物探资料复习题.doc

绪论部分
1、 了解地球信息有那些主要勘探手段。
答：地质勘探的主要手段：
（1） 地质方法　是利用岩石学、矿藏学、构造地质学等理论研究成矿地质条件、地质环境和地质作用，从而进行找矿的一种方法，在矿产调查中常用。具体是通过观察出露在地面的地层、岩石综合分析地质资料。
（2）地球物理方法　是根据地下岩石或矿体的物理性质差异所引起的某些物理现象（表现为异常的现象）在地表的变化特征去判断地质构造或发现矿体的一种方法，包括测井、地震、重力、磁法、电法、地热、放射性等等。
（3）地球化学（化探）方法　是对岩石、土壤、地下水、地表水、植物、水系以及湖底沉积物等天然产物中一种或几种化学特征作测定，依据测定结果所发现的化学异常，实现找矿之目的，包括岩石金属含量测量、水化学方法和生物地球化学方法等。
2、 有几种主要非地震勘探方法，它们的基本原理？
答：（1）重力勘探(岩石的密度差别) 是研究反映地下岩石密度横向差异引起的重力变化，用于提供构造和矿产等地质信息。 根据万有引力定律，在接近较大密度的物体时，其引力增大，反之引力减小，由此在地表上引起的重力变化称为重力异常。异常的规模、形状和强度取决于具有密度差的物体大小、形状及深度。
（2）磁法勘探(岩石的磁性差别) 由磁性地质体产生的磁场迭加在正常地磁场之上而产生异常磁场。 磁法勘探的主要任务就是测定和分析研究各种磁异常，找出磁异常与地下岩石、地质构造及有用矿产的关系，作出地下地质情况和矿产分布等有关结论。
（3）电法勘探(岩石的电性差别) 利用人工或天然产生的直流电场或电磁场在地下的分布规律来研究地球结构、地质构造及找矿的一种物探方法。是以岩石或矿石的电性差异为基础的。
（4）地热、放射性（温度和放射性差别）
(5)地球物理测井
3、地震勘探的主要工作环节？ 1、数据采集2、数据处理3、资料解释
4、20世纪80年代出现哪几项标志性的地震技术？
答： 20世纪80年代标志性的地震勘探技术：
1．地震属性分析技术 （1）振幅属性（幅距分析AVO）；（2）速度参数；（3）频率信息—三瞬（瞬时振幅、瞬时频率和瞬时相位）剖面。
2．井中观测技术 （1）垂直地震剖面（VSP）技术；（2）井间地震技术。
3．三维地震勘探技术
4．多波多分量技术 横波和转换波的利用。

第二章
1. 波形图--- 表示同一时刻不同观测点或质点位移的曲线图。
2. 波剖面---地震勘探中，沿测线画出的波形曲线。
3. 波前---振动刚开始与静止时的分界面，即刚要开始扰动的那一时刻
4. 波后---振动刚停止时刻的分界面
5. 波面---波从震源出发向四周传播，在某一时刻，把波到达时间各点所连成的面，称波阵面，简称波面。　
6. 地震波运动学---　研究在地震波传播过程中的地震波波前的空间位置与其传播时间的
关系，即研究波的传播规律，以及这种时空关系与地下地质构造的关系。
7. 弹性波--- 在弹性介质中传播的波称为弹性波　
8. 射线---是用来描述波的传播路线的。可以认为波及其能量是沿着一条“路径”从波源传到所观测的一点P，然后又沿着那条“路径”从P点传向别处。这样的假想路径就叫做通过P点的波线，又叫射线。
9. 地震波 ---地震波是一个非周期的脉冲振动，它是由无限多个不同频率、不同振幅、不同频率、不同相位、不同周期的谐和振动所组成。
10. 主波长---是在一个振动主周期时间内波前进的距离，它是波的空间分布特征量。
11. 视波长---沿测线方向观察到的波长
12. 视速度---当波的传播方向与观测方向不一致(夹角θ)时，观测到的速度并不是波前的真速度V，而是视速度Va。即波沿测线方向传播速度。　
13. 频谱--- 一个复杂的振动信号可以看成由许多简谐分量叠加而成，这些简谐分量有各自的振幅、频率和相位，就称为复杂振动的频谱。　
14. 主频---频谱曲线极大值所对应的频率峰值
15. 狄利克莱（Dirichlet)条件---一个周期内间断点有限，极大与极小值有限，信号可积　
16. 反射波---波入射到两种介质的分界面时，一部分会反射回来，称反射波，入射波和反射波在同一介质中　
17. 直达波---在均匀地层中由震源直接传播到观测点的地震波。
18. 折射波---在地震勘探中，由滑行波引起的波叫折射波，也叫做首波。是以临界角射入或射出高速介质的波。
19. 反射定律---反射线位于入射面内，反射角α’等于入射角α 。
20. 透射定律---透射线也位于入射面内，入射角的正弦和透射角的正弦之比等于第一和第二两种介质的波速之比　　
21. 斯奈尔定律---　综合反射定律和透射定律的内容，并扩展到多层水平层状介质的情况，可以得到斯奈尔定律。它还包括横波和纵波的传播。　
22. 惠更斯原理 ---在前进的波前面上每一点都可以看作一个二次的震(波)源，且后一时刻的波前面就是切于前一时刻的波前面所激发的所有二次波的包络面。
23. 费马原理--- 波在各种介质中的传播路线，满足所用时间为最短的条件(旅行时为极小)。即最后的射线路径是最小时间路程。　
24. 纵波---质点振动方向与波的传播方向一致，传播速度最快。
25. 横波 --- 质点振动方向与波的传播方向垂直
26. 面波---波在自由表面或岩体分界面上传播的一种类型的波，或质点振动沿着或靠近介质表面传播的地震波。在地表常见的面波有瑞利波、拉夫波，在井中有斯通利波、和管波等，还有槽波。
27. 同类波---入射波和反射波、透射波的振动特性一致称同类波
28. 转换波---改变了振动特性的反射和透射波称转换波

1、一个波入射到两个波阻抗不同的均匀介质的分界面上时会出现什么现象，它们遵守什么规律。
2、从地震动力学和地震运动学概念出发，简述地震运动学近似成立的条件（或波动地震学向几何地震学过渡的条件）。
3、用惠更斯原理解释平面波、球面波、反射和折射波以及反射和透射定律。

第三章
1.地震记录（剖面）-----震源和接收点以一定的排列方式所记录到的人工地震信号到达时间和振动强度。
2.波至(初至)------接收点由静止状态到因波到达开始振动的时刻，这个时刻称为波的初至。
3.同相轴(event)------一组地震道上整齐排列的相位。表示一个同一界面形成的地震波，由地震记录上系统的相位和振幅变化表示。可以是反射、折射、绕射或其它类型的波前。
4.相位------振动波形图上某个特定的位置(极大或极小值)。 地震相通常指反射波组的特征，包括振幅、连续性及其结构等。
5.时（T）距（X）曲线------就是表示波从震源出发，传播到测线上各观测点的旅行时间t，同观测点相对于激发点的距离x之间的关系。
6.正常时差 ---- 水平界面时，对界面上某点以炮检距X进行观测得到的反射旅行时与在零炮检距观测得到的反射旅行时之差。即炮检距不为零引起的时差。
7.倾角时差--- 由激发点两侧对称位置观测到的来自同一界面的反射波的时差引起
8.动校正 ---- 在水平界面的情况下，从观测到的反射波旅行时中减去正常时差Dt，得到x/2处的t0时间。这一过程叫正常时差校正，或称动校正。
9.层状介质---　
10.连续介质　
11.平均速度-----是用波在垂直层面的方向旅行的总时间除这组地层的总厚度。
12.绕射波---当地震波传到断层、地层尖灭点或其它突起点时，按惠更斯原理，在这些突起点会形成新的震源，并向四周传播，这种波称绕射波。
13.共炮点---
14.共接收点　
15.共中心点（共反射点）---如果观测到的记录都来自R点反射（界面为水平层），且R点在地面的投影正好与地面炮点和接收点中点M重合，称M点为共中心点。
16.干扰波--- 地震勘探中妨碍分辨有效波的振动都属于干扰波。
干扰波大体上可分为两种：其中具有明显传播规律的称为规则干扰或干扰波，如声波、面波，多次波等等；没有明显传播规律性的振动称为随机干扰，或简称干扰，如微震等。　
17.次生干扰波---主要由地表附近的障碍物或岩性不一致引起，可能是高速，也可能是低速。　18.低速带--地表附近的地层，由于长期受地质风化的作用，变得较疏松，其波的传播速度比下层未风化层的速度要低很多，称该低速层为低速带. -　
19.空间假频---由于道间距大于半个视波长而产生的一种频率假象　
20.空间采样定理---以在地震波记录上，能可靠地辨认出同一有效波的相同相位为原则。
21.观测系统---各种观测方式震源和接收之间的排列按一定的规律分布称观测系统。　　
22.多次覆盖---是指对被追踪界面的观测次数而言，n次覆盖即对界面追踪n次。
23.二维勘探和三维勘探
24.波阻抗---介质(地层)的密度和波的速度的乘积(Zi=ρiVi，i为地层)，在地震学中称波阻抗。
二、简述
1、试推导一个分界面情况下（水平界面或倾斜界面）时的共炮点反射波时距曲线方程。

2.共炮点反射波时距曲线特点是什么？
在炮检距不大时，可以把多层介质的反射波时距曲线近似看成双曲线
3、一个水平分界面情况下，直达波、反射波和折射波时距曲线及其关系如何？
考虑图示的一个水平分界面，上下介质波速分别为V1和V2，且V2>V1；在纵测线的O点激发，沿测线的各点接收，对于直达波，在测线上距离激发点为x的任一观测点，其到达时间是：t=x/V1，时距曲线是一条直线。

1.在O点激发， 沿测线的各点接收反射波，在距激发点为x的任一观测点，时间是：

这是双曲线方程，水平界面反射波时距曲线的双曲线方程。
2.同样在O点激发，当偏移距大于Xm时各点可接收到折射波，折射波时距曲线方程为，

时距曲线是一条直线。
综上所述，各类地震波时距曲线间的相互关系归纳如下：
（1）直达波时距曲线是反射波时距曲线的渐近线，可以从数学关系上加以论证。
（2）折射波时距曲线与反射波时距曲线在M1点相切，切点坐标如式所示。

对此可从两种波的时距曲线方程，当x=xm时的斜率相等或视速度相同加以论证。
（3）直达波与折射波的时距曲线有一个交点P，交点坐标为 ：

式中ti为交叉时

在x < xp区间内，直达波为初至波（最先接收到的波），在x > xp的区间，折射波为初至波，而直达波为续至波，反射波总是最后接收到。
（4）时距曲线的陡缓取决于上覆介质的波速与界面的埋藏深度。对于折射波而言，界面速度越大，时距离曲线越平缓，反之时距曲线越陡。对于反射波来讲，同一界面的反射波时距曲线的斜率随x的不同而变化，不同界面的反射波时距曲线随界面埋深的增大，而使整条时距曲线趋于平缓。
(5) 直达波的时距曲线 激发点与接收点在同一测线，波的旅行时可表示为： t = x/V
X是激发点到接收点的距离，V是直达波的传播速度。

4、折射波产生的原理和传播特征。
滑行波是以下层的介质速度V2传播，因为两种介质是密接的，为了满足边界条件，滑行波的传播引起了上层介质的扰动，在第一种介质中要激发出新的波动，即地震折射波。
当入射角在临界角以内，在界面上每一点都同时有三个波出现(入射波，透射波，反射波)，不需要在第一种介质中形成别的波(折射波)已可满足边界条件。
而在临界角以外由于滑行波以速度V2沿界面在第二种介质中向前传播，滑行波到达界面各点比入射波要早滑行波到达反射界面各点的时间比入射波要早
传播特征：1.(用惠更斯原理)，折射波的射线和分界面的法线之间的夹角等于临界角θc
2.折射波有“盲区”，折射界面很深，盲区会很大。
3.如果剖面中有速度很高的厚层存在，就不能用折射波法研究更深处的速度比它低的地层。这种现象称为“屏蔽效应”。

5、野外地震勘探生产工作的主要内容。
(1)试验工作：干扰波的调查,地震地质条件的了解，低速带、潜水面、地质构造特性等 激发、接收条件的选择
(2)生产工作 ：生产测量 地震波的激发 地震波的接收
6、瑞利面波（地滚波）的特征。
瑞利波振动模式-质点的振动轨迹在铅直面内(X-Z平面)是椭圆。波在地表沿椭圆轨迹作逆时针方向运动(地滚波)。
（1）瑞利波具有低频特性，频率在几hz到20hz；（2）在X方向衰减较慢。但在随深度方向衰减很快。频散现象
7、反射波法地震勘探中干扰波类型、特点及干扰波调查方法。
面波 声波 浅层折射波 侧面波 多次波 各种随机干扰波
8、爆炸和可控震源的优缺点。
可控震源的优点：
1)可控震源可以根据地层特性选择损耗最少，最适合于地层传播的频带作为扫描的频带，不产生地层不传播的振动频率，从而节约能量。
2)可控震源不破坏岩石，多数能量用于产生弹性波。
3)可控震源抗干扰能力强。由于可控震源系统采用了相关技术，所以可避免许多干扰，提高资料的信噪比。
缺点：
1）成井困难、炸药激发效果不好或不能使用
2) 目的层埋藏较浅

爆炸震源的缺点:
1)钻炮井和用炸药的成本较大；
2)工业区或人口稠密区不宜用炸药；
3)用药量受一定的限制；
4)炸药运输、保管和使用中的安全性。

地震资料处理流程
一、数据加载 二、置道头 三、静校正 四、叠前噪音压制
五、振幅补偿 六、叠前反褶积 七、CMP道集分选
八、速度分析 九、动校正、切除与叠加 十、剩余静校正
十一、倾角时差校正（DMO） 十二、叠后提高分辨率处理
十三、叠后噪音压制 十四、叠后时间偏移处理

重力勘探部分
2.大地水准面：平均海洋面顺势延伸到大陆所形成的封闭曲面，是一个重力等位面。
3.重力异常：地下物质密度分布不均匀所引起的重力变化称为重力异常。产生重力异常岩层密度必须在横向上有变化，即岩层要有一定的构造形态，或岩层内要有不同的地质体赋存。
相对重力异常：在一条测线或一块面积上以某一点重力值作为正常值，而以其他测点重力值与之比较得到的差值称为相对重力异常
4.引起重力异常的主要地质原因：
（1）地壳厚度变化及上地幔内部密度不均匀性；
（2）结晶基岩内部构造和基底起伏；
（3）沉积盆地内部构及成份变化；
（4）金属矿的赋存以及地表附近密度不均匀性等；
5.重力异常实质是剩余质量产生的附加重力位沿垂向上的偏导数
6.获得探测对象产生的重力异常，一般应具备如下条件：
(1) 必须有密度不均匀体存在
(2)仅有密度不均匀体的分布，并不一定能产生重力异常
(3)不仅探测对象与围岩要有一定的密度差，而且剩余质量不能太小
(4)探测时象不能埋藏过深
(5)能否取得探测对象产生的异常，还取决于该异常能否从干扰中辨别出来
7.重力勘探的正问题和反问题
正问题：给定地下某一深度，某种形状和大小的地质体，求其 地面上所引起的重力异常
反问题：根据重力异常来推断引起异常的地质体的埋深、大小、 形状等产状要素的解释问题
8.布格校正：高度校正和中间层校正都与测点的高程大小有关系，通常把这两项合并起来称为布格（Bouguer）校正，即：δg布 =δg 高 + δg中 = （3.086 – 0.419σ）Δh（g*u）
9.布格重力异常：观测重力差值经过正常场校正、地形校正和布格校正之后得到异常称为布格重力异常。可表示为：Δg布 =Δg实测-δg0 + δg地 + δg布
10.决定岩石和矿石密度的主要因素
（1）岩石和矿石本身的矿物成分及含量多少
（2）孔隙度以及孔隙中充填物成分及充填孔隙占全部孔隙的比例
（3）岩石所受的压力大小
11.重力场强度：单位质量的物体在场中某一点所受的重力作用作为衡量场本身强弱的标准，这个单位质量所受的重力称为该点的重力场强度。（重力勘探所提的重力都是指重力加速度或重力场强度）
12.岩石密度的测定：天平测定 密度仪测定 重力测量 地震勘探的层速度资料
13.正常场（纬度）校正：消除测点与基点间纬度差异而造成的重力变化；
地形校正：消除测点附近地形起伏对重力观测结果数据的影响；该值永远为正值
中间层校正：消除测点基准面与基点基准面之间水平中间层的重力影响；
高度校正：消除测点相对于基点的高程差而造成的重力数值变化。

磁法勘探部分
1. 磁法勘探：是利用地壳内各种岩 ( 矿 ) 石间的磁性差异所引起的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勘探方法。
2. 最大勘探深度20KM；
3. 基本原理：
（1）磁性岩体及矿体产生的磁场叠加在地球磁场之上﹐引起地磁场的畸变。这种畸变一般称为地磁异常。
（2）测量地磁异常以确定含磁性矿物的地质体及其他探测对象存在的空间位置和几何形状，从而对工作地区的地质构造﹑有用矿产分布及其他情况作出推断
4.就工作环境而言，磁法勘探可分为：航空磁测 地面磁测 海洋磁测 井中磁测
5.磁荷：正磁荷—集中在磁体的N极（+）
负磁荷—集中在磁体的S极（－）
6.磁场强度（H）：单位磁荷在磁场中所受的力，称为该点的磁场强度，用H表示，单位为A/m（安培/米）
7.磁异常：地壳内的岩石矿物及地质体在基本磁场磁化作用下所产生的磁场，称为地壳磁场。
8. X、Y、Z，H、D、I，T 统称为地磁要素。     
地磁场 T 分解为：北向分量为 X，东向分量为 Y，垂直分量为 Z
T在 xoy 面内的投影为水平分量 H，H 的方向即磁北方向
H 与 x 的夹角（即磁北与地理北的夹角）为磁偏角 D（东偏为正）
T 与 H 的夹角为磁倾角 I（下倾为正）。
9.磁偶极子：相距很近的两个等量异性磁极，作为一个整体称为磁偶极子。
磁偶极矩;是一个在磁偶极子中，方向由负磁极指向正磁极的矢量。
磁感应强度B：垂直于磁场方向长1 m，电流为1 A的直导线所受磁场力的大小。
正常场：在地学研究中，基本磁场为正常场
扰动变化：偶然发生、短暂而复杂、强弱不定、持续一定的时间后就消失，称为扰动变化
地磁太阳日变的特点是：周期为 24 小时，各要素逐日不停地变化，其中振幅易变，相位稳定，依赖于地方时。一个周期内，白天幅度较大，夜间较平静。一年四季中，夏季变化幅度最大，冬季最小，春秋季节居中。 地磁日变在较大范围内基本相同，日变幅度可达几十纳特，在磁法勘探中应予以校正。
磁化率，表示物质被磁化的难易程度。
居里点： 铁磁性物质升温到一定值后，磁化率迅速消失，变为顺磁性物质。这个临界温度叫居里点。
10.总磁场强度（T）等值线图特征：等值线与纬度线近似平行，在磁赤道约30000～40000nT，向两极增大，在两极约为60000～70000nT
垂直强度（Z）等值线图特征：与纬度线大致平行，在磁赤道Z=0，向两极绝对值增大，约为磁赤道水平强度的两倍，磁赤道以北Z>0，以南Z<0
水平强度（H）等值线图特征：沿纬度线排列，在磁赤道附近最大，向两极减小趋于零，全球各点除两磁极区外都指向北
等倾（I）线图特征：与纬度大致平行，零倾线在地理赤道附近，称为磁赤道，它不是一条直线，磁赤道向北倾角为正，向南为负
等偏（D）线图特征：从一点出发汇聚于另一点的曲线簇，明显地汇聚于南北两磁极区，两条零偏线将全球分为正负两个部分
11.岩（矿）石磁性的一般特征
火成岩磁性＞变质岩磁性＞沉积岩磁性
火成岩：（1）由酸性→中性→基性→超基性，磁性由弱→强。
（2）喷出岩与同类侵入岩磁化率一般特征相同，但其磁化率离散性大；
（3）不同时代的同一成分火成岩其磁性不同，年代新的磁性＞年代老的磁性；
（4）同一成分岩体的不同岩相带磁性不同，由边缘相→过渡相→中心相，磁性由强→弱；
（5）具有明显的天然剩余磁性。
12.影响岩、矿石磁性的因素
1）铁磁性矿物含量
含量越高，岩石磁性越强，但并不呈简单的线性关系
2）铁磁性矿物颗粒大小及结构 当铁磁性矿物含量一定时，颗粒越大，磁性越强；
当磁性矿物颗粒大小、含量都相同时，颗粒相互呈胶结状者比颗粒呈分散状者磁性强。
3） 岩、矿石形状对磁性的影响
当磁性体为有限体时，被地磁场磁化后，在磁体内部要产生一个与外磁场相反的磁场（称为消磁场或退磁场），则要产生消磁（或退磁）作用，而使磁性体的磁化强度减小，亦即使岩、矿体的磁性减小。
4）其它因素的影响
应力作用使岩石沿应力方向磁性减小，如断裂、破碎带上磁性减弱（干断裂）；如果有岩脉侵入，则磁性增强（湿断裂）。
变质、蚀变作用，往往使岩石磁性增强。