地球物理勘探课后习题

绪论1、什么是地球物理场及地球物理异常？答：地球物理场，是指存在于地球内部及其周围的、具有物理作用的物质空间。组成地壳的不同岩土介质往往在密度、弹性、电性、磁性、放射性及导热性等方面存在差异，这些差异将会引起相应的地球物理场在空间(或时间)上的局部变化，这种变化称为地球物理异常。2、什么是地球物理勘探？答：地球物理勘探就是通过专门的仪器，观测这些地球物理异常，取得它们(在时间和空间上)的分布及形态等有关地球物理资料，然后结合已知地质资料进行分析研究，推断地下地质构造，或确定岩土介质的性质，从而达到解决地质问题的目的。3、地球物理勘探如何分类？答：1）按场分：重、磁、电、震、放、热；2）按工作空间：航空、地面、海洋、井下；3）按目的：金属、石油、煤炭、水文、工 程、环境4、地球物理勘探方法应用的前提是什么？答：有物性差异、有一定规模、干扰小。5、地球物理勘探方法能解决哪些地质问题？答： 1）覆盖层、风化带厚度、基岩起伏形态、潜水位深度；2）断层、破碎带、裂隙带、溶洞等地质体的空间分布，推断含水情况；3）岩土，岩石动弹参数测定，岩体稳定性评价；4）滑坡、陷落柱、洞穴探测，路基、水坝探查；5）桩基检测；6）地下电缆、管道分布探查，检漏；7）地下水资源勘查；8）环境污染及地质灾害监测。第一章1. 重力勘探中所谓的“重力”，实际上是哪一个参量？为什么通过测量该参量在不同地点的变化就可以达到研究固体地球、寻找矿产等的目的？答：重力g2. 什么是重力异常？引起重力异常的原因是什么？答：实测重力值与由正常重力公式计算出的正常重力值之差统称为重力异常。造成重力异常的主要原因有： 1）地球的自然表面并不像大地水准面那样光滑，而是起伏不平的；2）地球内部介质密度分布不均匀。这种密度的不均匀性有一部分是地质构造和矿产引起的。所以这类异常是重力勘探所要研究的主要内容。5. 哪些因素影响重力测量的观测精度？而哪些因素又影响重力异常的精度？ 答，地下密度，地球形状，测点高度，地形不平整有关。6. 重力勘探应用的前提条件是什么？重力勘探的应用领域主要有哪些？答案，有物性差异，有一定规模，干扰小领域有区域重力调查，能源重力勘探，矿产重力勘探，水文及工程重力测量，天然地震重力测量。第二章1、 什么是磁法勘探？ 答：磁法勘探是通过观测和分析由岩石、矿石或其它探测对象磁性差异所引起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源或其他探测对象分布规律的一种地球物理方法。2、磁异常的起因是什么？答：磁异常的起因取决于地球磁场和岩（矿）石磁性，两者是磁法勘探的物理基础。3、磁法勘探它具有何特点？答：轻便易行、效率高、成本低，在许多情况下效果良好。工作领域广、不受地域限制，可广泛应用于空中、海洋、地面与钻井中。已形成专门的卫星磁测、航空磁测、地面磁测与井中磁测等工作系列，可以提供全球磁异常信息。岩石原生剩余磁化强度矢量与成岩时的地磁场有关，因而具有记录成岩时地磁场的功能，有人称之为古地磁场的记忆器。这是诸多物性参数中最为独特的一个，从而可以把现代磁性观测推测到地质年代中的古地磁状态，成为将今论古的磁学证据。应用范围广。磁法勘探成功地应用于直接寻找磁铁矿及其共生矿床；广泛地应用于固体矿产、石油天然气构造的普查和不同比例尺的地质填图及深部、区域、全球构造的研究；与其他物探方法配合应用于煤田火烧区探测、地热田远景预测、考古、探雷与探潜、核电及为大型水电建设提供基础稳定性评价资料。探索性地应用于水文工程地质学问题中的圈定裂隙与滑坡监测、油气藏标志的磁异常、磁性检测和金属矿成因的剩磁应用等。4、沉积岩、火成岩及变质岩的磁性有什么区别？答：沉积岩的磁性较弱；火成岩具有明显的天然剩余磁性；变质岩的磁化率和天然剩余磁化强度，其变化范围很大。按其磁性变质岩可分为铁磁-顺磁性，和铁磁性两类。与原岩矿物成分，变质作用的外来性或原生性有关。5、那些因素可以影响岩石的磁性？答：1）铁磁性矿物含量越多，磁性也越强。2）磁性矿物颗粒大小、结构：粗的磁化率大；颗粒相互胶结的比颗粒呈分散状者磁性强。3）高温与高压对矿物和岩石的磁性会产生影响。 岩石磁化率与温度的关系比单纯矿物复杂。6、磁法勘探工作通常分哪几个阶段？答：（1）设计阶段。（2）施工阶段。（3）数据处理阶段。（4）解释分析和提交成果报告阶段。7、地面磁测有那几个步骤？答：1）基点、基点网的建立。2）日变观测。3）测线磁场观测。4）质量检查。8、什么是微磁测量？答：微磁测量是指用高精度、密测点在特定小区或小带对磁场做精细测量，以研究其微细结构的一种专门性磁测工作，用以配合地质填图、研究表层岩面的细致构造、确定岩石隐伏矿化的地表标志、浮土磁不均匀性、考古与人文磁源探测等问题。9、磁异常解释的一般原则有哪些？答：（1）以地质为依据（2）以岩石物性为基础（3）循序渐进，逐渐深化（4）定性与定量、正演与反演、平面与剖面解释相结合（5）综合解释（6）多次反馈，不断修正10、磁法勘探都能解决哪些地质问题？答：（1）根据磁异常推断断裂、破碎带及褶皱（2）根据磁异常寻找金属矿：（a）火山岩中的铁矿 （b）铜矿和铜镍矿 （3）滑坡构造研究 （4）在煤田火烧区上的应用 （5）在考古工作中的应用 第三章1、什么是电法勘探？答：以岩、矿石之间电磁学性质及电化学性质差异为基础，通过观测和研究电（磁）场在地下的分布规律，探查地质构造和矿产资源。2、电法勘探的应用领域有哪些？能解决哪些地质问题？答：电法勘探通常用以勘查石油与天然气和煤田地质构造，寻找金属与非金属矿产。解决的地质问题有:进行水文工程地质、城市环境与建筑基础以及地下管线铺设情况的勘查等。3、简述电法勘探的分类。答：特点：方法种类繁多。方法分类（1）：a、天然场源法：自然电位法、大地电流法、大地电磁法等。b、人工场源法：电阻率法、激发极化法、电磁法等。方法分类（2）：a、传导类电法：电阻率法、充电法、自然电场法、激发极化法等。电阻率法：剖面法（二、三极剖面、联合剖面等）电测深法c、感应类电法：电磁剖面法（偶极剖面、航空电磁法等）电磁测深法（大地电磁测深、频率测深等）4、（待改进）电阻率和视电阻率有何区别？答：视电阻率是指地下为均匀各向同性的时的电阻率，而电阻率是地下电性不均匀体的真实电阻率。视电阻率虽然不是真实电阻率，但却是地下电性不均匀体的一种综合反映。5、电阻率法的常用装置有哪些？答：常用的电阻率装置类型有电剖面法、中间梯度法和电测深法 ：1）电阻率法：二极装置、三极装置、联合剖面装置、对称四极装置和偶极装置等。2）电测深法：三极电测深、对称四极电测深、偶极电测深等。6、电阻率剖面法和电阻率测深法有何区别？答：电阻率剖面法只能测出测区固定深度上的电阻率情况；而电阻率测深法则能测出测区不同深度处的电阻率情况。7、激发极化法常用在哪些方面？常用装置类型有哪些？答：激发极化法（简称激电法）是以不同岩、矿石激电效应之差异为物质基础，通过观测和研究大地激电效应，来探查地下地质情况的一种分支电法。应用方面：在金属与非金属固体矿产的勘查，还是寻找地下水资源，油气矿产和地热田有成功的应用。 激电法可以沿用电阻率法的各种电极装置，其中用得比较广泛的有中间梯度（中梯）、联合剖面（联剖）、对称四极测深（测深）和偶极一偶极（偶极）等装置。 8、什么是电磁法？什么是电磁测深法？什么是瞬变电磁法？答：电磁感应法是以地壳中岩石和矿石的导电性和导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理观测和研究电磁场空间分布规律，从而寻找地下有用矿床或解决地质关题的一组分支电法勘探方法，简称电磁法。电磁测深法是根据电磁感应原理研究天然或人工（可控）场源在大地中激励的电磁场分布，并由观测到的电磁场值来研究地电参数沿深度的变化。瞬变电磁法（TEM）是利用敷设在地面的不接地回线（大回线、线圈）通以脉冲电流向地下发射一次脉冲磁场，或利用接地线源直接向地下发送一次脉冲电流场，使地下导电介质因电磁感应现像产生感应涡旋电流，从而形成随时间变化的二次电场和磁场；在一次场的间歇期间，测量这二次电场和磁场及其随时间的衰减。第四章1、地震波是如何形成的？答：波就是振动在介质(空气，水，岩层等)中的传播过程。地震勘探工作中，炸药在岩层中激发，使岩层质点发生振动，振动通过岩层传播出去形成地震波。2、纵波、横波、面波各有哪些特点及其在工程勘测中的用途。答：1）当弹性介质中(如岩层)某一部分受到外力作用发生体积形变时，由于体变和法向弹力的相互作用，使质点成层的发生振动，这种振动表现为各质点层面间的膨胀与压缩，并使这种振动沿着整个弹性介质传播出去，形成膨胀与压缩互相交替着的纵波。 质点的振动方向与波的传播方向一致，这是纵波的特点。 2）当弹性介质中某一部分受到外力作用发生切变时，由于切变和切向弹力的互相作用，使质点成层的发生振动，这种振动表现为各质点层面间来回的滑动，并使这种振动沿整个弹性介质传播出去。 横波的特点是质点的振动方向和波传播的方向垂直，而且只在弹性固体中传播。3）面波是由一种较为复杂的形变产生的弹性波，它只存在于岩层的分界面附近，并沿着界面传播，故称为面波。 瑞雷面波的特点是地面质点在平行于波传播方向的垂直面内作振动，振动轨迹是椭圆。横波和纵波用来解决复杂构造、深层构造、地层-岩性圈闭和直接找油找气等地质问题。目前正在研究全波地震勘探方法，它既利用波的传播方向特点，又利用质点振动方向的特点，是一种在野外同时接收纵波、横波和转换波的地震勘探方法。3、影响地震波波速的地质因素是什么?答：(1)岩石的密度：一般情况下，岩石越致密，波速越高。(2)孔隙度：随着孔隙度的增加，速度值变小。(3)压力与温度：一般地压大，介质的密度增大，波速也增大。而温度主要和岩石组份的状态（晶化或熔化等状态）有关，这将直接或间接地影响到岩石的弹性性质。(4)埋藏深度和地质年代：通常岩层的埋藏深度愈大，受到上覆岩层的压力愈大，使其孔隙度变小而密度增大，因而波速也愈大。(5)其它因素：另外地质构造运动，岩层的风化侵蚀等也都会引起波速的变化，如在强烈的褶皱区往往可观测到波速的增大，而风化侵蚀作用将使岩石的结构变得疏松而使波速减小。4、简述反射波、折射波的形成条件。答：地震波在传播时，遇到两种不同介质的分界面，便会产生波的反射；当波透射到第二种介质中时，由于介质分界面两边地震波的速度不同，在分界面上会产生射线的偏折现象，透射波的射线，将偏离原来入射波的方向。5、试述直达波、二层介质的折射波和反射波时距曲线特点。答：1）直达波的时距曲线为一直线方程，并且该直线的斜率为表层（或覆盖层）介质波速的倒数。2）水平二层介质的折射波时距方程-是一条斜率为l/V2、截距时间t0为的直线。3）只要满足1V12V2，则入射到界面的地震波即可按反射定律产生反射波。反射波的时距曲线是一双曲线，且对称于t轴，极小点坐标为（2h/V1,0）。6、用折射波法探测覆盖层特性、基岩面起伏、含水层厚度以及断层破碎带位置的机理是什么？答：吸收系数的大小直接影响地震波传播中能量的衰减速度，使地震信号的形状和振幅发生变化。通常疏松和破碎的岩石其吸收系数要比固结致密的岩石大，在风化层和断裂带的吸收系数往往很大，因此可以通过观测和分析地震波振幅和波形的衰减变化特征，来确定断层及破碎带等的存在。7、简述用截距时间法确定地下折射界面。答：8、断层在时间剖面上有哪些特征?答： 反射波同相轴错断。 同相轴产状突变，反射零乱或出现空白带。 同相轴数目突增或消失，波组间隔突变。这是由于断层上升盘沉积地层少，而在下降盘易形成沉降中心，沉积了较厚、较全的地层造成。 特殊波的出现是识别断层的重要标志。9、简述在反射波法中的多次覆盖观测系统的作用。答：第五章、其他方法1、什么是地球物理测井？如何分类？答：地球物理测井曾称为矿场地球物理学，也称之为井中地球物理学、钻井地球物理勘探，或简称测井。是在钻孔中进行地球物理测量、研究井中各种物理场的变化，进而达到研究基础地质、寻找矿产