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地球物理勘探概论复习题 期末复习资料 地球物理勘探习题 1、什么是重力勘探方法？ 重力勘是指以岩石、矿石密度差异为基础，由于密度差异会导致地球的正常重力场发生局部变化，通过观测研究重力异常达到解决地质问题的勘探法。 2、什么是重力场和重力位？ 重力场：地球周围具有重力作用的空间成为重力场。 重力位：重力场中的重力位W等于单位质量的质点由无穷远移至该点所做的功。 3、重力场强度与重力加速度间有什么关系？ 重力场强度，无论在数值上，还是量纲上都等于重力加速度，而且两者的方向也一致。在重力勘探中，凡是提到重力都是指重力加速度。空间内某点的重力场强度等于该点的重力加速度。 4、重力勘探(SI)中，重力的单位是什么？重力单位在SI制和CGS制间如何换算？ 在SI制中为m·s-2 ，它的百分之一为国际通用单位简写g.u.；SI和CGS的换算：1g.u.=10-1 mGal 5、 什么是地球的正常重力场？正常重力场随纬度和高度的变化有什么规律？ 地球的正常重力场：假设地球是一个旋转椭球体，表面光泽，内部密度是均匀的，或是呈同心层状分布，每层的密度是均匀的，并且椭球面的形状与大地水准面的偏差很小，此时地球所产生的重力场即正常重力场。 正常重力值只与纬度有关，在赤道处最小，两极处最大，相差约50000g.u.；正常重力值随纬度变化的变化率，在纬度45°处最大，而在赤道处和两极处为零；正常重力值随高度增加而减小，其变化率为-3.086 g.u./w。 · 6、解释重力异常的实质。 重力异常是由于地球表面地形的起伏、地球内部质量的不均匀和内部变动和重力日变引起的重力和正常值产生偏差的现象。 7、在工作中如何确定重力测量的精度和比例尺？布置测网的原则是什么？ 比例尺反映了重力测量工作的详细程度，取决于相邻测线间的距离。测量精度是根据地质任务和工作比例尺来确定；以能反映探测对象引起的最小异常为准则，一般以最小探测对象引起的最大异常的1/3到1/4为宜。 布置测网的原则：测网一般是由相互平行的等间距的测线和测线上分布的等间距的测点所组成。对于走向不明或近于等轴状的勘察对象，宜采用方形网，即点线间距相等。对于在地表投影有明显走向的勘探对象，应用矩形网，测线方向与其走向垂直。 8、野外重力观察资料整理包括几部分工作？ 消除自然引起的干扰要进行：地形校正、中间层校正、高度校正；消除地球正常重力场影响要进行：正常场校正。 9、为什么地形校正横为正值？ 由于测点所在水准面以上的正地形部分，多于物质产生的引力垂直分量都是向上的，引起仪器读数偏小。负地形部分相对该水准面缺少一部分物质，空缺物质产生的引力可以认为是负值，其垂直分量也是向上的，使仪器读数减小。因此地形影响恒为正值，故其校正值恒为正。 10、什么是布格重力异常？自由空间异常？均衡异常？ 布格重力异常：是对测值进行地形校正，布格校正和正常场校正后获得的。 均衡重力异常：是对布格重力异常再作均衡校正，即得均衡校正。表示了一种完全均衡状态下其异常所代表的意义。 自由空间异常：对观测值仅作正常场校正和高度校正，反映的是实际地球的形状和质量分布与参考椭球体的偏差。 11、重力观测结果如何用剖面图和平面图来表示？ 平面图中带有“+，”号的圈闭来表示重力高和重力低的部分，等值线由各重力相同的点相连而成，大致平行且沿一定方向延伸的密集等值线所表达的异常分布为重力梯度带。 12、什么是区域异常和局部异常？如何说明他们的相对性？ 区域异常：由分布较广的中、深部地质因素所引起的重力异常。 局部异常：指相对区域因素而言范围有限的研究对象引起的范围和幅度较小的异常 相对性：如图，相对异常A而言，异常B和C都可看成区域异常；而相对C而言，A和B可以认为是它的局部异常。 13、重力异常的解析延拓？向上与向下的延拓有什么作用？ 根据观测平面或剖面上的重力异常值计算高于它的平面或剖面上的异常值的过程称为向上或向下延拓，即重力异常的解释延拓。向上延拓有利于相对突出深部异常特征，向下延拓相对突出的浅部异常。 14、分析球体重力异常的平面特征和剖面特征，并说明如何根据重力异常曲线的特征来解反问题。 平面上球体的重力异常为一簇以球心在地面投影点为圆心的许多不等间距的同心圆，圆的中心即异常中心在地面的投影位置，剖面图上类似于正态分布的图形，X为横轴，g为纵轴，当X=0时， g有最大值，当X时，g0 如果重力等值线图出现同心圆，说明地下可能是球状或形状类似的囊状巢状矿体，如果等值线出现近似于平行排列，且中间异常值最大，两边异常值小，说明地下可能是类似于水平圆柱体矿体，如扁豆状矿体，两翼较陡的长轴背斜及向斜，大型人工管道等。如果等值线图成一簇近于平行排列且一边等值线值高另一边低，在异常体处线最密集，说明地下可能是铅锤台阶状矿体。 15、分析水平圆柱体重力异常的平面特征与剖面特征，并与球体重力异常作比较。 剖面图两者类似，球体最大值处相对较陡，圆柱体的相对较缓，平面图上球体异常呈一簇同心圆，圆柱体线呈互相平行，中间值大两边值小。 16、分析台阶重力异常的平面和剖面特征 剖面图：以x为横轴g为纵轴，x时，g最小值0，在x=0时，g=Gt,极 17、磁法勘探它是以地壳中各种岩、矿石间的磁性差异为物质基础的，由于岩、矿石间的磁性差异将引起正常地磁场的变化，通过观测和研究磁异常来寻找有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物理方法。 18、什么是地磁要素？他们之间有什么关系？试写出它们间的关系图。 描述地磁大小和方向的物理量称作地磁要素。地磁要素：磁偏角D、磁倾角I、总磁场强度T、垂直磁场强度Z、水平磁场强度H，H水平X分量、水平Y分量。地磁要素互换关系：H=TcosI、Z=TsinI、X=HcosD、Y=HsinD、tanI=Z/H、tanD=Y/X、T=(X²+Y²+Z²) 19、分析一下地磁场由哪几部分构成？ 由基本磁场，变化磁场和磁异常三部分组成。 基本磁场：中心偶极子磁场和大陆磁场组成，来源地球内部，占主地球主要部分98%以上，主要由地核内电流对流形成，相对稳定，但存在缓慢变化。 变化磁场：占地磁场1%以下，是起源于地球外部并叠加在主磁场上的各种短期地磁变化，一类是连续出现有一定规律周期性的变化，另一类是偶然发生短暂而复杂的变化。 磁异常：主要指地壳浅部具有磁性的岩石或矿石所引起的局部磁场，它叠加在基本磁场之上，在消除各种短期磁场变化后，实测地磁场与作为正常磁场的主磁场间仍存在差异，这个差异就称为磁异常。 20、什么是地磁磁场的“西向漂移” 主磁场随时间的缓慢变化称为磁场的长期变化，磁偏角、磁倾角和地磁场强度都有长期变化，有关资料推测磁偏角的变化周期约为500a，此外偶极磁矩逐年也有微笑的改变。长期变化的主要特征是地磁要素的“向西漂移”，偶极子场和非偶极子场都有向西漂移，且具有全球性质。 21、什么是磁暴和地磁脉动？ 都属于变化磁场中的扰动变化。地磁场常常发生不规则的突然变化，叫磁扰。强度大的磁扰又称为磁暴。地磁脉动是地磁场的微扰变化，具有准周期，周期0.2100s，振幅0.1nT。 22.什么是总磁场异常T？说一说T的物理意义以及T与Za，Xa，Ya三分量的关系？ 就是指总磁场相对变化值，是实测场和正常场的差值。T：总磁场强度T与正常地磁场T0的模量差：T=T的模-T0的模TTacos T就和Za、Xa、Ya的意义一样，都是Ta在某个方向上的分量。 23.什么是磁应磁化强度，剩余磁化强度，总磁化强度，他们之间的关系? 岩石矿受现代地磁场的磁化而产生感应磁化强度，岩矿石形成时受当时的地磁场磁化获得的磁性保留至今称为剩余磁化强度。 24.简述岩矿石的磁性特征及其影响因素？ 沉积岩的磁化率比火山和变质岩的磁化率低几个数量级，在火山岩类的侵入岩中随着岩石的基本增强而磁性增大，基性岩的磁性最强，酸性岩磁性弱或无磁性。喷出岩与同类侵入岩有相近的磁性，但磁化率离散性较大。变质岩的磁性决定与原岩的磁性及变质过程中矿物成分的变化，若原岩是花岗岩或沉积岩则变质后一般不显磁性，若原岩是基性喷出岩或侵入岩，则变质后的岩石一般都有中等磁性。 影响因素：1.铁镁等暗色矿物含量的多少决定磁性的强弱。2.形成时间长短决定磁性的强弱。3.变质过程中的成分变化决定磁性的强弱。 25.什么是热剩磁？它在磁法勘探中有什么用处？ 当熔岩的温度大于500度时，熔岩中的矿物没有被磁化，在冷却过程中，当温度降低到450度以下时，某些磁性矿物按照当时的地磁场磁化，当熔岩完全冷却固结后该岩石保留了具有当时地磁场方向和磁化强度，称为热剩磁。在磁法勘探中可用热剩磁来确定煤田火区 地热调查 考古与地磁学。 26.为什么有效磁化强度，有效磁化倾角，试写出与磁化强度 倾角 偏角的关系，并用图示之。 有效磁化强度：总磁化强度在剖面上的投影就是有效磁化强度。 有效磁化倾角：是有效磁化强度与其在ox轴子间的夹角。 总磁化强度M 有效磁化强度Ms：总磁化强度M在观测剖面内的投影 有效磁化倾角is：Ms与X轴正向的夹角Mz=Msin I=Ms sin is 有效磁化偏角 27、斜交磁化：指板的侧面与磁化强度斜交的情况？ 顺层磁化：指磁化倾角以板状体的倾角一致。 垂直磁化：指磁化倾角以板状体的倾角垂直。 28、什么是电法勘探？电法勘探方法有哪些分类？ 电法勘探是以岩石之间的电性差异为基础，通过观测和研究与这种电性差异有关的电场和磁场分布特点和变化规律，来查明地下地质构造或寻找矿产资源的一类地球物理勘探方法。 电法勘探按照其本身性质分为传导类电法勘探和感应雷电法勘探两大类；根据观测空间又可分为航空电法，地面电法和井中电法三大类 29、什么是岩矿石的电阻率？简述岩矿石的电阻率的特点及影响因素 岩矿的电阻率是描述岩矿石导电性能的一个电性参数。其数值上等于电流垂直通过单位立方米截面时，该导体所呈现的电阻，岩矿石的电阻率值越大，导电性差越小；反之导电性越好 矿物成分、含量及结构金属矿物含量越高，电阻率越低，结构：浸染状>细脉状岩矿石的孔隙度、湿度孔隙度越多，含水量越多，电阻率越低，风化带、破碎带的含水量高电阻率低水溶液矿化度：矿化度越高，电阻率越低温度：温度越高，溶解度越高，离子活性越高，电阻率越低，结冰时，电阻率升高压力：压力越高，孔隙度减少，电阻率升高，超过压力极限，岩石破碎，电阻率下降构造层的影响：层状构造岩石的电阻率，则具有非各向同性即沿层理方向的电阻率小于垂直沿层理方向的电阻率。 30均匀各向同性半空间：设大地是水平的，与不导电的空气接触，介质充满整个地下半空间，且电阻率在介质中处处相等，称这样的介质模型为均匀各向同性半空间 无穷远极：指处在无穷远处的电极。 点电源：当供电电极的大小比它们与观测点的距离小得多时，可是两个供电电极看成两个“点”，故又将它们称为“点电源”。 31、描述一下一个点电源两个异性点电源的电场？ 一个点电源的电场：设在地面A点向地下供电，电流强度为I地下半空间的电阻率为。地下距A为的点M处的 电流密度为： 电场强度为： 点位为： 对上面两边积分得： 当r，V=0。则C=0代入上式得 两个异性点电源的电场：在任意点M处的，可按场的叠加原理知：地下电流场在供电电极附近分布极不均匀，其值趋于无限大；而在两极中央地段，场的分布较均匀，变化较平缓。在AB中点，V=0，中点左边V为正，右边为负；AB中点上，E出现极小值。 32、装置系数：是一个与各电极间的距离有关的物理量，在野外工作中由装置形式和极距来确定计算的。地电断面：指根据地下地质体电阻率的差异而划分界限的断面。联合剖面法正交点反交点：在直立良导薄脉顶部上方，As和Bs曲线相交，且在交点左侧As>Bs;右侧As<Bs,这种交点称为联合剖面法正交点；高阻薄脉上的两条s曲线也有一个交点，交点左侧As<Bs，右侧As>Bs; 这种交点称为联合剖面法反交点 33、什么叫视电阻率？为什么要引入此概念？什么情况下视电阻率等于真电阻率？ 视电阻率是在电场有效作用范围内各种地质体电阻率的综合影响值； 实际工作中地下介质往往呈各向异性非均匀分布，且地表也不水平，为了研究这种情况下的稳定电场故引入此概念；在地下介质均匀且各向同性的情况下电阻率等于视电阻率。 34、简述电阻率法的仪器和装备仪器和装备必须有较高灵敏度，较好稳定性，较强抗干扰力，较高的输入阻抗。 直流电法仪，供电电极用的铁棒，用作测量电极的铜棒，导线，线架及供电电源等。 35、什么是联合剖面法？联合剖面法适合寻找那些地质体？ 联合剖面法是用两个三级装置AMN和MNB联合进行探测的一种电剖面方法。适合寻找产状陡倾的层状或脉状低阻体或断裂破碎带及良导球状矿体。 36、为什么不同极距的联合剖面线可以判断地质体倾向。因为当地质体倾角小于90度时，两条s曲线是不对称的。这是由于倾斜的低阻薄脉向下吸引电流时，使得倾斜方向上的s曲线普遍下降所致。由于曲线不对称，正交点也略向倾斜方向位移。小极点反映浅部情况，大极点反映深部情况，若大小极距的低阻正交点位置重合说明地质体直立，若其有位移说明地质体倾斜，因此。 37、什么是中间梯度法？其适合寻找哪类地质体？ 供电极距很大，测量电极距很小，利用两个异性点电源电场，为“一线布置，多线测量”的观测方式。 比其他电剖面法效率高很多，主要用于寻找产状陡倾的高阻薄脉，如石英脉，伟晶岩脉。 38、什么是电测深法？ 简称点测探，又名电阻率垂向测探。是利用岩矿石的导电性差异为基础，分析电性不同的岩层垂向分布情况的一种电阻率方法。 39、什么是充电法？充电法的应用是什么？ 在地面上、坑道内或者钻孔中已经揭露的良导体直接充电，以解决某些地质问题的一种电法勘探方法。主要用于圈定矿体的范围及倾向；解决相邻两露头的矿体在深部是否相连的问题；在已知矿体附近找盲矿体；在追踪地下金属管线。 40、什么是自然电场法？自然电场法的成因是什么？通过研究自然电场在地面的分布规律来解决地质问题的一种电法勘探方法。成因：电子导体与围岩溶液间的电化学作用岩石中地下水运移的电动效应岩石中不同浓度溶液离子的扩散作用 41、什么是激发极化法？极化率？视极化率？ 激发极化法是以地下岩矿石在人工电场作用下发生物理和化学效应的差异为基础的一种电法勘探方法 极化率：用来表示岩石激发、极化特性的指标 视极化率：由于地下介质的极化不均匀且各向异性，此时得到的电场有效作用范围内各种岩石的极化率或频散率的综合影响值称为视极化率。 42、激发极化法适合寻找那些矿体？ 适合寻找致密状金属矿体，还能寻找电发难以发现的侵染状矿体，根据异常的明显程度，可区分异常时电子导体引起的还是离子导体引起的。 43、什么是电磁法？简述不接地回线法和电磁偶元剖面法的野外工作法。 是以地壳中岩矿石的导电性导磁性和介电性差异为基础通过观测和研究人工的或天然的交变电磁场的分布来寻找矿产资源或解决其他地质问题的类电法勘探法。