环境与工程物探教程试题

环境与工程物探教程复习提纲：一、基本概念：1重力等位面：又称“重力等势面”，连结重力位相同点所构成的面。2重力异常：在重力学中，由地下岩、矿石密度分布不均匀所引起的重力变化。3地磁要素：磁场强度T﹑X北向分量﹑Y东向分量﹑Z垂直分量﹑磁偏角D，T与正北方向的夹角﹑磁倾角I﹐T与水平面的倾角、水平强度H﹐T在水平面上的投影。这些量可以确定地磁场的大小和方向﹐所以称“地磁要素”。4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。5磁化强度：描述磁介质磁化状态的物理量，定义为媒质微小体元ΔV内的全部分子磁矩矢量和与ΔV之比。6地磁日变：是指地磁以一个太阳日为周期依赖于地方太阳时的平静变化。7偏移距：激发点到最近的检波器组中心的距离。8视电阻率：在电场有效作用范围内，各种地质体电阻率的综合影响值。9电阻率：某种材料制成的长1米、横截面积是1平方毫米的在常温下（20℃时）导线的电阻。10极化率：衡量原子、离子或分子在电场作用下极化强度的微观参数，为原子、离子或分子在电场作用下形成的偶极矩与起作用的有效内电场之比。11波剖面：在某一特定时刻，将地震测线上每个点波振动的位移记录下来，以每个点的空间位置为x轴，波振动位移u为y轴画在同一张图上，则可得到波剖面。12地球物理正演：是指在地球物理资料解释理论中，由地质体的赋存状态（形状、产状、空间位置）和物性参数（密度、磁性、电性、弹性、速度等）计算该地质体引起的场异常或效应的过程。已知地质体的赋存状态和物性可统称为模型。13地球物理反演：由地球物理异常的分布确定地质体的赋存状态（形状、产状、空间位置）和物性参数（密度、磁性、电性、弹性、速度等）的过程。二、简答论述：1、什么是地球物理学，包括哪些主要方法，这些方法研究的物理基础是什么？以岩矿石（或地层）与其围岩的物理性质差异为物质基础，用专门的仪器设备观测和研究天然存在或人工形成的物理场的变化规律，进而达到查明地质构造、寻找矿产资源和解决工程地质、水文地质以及环境监测等问题为目的勘探，叫地球物理勘探，简称物探。主要方法有重、磁、电、震、放、热等2、重力资料整理中，一般要作哪些校正，理解各项校正的物理含义？简单的公式要记住，并做相应的计算。地形校正消除测点附近的地形影响，使测点周围没有地形；中间层校正消除测点和基点之间中间层质量的影响；高度校正消除正常重力场随高度的变化的影响，使测点和基点位于同一高度；纬度校正消除正常重力场随纬度的变化的影响，使测点和基点位于同一纬度。高度校正和中间层校正都与测点高程有关，将这两项合并起来，统称为布格校正。3、布格重力异常的定义及其地质--地球物理含义？经过正常场校正、地形校正、布格校正(高度校正和中间层校正)的重力异常，称为布格重力异常。布格重力异常包含了壳内各种偏离正常密度分布的矿体与构造的影响，也包括了地壳下界面起伏而在横向上相对上地幔质量的巨大亏损或盈余的影响。从大范围来说，在陆地，特别在山区，是大面积的负值区，山越高，异常负得越大；而在海洋区，则属大面积的正值区。4、简要说明地壳均衡理论？所谓地壳均衡，就是说从地下某一深度算起，相同面积所承载的质量趋于相等，地面上大面积质量的增减，地下必有所补偿，地形起伏与地壳厚度变化呈反相关关系。5、区域重力调查的作用？研究地球深部构造。例如地壳厚度的变化(莫霍间断面的起伏)，深大断裂的可能部位及延伸情况，上地幔密度的不均匀性以及研究地壳的均衡状态等。研究大地及区域地质构造，划分构造单元；研究结晶基底的起伏及其内部成分和构造；圈定沉积盆地范围，以及研究沉积岩系各密度界面的起伏和内部构造。探测、圈定与围岩有明显密度差异的隐伏岩体或岩层，追索两侧岩石密度有明显差异的断裂，进行覆盖区的基岩地质、构造填图。根据区域地质、构造及矿产分布规律，为划分成矿远景区提供重力场信息。6、地磁要素如何定义，各要素之间有什么关系？T磁场强度﹑X北向分量﹑Y东向分量﹑Z垂直分量﹑D磁偏角，T与正北方向的夹角﹑I磁倾角﹐T与水平面的倾角、水平强度H﹐T在水平面上的投影。这些量可以确定地磁场的大小和方向﹐所以称“地磁要素”。7、简要说明地磁场随空间的分布规律及随时间的变化规律？长期变化的时间和空间分布比基本磁场更为复杂，特别是有可靠的地磁记录的历史很短，还不足以揭示出长期变化现象的许多规律。地磁场的长期变化主要特征表现在：地球磁矩衰减；偶极子场西向漂移；非偶极子场的西向漂移。地磁场的短期变化：地磁场随时间的变化平静变化：按一定周期连续出现的平缓而规律的变化。例如地磁日变、季变等。包括太阳静日变化和太阴日变化扰动变化：偶然发生、短暂而复杂的变化。例如磁暴、地磁脉动等。地磁脉动：具有准周期结构的地磁微扰变化8、地球物理反演产生多解的原因？场的等效性；观测数据离散、有限;实测的异常包含一定误差的；数据整理带来的误差。其一，不同地质体可能有相同的物理场；其二，地质体的大小、形状、深度与产状等参数的不同组合，可能引起相同的异常现象。从数学关系上看，实际上是求解超定方程或欠定方程的解。9、地磁场由哪几部分组成？地磁场=基本磁场+变化磁场+磁异常基本磁场：中心偶极子磁场和大陆磁场组成，来源地球内部，占地磁场主要部分(98%以上)。变化磁场：主要指短期变化磁场，来源地球外部，占地磁场1%以下。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。10、为了从实测磁场中提取磁异常，磁测资料的整理中需要作哪些校正处理？正常场校正：当进行大面积高精度磁测工作时,必须用国际地磁参考场IGRF模型进行正常场改正。高度校正：正常地磁场随高度增加而衰减，在山区进行磁测时，必须消除由于高度变化所造成的影响。高度改正从总基点高程起算。日变校正：消除地磁场静日变化和短周期扰动等对观测结果的影响。11、重磁资料处理的向上延拓、水平导数和垂直导数有何作用？向上延拓压制浅层局部异常，突出深部区域异常。垂向导数可以突出浅部地质体，压制深部地质体的影响水平导数突出重磁性体边部的影响12、描述地震的基本参数有哪些，如何定义?发震时刻、震中位置、震级、震源深度，简称地震基本参数。（1）震源。地球内部直接产生破裂的地方称为震源。它是一个区域，但研究地震时常把它看成一个点。（2）震中。地面上正对着震源的那一点称为震中，它实际上也是一个区域。根据地震仪记录测定的震中称为微观震中，用经纬度表示；根据地震宏观调查所确定的震中称为宏观震中，它是极震区(震中附近破坏最严重的地区)的几何中心，也用经纬度表示。由于发震构造等原因，宏观震中与微观震中往往并不重合。1900年以前没有仪器记录时，地震的震中位置都是按破坏范围而确定的宏观震中。（3）震中距。从震中到地面上任何一点的距离是震中距。（4）远震和近震。对于观察点而言，震中距大于1000千米的地震称为远震，震中距在100～1000千米的称为近震，震中距在100千米以内的称为地方震。例如，汶川地震对于300多千米处的重庆而言为近震；而对千里之外的大连而言，则为远震。（5）震源深度。从震源到地面的距离叫做震源深度。震源深度在60千米以内的地震为浅源地震，震源深度超过300千米的地震为深源地震，震源深度为60～300千米的地震为中源地震。同样强度的地震，震源越浅，所造成的影响或破坏越重。我国绝大多数地震为浅源地震。13、地震波的主要类型及其传播特征？地震波的运动学特征是指地震波在传播过程中波前的空间位置与其传播时间的关系，包括地震波旅行时和地震波传播速度等。它的基本原理与几何光学类似，也是使用波前、射线等几何图形来描述地震波的运动过程和传播规律。14、地震波传播的三大规律：Snell定律、费马原理、惠更斯原理?Snell定律：当地震波传播到两介质分界面上时，地震波的传播方向将会发生改变，给出了入射波、反射波和透射波之间的关系。费马原理：指出在波的传播过程中，任意给定两点间的地震波传播路径是沿着所有可能传播路径中旅行时最小的路径传播。惠更斯原理：认为波前面上的所有点都可以被看作是一个新的子波源，这个新波源也向周围辐射能量，在一段时间之后，新的波前面即为所有子波源波前面的包络。15、地震波入射到界面上，会产生哪些行为？反射波透射波滑行波折射波16在电阻率法勘探中，什么方法主要用于寻找产状陡倾的层状或脉状低阻体或断裂破碎带。联合剖面法17、地震勘探数据处理包括哪些基本步骤？其中动校正、静校正、水平叠加、偏移的主要作用是什么？预处理+常规处理+特殊处理18、地球物理勘探技术包括哪几部分内容（数据采集、数据处理、数据解释）。数据采集、数据处理、数据解释19、电法勘探包括哪些常用的方法，它们的基本原理是什么？（如电阻率法、磁感应法、激发极化法、电磁测深法等任选一种）20、什么是电阻率法，常用的装置有哪些？电阻率法是传导类电法勘探方法之一。建立在地壳中各种岩矿石具有各种导电性差异的基础上，通过观测和研究与电阻率差异有关的天然电场或人工电场的分布规律，从而达到查明地下构造或者寻找有用矿产的目的。二级装置三级装置偶极装置电测深装置联合剖面装置对称四级装置中间梯度装置21、什么是电磁测深法？与直流电测深相比，电磁测深法有何特点？电磁测深法：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。目前常用的电磁测深方法，有天然场源的大地电磁测深方法、人工源频率电磁测深方法（简称频率测深法）及人工源瞬变电磁测深方法（简称瞬变测深法）。前二者属于频率域方法，是通过改变频率来控制探测深度；后者为时间域方法。异同：频率域测深法：通过改变频率达到测深目的的一类电磁法。特点：用改变频率的方法来控制探测深度，而不用增加供电电极距AB的繁琐劳动；等值原理作用范围窄，故对地层的分辨力强；勘探深度较大等。近年来，频率测深法已成为国内外应用较广的一种测深方法。时间域电磁法：在不接地回线法中，供电电流用脉冲电流代替谐变电流，并且观测和研究脉冲间歇期间的瞬变电磁场。特点：由于导电性越好，感抗便越大，故二次场保持时间越长。在断电后的较晚时间仍能观测到良导体的二次场，即衰减的瞬变场。相反，不太导电的覆盖层、围岩以及局部不均匀体的瞬变场，在较早时间内衰减殆尽。这样，在较早时间段，瞬变场中包含有良导体、覆盖层、围岩以及局部不均匀体的异常，但在晚期就只剩下良导体异常，从而能够发现它。在频率域电磁法中，上述所有的场都叠加在一起，有时很难发现良导矿体。22、简要说明重、磁（含古地磁）、电、震（人工地震）等各种地球物理方法在解决地质问题中的重要作用或意义，了解各方法的应用领域与应用成果？23、按照导电机制可将固体矿物分为三种类型？电子导体离子导体半导体24、影响电阻率的主要因素有哪些？25、断层在地震剖面上的一般标志有哪些？1反射波发生位错2发射波同轴数目突然增加、减少或消失3反射波同轴形状突变、反射凌乱并出现空白反射4反射波同轴发生分叉、合并、扭曲和强相位转换等，一般是小断层的反映26、影响地震波振幅的因素一、激发条件的影响：激发方式、激发强度、震源与地面的耦合情况等；二、地震波在传播过程中收到的影响：波前扩散：指波在传播过程中，当波前离振源越来越远时，地震波的振幅随着距离的增加而减小的现象；在均匀各向同性介质中，地震波的波前扩散通常被认为是球面扩散；波前面上的能量密度与波距振源的距离平方成反比，波前面上子波的振幅与波距振源的距离成反比。地层吸收：由于地下介质不是理想的弹性介质，地震射线在其中传播的过程中由于内摩擦的原因，会逐渐将其机械能转换成热能，直到振动消失。地震波的振幅随传播距离按指数规律衰减，记为：三、接收条件的影响：仪器特性、检波器特性、检波器组合、检波器与地面的耦合等