长安大学研究生入学考试地球探测与信息技术专业课复习资料doc.docx

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长安大学研究生入学考试地球探测与信息技术专业课复习资料doc

名词解释

1、完全弹性介质：

介质受到外力作用产生形变，当外力消失后介质立刻恢复到受力前的形状，称为完全弹性介质。

2、黏弹性介质：

岩土固体既有弹性，又表现出像粘性流体那样的粘性，称这样物体为粘弹性体，实际的岩土固体接近于粘弹性体。

3、各向异性介质：

介质沿各个方向上的弹性性质存在差别。

4、双向介质：

岩石往往由两部分组成，一部分是构成岩体的骨架、称为基质，另一部分是由各种流体充填的孔隙。

由于波经过岩石基质和流体孔隙传播的速度是不一样的，因此从波传播来说，这种岩石实际上是由两种相态构成的，我们称这种岩石为双相介质。

5、球面扩散：

在均匀各相同性的完全弹性介质中，某点激发的地震波以球面的方式向外传播，球面波中波的振幅与波的传播距离成反比，随距离的增大而减小，波前面越大单位面积上的能量越小，这就是波的球面扩散。

6、频散：

是指面波在介质中的传播是频率的函数，即速度随频率而变。

7、地震子波：

震源激发出来的脉冲，经过一定的传播距离，形成具有几个相位，一定延续时间，相对稳定的波形。

8、地震波的能量：

地震波在介质中传播的能量的强度

9、均方根速度：

把水平层状介质情况下的反射波时距曲线近似的当作双曲线，求出的波速就是这一水平状介质的均方根速度。

10、视速度：

地震波在空间介质内是沿射线方向以真速度V传播的，但地震勘探的观测大多是在地表沿测线进行，因测线的方向与波的射线方向常常不同，沿测线“传播”的速度也就不同于真速度，称为视速度V*。

（简答回答就是沿测线方向的地震波的传播速度）

11、叠加速度：

根据共反射点时距曲线求得的速度叫做叠加速度。

12、层速度：

指在均匀层状地层中地震波传播的速度。

它直接反映地层的岩性，能用来划分地层

13、动校正：

用来消除地震波到达各检波点的正常时差，故亦称为正常时差校正。

14、静校正：

用来消除由于地形起伏、激发井深，低降速带的影响造成的时距曲线畸变的影响的校正。

15、正常时差：

第一种定义，界面水平情况下，对界面上某点以炮检距x进行观测得到的反射波旅行时间同以零炮检距（自激自收）进行观测得到的反射波旅行时之差。

第二种定义，在水平界面情况下，各观测点相对于爆炸点纯粹是由于炮检距不同而引起的反射波旅行时间差。

16、反滤波：

消除地震激发的信号在传播过程中收到的滤波作用的处理方法

17、大地滤波作用：

大地并不是一个完全理想的弹性介质，在弹性波传播过程中，其高频成分容易被吸收，起振动强度容易被衰减，从而对震源激发出来的地震子波起到改造的作用。

18、含氢指数：

单位体积的任何岩石或矿物中氢核数与同样体积的淡水中氢核数的比值，称为该岩石或矿物的含氢指数，用H表示。

19、地震相：

由特定地震反射参数所限定的三维空间中的地震反射单元，它是特定沉积相或地质体的地震响应。

20、同相轴：

地震记录上各道振动相位相同的极值（俗称波峰或波谷）的连线称为同相轴。

21、波组：

至少由两个同相轴构成的反射波组合，振幅，相位基本一致。

22、波系：

至少由两个波组构成的反射波系。

23、电阻率：

用来表示各种物质电阻特性的物理量，单位面积，单位长度介质的电阻。

24、视电阻率：

在地下存在多种岩石的情况下用电阻率法测得的电阻率，不是某一种岩石的真电阻率，而是各种岩石电阻率的一种综合反应，称为视电阻率。

25、高侵剖面：

在压力差的作用下，泥浆滤液向渗透层侵入，使侵入带（冲洗带和过渡带）大于原状地层的电阻率的现象。

26、低侵剖面：

在压力差的作用下，泥浆滤液向渗透层侵入，使侵入带（冲洗带和过渡带）低于原状地层的电阻率的现象。

27、密度界面：

不同密度物质层的分界面。

29、周波跳跃：

在声波测井中，声波时差比临近的值高出一个或几个波长，并出现周期性增大的现象。

30、布格重力异常：

对观测重力值经过地形校正、布格校正（高度校正和中间层校正）和正常场校正之后的重力异常。

31、化极磁异常：

通过将观测到得地磁异常进行化极（化到地磁极）处理后得到的异常结果。

32、磁化率：

表征物质受磁化的难易程度的物理量，数值上等于磁化强度与磁场强度的比值。

。

33、极化率：

用来表征体极化介质的激电性质的物理量，等于二次电位差与总电位差的比值。

34、地磁要素：

第一种定义：

设以观测点为其坐标原点，x,y,z三个轴的正向分别指向地理北、东和垂直向下。

则该点的地磁场总强度T矢量在直角坐标系三个轴上的投影分量分别为北向分量（X），东向分量（Y）和垂直分量（Z），T在xoy水平面内投影称水平分量H，过H的磁子午面与地理子午面的夹角称为磁偏角D,地磁场总强度T和水平面的夹角称为磁倾角I。

第二种定义：

表示地球磁场方向和大小的物理量。

磁偏角、磁顿角、总磁场强度（T）及共各个分量，统称为地磁要素。

简答

1、影响视电阻率、视极化率的因素

影响视电阻率的因素：

a、各地质体的真电阻率b、地下不同电性体的实际分布情况（电性体的大小，埋深，形状等）c、供电电极和测量电极的相对位置d、地形起伏

影响视极化率的因素：

a、各地质体的真极化率b、充放电时间c、各种方法中的不同装置以及电极的排列方式d、上层覆盖的电阻情况e、地质体的电阻率f、地形起伏

2影响电阻率、极化率的因素

影响电阻率的因素：

a、岩石中胶结物和矿物颗粒的电阻率、形状及相对含量b、岩矿石的湿度和孔隙度c、岩石所处的外界温度d、在交变电场下，交变电流的频率也会对电阻率的情况。

3简述电磁法的物理实质并简述TEM和CSAMT的异同点

电磁法的实质是利用电磁波在不同的介质中的响应来区分介质的一种方法以地壳中的岩矿石的导电性、导磁性和介电性为物性基础，根据电磁感应原理，通过观测和研究电磁场的空间和时间分布规律，来寻找有用矿产资源和解决地质、环境工程问题。

TEM与CSAMT的区别在于TEM是时间域的电磁法，而CSAMT是频率域的电磁法，TEM接收的是随时间变化的信号，而CSAMT接受的是随频率变化的信号，TEM通过观测不同延迟时间的信号来反映不同深度介质的电性情况，而CSAMT根据不同频率的电磁波有不同的趋肤深度来达到测深的目的。

相同点在于它们都是感应类的方法，都使用人工源作为场源。

4试电磁法的基本原理，简述时域与频域电磁法的异同

电磁勘探方法是是根据电磁感应原理，利用电磁波与介质的互相作用来进行勘探的一种地球物理方法。

时间域电磁法与频率域电磁法相同点在于它们都是感应类的方法，都是利用介质与电磁波的互相作用规律来进行勘探的方法，不同点在于时间域的电磁法通过改变观测时间来达到测深的目的，观测的是各种频率与介质互相作用结果的总和，频率域的电磁法根据不同频率的电磁波有不同的趋肤深度来达到测深的目的，观测到的是介质与某个特定频率的电磁波互相作用的结果。

5简述复杂形体重磁异常正演方法及每类方法的特点

复杂形体重磁异常正演从形体角度出发可以分为三度体和两度体；按求解域可以分为空间域和频率域。

三度体分为空间域（有限元单元法和边界单元法）和频率域（谱正演法）

二度体分为空间域（有限元单元法和边界单元法）和频率域（谱正演法）。

特点：

a、有限单元法是一种求解重磁异常的基本方法，其优点是适用于任意测网，能够模拟变物性的情况，可以根据物性的分布不同，采用不同的切割方法。

缺点是计算量相对较大。

b、也能使用于任意测网，计算量小。

但缺点是在模拟变物性方面不如有限单元法。

c、谱正演法是在有限单元法和边界单元法的基础上产生的，缺点是只适用于形体以上的平面规则网的正演计算。

6何为地球正常重力值，给出地球正常重力值一般公式并简述其随时空的变化规律

正常重力值：

引入一个与大地水准面十分接近的正常椭球体代替实际地球，椭球体的表面是光滑的，内部密度分布均匀或成层分布、各层的密度是均匀的，各层的界面都是共焦点的旋转椭球面，在这种情况下求得的重力位就是正常重力位，求得的正常重力值就是正常重力值。

变化规律：

a、随高度的增加而减小b、赤道小两极大，从赤道向两极逐渐增加c、正常重力值沿纬度方向的变化率与纬度有关，在纬度45度处变化率最大。

d、正常重力值只与计算点的纬度有关，沿经度方向没有变化。

7简述正常磁场水平强度H和垂直强度Z随时空变化规律

地球磁场水平强度H等值线是大致沿纬度线排列的曲线簇，在磁赤道附近最大，约为40000NT，随着纬度向两极的增高逐渐减小到零，在磁南北极处H为零。

除了在两磁极处外，全球各点的H均指向北。

地磁场垂直强度Z等值线大致与等倾线分布相似，几乎与纬度线平行，在磁赤道上Z为零，由磁赤道向两极逐渐增大，在磁极处达到（正负60000—70000NT），约为磁赤道附近水平强度值的两倍；在磁赤道以北Z>0,表明垂直分量向下，在磁赤道以南，Z<0,表明垂直分量向上。

8简述选择法重磁异常反演的步骤

选择法又称试错法，其原理是根据实测重力异常的特征，结合工区的其他地质、地球物理资料，确定引起异常的初始地质体模型，然后进行正演计算，将理论异常与实测异常进行对比，当两者偏差较大时，修改初始模型，在进行正演对比，反复进行下去，直至理论与实测异常的偏差达到误差要求范围为止，我们把最后的理论的模型就作为所求的解。

9试分析比较自然r测井与自然电位测井的优缺点

自然电位的缺点：

受岩性、地层温度和泥浆中所含离子成分及泥浆滤液电阻率与地层水电阻率之比，地层厚度、井径扩大和泥浆侵入的影响。

自然电位测井的优点：

简单、安全、成本低，是最早使用的测井方法，是一种简单使用而意义重大的测井方法。

自然伽马测井：

优点：

（1）裸眼井和套管井中均可以进行

（2）油基泥浆、高矿化度以及干井中均可以进行

（3）碳酸盐岩剖面和水化学沉积剖面不可缺少。

缺点：

（1）测速慢，成本高。

（2）如果岩石本身组成中含放射性物质，如含火山碎屑等，则无法正确判断泥质含量。

10简述油气水层在碎屑岩储集层上的测井曲线特征

在视电阻率测井曲线中，含水层多出现低侵，含油层为高侵；

在各种侧向测井曲线中，含油层的深侧向电阻率大于浅侧向电阻率，含水层的深侧向电阻率小于浅侧向电阻率；

在声波测井曲线中，含气层会出现周波跳跃，而油水层则无此反应；

在补偿中子测井曲线中，气层往往使石灰岩孔隙度减小，而油水层则不行；

在密度测井曲线中，气层往往使石灰岩孔隙度增大，而油水层则不行。

11简述测井中的储层四性关系

含油性是储层评价的最终目的和核心；岩性是储层评价的基础；物性反映储层储集性能、产能；电性是区分油气水层的研究手段。

储层的“四性”关系研究是测井解释的基础，一般情况下是根据岩心分析数据，分层段重点研究储层的岩性、电性、含油气性以及物性之间的相互关系，为后续解释模型的建立打下了坚实的基础。

研究中主要进行岩性与物性、岩性与电性、岩性与含油气性、物性与电性、物性与含油气性、电性与含油气性这6种关系的研究，通过交汇图的方式，可以建立泥质含量、孔隙度、渗透率和含油气饱和度的解释模型

通过四性关系研究,解决如下问题：

①定性地划分储层有效厚度、隔层及两者之间的过渡岩层；②建立渗透率、孔隙度、含油饱和度图版；③综合判断产油、产气、产水层。

12分析比较感应测井和侧向测井测量地层电阻率时的各自特点和适用条件

当侵入较深时，侵入带对感应测井和侧向测井的影响方式不同。

侧向测井电流线成水平圆盘状从井轴向四面发射，而感应测井电流线是绕井轴的环流。

因此，对于侧向测井，泥浆、侵入带和地层的电阻是串联的，而对感应测井，它们则是并联关系。

感应测井值受两个带中电阻率较低的带的影响较大，而侧向测井值受电阻率较高的带影响较大。

因此，如果Rxo>Rt时，采用感应测井确定Rt较侧向测井优越；如果Rxo

13简述纵波形成和传播特点

介质在受到正压力的作用下形成纵波，纵波质点的振动方向与波的传播方向一致。

①在球腔壁上作用单位正压力（纵波激发）时，弹性介质中产生的纵波质点位移规律是按指数衰碱的正弦振动，衰减快慢决定于系数ε的大小；

②振动的强度随波传播距离r的增大而反比地减小，在地震勘探中称为波的球面扩散；

③纵波质点位移的方向，同波传播的方向是一致的，地震勘探中把质点位移的振动方向称为极化方向，由于纵波仅在波传播的方向振动，因此是线性极化波．

14简述横波形成和传播特点

介质在受到剪切力的作用下形成横波。

横波介质的振动方向与波的传播方向垂直。

（1）在球腔壁上加上单位切应力后，横波的质点位移是衰减的正弦振动，衰减快慢决定于系数因素；

（2）横波的振幅也随波的传播距离，增大而减小，亦具有球面扩敢；

（3）横波亦为线性极化波，因为其质点是在一维空间内振动，但由于在球坐标内a同r是互为正交，故波的质点位移振动方向有别于纵波。

它同波的传播方向r垂直。

在研宄中，通常把横波看作是由两个方向的振动所组成，一个是质点振动在垂直平面内的横波舟分量，称为sv波，另一个是质点振动在水平平面内的横波分量，称之为sH波．

15简述地震反射界面的地质意义

地震的反射界面是波阻抗差异界面，多数情况下，它并不是地质界面。

产生地震反射的物性界面在地质上具有波阻抗差异的地质界面和不整合面，具有一定时代地层的意义，相应地也给地震反射赋予了年代的含义，这是利用地震剖面绘制某年代地层层面构造图的前提，是研究地质构造的基础

16、简述影响地震波能量的主要因素

激发条件的影响，包括激发条件，激发强度，震源与地面的耦合状况等。

地震波在传播过程中受到的影响，包括球面扩散，地层吸收，反射，透射，入射角大小以及波形转换等造成的影响。

接受条件的影响，包括接受仪器设备的频率特性对波的改造及检波器与地面耦合状况等

地下岩层界面的形态和平滑程度等也会对波的能量有所影响。

综述

1、固体矿产勘探中的主要地球物理方法，及其可能解决的地质问题

地球物理勘探作为固体矿产勘探手段特别在隐伏矿、盲矿、深部勘探中将起到越来越重要的作用。

主要方法有：

电力勘探、磁法勘探、直流电法、交流电法、井中物探、放射性勘探和地震勘探。

磁法勘探：

直接寻找磁铁矿床、块状硫化物矿床、圈定基性和超基性岩体和其它磁性岩体，以及推断断裂构造等。

重力勘探：

密度大的矿体（如各种致密块状金属），密度小的非金属矿床（盐类矿床），研究地壳深部构造，圈定侵入体，勘探与石油天然气有关的局部构造。

电法勘探：

可用于寻找金属矿床、石墨矿床、黄铁矿化、石墨化岩石分布区的地质填图，水文地质和工程地质调查，金属硫化物矿床、煤田的勘探。

激发激化法：

主要用于寻找良导性金属矿和浸染状硫化物矿床。

电磁法：

寻找良性导电矿体、探测隐伏断裂带

放射性勘探：

探测放射性矿体，磷矿体、圈定花岗岩体

地震勘探：

主要用于解决地质构造方面的问题，在煤田和石油勘探中广泛应用，在金属矿勘探方面也有应用。

2、灾害地质中的主要地球物理方法，及其可能解决的地质问题

（1）探地雷达：

可用于勘察岩溶坍塌，地裂缝，滑坡，活动断裂，孤石体及小型不良地质体，地下洞室，煤田自然区，陷落柱等地质灾害。

（2）电法勘探

电法勘探是当前国内地质调查，找矿，找水和解决岩土工程问题的重要勘探方法。

它利用岩矿石间电磁学性质及电化学性质的差异，通过观测和研究人工建立的或天然存在的电磁场空间和时间分布规律，来勘查地质目标和解决地质问题。

在解决地质灾害中，电法是使用频率最高，应用面最广和解决问题较好的方法。

可用于勘探地下隐伏岩溶裂隙发育带、溶洞、暗河、断层破碎带、古河道、滑坡、泥石流、煤炭采空区、多年冻土等地质问题。

（3）地震勘探

浅层高分辨率地震勘探，面波勘探等技术针对工程地质问题的地震勘探技术，这些技术勘察对象广，施工周期短，费用低，解决问题的准确性和精度高。

a浅层地震勘探：

浅层地震勘探在岩溶坍塌灾害勘察中可以取得较好的地质效果，它可用于查明岩溶区的基岩地质条件和覆盖层地质条件，圈定出潜在岩溶塌陷危险区或地段。

还可以用于隐伏断层、破碎带、溶洞、古河道、暗河、勘探滑坡、地裂缝、多年冻土等。

b面波勘探：

可用于冻土勘察，滑坡调查，泥石流调查，地下空洞调查，探测煤矿巷道顶板离层。

（4）声波检测：

是通过探测声波在岩土内的传播特征来研究岩土性质和完整性的一种物探方法。

声波检测在灾害地质中的作用，归结为两方面：

一是灾害地质体的调查，查明其构造及其有关物理力学参数；二是对地质体灾害防治工程施工过程中的监测及检测。

（5）重力勘探：

在灾害地质调查中微重力方法可用于探测近地表岩溶，洞穴，探测废矿山巷道以及规模较小的断裂，断层等地质构造，探测煤矿陷落柱及地下采空区。

由于方法本身的局限性，如受各种干扰因素的强烈影响，野外作业复杂及探测目标重力异常微弱等，在一定程度上限制了该方法的应用。

（6）氡气测量：

可用于查明断裂构造、预报滑坡、探测岩溶塌陷、地裂缝、地下采空区、煤田自燃区、煤矿断层裂隙带、岩溶陷落柱。

3、简述弹性波场的特征及可能应用

地震波就是在地球介质中传播的振动，将地球介质考虑为弹性介质时，地震波近似为弹性波。

地震震源激发后，在地球介质中产生的振动之和就是波场。

震源的性质及地球介质中的弹性参数分布决定了波场的特点。

（1）在陆地地震勘探时，广泛使用浅井，炸药震源，这是主要激发出纵波，但是由于震源附近地表介质的不均匀性，炸药包和它在井中安置的不对称性，也会产生一定强度的横波和面波。

当采用非炸药震源时，激发的波场更加复杂，一般波场中均包含体波，面波及声波等。

（2）震源激发的振动形状对波场的总形态有重大影响，它会改变不同类型和不同形式的波所应起的振动之间的关系。

（3）由于吸收的影响，波在传播过程中它的振幅逐渐减小，主频逐渐降低。

应用：

反射波法：

根据地震剖面中的反射波同相轴比较精确的获得地下岩层的分层构造，从而圈定油气圈闭以及石油、天然气、煤矿的勘探。

利用全球地震台网记录到的天然地震记录中的透过波、折射波、反射波等信息可以进行全球速度结构层析成像。

利用大尺度范围内接受到的反射波、折射波可以探测地壳的精细构造。

在水文、工程、环境、考古中的应用

寻找金属矿藏中的应用。

面波勘探：

浅层工程勘探

折射波勘探：

工程勘探确定工程建设中的基岩埋深及起伏，探测覆盖层的厚度以及基岩的岩性变化，也用于考古工作。

4、常用测井方法中，岩性测井系列以及各曲线的实质和主要作用

岩性测井系列又称泥质指示测井系列，主要用于划分泥质和非泥质地层，以及确定储集层的泥质含量。

包括自然电位（SP）和自然伽马（GR）测井。

一般，自然电位测井和自然伽马测井曲线用于指示岩性，识别储集层以及计算储集层的泥质含量非常有效。

自然电位测井主要用于淡水泥浆砂泥岩剖面；而自然伽马测井主要用于碳酸盐剖面，膏岩剖面以及盐水泥浆砂泥岩剖面。

由于自然电位和自然伽马都可以在进行其他方法测井时附带测井，不必另外占用井场的测井时间。

因此，一般裸眼井的测井系列中应同时包括自然电位和自然伽马，除非自然电位和自然伽马不适用于该地区。

自然伽马能谱测井（NGS）和岩性密度测井（LDT）是适用更广泛，效果更好的岩性测井方法，但由于技术较复杂，测井成本较高，目前一般只在

SP和GR使用较差的情况下，或一般有特殊要求的井中使用。

计算题

1、激发极化效应可以在时间域与频率域测量，试写出时间域极化率与频率域频散率的计算公式，并写出各自的测量方法。

2、已知某区目的层段储集层的孔隙度Φ=25%，地层水电阻率Rw≈0.1Ω.m,试计算该区标准水层电阻率。

如果油水层含水饱和度界限为sw=50%，a=b=1，m=n=2，计算油层的最小电阻率值为多少。

3、重力异常就是引力位在垂直方向上的导数，请写出引力位公式并推导重力异常以及重力异常在X、Y、Z方向上的导数

4、请写出磁偶极子磁位的表达式，并写出磁异常三个分量的表达式

5、已知地震时间序列S（T）={-------},滤波因子H（t）={----}计算褶积滤波结果

褶积的离散形式为

计算题参考答案：

1、激发极化是由电流在地下物质中所激发的一种电现象，表现为可观测到的延迟的电压响应，把这种向地下岩矿石供电以及断电过程中，由于电化学作用引起的随时间缓慢变化的附加电场的现象称为激发极化效应。

时间域中极化率是参数，观测断电前的总场和断电后某一时刻的二次场，计算二次场与总场的百分比

；频率域观测参数是频散率，分别或同时测量两个频率的电位差，计算两个频率电位差的变化量与高频电位差的百分比，

极化率是二次场，信号弱，需要大电流供电，频散率观测的是总场，信号强。

二者的物理实质是等价的。

3、假设地质体与围岩的密度差（即剩余密度）为

，地质体内某一体积元为

，其坐标为Q

，它其剩余质量

。

又令计算点的坐标为P

，则剩余质量元dm到计算点的距离为

，那么地质体的剩余质量对计算点的单位质量所产生的引力位为

。

由于选择的z方向就是重力的方向（铅垂向下），所以重力异常就是剩余质量的引力位沿

z方向的导数，即表达式为

同时，重力异常垂向一阶导数的表达式为

4、设磁偶极子的磁化强度为

，计算点坐标为

，场源点的坐标为

，而计算点和场源点的距离矢量可表示为

，则磁偶极子磁位的表达式为

磁异常场三个分量的表达式为

将磁位表达式代入可得

（注：

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