应用地球物理学习题答案概况.doc

一、名词解释1地震勘探：是以不同岩石、矿石间的弹性差异为基础，通过观测和研究地震波在地下岩石中的传播特性，以实现地质勘查目标的一种研究方法。2震动图：用t坐标系统表示的质点振动位移随时间变化的图形称为地震波的震动图。3波剖面图：某一时刻t质点振动位移随距离x变化的图形称之为波剖面图。4时间场：时空函数所确定的时间t的空间分布称为时间场。5等时面：在时间场中，如果将时间值相同的各点连接起来，在空间构成一个面，在面中任意点地震波到达的时间相等，称之为等时面。6横波：弹性介质在发生切变时所产生的波称之为横波，即剪切形变在介质中传播又称之为剪切波或S波。7纵波：弹性介质发生体积形变（即拉伸或压缩形变）所产生的波称为纵波，又称压缩波或P波。8频谱分析：对任一非周期地震阻波进行傅氏变换求域的过程。9波前面：惠更斯原理也称波前原理，假设在弹性介质中，已知某时刻t1波前面上的各点，则可把这些点看做是新的震动源，从t1时刻开始产生子波向外传播，经过t时间后，这些子波波前所构成的包拢面就是t1t时刻的新的波前面。10视速度：沿观测方向，观测点之间的距离和实际传播时间的比值，称之为视速度。V*11观测系统:在地震勘探现场采集中，为了压制干扰波和确保对有效波进行追踪，激发点和接收点之间的排列和各排列的位置都应保持一定的相对关系，这种激发点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系，称之为观测系统。12水平叠加：又称共反射点叠加或共中心点叠加，就是把不同激发点不同接收点上接收到的来自同一反射点的地震记录进行叠加。13时距曲线：一种表示接收点距离和地震波走时的关系曲线，通常以接收点到激发点的距离为横坐标，地震波到达该接收点的走时为纵坐标。14同向轴：在地震记录上相同相位的连线。15波前扩散：已知在均匀介质中，点震源的波前为求面，随着传播距离的增大，球面逐渐扩展，但是总能量保持不变，而使单位面积上的能量减少，震动的振幅将随之减小，这称之为球面扩散或波前扩散。二、判断题1视速度小于等于真速度。2平均速度大于等于均方根速度。 3.仅在均匀介质时，射线与波前面正交。4.纵波和横波都是线性极化波。5.地震子波的延续时间长度同它的频带宽度成正比。6.倾斜界面情况下，折射波上倾方向接收时的视速度等于下倾方向的视速度。7.折射波时距曲线是通过原点的直线，视速度等于界面速度。12瑞雷面波是线性极化波。8.折射波的形成条件是地下存在波阻抗界面。9.对水平多层介质，叠加速度是均方根速度。10.从各个方向的测线观测到的时距曲线极小点位置，一般可以确定反射界面的大致倾向。11. 相遇观测系统属于折射波法的观测系统12.将不能接收到折射波的区称为盲区13反射界面越深，视速度越大，时距曲线越平缓。14同一岩土介质中，纵波的吸收系数和横波的吸收系数相等。15地震波在传播中高频成份损失较快，而存留了较低的频率成分。16纵波传播速度小于横波传播速度。17地震勘探中检波器记录的是波剖面。18 一般来说，同一岩土介质中，纵波的吸收系数大于横波的吸收系数。19物质越致密，其泊松比越小。20绕射波时距曲线极小值位于绕射点正上方。三、简答题1.用文字和图示的形式分析震动图和波剖面图振动图如下图所示，假设在离震源距离为r1的A点观测质点振动位移随时间的变化规律，用时间 t 为横坐标，质点位移u为纵坐标作图，可得图（b）所示的图形。 该点地震波振动的位移大小称之为振幅值变化、振动周期（T）延续时间(Dt)等特征。这种用坐标系统表示的质点振动位移随时间变化的图形称为地震波的振动图。在实际地震记录中，每一道记录就是一个观测点的地震波振动图。波剖面图 如下图所示，假定在某一确定的时刻 t，在距离震源点O的一定范围内的各不同距离的点上，同时观察它们的质点振动的情况，并以观测点与振源O的距离x为横坐标，以质点离开平衡位置的位移 u为纵坐标作图所得图形如下图（b）所示从图中可以看出质点振动的波长l和该时刻的起振点 x2（波前）及停振点 x1（波尾）等特征。描述某一时刻 t 质点振动位移u 随距离 x 变化的图形称之为波剖面图。2.什么是视速度？什么是真速度？它们之间有什么关系？沿波射线传播的速度是真速度（2分），沿测线方向传播的速度是视速度（2分）。视速度与真速度之间的关系称视速度定理，其表达式为：，其中V*为视速度，V为真速度，是射线与地面法线间的夹角3.折射波法有哪些观测系统？单支时距曲线观测系统、相遇时距曲线观测系统、多重相遇时距曲线观测系统以及追逐时距曲线观测系统。4.什么是多次覆盖系统？每激发一次，激发点和整个排列怎样向前移动？多次覆盖观测系统是根据水平叠加技术的的要求而设计的。水平叠加的概念：又称共反射点叠加或共中心点叠加，就是把不同激发点、不同接收点上接收到的来自同一反射点的地震记录进行叠加。这样可以压制多次波和各种随机干扰波，从而大大提高了信噪比和地震剖面的质量，并且可以提取速度等重要参数。选定偏移距和检波距之后，每激发一次，激发点和整个排列都同时向前移动一个距离，直到测完全部剖面。5.影响地震波速度的主要因素有哪些？岩石的密度 孔隙度 压力和温度 埋藏深度和地质年代 其它因素包括地质构造运动，岩层的风化侵蚀等。6.单层倾斜界面折射波时距曲线的特点是什么？（1）上倾与下倾方向时距曲线斜率不同，其视速度不同，上倾方向视速度大于下倾方向的视速度。（2）上倾与下倾方向观测到的初至区距离和盲区大小不同，在下倾方向接收时，初至区距离和盲区较小，截距时间也要小些。 在上倾方向接收时，初至区距离和盲区要大些，截距时间也要大些。据此可以判断界面的倾向。（3）当 i+j90 时若在下倾方向接收，折射波射线将无法返回地面，这时盲区无限大。而在上倾方向接收，则入射角总是小于临界角，无法形成折射波。(4)上倾与下倾方向观测的视速度分别为： （a ） i=j V* （b） i j V*为负(5)若已知V1，则可根据相遇时距曲线的视速度求得倾角和临界角以及V2（V2 = V1 /sin i）。7.水平界面反射波时距曲线的特点是什么？（1）直达波的时距曲线为反射波时距曲线的 渐近线；（2）若界面R同时是折射界面，在临界点附近，反射波受到折射波的干扰；（3）V*的变化原因，在于反射波到达各观测点的入射角不同；（4）反射界面越深，视速度越大，时距曲线越平缓。8.地震波在传播过程中的衰减规律是什么？地震波由于受波前扩散和吸收衰减的影响，在介质中传播的振幅变化规律可用下式表示: 上式中a (f)为频率的函数. 除此以外，地震波在传播过程中，当遇到不同岩层的分界面时，将产生波的透射、反射及波的转换等，如果分界面不平整，还会产生波的散射（漫射），这些过程也会损耗地震波的能量，使波的振幅减.9.什么是大地滤波作用?地震波在传播过程中随着距离或深度的增加，高频成分会被很快地损失掉，而且波的振幅按指数规律衰减。实际地层对波的这种改造，通常称为大地低通滤波器效应。10.写出纵波、横波、面波速度的大小关系？面波横波纵波12.形成地震反射波和折射波的条件是什么？形成反射波的条件：界面上下有波阻抗差异；形成折射波的条件：界面下层速度大于上层速度，并且达到临界角i13.如何确定反射波法的最大和最小炮检距1. 最大炮检距xmax 就是炮点与最远一道之间的距离，一般最大炮检距应大致等于最深目的层的深度h，或 2. 最大炮检距太大会带来宽角反射的畸变影响； 3. 最小炮检距xmin 是炮点与最近一道检波器之间的距离,又称偏移距； 4. xmin不应小于最浅目的层的深度； 5. xmin大一些可以消除声波和面波干扰。四、选择题1振动图是A（A）一个质点在振动过程中，位移随时间变化的曲线（B）一个质点在振动过程中，位移随空间变化的曲线（C）波传播过程中某一时刻整个介质中所有质点振动随空间变化的曲线（D）波传播过程中某一时刻整个介质中所有质点振动随时间变化的曲线2. 某时刻的波前是B（A）该时刻所有刚停止振动的质点组成的曲面（B）该时刻所有刚开始振动的质点组成的曲面（C）该时刻所有正在振动的质点组成的曲面（D）以上说法都不对3. 关于泊松比，下列叙述不正确的是D（A）介质的横向应变与纵向应变的比值称为泊松比（B）当增大时，对纵波的影响较大，对横波的影响较小（C）已知介质的泊松比，便可确定纵、横波速度的比值（D）对于岩土介质来说，越坚硬致密，泊松比越大4. 地震波的波长l 是（A）的乘积 A 波速与周期 B 波速与频率 C 波数与波速 D 波数与周期5. 若为波射线与地面法线之间的夹角，则视速度V*与地震波传播的真速度V的之间的关系为（A） （B）（C）（D）6.滑行波是（ ）A、以下层速度沿界面滑行的折射波B、以下层速度沿界面滑行的透射波C、以上层速度沿界面滑行的透射波6. 当遇断层破碎带时，地震波能量会变（） A 大 B 小 C 不变化 7. 关于横波，下面叙述错误的是（A）介质发生切变时产生的波动（B）当其在介质中传播时，会形成间隔出现的压缩带和稀疏带（C）质点的振动方向与波的传播方向垂直（D）振动强度随波传播距离的增大而减小8. 水平叠加时间剖面上，相邻共反射点叠加输出道（CDP）的间隔是道间距X的（） A 1 B 1/2 C 1/39. 下面不属于折射波法观测系统的是（A）多次覆盖观测系统（B）相遇时距曲线观测系统 （C）追逐时距曲线观测系统（D）多重相遇时距曲线观测系统 10. 不考虑波前扩散和衰减，垂直入射时，反射系数与透射系数之和等于（ ） A 2 B 1 C 1/2 D 1/311. 反射介面和反射波时距曲线之间存在如下关系（A）反射界面越浅，视速度越小，时距曲线越平缓（B）反射界面越深，视速度越小，时距曲线越平缓（C）反射界面越浅，视速度越大，时距曲线越平缓（D）反射介面越深，视速度越大，时距曲线越平缓12. 当地面和反射界面为平面时， 共炮点反射波时距曲线极小点处的视速度为（） A 无穷大 B 真速度 C 零 D 界面速度 13.折射界面（ ）A、埋藏越浅，折射波的盲区越大B、埋藏越浅，折射波的盲区越小C、埋藏深度与盲区大小无关14.动校正的目的是（ ）A、将反射波时距曲线展成与地下界面一致的形状B、消除多次波对时距曲线的干扰C、消除地形起伏，地表低速带和炮点深度对时距曲线的干扰15. 波剖面是（A）一个质点在振动过程中，位移随时间变化的曲线（B）一个质点在振动过程中，位移随空间变化的曲线（C）波传播某一时刻整个介质中所有质点振动随空间变化的曲线（D）波传播某一时刻整个介质中所有质点振动随时间变化的曲线16. 关于浅层地震地质条件，下列说法正确的是（A）松散覆盖层较厚的地区容易激发出能量较强或频率较高的有效波。（B）激震点位于潜水面以下激发时，所产生的地震波能量较弱（C）地震界面和地质界面是一致的（D）地震标志层必须在较大范围内分布稳定，且具有明显的地震波运动17. 瑞利波面波、横波和纵波速度的大小关系为（A）VRVSVP（B）VRVSVP（C）VRVSVP（D）VRVSVP18. 关于反射波时距曲线，下列说法不正确的是（A）反射波时距曲线方程为双曲线（B）直达波时距曲线是反射波时距曲线的渐进线（C）反射界面越深，视速度越大（D）反射介面越浅，时距曲线越平缓19在盲区内（ ） A 能同时接收到反射波和折射波 B 接收不到折射波C 接收不到反射波20当无穿透现象时，不同炮点激发的同一界面的追逐时距曲线（） A 相互平行 B 不相关 C 斜交 五、计算题1. 已知水平两层介质，上下两层波速度分别为V1=1000m/s，V2=3000m/s，界面深度为20m，求折射波盲区半径R。折射波视速度等于V2 、折射波的盲区半径=2htgi 2.已知上下两层的速度V1=1000m/s，V2=2000m/s，截距时间t0=60ms，求炮点处折射界面的法线深度及盲区半径r。3.设有一均匀地层，其速度值为1000m/s。一组平行的波射线以与地面法线成60的方向入射，求在地面观测到的视速度为多少？，4. 已知地下深度为30m处有一水平速度分界面，上下两层速度分别为V1=1000m/s，V2=3000m/s，求折射波时距曲线的截距时间t0。5. 一个以a =30出射的反射波的视周期T* =50ms,视波长l* =300m,试计算其视频率f*和介质中的波速度V6.请根据以下折射波相遇时距曲线和反射波时距曲线，判断地下界面的形状和倾向，并示意绘在图的下方。7将下列图中各界面的编号标在它们所对应的折射波或反射波时距曲线上。ttxxV1V2V3V4V11V22V33V44OO三、电法勘探部分1名词解释电阻率是表征物质导电性的基本参数，某种物质的电阻率实际上就是当电流垂直通过由该物质所组成的边长为 1m 的立方体时而呈现的电阻。视电阻率，进行测量的地段地下岩石电性分布不均匀时，计算结果称之为视电阻率，并用s表示。 电法勘探（人们常称电法或电探）是勘探地球物理学中的一个分支，是电学、电磁学、电子学及电化学在解决地质找矿及地质学问题中发展起来的一门应用科学。纵向电导，当电流平行岩柱体底面流过时，所测得的电导称为纵向电导。用S来表示横向电阻，当电流垂直岩柱体底面流过时，所测得的电阻称为横向电阻，用符号T来表示，单位为欧姆。积累电荷，在非均匀导电介质中，存在着电荷的体分布，这种电荷称为积累电荷。积累电荷主要存在于电阻率不同的介质分界面上。 电剖面法，电剖面法是用以研究地电断面横向电性变化的一类方法。电测深法， 电测深法是在地表某点测量电极不动，按规定不断加大供电极距，从而研究地表某点下方电性的垂向变化。正交点，地电断面，在电法勘探中，我们通常把按电性不同所划分的地质断面称为地电断面。理想导体，电阻率为零的导体为理想导体，实际工作中当良导地质体的电阻率远小于围岩电阻率时，良导地质体可近似的看作理想导体。自然电场法，自然电场是一种直流电场，在一定的地质地球物理条件下，地中存在的天然稳定电流场称为自然电场。基于研究自然电场的分布规律来达到找矿或解决其它地质问题的一种方法称为自然电场法。激发极化效应激发极化效应：在充、放电的过程，由于电化学作用所引起的随时间缓慢变化的附加电场的现象。2. 判断题1潜水面切割导体是电子导体产生自然电场的必要条件。2电阻率法勘探只能探测导电性好的低阻体。（）3当电流由低阻介质流向高阻介质时，界面上积累负电荷，当电流由高阻介质流入低阻介质时，界面上积累正电荷。4理想导体充电电场的空间分布取决于充电点的位置，与导体的形状、大小、产状及埋深无关。7电阻率测深法的勘探深度随供电极距的增大而减小（ ）5一般说来，供电极距AB愈大，电法勘探深度也愈大。6中间梯度法适合于寻找陡倾的高阻岩脉（ ）7. 稳定电流场中任一点的电流密度与该点场强成正比，与介质的电阻率成反3、选择题1关于稳定电流场的基本规律，下面叙述错误的是（A）稳定电流场中电流处处连续（B）稳定电流场中电位处处有限且连续（C）稳定电流场中任一点的电流密度与该点场强成反比，与介质的电阻率成正比。（D）稳定电流场中电荷的分布不随时间而改变2联合剖面法的电场属于（A）一个点电源的电场（B）两个异性点电源的电场（C）两个同性点电源的电场（D）三个点电源的电场3. QHK 型曲线反映的地下几层地电断面（A）1层（B）2层（C）3层（D）5层4. 视电阻率是（A）某一电性层（或导电岩、矿体）的电阻率（B）电场作用范围内地形及各电性层（或导电岩、矿体）电阻率的综合反映（C）电场作用范围内各电性层（或导电岩、矿体）的平均电阻率（D）测量电极M、N中点正下方某一层的电阻率5. 视电阻率与下列哪些条件无关（ ）。 A 装置的电极距 b 围岩的电阻率 c 供电电流 D 矿体的电阻率1 简答题（）简述影响岩、矿石电阻率的主要因素及岩、矿石电阻值变化的一般规律。自然状态下，岩土的电阻率除了和组份有关外，还和其它因素有关，如岩石的结构、构造、孔隙度及含水性等。由于主要的造岩矿物如长石、石英、云母等电阻率均相当高，因此，对于一般岩石来说，矿物骨架的电阻率是高的。一般岩石的电阻率要低于其所含矿物的电阻率。一般比较致密的岩石，孔隙度较小，所含水分也较少，因而电阻率较高；结构比较疏松的岩石，孔隙度较大，所含水分也较多，因而电阻率较低。 （）稳定电流场微分欧姆定律的表达及含义？稳定电流场满足欧姆定律，在微观情况下，其微分形式是稳定电流场中任一点的电流密度与该点场强成正比，与介质的电阻率成反比。（3）装置系数的含义，当AB=l00m,MN=10m时对称四极装置系数K值的大小。K为电极装置系数k是一个只与电极的空间位置有关的物理量。（4）何谓电阻率和视电阻率？试说明其异同点。当地下半空间有低阻不均匀体存在时，由于正常电流线被低阻体所吸引，使地表MN处的实际电流密度减少，所以 jMNj0，rsrMN（5）决定和影响电阻率法勘探深度的因素是什么？勘探深度除了和极距有关外，还和地电断面的性质和结构有关。能够在地表产生可靠异常的最大深度，即为所用电极装置及相应极距的勘探深度。（6）何谓电剖面法？电剖面法中各种电极装置形式的基本特征及相互间的关系怎样？电剖面法是用以研究地电断面横向电性变化的一类方法。剖面法又分二极装置、三极装置、 联合剖面装置、对称四极装置、偶极装置。二极装置 这种装置的特点是供电电极B和测量电 极N均置于无穷远处接地三极装置：只将供电电极B置于无穷远，而将AMN沿测线排列进行逐点观测。 三极装置通常取MN的中点作为观测结果的记录点。对称四极装置：这种装置特点是AM=NB，记录点取在MN的中点。取AM=MN=NB=a时 ，这种对称等距排列，成为温纳装置，。联合剖面装置由两个三极装置联合组成，其中电源负极置于无穷远，电源的正极可向极，也可向极中间梯度法：此方法是装置将供电电极A和B固定在相距很远的地方，测量电极MN在AB中段的1/3的范围内逐点测量。 （7）什么是正交点和反交点？s曲线正、反交点的主要特征是什么？（8）电剖面法和电测深法的区别。 电测深法是在地表某点测量电极不动，按规定不断加大供电极距，从而研究地表某点下方电性的垂向变化。由于供电极距不断加大，增大了供电电流在地下的分布范围，实际上相当于加大了勘探深度电剖面法是用以研究地电断面横向电性变化的一类方法。一般采用固定的电极距，并使电极装置沿剖面移动，这样便可观测到在一定深度范围内视电阻率沿剖面的变化（9）视电阻率微分公式的表达及推导过程，并说明式中各量的含义。假设测量电极之间的距离为lsJMN*MN/JO (2分)，s：视电阻率（1分）； JMN ：MN间实际电流密度（1分）；MN：测量电极MN间实际电阻率（1分）； JO：地下为均匀介质时，MN间的电流密度（1分）。（10）充电法的应用条件是什么？1）被研究的对象（充电体）至少已有一处被揭露或出露，以便设置充电点；（2）充电体相对围岩应是良导电体；（3）充电体规模越大，埋藏越浅，应用充电法的效果越理想。充电法的最大研究生度一般仅为充电体延伸长度一半。（11）联合剖面装置的剖面曲线和相同极距的对称剖面曲线什么关系？用图示和公式表达出来。（12）什么是理想导体？理想导体充电电场有什么特点？（13）中间梯度法主要用来解决什么样的地质问题？中间梯度法主要用来寻找陡倾的高阻体，如石英脉、伟晶岩脉等。（14）积累电荷的特点是什么？在非均匀导电介质中，存在着电荷的体分布，这种电荷称为积累电荷。由于在电法勘探中，主要考虑分区均匀的电性分布情况，所以积累电荷主要存在于电阻率不同的介质分界面上。在场中某点附近取一闭合曲面，若流入、流出该曲面的电流密度通量不等于零，便出现电荷的积累。积累电荷的大小除了和该点电流密度有关外，还和界面两侧电阻率的差异有关。 （15）充电法的可以解决哪些地质问题？（1）确定已揭露（或出露）矿体隐伏部分的形状、产状、规模、平面分布位置及深度；（2）确定已知相邻矿体之间的连接关系；（3）在已知矿体附近找盲矿体；（4）利用单井测定地下水的流向和流速；（5）研究滑坡及追踪地下金属管线等。（16）何谓等价原则?怎样解释H(或A)型曲线和K（或Q）型曲的S2等价和T2等价现象？在电测深法的实际工作中，由于观测误差的存在，经常会遇到地电断面参数不同而视电阻率曲线却完全相同的现象，把这种情况称为电测深曲线的等价现象。对于三层地电断面，存在S2和T2等价现象。1.H型 （或A型）断面的S2等价现象 当h1 、r1 、r3一定，而 n2较小的情况下，rs曲线中段极小值不明显，只要保持中间层纵向电导S2不变，则rs电测深曲线的形状也不变。对于A型三层断面，同样遵循S2等价原则。K型 （或Q型）断面的T2等价现象当h1、r1、r3 一定，n2较小的情况下，rs曲线的极大值不明显，只要保持中间层横向电阻T2不变，则rs曲线的形状也不变。对于Q型三层断面，第二层中的电流也近似于垂直层面流动，同样遵循T2等价原则3综合题（1）用对称四极剖面法测得某测的得UMN=10mV，I=40mA，已知供电电极AB=110m，测量电极MN=10m，试求该点视电阻率s值。k=*AM*AN/MN（2）AB=200米，MN/2=10米的对称四极视电阻率测量中，测得供电电流为0.314A,电位差为20mV，求出视电阻率的大小？若供电电流加大一倍时，结果有无变化？为什么？若供电电流增大一倍，结果无变化，因为电流增大电位差也线性增大但其比值保持不变，所以结果不变。（3）作图题绘出下列地质剖面对应的s测深曲线示意图。lns（）饱和粘土粉质粘土卵 石lnAB/2 根据地电断面内异常体的特征绘制联合剖面曲线。1 1212（4）绘出H、K、A、Q型对称四极电测深曲线，并给出各类型地电断面所对应的层数及电性关系，并说明这四种曲线类型分别可能反应哪种等价现象。（5）标出下列电阻率测深曲线的类型。ss（6）根据下列联合剖面曲线判断地质体的倾向，并示意绘在曲线下方。1=100m h1=20m 2=300m h2=30m 3=220m（7）有如下地电断面问题：（1）绘出对称四极测深曲线。（2）确定曲线类型。（3）中间层横向电阻T2 等于多少？（4）当h2 =25 m，2 =360m时，曲线有无变化？为什么？（5）若2=180m，h2=30m时曲线发生了怎样的变化？三、重磁勘探1. 1名词解释重力勘探以地壳中不同岩、矿石间之密度差异为基础，通过观测与研究天然重力场的变化规律以查明地质构造和寻找矿产的一种物探方法重力异常在重力勘探中，将由于地下岩石、矿物密度分布不均匀所引起的重力变化称为重力异常。纬度改正地球表面的重力值随纬度（j）而变化，为了消除由于测点所在的纬度不同而引起的重力变化，必须进行纬度改正，地形改正即把测点平面以上的物质除去，并把测点平面以下的空缺填补起来，这项工作叫地形改正，中间层改正，由于测点与基点之间还存在一定的高差，故测点到基准面 （基点所在的水平面