部分地球物理基础试题及答案.doc

2002年地球物理基础答案
15

参考书1 《地球物理学原理及应用》(恽等，南京大学出版社)
参考书2 《地震勘探原理上、下》（陆基孟，石油大学出版社）
参考书3 《勘探地球物理学》（王妙月等，地震出版社）

1、解释以下各词的物理意义
地球重力位：引力和离心力的合力是地面物质的重力。设有一个函数，它是单值连续的函数，并且它在不同坐标方向的导数正好等于重力在该方向的分量，这个函数叫重力场的位函数，简称为重力位。参考书3P47
地震波阻抗：当地震波在某一介质上传播时，密度与速度的乘积。参考书1P7
叠加速度：当地下介质不是水平层状介质时，相应的反射波时距曲线将更加复杂，在实际速度分析工作中，为了简化问题，常将复杂的反射波时距曲线看作双曲线，即t2=t02+x2/V2，式中V为叠加速度。参考书3P154
视电阻率：电场作用范围内各种地层、各种地质体综合影响下得到的电阻率。参考书1P344
磁场强度：单位正磁荷在磁场中某点所受的力，单位为奥斯特。参考书1P227
地震波抟播介质的品质因子（Q值）：参考书1P136—139

2、请简要叙述大洋中脊扩张的地球物理证据。
(预备知识：1、地幔：莫霍面至古登堡面之间的圈层，厚约2800km，分为上地幔、下地幔两层。2、软流圈：地表以下80—250 km的低速层，位于上地幔中，横波传播速度在该层中明显降低，该层中物质部分为溶融状态，因而物质可以缓慢流动。3、岩石圈：软流圈之上的刚性外层，包括地壳和部分上地幔，全球各处厚度不等，一般厚约80—180 km。4、板块：地球上刚性的岩石圈分裂成为许多巨大块体，全球分为7个板块——北美洲板块、南美洲板块、太平洋板块、欧亚板块、非洲板块、印度板块、南极板块，板块之间的边界为洋中脊、海沟、转换断层、地缝合线，板块边界为地壳活动强烈的地带。)
答：洋脊是绵延全球各大洋洋底之上的巨大山脉。洋脊横截面为平缓的等腰三角形，从其轴部向两坡呈阶梯状下掉。洋脊是地球上板块分离的边界，地幔物质局部熔融而形成的岩浆沿洋脊侵入而形成新的洋底岩石，新的洋底岩石随洋脊两侧的板块运动而运动。
洋脊扩张的地球物理证据有：（1）高热流值，且从洋脊中部向两侧有递减趋势。这是由于熔融的地幔物质在洋脊中部上涌形成新的洋底岩石，因为洋脊中部以下数公里是炽热的软流圈，地温梯度很大，所以洋脊中部热流值非常高。而当新形成的洋底岩石随洋脊两侧的板块运动而运动时，愈向洋脊两翼，岩石年龄变老，逐渐冷却，地温梯度和热流值减少。（2）磁异常的强度一般在洋脊轴部较大，向两翼强度减小，且成对称分布。这是由于熔融的地幔物质在洋脊中部上涌形成新的洋底岩石时，当它冷却经过居里点时，被当时的地球磁场磁化，形成磁异常，而后随着洋脊两侧的板块运动而运动，所以洋脊两侧的磁导常对称分布。因为洋底岩石中的铁磁性矿物在海底蚀变过程中遭受化学变化，所以远离洋脊轴部磁异常强度减小。（3）洋脊处于重力均衡状态。这是由于洋脊轴部以下有低密度熔融的地幔物质，这种低密度的物质抵消了正向的洋中脊地形所引起的多余质量，从而使洋中脊的重力保持均衡状态。（4）由于洋中脊是板块分离的边界，岩石处于不断的拉张之中，所以岩石要遭受破坏，同时这种拉张作用只能集中在海底之中不深的部位，因此洋中脊地震频繁，震级低，震源浅，而且主要发生轴部上。

3、如何根据地震波速度的变化、地震波的衰减特性与大地电磁测深结果研究地下的热状态。
答：地震波速与传播介质或岩石的密度有关，对于同样物性的岩石，波速随密度的增大而增大。而当地震波在岩石中传播时，由于能量的衰减，振幅将减少，通常定义在一个周期中，储藏在振动系统中的能量与所损耗能量的比值为品质因素，即Q=2π×(E/ΔE)。由定义知，Q值与地震波的衰减系数成反比。
Q值反映了介质中波的损耗性质。Q值越高，衰减系数越小，波在传播中的损耗越小，表明岩石介质密度大、硬，波速大。Q值越小，衰减系数越大，波在传播中的损耗越大，表明岩石介质密度小、塑性，波速小。
大地电磁测深是研究地壳和上地幔构造的一种地球物理探测方法。它以天然交变电磁场为场源，当交变电磁场以波的形式在地下介质中传播时，由于电磁感应的作用，地面电磁场的观测值将包含有地下介质电阻率分布的信息，而且不同周期的电磁场信息具有不同的穿透深度。所以，研究大地对天然电磁场的频率响应，可获得不同深度介质电阻率分布的信息。
现以全球一级地震波低速层为例作一下说明。当地震波传播到软流圈时，地震波（特别是横波）在这层中的衰减程度比其上、下层次高得多，该层的Q值明显降低，降到100—200。波速和Q值的降低，证明该层物质较热、较经、较软，呈现出部分熔融状态。另据大地电磁深资料，在低速层的深度上，导电率显著升高，称高导层或低阻层，而岩石的电阻率随温度的增高而降低。综合地震波速度的变化、地震波的衰减特性与大地电磁测深结果，表明软流圈的温度较高，物质处于部分熔融状态。
洋中脊是软流圈物质上涌的地方，那儿热流值高，横波难以穿过，Q值很小，说明物质处于低密度的、部分熔融状态。

4、试述地壳内低速、高导层的可能成因。
答：地震波速与传播介质或岩石的密度有关，对于同样物性的岩石，波速随密度的增大而增大，随密度的减小而减小。而岩石的电阻率通常与成分、结构、所含水分、温度有关。通过地球物理的方法，在地壳中发现了低速、高导夹层，而且有的地区存在两个低速层，它们的分布和特征与区域构造运动、地震活动、水热活动密切相关。低速、高导夹层的发现对构造分析有重要的意义，它们对块体的运动提供了位移吸收的地方。
对它们的成因见参考书1P83。

5、试述岩石磁性的成因以及对大陆漂移研究的意义
参考书1 第5章
答：磁性物质分为反磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质。只有铁磁性物质在外磁场作用下，可获得感应磁化强度，并在外磁场除去后，物质还保留剩余磁化强度。岩石有磁性，原因是岩石中含有铁磁性物质，岩石中的天然剩磁分为热剩磁、沉积剩磁、化学剩磁、粘滞剩磁。
热剩磁是岩浆在冷却经过居里点时，被当时的地球磁场磁化而获得的磁性。沉积剩磁是沉积岩中含有从母岩侵蚀而来的磁性颗粒，这些颗粒沉积时，受当时地磁场作用而定向排列，随后剩磁被固结在沉积岩中。化学磁性：一些磁性物质在其居里温度之下经过化学变化而获得的剩磁。粘滞剩磁：岩石形成后，长期置在地磁场中获得的剩磁。
对地磁研究有意义的剩磁是热剩磁，这是由于热剩磁强度大、稳定、与外磁场一致。不过在测定热剩磁之前，先作退磁处理，以便只保留热剩磁。通过对热剩磁（古地磁）的研究，为大陆漂移提供了令人信服的证据，从而使大陆漂移变成了现实，使人们从固定论变成了活动论，地球科学发生了革命。
古地磁研究基于以下两个假说：一个是岩石的原生剩磁方向与岩石形成时的地磁场方向一致；另一个是古地磁场是轴向地心偶极场。在这二个假说的基础上，人们发现：1、一个地区测得的古地磁纬度与测点目前所处的纬度常有很大的差别，说明该地区有过漂移运动。2、把岩石剩余磁性得出的各个地质时代的磁极位置都标在地图上，可得到古地磁的迁移轨迹，如果是地磁极本身游移的结果，则迁移轨迹只有一条，但现发现不同大陆有不同的迁移轨迹，表明这些大陆之间发生过相对的运动，导致岩石测出的古地磁极的位置也跟着发生了位移。3、通过海底调查发现了磁性条带异常，正、负磁性条带异常沿洋中脊两侧对称分布，这是由于熔融的地幔物质在洋脊中部上涌形成新的洋底岩石时，当它冷却经过居里点时，被当时的地球磁场磁化，形成磁异常，而后随着洋脊两侧的板块运动而运动，所以洋脊两侧的磁导常对称分布，并且通过将条带宽度除以该条带所延续的时间，可得出海底扩张的速度。
古地磁的研究使大陆漂移从定性变成了定量，导致了地学的革命。

6、试述地球物理正反演问题及其意义。（这是重中之重，自已好好琢磨一下答案如何归纳，并要和《油储》中有关这方面的问题结合起来，以免重复记忆）
正演是从模型到数据，也就是现在流行的数值模拟。
反演是从已测到的数据到建立符合数据的模型。
两者的关系是反演得到的模型还需要正演中假设模型的检验。两者目的是获得有关地下介质结构或物理参数的信息。

7、写出水平层状介质条件下的斯涅尔定律；导出一个水平反射界面情况下炮检距与深度、走时与深度的关系，并利用台劳展开，简化为小入射角度表达式；导出小入射角条件下走时与炮检距的关系。
参考书1P20——22及手写几页纸。

8、试述Moho界面的地震学证据以及可能的组成形式。
答：Moho界面是南斯拉夫地震学家莫氏于上世纪通过对一次天然地震的研究发现的。他发现地下30公里上下的纵波传播速度明显不一样。他认为这是因为这一深度上物质成分有明显变化，表示地球内部的一个圈层。后来的研究发现，这一深度的纵波传播速度的变化有全球性，后来为纪念他，命名为莫霍面。莫霍面以上为地壳，以下为地幔。但是，莫霍面在全球深度不一致，大陆下深，大洋下浅。
通过天然和人工地震，发现莫霍面是很复杂的，有三种类型：1、为一个纵波速度突变面；2、有一定厚度的速度梯度变化带；3、由一组高速和低速相间组成的薄层束。参考书1P76——80和滕书191——193。
莫霍面的成因是：1、莫霍面上、下岩石所受压力、温度不同，导致岩石的成分、密度发生变化，莫霍面上的岩石密度小于莫霍面下的岩石密度，所以波速增大；2、可能是相转换的结果。

2003年地球物理基础答案
1、解释自由空气校正、布格校正、均衡校正的物理意义，简述相应的校正方法。
答：自由空气校正也叫高度校正，即把实测的重力值换算成为假设在海平面上测量时应得的数值，即消除因离地心距离不等引起的重力值。
高出或低于海平面部分的岩石质量还引起了附加的重力值，对此需要扣除，称为中间层校正，中间层校正和自由空气校正合称为布格校正。
均衡校正包括两方面的内容：1是将海平面以上多余的按正常地壳密度分布的物质全部移去，即遍布全球的地形校正；2是将移去的质量全部回填补到海平面以下至均衡补偿面之间，并计算出填补进去的物质在测点处产生的引力铅垂分量，加到布格重力异常中去，便得到均衡重力异常。均衡补偿面是一个假设的地下起伏面，它使上面的高原、平原、海洋似乎都漂浮在其上且保持重力相等，达到重力平衡。
（补充：引力和离心力的合力是地面物质的重力，设海平面（大地水准面）以下的物质为均匀分布状态，据此求出的重力值为理论重力值或标准重力值。事实上，由于海平面以下物质分布是不均匀的，各处物质的密度不一样，所以实测的重力值和理论重力值有差别，称为重力异常。如实测重力值大于理论值则为正异常，说明该处地下物质密度大于平均密度；实测重力值小于理论值则为负异常，说明该处地下物质密度小于平均密度。因此，通过重力异常的研究可以推导地下物质的分布状况。
为了通过重力异常的研究推导地下物质的分布状况，必须要对一个测点得到的实测重力值按统一标准进行相应的校正，以便于对比。校正有：1、地形校正，实测重力值扣除测点旁边因地形高差很大而产生的附加重力值；2、中间层校正，实测重力值扣除高出或低于海平面部分的岩石质量引起的附加重力值；3、自由空气校正或叫高度校正，把实测的重力值换算成为假设在海平面上测量时应得的数值，即消除因测点离地心距离不等引起的重力值。中间层校正和自由空气校正合称为布格校正。4、正常场（纬度）校正，扣除因纬度不同导致的正常重力值的不同。
重力异常的物理地质意义：1、重力正异常，实测重力值大于理论值，说明该处地下物质密度大于平均密度；2、重力负异常，实测重力值小于理论值，说明该处地下物质密度小于平均密度；3、自由空气重力异常=实测的重力值换算成为假设在海平面上测量时应得的数值（自由空气校正或叫高度校正）+纬度校正—测点在海平面投影处的理论重力值，自由空气重力异常表示地表面到海平面之间的物质的影响仍有，相当于把这层的物质都压缩到海平面上了，没有改变地球的实际质量，大范围负的自由空气异常表明该区域下方的物质密度小于平均密度，即物质有亏损，大范围正的自由空气异常表明该区域下方的物质密度大于平均密度，即物质有盈余；4、布格重力异常=实测的重力值换算成为假设在海平面上测量时应得的数值（自由空气校正或叫高度校正）+纬度校正+中间层校正+地形校正—测点在海平面投影处的理论重力值，布格重力异常消除了海平面上多余物质对重力值的影响，也消除了纬度的影响，所以布格重力异常包含了地下各种偏离平均密度分布的矿体和构造的影响，也包括了地下界面起伏导致的相对于上地幔质量亏损和盈余的影响。即山区是大面积的负值区，表示物质比平均密度小，物质有亏损，低密度的上地幔离地面远，山越高，布格负异常越大，物质亏损越大，上地幔高密度物质离地面越远；而在海洋区，为大面积的布格正异常区，表明该区域下方的物质密度大于平均密度，物质有盈余，上地幔高密度物质离地面近。

2、地壳、地幔界面和内核界面存在的地震学证据有那些？简述研究地球内部速度结构的几种方法的原理，所需资料及已取得的成果。
答：壳幔界面又叫莫霍面，表现为纵波传播速度在莫霍面上下明显不一样，其上为地壳，其下为地幔，莫霍面在全球深度不一致，大陆下深，大洋下浅，平均为35km。
幔核界面又叫古登堡面，表现为角距100º——140º之间出现一个纵波的空白区，且围绕地球呈环带状分布，表明地核存在，起着球形凸镜的作用，纵波到达这里后，发生了反射和折射，故在地表上产生了阴影区；同时纵波在地壳和地幔中的传播速度是逐渐增加的，而穿过地核后纵波速度减少，横波不能穿过地核，表明地核表层是液态，所以古登堡面是固体地幔和液态外核的分界面。
在地核内部又有一个分界面，表现为在角距110º——140º之间可以记录到地震相；同时，纵波速度又逐渐上升，出现横波，表明地核内部有固体介质。所以地核分为二部分，外核为液态，内核为固态，其间是一个性质逐渐变化的过渡带。
研究地球内部速度结构的方法有：1利用体波走时（纵波和横波）研究速度随深度的变化，所用资料为走时、走时差、射线参数ρ=dt/dΔ(Δ为角距)，此方法得到体波在地球中传播速度的变化，通过速度变化对地球内部结构进行了划分——地壳、地幔、地核，同时对三者又进行了细分。2、利用理论地震图研究速度结构，原理是把震源发出的地震波经过地球介质和地震仪的全部影响作用加以计算而得出在观测点的理论地震图，把理论地震图和实际观测图作对比，即可找出有关地球内部速度分布情况的信息，所需资料为观测波形和地震仪的脉冲响应，用理论地震图方法主要用来研究地壳和上地幔部分的精细结构及地球深部某些部分的细致结构。3、有面波研究速度结构，原理是把由面波记录图得出的观测频散曲线和由频散方程得出的理论频散曲线作对比，即可反推地下结构，所需资料为由面波记录测定相速度和群速度，目前能提供深至几百公里的地下构造。4、用地球自由振荡研究速度结构，地球自由振荡理论给出了计算给定地球构造下球型和环型各阶振荡的周期的公式，把理论值和实际观测到的各阶振荡周期作对比，求其残差，通过逐步逼近，便可得出实际可能的地球构造，所震资料为观测到的振荡周期，这种方法主要用在核查以往基于体波研究得出的地球内部构造和对以往的模型作出修改。5、初步参考地球模型的速度结构，即在以往研究的基础，人为地定义一个波速只随深度变化的“平均地球”，从而为正、反演计算和其它领域的研究工作带来方便，所震资料天文——大地测量资料、自由振荡和面波资料、体波资料，初步参考地球模型给出了速度、密度、压力、重力和弹性系数随深度变化。

3、现代地学研究发现大洋脊是扩张的，请扼要叙述你所知道的洋脊扩张的证据。试述全球板块构造学说的地球物理和地质方面的主要依据。
答：洋脊是绵延全球各大洋洋底之上的巨大山脉。洋脊横截面为平缓的等腰三角形，从其轴部向两坡呈阶梯状下掉。洋脊是地球上板块分离的边界，地幔物质局部熔融而形成的岩浆沿洋脊侵入而形成新的洋底岩石，新的洋底岩石随洋脊两侧的板块运动而运动。
洋脊扩张的证据有：（1）高热流值，且从洋脊中部向两侧有递减趋势。这是由于熔融的地幔物质在洋脊中部上涌形成新的洋底岩石，因为洋脊中部以下数公里是炽热的软流圈，地温梯度很大，所以洋脊中部热流值非常高。而当新形成的洋底岩石随洋脊两侧的板块运动而运动时，逐渐冷却，地温梯度和热流值减少。（2）磁异常的强度一般在洋脊轴部较大，向两翼强度减小，且成对称分布。这是由于熔融的地幔物质在洋脊中部上涌形成新的洋底岩石时，当它冷却经过居里点时，被当时的地球磁场磁化，形成磁异常，而后随着洋脊两侧的板块运动而运动，所以洋脊两侧的磁导常对称分布。因为洋底岩石中的铁磁性矿物在海底蚀变过程中遭受化学变化，所以远离洋脊轴部磁异常强度减小。（3）洋脊处于重力均衡状态。这是由于洋脊轴部以下有低密度熔融的地幔物质，这种低密度的物质抵消了正向的洋中脊地形所引起的多余质量，从而使洋中脊的重力保持均衡状态。（4）由于洋中脊是板块分离的边界，岩石处于不断的拉张之中，岩石遭受破坏，同时拉张作用只能集中在海底之中不深的部位，因此洋中脊地震频繁，震级低，震源浅，而且主要发生轴部上，横波难以穿过。（5）愈向洋脊两翼，岩石年龄变老。
板块构造学说的基本原理可归纳为以下几点：1、地球上层在垂向上可划分为物理性质不同的两个圈层——上部的刚性岩石圈和下部的软流圈，软流圈是存在的，表现为地震波传播到软流圈时，横波难以穿过，证明该层物质较热、较经、较软，呈现出部分熔融状态。2、岩石圈在侧向上分为7个板块，即南美洲板块、北美洲板块、太平洋板块、亚欧板块、印度板块、非洲板块、南极洲板块，板块边界有扩张型（洋壳产生，如洋脊）、汇聚型（洋壳消失或大陆碰撞，如海沟和地缝合线）、平移型（如转换断层），板块边界表现为强烈的构造活动、地震、火山、变质作用。3、岩石圈在软流圈上面作大规模的水平运动，导致愈向洋脊两翼，岩石年龄变老；洋脊两侧的磁导常对称分布；大西洋两岸轮廓十分吻合；大西洋两岸的非洲和南美洲大陆出现了同一时代生活的古生物和同一性质岩石组成的山脉。4、板块运动的驱动力来自地球内部，最可能是地幔中的物质对流。

4、试述测定岩石年龄的一种具体方法和原理。
见大本书。

5、地球内部有几种传热机制，分别是什么。
见大本书。

6、岩石如何获得磁性，如何利用岩石磁性说明板块运动（岩石磁性对大陆漂移研究的意义）
参考书1 第5章
答：磁性物质分为反磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质。只有铁磁性物质在外磁场作用下，可获得感应磁化强度，并在外磁场除去后，物质还保留剩余磁化强度。岩石有磁性，原因是岩石中含有铁磁性物质，岩石中的天然剩磁分为热剩磁、沉积剩磁、化学剩磁、粘滞剩磁。
热剩磁是岩浆在冷却经过居里点时，被当时的地球磁场磁化而获得的磁性。沉积剩磁是沉积岩中含有从母岩侵蚀而来的磁性颗粒，这些颗粒沉积时，受当时地磁场作用而定向排列，随后剩磁被固结在沉积岩中。化学磁性：一些磁性物质在其居里温度之下经过化学变化而获得的剩磁。粘滞剩磁：岩石形成后，长期置在地磁场中获得的剩磁。
对地磁研究有意义的剩磁是热剩磁，这是由于热剩磁强度大、稳定、与外磁场一致。不过在测定热剩磁之前，先作退磁处理，以便只保留热剩磁。通过对热剩磁（古地磁）的研究，为大陆漂移提供了令人信服的证据，从而使大陆漂移变成了现实，使人们从固定论变成了活动论，地球科学发生了革命。
古地磁研究基于以下两个假说：一个是岩石的原生剩磁方向与岩石形成时的地磁场方向一致；另一个是古地磁场是轴向地心偶极场。在这二个假说的基础上人们发现：1、一个地区测得的古地磁纬度与测点目前所处的纬度常有很大的差别，说明该地区有过漂移运动。2、把岩石剩余磁性得出的各个地质时代的磁极位置都标在地图上，可得到古地磁的迁移轨迹，如果是地磁极本身游移的结果，则迁移轨迹只有一条，但现发现不同大陆有不同的迁移轨迹，表明这些大陆之间发生过相对的运动，导致岩石测出的古地磁极的位置也跟着发生了位移。3、通过海底调查发现了磁性条带异常，正、负磁性条带异常沿洋中脊两侧对称分布，这是由于熔融的地幔物质在洋脊中部上涌形成新的洋底岩石时，当它冷却经过居里点时，被当时的地球磁场磁化，形成磁异常，而后随着洋脊两侧的板块运动而运动，所以洋脊两侧的磁导常对称分布，并且通过将条带宽度除以该条带所延续的时间，可得出海底扩张的速度。
古地磁的研究使大陆漂移从定性变成了定量，导致了地学的革命。

7、你最关心的地球物理研究问题是什么？为什么？
答：我最关心的地球物理研究问题是地震勘探在寻找油气上的应用。理由有：1、随着我国国民经济的快速发展，对能源如石油、天然气、煤的需求越来越大。目前对我国来说，煤资源相对丰富，后备储量比较充足，而石油和天然气资源则比较贫乏，后备储量严重不足。石油已经开始从国外进口，且进口量越来越大。为了保证我国石油的安全，我国已实行了进口多样化的战略，很显然，这种战略在和平时期能起相当大的作用，缓解国内对石油需求的予盾，但到了战时，进口石油都成问题，更谈不上进口多样化了，所以石油和天然气是国家的战略资源，满足国内对石油和天然气的需求基本上还是要立足于国内。而石油和天然气主要储藏在地一较深的岩层中，目前来说，地震勘探基本上是获取地下岩层中储油构造的唯一方法。2、我国面积广阔，沉积盆地众多，为石油、天然气的生成提供了充足的物质资源。3、当前，我国在地震勘探寻找油气方面的难度越来越大，这既是一件坏事，但更是一件好事，表现在促进了地震勘探技术研究的快速发展，产生了许多边缘学科，如储层地震学、层序地震学、地震层析成像、高分辨地震勘探等。4、随着力学、数学、物理学和计算机对地震勘探的影响，21世纪地震勘探在寻找油气上的应用必将获得更快的发展，如岩性的地震识别、裂缝的地震波研究等，在中国大地上一定能发现更多的油多，满足国内对能源的需求，确保我国的能源安全。

某年的地球物理学试题
1、简述重力勘探、磁法勘探和电法勘探的基本原理。
答：引力和离心力的合力是地面物质的重力。重力勘探是以研究对象（矿产资源或地质构造）与围岩存在着密度上的差异为前提条件，对野外获得的重力资料，通过地形校正、布格校正、纬度校正等，去掉与研究对象无关的各种因素的影响，从而获得单纯由矿产或构造等地下密度不均匀产生的重力异常，通过对异常的解释就有可能达到找矿的目的。重力勘探主要用于探查含油远景区的地质构造、盐丘和圈定煤田盆地以及研究深部构造和区域构造等，与其它物探方法结合时，也可用来找金属矿。
磁法勘探是以不同岩石间的磁性差异为基础，通过观测和分析岩石的磁性差异及磁场特征，来研究地下构造和矿产的。在实际生产中，通过对野外资料的如纬度校正、温度校正等校正后，得到相应的磁异常值。通过对磁异常的解释就可能达到找矿的目的。磁法勘探主要用于固体矿产的普查，也用于石油天然气构造的普查和地质填图、构造研究。
电法勘探是利用岩石间电性质（主要是电阻率）的差异来勘探地质目标。一般地说，岩矿的电学参数值变得越明显，则岩矿内外或空间中电磁场的相应变化就越强烈，人们根据这种规律在要探查区域内利用不同性能的仪器通过对电磁场的空间分布和时间分布状态的观测和分析，达到寻找矿产或查明地下构造的目的。电法勘探已用来找金属和非金属矿，解决水文地质与工程地质问题，研究石油和煤田构造。参考书3P184

2、给出地震勘探中平均速度、叠加速度、均方根速度和等效速度的定义、适用范围及它们之间的关系。
答：参考书3P153—155。

3、你认为应如何准确地讨论地震分辨率问题？说明提高地震分辨率的主要措施。
答：在地震勘探实践中，要求提高地震勘探分辨率，地震资料分辨率的高低对于解释有着举足轻重的作用，发展高分辨率地震勘探一直是地震勘探学家追求的目标。
分辨率有两方面的意义：垂向的和横向的。垂向分辨率是地震剖面中在垂直向上能分辨的最小厚度，衡量垂向分辨率的尺度是主波长，而横向分辨率是地震剖面中在水平向上能分辨的最小宽度。对于未偏移的剖面，横向分辨率主要与反射波主频对应的第一菲涅耳带有关；对于偏移的剖面，在理论上它直接与垂直分辨率及偏移角度有关。
提高分辨率涉及到资料采集、资料处理和探测方法等方面。具体方法见复印的讲义1——2。

4、简述地震勘探野外工作的方法。
见参考书2P85。

5、论述地震勘探采集参数的选择原则。
见复印的讲义3。

6、地震资料处理中各主要环节的任务是什么？为什么要进行叠前深度偏移？
第一个小问题见参考书3P146——163。第二个小问题见复印的讲义4——5和参考书3P177。

中国科学院地质与地球物理研究所2003年《油储地球物理》
每道题20分，考生按百分制选题，进行解答！
1、试述岩石储层参数（孔隙度、渗透率等）和物性参数（波速、密度、导电率）之间的关系。见复印的讲义6。

2、阐述数字信号处理在你所熟悉的地球物理领域的应用现状。复印讲义7。

3、介绍你所熟悉的地球物理正演方法（理论基础、主要步骤、研究前沿、发展前景）

4、介绍你所熟悉的地球物理综合研究方法（如重震联合反演、电震联合反演）——不知道！

5、阐述你所熟悉的一种地球物理记录中噪声的性质及消除方法——不知道！

6、阐述你所熟悉的一种提高地球物理勘探分辨率的方法流程
见参考书3P148——151。

7、介绍你所熟悉的一种地球物理成像方法（理论基础、主要步骤、研究前沿、发展前景）见参考书3P174—176，422—425，滕书第13章的665—674。
地震成像是一种利用地震波的观测资料研究地球内部三维构造的一种反演技术。利用地震成像可以改进数据采集方式，提高分辨率，用以确定地球内部的精细结构和局部不均匀性。其理论基础是拉冬变换。

8、介绍你所熟悉的一种地球物理反演方法（基本原理、主要步骤、研究前沿、发展前景）

9、阐述地震多次波的研究方法和现状。复印讲义29—32。

10、阐述电法原理、应用范围、特点
原理和应用范围见参考书3P184—185。
特点为：1、野外装备小，对工况条件要求低，适应性强；2、适应小范围的区域；3、主要用于探测浅部的构造和矿产；4、成本比较低；5、探测准确度高，速度快，应用广。

11、阐述测井技术的发展趋势。
复印的讲义第8页，加上参考书3P449——453。

12、阐述地震各向异性的研究方法和现状
滕书第12章。

13、阐述裂缝问题的地震波研究方法原理和研究现状。
答：裂缝是岩层受力后发生的破裂，如节理、缝合线，按成因分为天然裂缝和人工裂缝。天然裂缝又可进一步分为原生裂缝和次生裂缝。原生裂缝是岩浆冷凝和沉积物成岩过程中形成的；次生裂缝是岩石形成后，在构造运动或表生作用中形成的；人工裂缝是指在钻井、压裂和爆破等过程中形成的。由于裂缝是油气水储集和运移的空间和通道，所以是地震研究的重要领域，研究对象为天然裂缝。
裂缝的宽度通常小于5mm，是典型的各向异性介质，所以从地震剖面上识别裂缝比识别断层要难得多。目前，对裂缝的研究主要是采用地震各向异性介质原理来进行，用地震资料各向异性分析方法来进行，研究类型主要集中于定向裂缝，要获得的裂缝参数为走向、密度、倾角和倾向。
通常利用三维纵波、多波勘探资料的方位振幅、方位旅行时、方位速度、偏振和横波分裂等来研究裂缝参数，已经取得了较好效果。
然而，由于实际裂缝是十分复杂的，存在着大量的相互切割裂缝以及更加复杂的裂缝介质，裂缝中的流体也影响着地震波的响应。为了适应描述复杂介质的需要，已经开展了一些关于利用双相各向异性理论来描述裂缝性油气藏的理论研究工作，同时开展了利用分形几何预测裂缝的研究工作。

14、油储地球物理学的由来、方向和任务。（我自已加的！不是题目）
复印讲义33—37、参考书3P340、储层地球物理学讲义1——3。

2002年《油储地球物理》
1、 阐述地球物理反演问题的基本原理和现状。
基本原理见复印讲义10—15。

2、阐述地震多次波的研究方法和现状

3、阐述地震各向异性的研究方法和现状

4、阐述数字信号处理在地球物理中的应用现状。
复印的讲义7。

5、阐述裂缝问题的地震波研究方法原理和研究现状。

6、阐述提高地球物理勘探分辨率的方法流程
参考书3P148——151。

7、阐述电测井方法原理、应用范围和特点
见复印的讲义9。

8、阐述测井技术的发展趋势。
复印的讲义第8页，加上参考书3P449——453。

9、试述储层参数（孔隙度、渗透率等）和物性参数（波速、密度、导电率）之间的关系

10、阐述勘探开发一体化、采集处理解释一体化的含义，并说明其实现过程。
不会！

11、阐述地质统计建模的基本方法。不会！

某年的《油储》试题
一、名词
多次覆盖：参考书2 P97—98；
NMO：参考书2 P35
DMO：复印讲义第16页；
反褶积：复印讲义第17页；
折射波静校：复印讲义第18页；
相干数据体：是一个多道时窗属性拾取的体积属性数据体，它用于检测地震波的间断性如断层等现象很灵敏，对识别地层学沉积特征和断层，提供了一个很好的显示方式，应用很广，有关算法和软件发展也十分快，成为三维地震数据体自动化解释的重要工具。储层地球物理学讲义P39。

二、若地震信号为f(t)，推导其瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位的算式，简述三瞬剖面的地质含义。复印讲义第19——25页

三、地震勘探中有哪几种速度，给出定义式，阐述它们之间的关系。
参考书3P153—155。

四、导出声波方程的积分表示解，阐述积分表示理论在地震勘探中的应用。
参考书2P144—148。

五、阐述地球物理正演和反演的概念和思路，以波阻抗为例，说明反演流程。
储层地球物理学讲义P4-5，24-26。复印讲义38——58。

某年的《油储》试题
一、简述油藏表征的各种尺度及各尺度研究内容，地球物理资料能为储层的研究提供什么信息。
储层地球物理学讲义P1-2

二、在储层地球物理中研究岩石物性有何意义
答：储层地球地理物研究要解决的问题是提供储层参数——孔隙度、渗透率和含油饱和，它们对石油可采储量的计算，油田的开发来说至关重要。
而岩石物性主要指波速、密度和导电率。
由于储层都位于地下一定深度，所以只能通过间接的方法才能得到储层参数，目前比较经济合理的方法是通过测定岩石的物性来来推导储层参数。加上储层参数（孔隙度、渗透率等）和物性参数（波速、密度、导电率）之间的关系。见复印的讲义6。
通过研究岩石物性来提供地下储层参数，经济，能服务于油田勘探开发的不同阶段，同时也能和地面一些岩石物性实验作对比，提高了储层定量刻划的可信度。

三、简要说明地球物理正演与反演的基本概念，并用公式表示。推导利用奇异值分解法的反演最小平方解。复印讲义26-28

四、若地震信号为f(t)，推导其瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位的算式，简述三瞬剖面的地质含义。

五、试论油田开发各个阶段地球物理资料的作用。储层地球物理学讲义P2-3

六、推导道积分的计算公式。储层地球物理学讲义P28

2004年油储地球物理学
1、在油储地球物理中研究岩石物性有何意义。
2、简述地震资料在油田开发中的应用。
3、简述影响地震波速的主要因素。
4、若地震信号为f(t)，写出它的Hilbert变换和瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位的计算公式。简要说明三瞬剖面所反映的地层特征。
5、你认为油储地球物理应包括那些主要内容？为什么？
答：我们知道目前石油和天然气制约了一个国家经济发展和人民生活水平的提高，人类对石油、天然气的需求会随着社会的进步而越来越大。然而全世界大而简单的油气田发现已基本结束，若要维持对油气增长的需求，只能勘探条件更加复杂的目标和增加已发现油田的潜力，这些新问题的产生和解决为油储地球物理学科的产生和发展提供了内在条件。同时，新的地质理论、新的数学物理方法和新技术（如计算机）的出现和应用，多学科的联合应用，为学科的产生和发展准备了外部条件。
在上述内、外因的基础上产生了新兴的地质解释学科——油储地球物理学，其本质是利用地震资料来确定储层参数。就其研究内容而言，主要包括储层参数、地层压力、温度等空间分布、储层的几何形态、地震处理方法的改进（如叠前深度偏移）等方面。这些研究内容，与油田生产息息相关，同时也考虑了当前地球物理方法提供的可实现性。
储层参数指岩石的孔隙度、渗透率和饱和度，它们对石油可采储量的计算，油田的开发来说至关重要。由于储层都位于地下一定深度，所以只能通过间接的方法才能得到储层参数，目前地震方法是经济合理的主要手段。我们知道岩性、孔隙度和油气饱和度均会影响地震波的波速、纵横波的波速比、地震波的衰减等地震参数，另一方面地震参数还随地层中压力和温度的影响，所以通过地震参数的提取可以反演它们。对孔隙度，主要是通过波速和孔隙度之间的理论和经验公式来反演；对渗透率，地震无法直接精确测定，对某一具体的地区，只能通过对大量的、事先的渗透率和孔隙度资料的统计分析，找出二者之间的对应关系，然后把地震得到的孔隙度转换成渗透率。对饱和度，首先在实验室测定、总结油储岩样的波速和衰减随饱和度的变化规律，然后通过地震参数的提取来反演地下储层实际的饱和度。
地层压力和温度对油气的运移、开采也有重要的影响，所以也是油储研究的一个领域。首先在实验室测定总结油储岩样的波速和衰减随压力和温度的变化的规律，然后通过地震参数的提取来反演地下实际的压力和温度。
地震资料的叠前深度偏移，也是油储的一个重要研究领域，目的是实现地震资料处理的保幅、保结构，提高分辨率，同时能使地下地质体真正的偏移归位，有利于储层的识别和井位的确定，也有利于客观地描述复杂的地质构造，尤其对火山岩、古潜山油藏更能精确地描述。
由于地震反演的不确定性，所以在反演过程中要配合测井资料，以便能更加准确地获得储层参数。
总之，油储地球物理学的产生是社会需求和生产力发展的结果，是传统的勘探地球物理学的继承和发展，是向地质综合解释的一个延伸，标示着地球物理勘探发展到了一个新的阶段。
6、结合你的工作谈谈你对地震属性的看法。
7、简述地震波振幅衰减的主要影响因素。
8、简述AVO、AVA的基本原理。

2004年地质与地球物理所地球物理学试题
一、名词（一个2.5分）
地震子波、DMO、虚反射、相干噪声、惠更斯原理、重力勘探、磁法勘探、时距曲线、地震勘探中的4D和4C、磁化率
二、问答题（先3题，每题25分）
1简述地震勘探中的主要噪声类型及消除方法。
2从地震资料解编到水平叠加有哪些主要处理环节。他们的作用是什么？为什么要进行叠前深度偏移？
3观测系统设计中应考虑哪些主要因素。
4简述位场勘探方法有哪几种？它们与地震方法相比，在对地质体进行描述时有何特点？
5谈谈你对地震勘探现状的看法。
6试述全球板块构造学说的地球物理和地质方面的主要证据。
7岩石天然剩余磁场获得的主要途径是什么？物质磁性有哪几种类。
8写出Maxwell方程组并简述其物理意义。
9简述研究地球物内部速度结构的几种方法的原理、所需资料及已获得的成果。
10解释下面几种重力校正的目的，并说明这些校正通常是加到勘测重力值还是从勘测重力值中减去（即校正值的正、负）
自由空气校正、布格校正、地下校正、均衡校正
11试述地球物理学中的初步参考模型（PREM）