沉积构造物探复习资料 (2).docx
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1、第一章:绪论1、简述各种地球物理探测方法的岩石物理性质依据和物理依据。答:根据所利用的岩石物理性质与物理场的不同,可分为地震法、重力法、磁法、电法、放 射性法和地热法、测井等七种。(1)地震法:地震记录中地震波的传播速度、旅行时间等运动学信息和振幅、频率等动力 学信息与地下地层结构及其物质构成有关。经地震数据处理和解释后可推断地下主要地层界 面的几何形态与埋藏深度,判定岩层性质。物理依据:弹性波(如地震波和声波)的反射和折射;岩石物性依据:岩石的弹性性质不同,使得弹性波传播速度(和密度)存在差异;主要观测方式:在勘探船上连续观测;(2)重力法:在地表测定并计算由地下物质密度分布不均匀引起的重力
2、变化,可以反演地 下物质密度分布状态,获知地下地质构造和岩层分布及其岩性信息。物理依据:地球外表及内部存在的万有引力与离心力的作用;岩石物性依据:岩石的密度差异;主要观测方式:在调查船上连续观测、海底定点观测、飞机航测或卫星遥测;(3)磁法:以岩石的磁性差异为基础,通过观测和研究天然地磁场或者人工磁场的变化规 律,计算并提取磁性岩石的分布变化引起的磁异常来反演磁性岩石在地下深部的分布范围与 埋藏深度,获知有关磁性体的磁化强度等磁性参数。物理依据:地球磁场;岩石物性依据:岩石的磁化率和剩余磁性存在差异;主要观测方式:在调查船上连续观测、海底定点观测、飞机航测或卫星遥测;(4)电法:利用岩石的电阻
3、率、磁导率、极化率和介电常数等电学物理性质差异,通过测 定和研究与这些物性差异有关的天然或人工激发的电场和电磁场在空间和时间上的分布特 点和变化规律来推断地球内部物质的物性、组成利分布状态,探查地质构造的赋存状态和物 性参数等。物理依据:自然电场,直流电场,电磁场;激发极化场;岩石物性依据:岩石的视电阻率、磁导率、极化率和介电常数等存在差异;主要观测方式:海底;(5)放射性法:利用岩石中天然放射性核(铀、钮等)含量及种类的差异,以及在人工放 射源激发下岩石产生的各种核物理现象来探测地下地质构造或寻找矿产的方法。物理依据:岩石具有放射性;岩石物性依据:岩石放射性差异;主要观测方式:在海底或在海水
4、中近海底深度使用闪烁计数器测量;(6)地热法:以岩石的热物理性质为基础,通过观测地球内部各种热源所形成的地热场随 空间和事件的分布规律,从而配合地质、地球化学以及其它地球物理方法研究和解决地质问 个局部:区域异常:分布范围在数百至数千千米;局部异常:分布范围在几千米至数十千米; 用以研究磁法探测研究的目标。变化磁场:叠加在地球基本磁场上的变化场,随时间变化而变化的磁场称为变化磁场。根据 它们的特征和成因,可分为两大类:一是由地球内部场源缓慢变化而引起的长期变化;一是 来源于地球外部场源的短期变化。3、地磁场由哪三局部构成?答:地磁场由两种不同性质的磁场组成,即为稳定磁场/与变化的磁场 亦 稳定
5、磁场分为 内源稳定场和外源稳定场,其中内源稳定场又由三局部组成:中心偶极子磁场、非偶极子磁 场(以上两者称为基本磁场)、磁异常。.=予+冗+* f=f()+fm+fa+fe+r 4、简述变化磁场的分类与特点。答:变化磁场分为:由地球内部场源缓慢变化而引起的长期变化和来源于地球外部场源的短 期变化。长期变化:地球基本磁场随时间的缓慢变化叫做地磁场的长期变化,也称世纪变化。特点:1、长期变化与非偶极子场的变化关系密切;2、地球磁场向西漂移,并且呈现出周期性的特点;3、地球磁矩衰减的变化具有明显的波动式特点,可分出很多周期,基本变化周期 为 7000-8000 年短期变化:分为平静变化:有一定周期且
6、连续出现,变化平缓有规律;扰动变化:偶然发生, 持续一定时间后消失,变化无规律;平静变化:(1)太阳日变化:变化幅度一般为几至几十nT,周期为一个太阳日,主要是由 高空电离层中的电流产生,也称地磁日变。(2)太阴日变化:以半个太阴日(12.25h)为周期,变化幅度小,一般为l-2nT, 主要由月亮对地球的引力变化使地球电离层产生潮汐现象和对流运动所引起的。地磁日变的特点:24小时为一周期;变化依赖地方时,同一磁纬度,变化形态和幅值很相 似;同一经度不同纬度,变化差异很大;白天变化大,夜晚变化小;夏季的变化幅度大, 冬季的幅度最小,春秋居中。扰动变化:(1)磁暴:是全球发生的磁扰,其变化幅度可达
7、几十至几百nT,主要因素是源 于太阳活动区喷发出来的等离子流。(2)地磁脉动:地磁脉动源于太阳风与偶极子场的相互作用,其变化幅度约在 10-2_1()2仃左右。地磁场的短期变化对地磁测量影响较大,发生磁暴时,野外磁测应停止。其他变化,如日变 和地磁脉动,应从磁测值中扣除(日变校正)。5、简述日变观测的原因、目的及对日变站的要求。答:日变观测原因及目的:测量磁场的日变化和瞬时变化,提供日变校正资料,即提供每 天的地磁周日变化曲线,求出日变校正,消除地磁场周日变化和短周期扰动的影响。如发生磁暴,应及时通知测量船在磁暴期间停止观测,而日变站要继续工作。观测方式:日变观测站。对日变站的要求:1、必须设
8、在正常场内温差小、无外界磁干扰和地基稳固的地方。2、观 测时间要早于出工的第一台仪器,晚于收工的最后一台仪器。机械式磁力仪,每隔5-10min 记录一次读数。电子式仪器,要注意与测线观测仪器时钟严格同步,采用自动记录方式,记 录时间应不大于0.5min。3、日变站有效作用范围确实定与磁测精度有关。低精度测量时 一般在半径50-100km范围内,可以认为变化场差异微小;高精度磁测时,一般以半径25km 设一个站为宜。4、磁日变站一般在近测区的海岸附近设立。6、表示磁异常的图件通常有哪三种?答:1、磁异常剖面图:AT剖面图表示沿某一测线或某一特定方向的剖面上的磁力异常变 化情况的磁异常图。它是编制
9、平面剖面图的基础,也是研究异常特征、进行异常计算的基本 图件。海洋磁测中,每一条测线都要绘出AT剖面图。横坐标表示沿测线的距离,纵坐标此 表示磁异常数值。注意:横坐标比例尺与测量比例尺相同,纵向比例尺可根据磁异常数值大 小适当调节。通常,为了研究异常沿测线的变化特征及进行计算,习惯上要绘制一张比测量 比例尺大的剖面图。2、磁异常平面剖面图:平面剖面图是将全区的剖面图按实际位置并列在一张平面图上绘制 而成的。可以看到磁异常沿测线方向的变化特征;可以看到磁异常在平面上的变化特点 3、磁异常平面等值线图:平面等值线图是全区各测线的磁异常的平面分布图。7、如何理解AT的物理意义?答:磁异常总强度:总磁
10、场强度与正常地磁场的矢量差:彳=下一久实测异常:为磁异常 总强度的模量即AT = |刀用。ZVT既不是冗的模量,也不是看在看方向的投 影。当磁异常强度不大时,可近似把4T看作是g在北方向的投影。8、球体、水平圆柱体的磁异常特征。答:球体:(1)垂直磁化:剖面特征:Za为对称曲线,Zmax在原点处;Za=0时,X0= V2R; 平面特征:在原点处,异常取得最大值;平面图上,异常等值线呈等轴状对称分布,负异常 包围着正异常;(2)斜磁化:剖面特征:斜磁化时,Za为两边有负值的非对称曲线;AT与 Za曲线形态类似;Za等值线呈等轴状,负异常包围着正异常;极大值和极小值的连线对应 磁化强度矢量M在平面
11、上的投影方向;极小值位于正异常北侧,极大值位于坐标原点南侧; T的等值线总体形态与Za类似,只是其负值较大;(3)水平磁化:剖面特征:Za为以原 点对称的曲线;Ha是在原点取得极小值、两侧逐渐增加并存在正异常的轴对称曲线;AT 的特征与Ha的形态类似;平面特征:AT等值线近似为等轴状;极大值和极小值的连线对 应磁化强度矢量M在平面上的投影方向;极小值位于原点,极大值位于坐标原点两侧;AT 的等值线总体形态与Ha类似;水平圆柱体:(1)垂直磁化:当X=0时,Za=Zmax,乩二0;当X二士R时,Za=0; Za零值点间 距等于二倍中心埋深;当x2R2时; Za值为负;Za为两边有负值的轴对称曲线
12、;%为原点 对称曲线,负半轴为正;X-8时,Ha-O;(2)水平磁化:is=。;(3)斜磁化: 0is 且入射角大于或等于临界 VV/1角。临界角是夕2=90时推算的71的值。接收条件:由于折射波要在临界角i之后才出现, 因此在震源附近观测不到折射波。这个区域被称为“折射波盲区”。条件1:需在盲区外接 收。水平层状介质:Xm=2htgi;倾斜地层:在折射面的上倾方向接收折射波比在折射面的下 倾方向接收,其盲区范围要小。条件2:倾斜界面要求i+6v90。(入射角和倾角)。9、影响地震波的动力学因素有哪些?其影响用数学如何描述?答:任一个界面反射波的子波波形,决定于激发震源的形状和介质对它们的“滤
13、波”改造作 用。每个反射子波的振幅那么由波前扩散、介质吸收、透过损失及反射系数诸多因素决定。(1)球面扩散:在均匀介质中,点源的波前为球面,随着传播距离的增大,球面逐渐扩展, 但总能量仍保持不变,使单位面积上的能量减小,振动的振幅将随之减小的现象。波的强度:4=券/=看又由于:/ 0c 42,说明球面波的强度与传播距离的平方成反比,振幅与传播距离成反比。(2)介质吸收:实际地层介质并非完全弹性介质,弹性波在非完全弹性介质中传播时,介 质中质点振动的能量因质点之间相互摩擦,有一局部能量要转化为热能而损失掉的现象。 A =a是f的函数,即a = a(/),同一介质的吸收系数的大小与波的频率成正比,
14、频率越高,吸收越大。说明:吸收作用使地震波振幅按指数规律衰减,衰减程度取决于 a的大小。介质吸收对频率有选择作用,高频吸收强,振幅衰减快。所以波在传播距离较远 时,高频损失多,相对低频较丰富。频谱频带变窄,分辨率降低。(3)反射、折射、绕射、透射等:由于地层上下界面岩石弹性性质不同个,地震波在传播 时发生方向和传播速度的改变。透射损失:假设在地下半无限空间内有n+1层弹性介质,那么共有n个弹性分界面。每个分 界面上的反射系数和透射系数分别用R和T表示。假设入射波的振幅为A,那么有: 4 = 4 叫4 =阳1-)7;羽4 = 4(1一吊)(1一硝.(1一%禺=4(1-居)(1+瑞)&Rn前一项系
15、数为透射损失因子。(4)地层结构:地震薄层:地震记录上沿垂向可分辨的两地层界面之间的最小厚度或最薄 入地层厚度。AhV。薄层的干涉效应(振幅频率特性):薄层顶的一次反射波同薄层内 的各级屡次波相互干涉叠加产生的效应。物理意义:薄层复合振动的总振幅不仅与地层的弹 性参数有关,还与波的频率有关。薄层的调谐效应(振幅调谐特性):对韵律型薄层,在八 h=X/4时出现波的相长干涉,振幅出现极大值,这种现象称为薄层的调谐效应,这个厚度 称为调谐厚度。10、什么是屡次覆盖技术?简述屡次覆盖技术的基本原理。答:屡次覆盖技术也称共中心点叠加,共深度点叠加,共反射点叠加,其基本思想是在地面 上不同的观测点或以不同
16、的方式对地下某点的地质信息进行重复观测,这样可以保证即使个 别观测点受到干扰也能得到地下每一点的信息。屡次覆盖技术的前提条件是地下反射界面为 水平界面。目的是突出反射波,压制干扰波,提高信噪比。共反射点道集:假设地下任一水平界面上的任一点A,其在地面上的投影为M。以M点为 中心分别在地面01、。2、。3、On点激发,在对应的Gl、G2、G3Gn点接收来自界面上 同一 A点的反射波,A点称为共反射点或共深度点(CDP), G1、G2、G3、Gn各接收道称 为共反射点叠加道或共深度点叠加道,其集合称为共深度点叠加道集,简称CDP道集。覆 盖次数:共反射点叠加道的道数。11、什么是观测系统?什么是屡
17、次覆盖观测系统?海上二维地震的观测系统是单边放炮 还是中间放炮的屡次覆盖观测系统?答:观测系统:地震勘探中激发点和接收排列的相对位置关系。屡次覆盖观测系统对:整条反射界面进行屡次覆盖的系统。海上二维地震的观测系统是单边放炮的屡次覆盖观测系统12、常用的记录地震数据的四种道集是什么?答:(1)共炮集记录:某一炮点激发,接收排列上所有道地震记录数据构成的数据集合,称 共炮点道集记录;(2)共接收道集记录:某一接收点接收的所有地震记录构成的数据集合,称共接收点道集 记录;(3)共炮检距道集记录:所有具有某一炮检距的各道地震记录构成的数据集合,称为共炮 检距道集记录;(4)共反射点道集记录:来自地下同
18、一反射点的所有地震数据构成的数据集合,称为共反 射点道集;13、什么是时距曲线?什么是视速度和真速度?简述视速度定理。答:时距曲线:地震波旅行时间与接收点坐标之间的关系曲线,即t与X之间的关系曲线 (强调的是接收点的坐标)。真速度:波沿射线方向传播的速度,也称射线速度。视速度:地震勘探中,一般是在地面或海面观测波的传播,观测方向往往和波射线方向不一致,这时沿观测方向测得的波速度称为视速度。、V V视速度定理:7=工=工 (e表示射线方向与测线(观测)方向的夹角);其中波沿射 cose sina线方向AB传播的=节 速度为V ,沿BC方向观测,Q为入射角(1)当 e=0 时,V*=V;(2)当0
19、ve90时,VSV;视速度大于真速度;(3)当-90时,V* - 8,即如果沿波前面观测波的传播速度,此时波前面上各点的波动同时到达,没有时间差,就好像有一波动以无穷大的视速度传播一样14、什么是直达波?共炮集记录中直达波时距曲线具有什么特点?答:直达波是从震源出发不经过反射、折射而直接到达地面各接收点的地震波。其时距曲线是一条直线,斜率为1/V15、简述单一水平界面、单一倾斜界面、多层水平界面的共炮集反射波时距曲线特征。答:单一水平界面:二双曲线,对称于t轴,曲线顶点坐标(2ho/v,O)。渐近线斜率为m=l/V。b.当接收点远离震源时,即x很大的时候,反射波时距 曲线与直达波时距曲线重合,
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