2025年大学《地球物理学》专业题库- 地球物理学在地质灾害预防中的作用

2025年大学《地球物理学》专业题库——地球物理学在地质灾害预防中的作用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的代表字母填在题后的括号内）1.在滑坡体探测中，地球物理方法主要利用滑坡体与其周围稳定基岩在哪些物理性质上的差异？（）A.密度B.磁化率C.电导率D.以上所有2.对于寻找地下水相关的地质灾害（如岩溶塌陷、滑坡）进行电法勘探时，通常采用哪种装置形式？（）A.温纳装置B.斯伦贝谢装置C.偶极-偶极装置D.瑞雷波装置3.大地电磁测深（MT）方法主要利用什么场来探测地下电性结构？（）A.人工电场和人工磁场B.地球磁场C.地球电场D.自然交变电磁场4.在火山监测中，地球物理方法可以用于探测火山浆活动相关的哪些现象？（）A.地下水位变化B.地面形变C.微震活动D.以上所有5.探地雷达（GPR）技术在地质灾害勘查中，主要优势在于？（）A.探测深度大B.分辨率较高，适合探测浅层结构C.对金属目标敏感D.成本低廉6.重力异常在滑坡体上的表现形式通常是？（）A.显著的正异常B.显著的负异常C.无明显变化D.以上情况都有可能，取决于滑坡体的密度和形态7.地震波速的变化可以反映地壳介质的变化，在地质灾害中，通常什么区域地震波速会降低？（）A.断裂带B.裂隙发育区C.泥化夹层D.以上都是8.利用电阻率法探测地下空洞时，空洞区域相对于周围介质通常表现出？（）A.更高的电阻率B.更低的电阻率C.磁性异常D.重力异常9.地球物理方法在进行地质灾害风险评估时，主要提供哪种信息？（）A.风险发生的概率B.风险可能造成的损失C.地质灾害体的物理边界和稳定性参数D.风险发生的具体时间10.下列哪种地球物理方法对场地微震活动的监测最为直接？（）A.浅层地震折射法B.地磁法C.微震监测系统D.大地电磁测深二、填空题（每空1分，共15分）1.地球物理方法在地质灾害预防中，主要通过对地质灾害体及其赋存环境产生的________异常进行探测和解释来实现。2.磁法勘探在地质灾害预防中，可用于寻找具有磁性的________体或探测________构造。3.地面沉降通常与地下________资源的过度开采有关，地球物理方法可用于探测地下空的分布范围。4.地震勘探在地质灾害研究中的应用，一方面可以探查________和断层，另一方面可用于分析区域的________性。5.地球物理探测数据通常需要进行________和________才能获得有意义的地质解释。6.偶极-偶极电法装置主要用于测量________，以研究浅层地电结构。7.探地雷达（GPR）利用________波在介质中传播的________和________特性来探测地下结构。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述重力勘探在滑坡稳定性评价中可能发挥的作用。2.简述电法勘探在寻找滑坡体前缘地下水时可能采用的原理和方法。3.简述为什么微震监测方法适用于火山和水库诱发地震的地质灾害预防。4.简述综合运用多种地球物理方法进行地质灾害勘查的优势。四、计算题（每题8分，共16分）1.某区域进行电法勘探，测得某点AB-AB'装置的视电阻率为ρ_AB=100Ω·m，MN-MN'装置（AB=2MN）的视电阻率为ρ_MN=150Ω·m。试简要说明该点下方可能存在的地质情况（如是否存在低阻异常体）。2.假设通过重力测量发现某处存在一个水平方向的密度异常体（密度为2200kg/m³），其上方覆盖层的密度为2700kg/m³，地表重力值为γ₀=98000GN/m³。试定性说明该异常体对地表重力值可能产生的影响（是增加还是减少？定性描述即可，无需计算具体数值）。五、论述题（10分）论述地球物理方法在区域地质灾害风险评估中的综合应用流程，包括需要考虑的主要因素和各环节的关键技术。试卷答案一、选择题1.D2.A3.D4.D5.B6.B7.D8.B9.C10.C二、填空题1.物理2.矿物、断裂3.水（或油气）4.构造、活动5.处理、解释6.电阻率7.电磁、传播路径、衰减三、简答题1.解析思路：重力勘探通过测量重力异常来反映地下密度分布。滑坡体通常由相对较轻的松散堆积物构成，与下方稳定基岩相比，密度较低，从而在滑坡体上方产生重力负异常。通过测量和分析重力负异常的范围、形态和强度，可以推断滑坡体的形态、规模、边界以及其与下伏基岩的接触关系，为评估滑坡的稳定性提供重要的地球物理依据。2.解析思路：电法勘探基于岩石和土壤的导电性差异。滑坡体前缘往往存在地下水富集区，或者由于应力作用导致岩土体破碎、裂隙发育，这些区域通常具有较高的电导率（低电阻率）。电法勘探可以通过测量地面的电异常来圈定这些低阻区域，这些区域可能就是滑坡前缘的地下水渗出或滑动面发育的位置，从而帮助预测滑坡的发生或判断其发展趋势。3.解析思路：火山和水库诱发地震的发生与地下深部岩浆活动或孔隙流体压力变化密切相关。微震监测系统通过布设密集的地震仪，实时记录频率较高、能量较小的微小地震事件。这些微震活动通常发生在岩浆运移通道、断层错动或流体渗流等部位，是火山活动或地下应力调整的直接表现。通过对微震事件的发生时间、地点、震相和频次等特征进行分析，可以实时监测地下介质的活动状态，预测火山喷发或地震的发生，是地质灾害预防中的有效手段。4.解析思路：单一的地球物理方法往往有其局限性，例如探测深度、分辨率或对特定地质目标的敏感性不同。综合运用多种地球物理方法，可以优势互补，弥补单一方法的不足。例如，重力法适合探测深部密度异常，磁法适合探测磁性体和断裂，电法/电磁法适合探测浅层结构和地下水，地震法适合探查地下结构和断层。通过综合分析不同方法获得的信息，可以更全面、准确地了解地质灾害体的物理性质、空间分布和形成演化过程，提高勘查和监测的可靠性，为地质灾害风险评估提供更丰富的依据。四、计算题1.解析思路：根据电法勘探原理，当采用AB-AB'装置测量视电阻率ρ_AB，再采用MN-MN'装置（AB=2MN）测量视电阻率ρ_MN时，如果下层介质均匀，理论上ρ_MN应大于ρ_AB。在本题中，ρ_MN(150Ω·m)>ρ_AB(100Ω·m)，这符合理论预期。然而，由于MN的长度仅为AB的一半，如果仅仅因为比例关系ρ_MN>ρ_AB来判断，结论并不明确。但关键在于MN装置的探测深度更浅（因为AB=2MN）。ρ_MN比ρ_AB高得多，强烈暗示在MN装置的探测范围内（较浅的深度）存在一个电阻率显著降低的异常体，这个异常体可能延伸至AB装置的部分探测深度。因此，可以推断该点下方可能存在一个低阻异常体，例如富水带、软弱夹层或小规模空洞等。2.解析思路：地表重力值由地表及上覆介质的质量分布决定，遵循万有引力定律。当地下存在密度高于周围介质的异常体时，该异常体对其上方的地表会产生一个附加的引力，使得地表重力值相对正常重力值有所增加。在本题中，异常体的密度（2200kg/m³）低于覆盖层的密度（2700kg/m³），但高于地表重力值所代表的上部较浅或所有介质（假设地表介质密度低于2700kg/m³）。即使如此，根据重力异常的基本原理，任何相对于周围介质密度增加的体（即使是局部增加）通常都会引起其上方地表重力值的升高（正异常）。因此，定性判断该异常体对地表重力值可能产生的影响是增加（形成一个正异常）。五、论述题解析思路：地球物理方法在区域地质灾害风险评估中的综合应用流程通常包括以下几个关键环节：1.明确评估目标与范围：首先需要确定评估的区域范围、主要的地质灾害类型（如滑坡、泥石流、地面沉降等）以及评估的目的（如风险区划、稳定性评价、预警等）。2.收集基础地质与环境资料：收集研究区域的地形地貌、地质构造、岩土体性质、水文地质、气象条件、土地利用、人类工程活动等基础资料。3.选择合适的地球物理方法组合：根据评估目标和区域地质条件，选择一种或多种合适的地球物理探测方法。例如，对于浅层地下结构探测和地下水分布，可选电法、探地雷达；对于深部结构、断裂和密度异常，可选重力、地震勘探；对于磁性矿物分布和断裂，可选磁法。通常采用多种方法组合，以获取更全面的信息。4.地球物理数据采集：在选定的区域按照预设方案进行野外数据采集，确保数据质量和覆盖度。5.数据处理与反演：对采集到的原始数据进行必要的预处理（如去噪、基线校正等），然后根据所选方法的具体原理进行资料解释，如绘制等值线图、进行数值反演等，以获取地下介质的结构、物理参数（如密度、电阻率、波速）分布信息。6.地质解译与异常分析：将地球物理反演结果与基础地质资料进行综合对比分析，对地球物理异常进行地质意义解释，圈定潜在的地质灾害体