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2025年大学《地球物理学》专业题库——地热能资源评价与利用的地球物理学方法考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、填空题（每空2分，共20分）1.地热资源主要是指地下热流体（水、汽、水汽混合物）及其伴生的______、______等矿产资源。2.利用电极系测量地电阻率，根据供电电流和测量电压计算电阻率的方法称为______法。3.地震勘探中，利用人工震源激发的地震波在地下不同界面上的______和______来探测地下结构。4.地球化学方法在地热勘查中主要用于识别和追踪______流体活动的影响。5.在地热电阻率法勘探中，高电阻率异常通常指示______或______。6.地热储层温度场模拟的主要目的是预测热储的______和______。7.地球物理测井是获取井旁______、______等详细信息的重要手段。8.热导率是表征岩石传导热能能力的重要物理参数，常用______或______方法测定。9.利用重力异常可以推断地下存在______或______。10.地热勘探中，地震速度结构资料是计算______和______的重要基础。二、名词解释（每题3分，共15分）1.地热梯度2.自然电场法3.地震层位解释4.热储参数5.热液蚀变三、简答题（每题5分，共25分）1.简述电阻率法在地热勘查中测定地温梯度的原理。2.与电阻率法相比，地震法在地热资源勘探中具有哪些优势？3.简述选择地热地球物理勘探方法时应考虑的主要因素。4.解释什么是温深关系，并简述其在地热资源评价中的作用。5.简述地热地球物理勘查工作中，数据处理与解释的主要环节。四、论述题（每题10分，共20分）1.论述断裂构造对地热资源形成和分布的影响，以及在地热地球物理勘查中探测断裂构造的重要性。2.结合你所学的地球物理知识，论述如何综合评价某一特定地区的地热资源潜力。五、计算题（共20分）1.某地热勘探区，通过电阻率测深获得一条完整电测深曲线。已知在该测点，地表温度为15℃，第100米深度处地温为35℃。假设地温垂直变化率（地热梯度）在0-100米范围内均匀。请计算：(1)0-100米范围内的平均地热梯度。（6分）(2)若地下100-500米范围内地温梯度保持不变，请估算500米深处的地温。（7分）(3)简述影响该地区地热梯度的可能因素。（7分）试卷答案一、填空题1.矿物、岩石2.对称四极3.反射、折射4.热液5.热储、盖层6.温度场、资源量7.地层、岩性8.地热温梯测量、地球物理测井9.质量异常、密度异常10.地热储层厚度、热导率二、名词解释1.地热梯度：单位深度的地温变化率，通常用℃/100m表示，是衡量地热资源潜力的重要指标。解析思路：定义地热梯度的概念，并说明其单位及在地热评价中的意义。2.自然电场法：利用地下自然电场的分布规律来探测地下电性结构异常的方法，常用于寻找与热液活动相关的矿化蚀变带。解析思路：解释自然电场法的定义、基本原理及其在地热勘查中的具体应用对象。3.地震层位解释：通过分析地震记录上识别出的反射波同相轴的形态、连续性、反射时间等信息，来推断地下地层的分布、接触关系和构造特征。解析思路：阐述地震层位解释的对象（反射波同相轴）、依据（形态、连续性等）和目的（推断地层和构造）。4.热储参数：评价地热资源所必需的关键参数，包括热储温度、热储体积、热储热容量（与热导率、比热容、储层厚度有关）、热源强度、流体性质等。解析思路：定义热储参数，并列出其在地热评价中涉及的主要物理量。5.热液蚀变：高温热液与围岩接触发生化学反应，导致围岩矿物成分和结构发生改变的现象，常伴随矿化并改变岩石的物理性质（如电性、磁性、热导率等）。解析思路：解释热液蚀变的定义、成因及其对岩石物理性质的影响，说明其与地热勘查的关系。三、简答题1.电阻率法测定地温梯度原理：通过在地面布设电极系测量不同深度的地层电阻率，利用岩石电阻率随温度变化的规律（通常温度升高，电阻率降低），建立电阻率与深度的关系。通过绘制温深曲线，计算地温随深度的变化率，即为地热梯度。解析思路：说明电阻率法测定地温梯度的基本原理，即利用电阻率随温度的变化关系，通过测量不同深度的电阻率来绘制温深曲线，进而计算梯度。2.地震法在地热勘查中的优势：探测深度大，能够探测到较深部的热储和构造；分辨率较高，能够详细刻画地下构造形态和断裂；可进行三维勘探，提供更全面的地下结构信息；可用于直接寻找储层和圈闭。解析思路：从探测深度、分辨率、数据维度和勘查目标等方面，论述地震法相对于电阻率法的主要优势。3.选择地热地球物理勘探方法时应考虑的因素：勘查目标（如寻找热储层、断裂、盖层等）；覆盖层条件（厚度、电性）；区域地质构造背景；可利用的仪器设备和经费预算；已有地质资料和钻孔信息；方法的探测深度和分辨率要求。解析思路：列出选择地热地球物理方法时需要综合考虑的主要影响因素，涵盖目标、环境、技术、经济和资料等方面。4.温深关系定义及作用：温深关系是指地温随深度的变化规律，通常表现为近地表地温梯度较大，向深部逐渐减小。其作用在于：是计算地热资源量的基础（用于估算地热储层温度）；可以指示地壳深部热状态；有助于划分地温层和寻找深大断裂。解析思路：首先定义温深关系，然后阐述其在资源量计算、指示深部热状态和构造探测等方面的具体作用。5.地热地球物理勘查工作中数据处理与解释的主要环节：数据预处理（去噪、基线校正、资料拼接等）；资料反演（将观测数据转换为地下物理场参数）；地质解释（结合地质背景，对反演结果进行构造解释、岩性解释、热储参数计算等）；成果综合评价（综合各种地球物理方法结果，编制综合图件，评价地热资源潜力）。解析思路：按逻辑顺序列出数据处理与解释的主要步骤，包括预处理、反演、地质解释和综合评价。四、论述题1.断裂构造对地热资源形成和分布的影响：断裂是地壳中岩层破裂的带状构造，是岩浆活动、构造运动和热液流动的通道。对地热资源形成的影响：为深部热源（如岩浆）向上运移提供通道，形成热储；控制热液的活动范围和方向，富集成矿。对地热资源分布的影响：常构成热储盖层的破坏，导致热储圈闭失效；断裂带本身可能成为热储或改变热储边界；活动断裂影响地下热场的稳定性。在地热地球物理勘查中探测断裂的重要性：断裂是重要的导热通道，控制着热储的形成和热量的传递，是寻找热储的关键线索；断裂构造影响地下温度场的分布，是解释地温场和评价资源潜力的重要依据；断裂带常具有特殊的地球物理属性（如电阻率降低、速度变化），是地球物理探测的主要目标。解析思路：首先论述断裂构造对地热资源形成的贡献（通道作用），然后论述其对资源分布的影响（控制分布、改变边界），最后强调探测断裂构造对于地热勘查的必要性（找储、控温、物性异常）。2.综合评价地热资源潜力的思路：首先，收集区域地质、地球物理、地球化学、水文地质等资料，进行综合分析。其次，根据勘查目标，选择合适的地物理探方法组合（如电阻率法、地震法、磁法等），进行野外勘查，获取高质量的原始数据。然后，对采集的数据进行系统处理和反演，获得地下电性、速度、密度等结构信息。接着，结合区域地质背景，对地球物理资料进行解释，推断地下构造格局、地层分布、热储特征（位置、范围、厚度、物性）和盖层条件。重点分析断裂构造、岩性变化等对热储和热导的影响。最后，计算关键热储参数（如地热梯度、热储体积、热导率、热容等），评估地热资源量（热能）和资源品质（温度、水质），评价开发利用的可行性和经济性，并提出进一步勘查的建议。解析思路：提出综合评价的总体思路（资料收集-方法选择-数据获取-处理解释-参数计算-资源评估），并详细阐述每个环节的主要工作内容和侧重点，体现多学科、多方法综合分析的过程。五、计算题1.(1)平均地热梯度=(35℃-15℃)/100m=0.2℃/m=20℃/100m解析思路：根据定义，地热梯度=深度上的温度变化量/深度变化量。已知地表温度和100米处温度，以及深度差，直接代入公式计算。(2)500米深处的地温=地表温度+(深度差×平均地热梯度)=15℃+(500m-100m)×0.2℃/m=15℃+400m×0.2℃/m=15℃+80℃=95℃解析思路：利用已知的平均地热梯度和100-500米范围内的深度差（400米），以及已知的100米
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