由于混沌系统对于微弱信号具有极端敏感性和对噪声强免疫性的特性，使它在信号检测方面上占有非常重要的地位。近几年，随着对复杂地表的地震勘探工作的不断深入，针对地震资料中的强随机噪声处理问题显得尤为重要，传统的信号检测方法已经无法满足其实际工作的要求，自从Birx创意性的将混沌理论用于微弱信号检测以来，国际学者利用其对有用信号的敏感性和对噪声抗干扰性的优点掀起了基于混沌理论检测微弱同相轴的热潮，并取得了不错的研究成果。　　本文首先阐述了混沌理论的基本概念，详细分析了Holmes-Duffing振子检测微弱信号的原理与步骤，并对高斯白噪声以及有色噪声背景下的频率已知微弱信号进行幅值检测，并利用Lyapunov指数法定量地分析了系统的动力学特征，进一步分析了最大Lyapunov指数确定混沌系统临界阈值的方法。随后将混沌理论用于地震勘探中，着重分析Duffing振子对微弱同相轴识别问题，根据混沌系统对噪声具有强免疫力，而对周期信号极端敏感的性质，对湮没在噪声背景下的微弱同相轴进行检测，通过仿真实验证明该方法的可行性。　　从所得结果看出利用混沌理论在检测微弱同相轴方面有着优势，但仍然存在一些问题亟待解决，所以在处理实际地震资料时还需要做工作解决这些问题和影响。