(guó)際單位制（SI）中的導(dǎo)出單位。5.密度；孔隙度；巖石類型解析思路：地震波速受介質(zhì)彈性模量（與密度和泊松比有關(guān)）和慣性（與密度有關(guān)）的影響，而這些又與介質(zhì)的密度、是否含有孔隙（孔隙度影響流體替換）、以及構(gòu)成巖石的礦物成分（巖石類型）密切相關(guān)。6.溫納；斯倫貝謝；偶極-偶極等（任選一種即可）解析思路：為了將電極放入導(dǎo)電良好的大地中并減小接地電阻的影響，常采用將多個(gè)電極組合成特定裝置（如溫納、斯倫貝謝）進(jìn)行測(cè)量。7.儀器解析思路：地球物理測(cè)量?jī)x器本身存在系統(tǒng)誤差，例如檢流計(jì)的零點(diǎn)漂移、傳感器刻度不準(zhǔn)等，基線校正就是指在數(shù)據(jù)處理中消除這些由儀器本身引起的系統(tǒng)誤差。8.地質(zhì)解析思路：地球物理數(shù)據(jù)是地下結(jié)構(gòu)信息的間接反映，其解譯結(jié)果具有很強(qiáng)的多解性，必須結(jié)合詳細(xì)的、準(zhǔn)確的地質(zhì)資料（如鉆孔、物探前地質(zhì)調(diào)查等）才能獲得唯一的、符合實(shí)際的地質(zhì)模型。9.地震波解析思路：地震勘探是一種主動(dòng)探測(cè)方法，需要通過人工震源（如炸藥、振動(dòng)平臺(tái)、空氣槍等）向地下激發(fā)地震波，以獲取地下信息。10.放射性；射線解析思路：放射性勘探直接利用放射性元素（如鈾、釷、鉀）衰變過程中產(chǎn)生的放射性（如α、β、γ射線）及其穿透能力來探測(cè)礦產(chǎn)或解決地質(zhì)問題。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述影響重力勘探效果的主要地質(zhì)因素。解析思路：影響重力勘探效果的主要地質(zhì)因素包括：①地下密度異常體的規(guī)模（面積、厚度）和密度與圍巖的差值（Δρ）；②異常體的埋深；③異常體的形狀（球體、板狀、柱狀）；④地球曲率和地形起伏的影響；⑤巖層傾角。2.與電法勘探相比，磁法勘探在哪些方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)？解析思路：磁法勘探的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于：①可以直接探測(cè)巖礦石本身的磁性差異，無(wú)需人為供電，是一種被動(dòng)探測(cè)方法；②可用于發(fā)現(xiàn)具有磁性的礦產(chǎn)（如磁鐵礦、磁黃鐵礦）和勘查與磁性相關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造（如斷裂帶、巖漿活動(dòng)）；③可用于區(qū)域性地磁填圖和大地構(gòu)造研究；④某些情況下成本相對(duì)較低。3.解釋什么是視電阻率？它和真電阻率有何區(qū)別？解析思路：視電阻率（ρs）是在假設(shè)地下介質(zhì)為均勻、各向同性、無(wú)限大的條件下，通過地表有限范圍電極裝置測(cè)量得到的、代表該測(cè)點(diǎn)下方一定深度范圍內(nèi)介質(zhì)電阻率大小的等效參數(shù)。它與真電阻率（ρ）的區(qū)別在于：視電阻率是等效的、表觀的，受測(cè)量裝置（電極距、排列方式）的影響；真電阻率是地下實(shí)際巖石電阻率的真實(shí)值，不受測(cè)量裝置影響。只有當(dāng)探測(cè)深度恰好等于電極距一半時(shí)，視電阻率才近似等于真電阻率。4.簡(jiǎn)述選擇地球物理勘探方法時(shí)需要考慮的主要因素。解析思路：選擇地球物理勘探方法時(shí)需考慮：①勘查目標(biāo)（尋找什么類型礦產(chǎn)、解決什么地質(zhì)問題）；②地下目標(biāo)的物性差異（待查對(duì)象與圍巖的密度、磁性、電性、彈性、放射性等差異）；③地下目標(biāo)的埋深和規(guī)模；④地表地質(zhì)條件（覆蓋層厚度、地形起伏、氣候條件）；⑤勘探工作量和工作周期要求；⑥經(jīng)濟(jì)成本和技術(shù)可行性；⑦區(qū)域已有的地球物理資料和研究成果。四、計(jì)算題1.某重力測(cè)量點(diǎn)A的絕對(duì)重力值為980800gal。已知該點(diǎn)處正常重力值按艾黎公式計(jì)算為978300gal，該點(diǎn)處地形改正為+300gal，布格改正為-1000gal。試計(jì)算該點(diǎn)自由空氣異常ΔgaaS和布格異常ΔgAB。解：計(jì)算公式：ΔgaaS=gA-gn+ΔgTΔgAB=gA-gn+ΔgB其中：gA=980800gal,gn=978300gal,ΔgT=+300gal,ΔgB=-1000gal計(jì)算：ΔgaaS=980800+300-978300=28900galΔgAB=980800+300-1000=979200gal答：自由空氣異常ΔgaaS為28900gal，布格異常ΔgAB為979200gal。解析思路：自由空氣異常是考慮了地形起伏對(duì)重力的影響，計(jì)算公式為觀測(cè)點(diǎn)重力減去正常重力再加上地形改正；布格異常是在自由空氣異?；A(chǔ)上進(jìn)一步考慮了地下巖石層對(duì)重力的吸引（布格改正），計(jì)算公式為觀測(cè)點(diǎn)重力減去正常重力再加上布格改正值。2.在一均勻介質(zhì)中，沿垂直方向布置溫納四極裝置進(jìn)行電法測(cè)量。已知供電電極距AB=20m，探測(cè)電極距MN=10m。若測(cè)量得到M、N兩點(diǎn)的電位差為10mV，請(qǐng)計(jì)算該點(diǎn)的視電阻率ρs。（假設(shè)電流頻率足夠低，可忽略電極極化效應(yīng)和介質(zhì)損耗）解：計(jì)算公式（溫納裝置）：ρs=2πa*V/I其中：a=AB/2=20m/2=10m,V=10mV=10*10^-3V需要求出電流I。根據(jù)歐姆定律，I=V/R，而R=ρs/A，對(duì)于溫納裝置，在均勻介質(zhì)中，MN間的電阻R可用ρs和a表示，但題目未給MN間的電阻或電流，無(wú)法直接用歐姆定律。通常此類題目會(huì)隱含假設(shè)或提供計(jì)算依據(jù)。溫納裝置視電阻率公式可直接使用a和V計(jì)算ρs，假設(shè)題目已知或允許直接代入計(jì)算。假設(shè)題目允許直接使用公式，則：ρs=2*π*10m*(10*10^-3V)/I題目未給I，但標(biāo)準(zhǔn)溫納裝置視電阻率公式為：ρs=2πa*V/I=2πa*V/(V/R)=2πaR=2πa(ρs/(2πa))=>ρs=2πaV/I需要重新審視題目或假設(shè)。標(biāo)準(zhǔn)溫納公式為ρs=2πa*V/I，且I=V/R，R=ρs*l/A，對(duì)于溫納，l≈a，A=