2025年大学《地球物理学》专业题库- 利器音源理的电技地质

2025年大学《地球物理学》专业题库——利器音源理的电技地质考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、简述地震波（P波和S波）的主要区别及其在地壳和地幔中传播速度的差异，并说明这些差异对推断地球内部结构的意义。二、震源机制解揭示了震源断层的哪些要素？简要解释如何根据震源机制解推断发震构造的类型（如正断层、逆断层、走滑断层）。三、电法勘探中，温纳装置和斯伦贝谢装置（中间梯度）的主要区别是什么？简述各自的主要用途和局限性。四、在解释电法勘探资料时，为什么需要考虑地形的起伏影响？请简述其基本原理和通常的处理方法。五、试述电阻率测深法的基本原理。在什么地质条件下，采用电阻率测深法可能难以有效区分不同深度的地层或异常体？六、简述利用地震反射资料确定地下界面（如基岩顶面）深度和分辨率的原理。七、当地质目标（如储油层）的电阻率与其周围的岩石电阻率差异显著时，电阻率法勘探是有效的。请解释其基本原理，并说明这种方法在寻找高电阻率油气藏时可能遇到的地质复杂性。八、地震波在通过不同介质分界面时会发生反射和折射。请解释反射和折射的基本定律（如斯涅尔定律），并说明这些现象是地震勘探的基础。九、将地震勘探与电法勘探相比，简要说明这两种方法在探测深度、分辨率、信息内容、主要应用领域以及优缺点方面的主要差异。十、试述如何利用地震波速度信息来推断地壳的横向变化。这种速度变化可能反映哪些地质构造或地层特征？十一、综合运用地震反射资料和电法探测数据，可以更全面地评价一个区域的地层结构和地下水状况。请简述这两种方法如何结合，以及结合分析时需要考虑的主要问题。试卷答案一、地震波主要区别：P波（纵波）振动方向与波传播方向一致，可通过介质质点压缩和稀疏传播，能在固体、液体、气体中传播；S波（横波）振动方向垂直于波传播方向，包括剪切波和瑞利波，不能在液体和气体中传播。地壳中P波速度约6-8km/s，S波速度约3.5-4.5km/s；地幔中P波速度增至8-13km/s，S波速度增至4.5-7km/s。这些速度差异表明地幔物质比地壳更致密、刚性更强，是划分地壳和地幔的重要依据。二、震源机制解揭示：震源断层的走向、倾向、滑动方向（正、逆或走滑）、断层面上的极性。通过分析P波初动图（或节面解），可以确定断层的产状和运动类型，进而推断发震构造。三、主要区别：温纳装置电极呈直线排列，供电电极间距（AB）和测量电极间距（MN）相等（AB=MN），供电时间与测量时间相等；斯伦贝谢装置（中间梯度）供电电极AB间距远大于测量电极MN间距（AB>>MN），通常MN固定，AB和供电电流连续变化，测量MN间电位差。温纳装置主要用于测量浅层地电阻率，抗地形影响较差；斯伦贝谢装置通过中间梯度测量，对中、浅层异常体更敏感，抗地形影响相对较好，但装置复杂。四、地形起伏导致地面电位分布不均匀，使得测量得到的电位差不仅包含地下电性结构的贡献，还包含地形起伏引起的“伪异常”。基本原理是地形会引起观测点与地下真电极之间电位差的附加变化。处理方法通常包括：利用地形校正公式对观测数据进行校正；采用微差装置（如温纳微差、斯伦贝谢微差）减小地形影响；结合地形资料进行综合解释。五、基本原理：通过改变供电电极距AB，测量在不同AB下电极M、N间的电位差。根据岩层的电阻率差异，不同AB对应的视电阻率ρs会发生变化。通过绘制ρs-AB关系曲线（视电阻率测深曲线），可以推断地下电性层的深度、层数、电性特征（ρs值的大小和变化趋势）。当目标层电阻率与围岩电阻率差异小时，或目标层很薄、埋藏较浅时，来自深部或围岩的信号干扰大，使得曲线形态不明显，难以准确区分和确定深度。六、利用地震反射资料确定界面深度和分辨率原理：当一束平行的地震波入射到两个不同介质（如地层）的界面时，一部分能量被界面反射回来形成反射波，另一部分能量继续向下传播。反射波到达检波器的旅行时与界面深度成正比。通过记录和测量反射波的旅行时，确定首波到达时间，利用已知的地震波速度（通常通过VelocityStack等方法获得），根据公式t=2h/v计算出界面深度（h）。分辨率取决于最小可分辨反射波的双程旅行时差（Δt），Δt越小，分辨率越高。七、基本原理：当电流通过地下时，在电阻率较高的地质体周围会产生电场。电阻率高的地质体（如油气藏）对电流的阻碍作用大，导致其周围积累的电荷多，电位差高；电阻率低的地质体（如水、泥岩）则相反。电阻率法通过测量地面的电位差来推断地下不同区域的电阻率分布，从而圈定电阻率异常区，用于寻找与围岩电性差异显著的地质目标。地质复杂性体现在：①目标体与围岩的电阻率差异可能不够显著；②存在多个异常体叠加或干扰；③地形起伏、地质构造复杂影响电场分布；④深部目标受浅部信息干扰。八、反射定律：入射波、反射波、折射波都在同一平面内；入射角等于反射角，反射角等于入射角。折射定律（斯涅尔定律）：入射角正弦与入射波速度之比等于折射角正弦与折射波速度之比（sini/v1=sinr/v2）。地震波在遇到不同介质分界面时，一部分能量按反射定律返回原介质形成反射波，另一部分能量按折射定律进入另一介质形成折射波。正是这种反射和折射现象，使得地震波能量能够传播到地下深处，并在地表被接收，构成了地震勘探的基础。九、探测深度：地震波（特别是P波）能量衰减较慢，穿透能力强，勘探深度通常较大（可达数公里甚至更深）；电法勘探受电流趋肤效应影响显著，探测深度受电极距和地下导电性限制，通常较浅（几十米到一公里左右）。分辨率：地震勘探（尤其是高分辨率地震）横向分辨率较高，能分辨较窄的地质体；电法勘探分辨率相对较低，尤其对水平方向上的细小构造不敏感。信息内容：地震勘探主要提供地下地质结构（断层、褶皱、圈闭形态等）信息；电法勘探主要提供地下电性结构信息（电阻率分布），可用于寻找油气、地下水、划分地层、进行工程勘察等。优点：地震勘探成像能力强，分辨率高；电法勘探仪器轻便，成本相对较低，方法类型多。缺点：地震勘探数据采集和处理复杂，成本高，对覆盖层条件要求高；电法勘探探测深度有限，易受地形和地表电性不均匀影响。十、利用地震波速度信息推断地壳横向变化：地震波速度是岩石物理性质（密度、弹性模量、孔隙度、流体性质等）的函数。地壳内部的速度结构（如速度层的厚度、连续性、速度值）发生变化，反映了地下岩石性质、结构和构造的差异。例如，高速度区通常对应致密、刚性强的岩石（如结晶基岩），可能指示地壳厚、岩石圈完整；低速度区可能对应软弱、塑性强的岩石（如部分沉积岩、玄武岩）或高温高压的岩石圈底部。通过分析地震速度剖面、速度结构图，可以识别地壳的横向不均匀性，揭示出如造山带、裂谷带、俯冲带等地质构造单元的分布范围和特征。十一、结合地震和电法数据评价区域地层结构和地下水状况：地震勘探用于获取大范围、高分辨率的地下地质结构信息，如地层层序、断层分布、岩性界面的位置和形态，圈定潜在储层、盖层、构造圈闭等。电法勘探（特别是电阻率法）用于探测地下不同区域的水文地球物理特征，如含水层的分布范围、厚度、富水性，以及含水层与隔水层的电性差异。结合分析时，首先利用