2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫——地球物理學(xué)對礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)與環(huán)境保護的分析研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述地震勘探中子波旅行時曲線的意義及其在層位解釋中的作用。二、比較電阻率測深法和電阻率剖面法在探測目標、裝置形式和解釋方法上的主要區(qū)別。三、地球磁場是如何產(chǎn)生的？簡述地磁要素及其在礦產(chǎn)資源勘探中的應(yīng)用。四、在礦產(chǎn)資源勘探中，如何利用重力異常信息推斷地下存在密度異常體？列舉兩種典型的密度異常體類型及其重力場特征。五、試述利用地球物理方法進行地下水勘探的基本原理和常用方法。六、在礦山開發(fā)過程中，可能會引發(fā)哪些主要的環(huán)境地球物理問題？簡述利用地球物理方法監(jiān)測礦山環(huán)境變化的主要途徑。七、解釋什么是地球物理反演。試述正則化反演的必要性和基本思想，并簡述其在地球物理數(shù)據(jù)處理解釋中的重要作用。八、某地區(qū)進行電法勘探時，發(fā)現(xiàn)一處高電阻率異常。結(jié)合地質(zhì)背景，分析該異?？赡軐?yīng)哪些地質(zhì)情況？如果需要進一步確定異常性質(zhì)，除了電法，還可以考慮使用哪些地球物理方法？九、論述地球物理勘探方法在環(huán)境保護領(lǐng)域中的價值，并舉例說明其在污染場地調(diào)查或環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用。十、結(jié)合你所學(xué)的地球物理知識，論述在進行一項具體的礦產(chǎn)資源勘探項目或一個環(huán)境監(jiān)測項目時，應(yīng)如何系統(tǒng)性地選擇和綜合應(yīng)用不同的地球物理方法。試卷答案一、子波旅行時曲線記錄了從震源到接收點（檢波器）的子波傳播時間。它在層位解釋中至關(guān)重要，因為通過對比不同觀測點的旅行時，可以確定地層的連續(xù)性、識別和追蹤不整合面、斷層等地質(zhì)構(gòu)造，從而建立區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)格架。二、區(qū)別在于：1.探測目標：測深法主要探測地下某深度范圍內(nèi)是否存在電性不均勻體，定性了解地下結(jié)構(gòu)橫向變化；剖面法主要探測沿測線方向地下電性界面的位置和形態(tài)，定量或半定量了解淺層結(jié)構(gòu)。2.裝置形式：測深法采用中心回線、偶極-偶極等多種裝置，檢波器和供電電極均圍繞一個中心點（或沿同心圓）布置；剖面法采用電剖面線裝置，如溫納、斯倫貝謝、偶極-偶極等，檢波器和供電電極沿測線呈固定間距排列。3.解釋方法：測深法通過對比不同深度（或不同參數(shù)）的視電阻率曲線形態(tài)和數(shù)值變化進行解釋；剖面法通過繪制視電阻率剖面圖，分析曲線形態(tài)、極值位置、梯度變化等來解釋地下電性界面的起伏和產(chǎn)狀。三、地球磁場主要是由地核（外核）液態(tài)鐵鎳的對流運動產(chǎn)生的（發(fā)電機理論）。地磁要素包括：總場強度（T）、磁偏角（δ，指水平分量北向偏離真北的角度）、磁傾角（I，指磁感應(yīng)矢量與水平面的夾角）。在礦產(chǎn)資源勘探中，磁法勘探主要利用磁異常來尋找具有磁性的礦產(chǎn)，如磁鐵礦、磁黃鐵礦等；也可用于探測巖漿巖體的分布、確定地質(zhì)構(gòu)造走向等。四、地下存在密度異常體時，會引起周圍巖石的引力場發(fā)生變化，產(chǎn)生重力異常。通過測量重力異常（Δg），可以推斷異常體的存在。兩種典型密度異常體及其重力場特征：1.質(zhì)量密集體（如鹽丘、巖漿巖體）：相對于圍巖密度更大，產(chǎn)生正重力異常，異常中心在上方，向四周逐漸衰減。2.質(zhì)量虧損體（如大型空腔、鹽穴）：相對于圍巖密度更小，產(chǎn)生負重力異常，異常中心在下方，向四周逐漸恢復(fù)到正常場。五、利用地球物理方法進行地下水勘探的基本原理是利用地下不同介質(zhì)（巖石、土壤、水體）的物理性質(zhì)（如電阻率、密度、磁化率、孔隙度等）的差異來探測地下水的存在、分布和富水性。常用方法包括：電阻率法（利用地下水電阻率低于周圍巖石的特性）、探地雷達法（利用電磁波在不同介質(zhì)中傳播速度和衰減的差異）、重力法（利用地下水替代固體介質(zhì)引起的密度差異）、地震勘探法（利用不同波速界面進行探測）等。六、礦山開發(fā)可能引發(fā)的環(huán)境地球物理問題主要包括：地面沉降、地表水體污染、土壤污染、巖層移動、誘發(fā)地震等。利用地球物理方法監(jiān)測礦山環(huán)境變化的主要途徑有：通過重力測量監(jiān)測地表形變和地下空腔發(fā)育；利用電阻率法、探地雷達等監(jiān)測地下水污染范圍和程度；利用地震方法監(jiān)測誘發(fā)地震活動；利用磁法監(jiān)測礦體開采后的空間變化等。七、地球物理反演是指根據(jù)觀測到的地球物理場數(shù)據(jù)（正演結(jié)果），反推產(chǎn)生該場數(shù)據(jù)的地下結(jié)構(gòu)或物質(zhì)參數(shù)的過程。正則化反演是必需的，因為實際觀測數(shù)據(jù)往往受到噪聲、有限精度、非線性等多種因素的影響，導(dǎo)致直接反演（如簡單最小二乘反演）產(chǎn)生不穩(wěn)定、不唯一或物理上不合理的結(jié)果。正則化反演通過引入正則化項，約束反演結(jié)果滿足某些物理或數(shù)學(xué)先驗信息（如平滑性、稀疏性），以獲得穩(wěn)定、合理、更接近真實地下情況的解，在地球物理數(shù)據(jù)處理解釋中起著至關(guān)重要的作用。八、高電阻率異常可能對應(yīng)的地質(zhì)情況包括：含油氣層（特別是干層或含油飽和度低的層）、鹽巖層、火成巖體、干燥或低含水量土壤、粘土層、電性不均勻的基巖等。為進一步確定異常性質(zhì)，可以考慮使用：磁法（判斷是否存在磁性礦物）、重力法（判斷密度差異）、地震資料（判斷波速差異和界面形態(tài)）、鉆探取樣（直接確定巖性、含水性、電阻率等物理性質(zhì)）等地球物理或地質(zhì)方法。九、地球物理勘探方法在環(huán)境保護領(lǐng)域具有重要價值，因為它能夠快速、高效、非侵入性地探測地下介質(zhì)性質(zhì)和異常變化，為環(huán)境保護提供關(guān)鍵信息。應(yīng)用實例包括：利用電阻率法、探地雷達等查找和定位地下水污染源、泄漏油藏、垃圾填埋場、固體廢棄物堆放場；利用重力法、磁法探測地下空洞（如塌陷坑、礦洞），評估地面沉降風(fēng)險；利用地震方法監(jiān)測環(huán)境災(zāi)害（如地震、滑坡）的發(fā)生和發(fā)展等。十、系統(tǒng)性地選擇和綜合應(yīng)用地球物理方法應(yīng)遵循以下思路：首先，明確勘查或監(jiān)測的具體目標和任務(wù)，詳細分析工作區(qū)的地質(zhì)背景、地形地貌、水文條件、已有資料等。其次，根據(jù)目標和地質(zhì)背景，初步篩選幾種可能有效的地球物理方法，并分析各種方法的原理、探測深度、分辨率、優(yōu)缺點、適用條件。再次，綜合考慮成本、時間、技術(shù)難度、環(huán)境因素等限制條件，選擇最適合的一種或幾種方法組合。最后，針對所選方法，詳細設(shè)計野