2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫——行星地殼演化史研究方法考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填涂在答題卡相應(yīng)位置。）1.在行星地殼演化研究中，測(cè)定火山巖中鉀-氬（K-Ar）年齡主要基于以下哪個(gè)同位素體系？A.鈾-238衰變至鉛-206B.鈾-235衰變至鉛-207C.鉀-40衰變至氬-40D.銅-107衰變至釙-1032.對(duì)于已遭受強(qiáng)烈風(fēng)化或混合作用的古老地殼，以下哪種地質(zhì)年代學(xué)方法通常更可靠？A.輻射劑量法（OSL）B.鍶-鍶（Rb-Sr）等時(shí)線法C.鈾-鉛（U-Pb）諧和曲線法D.銅礦-硫磺礦法3.在行星巖石學(xué)中，識(shí)別變質(zhì)巖經(jīng)歷了中低溫區(qū)域變質(zhì)作用的典型礦物組合是？A.輝石、角閃石、石榴子石、堇青石B.鈣鈦礦、頑輝石、斜方輝石、橄欖石C.橄欖石、輝石、角閃石、黑云母D.礦物碎屑、火山玻璃、膠結(jié)物4.利用遙感光譜數(shù)據(jù)識(shí)別行星表面的主要巖石類型，主要依據(jù)的是？A.地形起伏的高度信息B.熱輻射強(qiáng)度隨時(shí)間的變化C.對(duì)不同波長電磁波的吸收和反射特征D.攜帶者的運(yùn)動(dòng)速度和軌跡5.某行星地殼存在大量麻粒巖相變質(zhì)巖，這通常暗示該地殼區(qū)域經(jīng)歷了？A.地幔熱柱的快速上涌B.相對(duì)緩慢的冷卻和深埋C.強(qiáng)烈的水熱交代作用D.表面受到的強(qiáng)烈沖擊變質(zhì)6.地球化學(xué)研究中，通過分析巖石中稀有地球元素（REE）的配分模式，可以有效推斷？A.巖漿源區(qū)的深度B.巖漿分異的程度和路徑C.地殼物質(zhì)的最終熔融溫度D.巖石形成時(shí)的壓力條件7.行星地殼的熱演化模型主要關(guān)注的是？A.行星表面水資源的分布B.地殼內(nèi)部熱量隨時(shí)間的變化及其地質(zhì)效應(yīng)C.行星大氣的成分和演化D.行星內(nèi)部核幔分異的歷史8.在行星科學(xué)中，“地殼”這一概念與“巖石圈”概念的主要區(qū)別在于？A.地殼是固體，巖石圈是液體B.地殼是地球的一部分，巖石圈是整個(gè)地球C.地殼主要由硅酸鹽巖石組成，巖石圈包含地幔頂部D.地殼厚度大，巖石圈厚度小9.研究者發(fā)現(xiàn)某行星地殼存在廣泛分布的沉積巖層，這為研究該行星地殼演化提供了重要信息，不包括？A.存在液態(tài)水環(huán)境的證據(jù)B.發(fā)生板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的證據(jù)C.地殼抬升和侵蝕作用的證據(jù)D.行星表面早期存在生命活動(dòng)的直接證據(jù)10.將行星遙感影像與地面測(cè)年數(shù)據(jù)相結(jié)合，主要目的是？A.提高遙感影像的空間分辨率B.校準(zhǔn)遙感數(shù)據(jù)的時(shí)間分辨率C.繪制行星地質(zhì)年代分布圖D.驗(yàn)證不同來源數(shù)據(jù)的可靠性和一致性二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.地質(zhì)年代學(xué)中，確定一個(gè)地質(zhì)體絕對(duì)年齡的主要依據(jù)是放射性元素的__________和__________。2.在板塊構(gòu)造理論框架下，造山帶通常形成于__________和__________的匯聚邊界。3.行星地殼的地球化學(xué)組成與其__________密切相關(guān)，這反映了地殼形成時(shí)的巖漿來源。4.利用__________和__________等物理量，可以估算行星地殼或巖石圈的平均熱導(dǎo)率。5.除了硅酸鹽地殼，像木衛(wèi)二這樣的天體還可能存在__________地殼。三、名詞解釋（每小題4分，共16分。請(qǐng)將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.放射性定年法2.同位素體系3.礦物學(xué)分析4.熱演化模型四、簡答題（每小題6分，共18分。請(qǐng)將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.簡述相對(duì)地質(zhì)年代測(cè)定方法的基本原理及其在行星地殼研究中的應(yīng)用。2.比較火成巖和變質(zhì)巖在巖石學(xué)特征上的主要區(qū)別，并說明這些區(qū)別如何反映其形成環(huán)境。3.簡述遙感技術(shù)在獲取行星地殼地質(zhì)構(gòu)造信息方面的主要優(yōu)勢(shì)和局限性。五、論述題（每小題10分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.試述如何綜合運(yùn)用巖石學(xué)分析、地質(zhì)年代學(xué)和地球化學(xué)示蹤方法，來研究一個(gè)假想行星地殼的形成和演化歷史。2.論述熱演化模型在解釋行星地殼厚度、冷卻速率和地質(zhì)活動(dòng)歷史方面的重要作用，并指出建立可靠熱演化模型面臨的主要挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.A4.C5.B6.B7.B8.C9.D10.D二、填空題1.衰變率，半衰期2.轉(zhuǎn)向俯沖，碰撞3.巖漿來源4.熱流，地表溫度5.冰三、名詞解釋1.放射性定年法：利用放射性同位素衰變規(guī)律，通過測(cè)定樣品中母體同位素和子體同位素的含量比，來確定地質(zhì)樣品形成年齡或事件發(fā)生時(shí)間的地質(zhì)年代學(xué)方法。2.同位素體系：由放射性母體同位素及其衰變產(chǎn)生的穩(wěn)定或不穩(wěn)定的子體同位素組成的核素系統(tǒng)，其成員之間通過放射性衰變發(fā)生量變關(guān)系，可用于地質(zhì)年齡測(cè)定或示蹤。3.礦物學(xué)分析：通過觀察礦物的宏觀形態(tài)、物理性質(zhì)（如顏色、光澤、硬度、解理等），并利用顯微鏡（普通、偏光）或光譜儀等手段分析礦物的微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分，以鑒定礦物種類、確定礦物生成環(huán)境和解釋礦物形成過程的研究方法。4.熱演化模型：基于熱力學(xué)和地球物理學(xué)原理，模擬計(jì)算行星內(nèi)部（特別是地殼和巖石圈）隨時(shí)間變化的熱狀態(tài)（如溫度分布、熱流、冷卻速率）的數(shù)學(xué)模型，用于解釋行星地質(zhì)構(gòu)造、地貌特征和地質(zhì)事件的形成機(jī)制。四、簡答題1.相對(duì)地質(zhì)年代測(cè)定方法的基本原理是依據(jù)地層學(xué)和古生物學(xué)規(guī)律，確定地質(zhì)事件發(fā)生的先后順序，而不確定其具體絕對(duì)年齡。主要方法包括：確定地層順序的層序律（原始順序律、下老上新律、整體連續(xù)律、化石層序律）；確定接觸關(guān)系的事件，如不整合面（表示沉積中斷和侵蝕）、侵入體與圍巖的接觸關(guān)系（侵入體較新）；確定同源異相巖石的共生關(guān)系等。在行星地殼研究中，由于缺乏確切化石記錄和全球性統(tǒng)一地層系統(tǒng)，層序律和接觸關(guān)系分析更為常用，通過繪制地質(zhì)剖面圖和構(gòu)造地質(zhì)圖，建立區(qū)域或全球范圍的地質(zhì)事件時(shí)序。2.火成巖和變質(zhì)巖的主要區(qū)別在于形成環(huán)境和形成過程。火成巖是巖漿或熔巖在地表或地下冷卻凝固形成的，其礦物成分和結(jié)構(gòu)受巖漿成分、冷卻速率和壓力控制，常見礦物如石英、長石、輝石、角閃石等，結(jié)構(gòu)多樣，可能含有晶洞、氣孔，常具塊狀構(gòu)造或?qū)訝?帶狀構(gòu)造。變質(zhì)巖是原巖（火成巖、沉積巖、變質(zhì)巖）在高溫、高壓和化學(xué)活動(dòng)性流體作用下，發(fā)生礦物成分和結(jié)構(gòu)改變而形成的，其礦物成分常出現(xiàn)新礦物（如石榴子石、綠泥石、滑石），結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生重結(jié)晶、片理、片麻理、塊狀構(gòu)造等，常與原巖成分和變質(zhì)作用條件有關(guān)。這些區(qū)別反映了變質(zhì)巖經(jīng)歷了不同于火成巖的地質(zhì)環(huán)境（如深埋、俯沖、地幔接觸）和變質(zhì)過程。3.遙感技術(shù)在獲取行星地殼地質(zhì)構(gòu)造信息方面的主要優(yōu)勢(shì)在于：能夠快速、大面積地獲取行星表面影像數(shù)據(jù)，不受地形限制，可重復(fù)觀測(cè)，成本相對(duì)較低，為行星地質(zhì)制圖和構(gòu)造分析提供了基礎(chǔ)；通過多光譜、高光譜或雷達(dá)等不同波段的遙感數(shù)據(jù)，可以識(shí)別不同類型巖石和地質(zhì)單元的分布范圍；利用圖像處理技術(shù)（如紋理分析、邊緣檢測(cè)、形態(tài)學(xué)分析）可以提取線性構(gòu)造（斷裂、褶皺）、環(huán)形構(gòu)造（撞擊坑、火山錐）、面狀構(gòu)造（沉積層理、變質(zhì)片理）等地質(zhì)構(gòu)造信息，分析其產(chǎn)狀、密度和空間關(guān)系，揭示行星地殼的變形歷史和應(yīng)力狀態(tài)。主要局限性在于：遙感數(shù)據(jù)是行星表面的間接觀測(cè)，分辨率有限，難以獲取地下深部構(gòu)造信息；圖像解譯存在多解性，需要結(jié)合其他地質(zhì)信息進(jìn)行綜合分析；受光照條件、空間分辨率、傳感器性能等限制，部分精細(xì)構(gòu)造或隱伏構(gòu)造難以識(shí)別；無法直接測(cè)量巖石物理性質(zhì)。五、論述題1.研究假想行星地殼形成和演化歷史需綜合運(yùn)用多種方法。首先，通過礦物學(xué)分析鑒定火成巖和變質(zhì)巖的礦物組成，判斷巖石類型（如基性巖、酸性巖、麻粒巖），推斷原巖成分和形成環(huán)境（如巖漿來源區(qū)、深部地?；驕\部地幔）。其次，利用地球化學(xué)示蹤分析巖石中微量元素（如Rb,Sr,Sm,Nd,K,U,Pb等）和同位素（如Rb-Sr,Sm-Nd,U-Pb,Ar-Kr等）組成，確定巖漿源區(qū)性質(zhì)、地殼物質(zhì)來源、混合作用、分離結(jié)晶過程以及地殼形成和演化的時(shí)代。關(guān)鍵在于地質(zhì)年代學(xué)方法的應(yīng)用，通過測(cè)定不同類型巖石（如早期侵入體、變質(zhì)雜巖、晚期火山巖）的絕對(duì)年齡，建立地殼形成和演化的時(shí)間框架，識(shí)別不同構(gòu)造-巖漿事件的先后順序。此外，遙感影像分析可用于解譯地殼宏觀地質(zhì)構(gòu)造，識(shí)別大型構(gòu)造單元（如地臺(tái)、地槽、造山帶）的分布范圍和特征，與地面測(cè)年、巖石和地球化學(xué)數(shù)據(jù)相結(jié)合，繪制地殼演化演化圖。最后，熱演化模型可用于模擬地殼形成后的冷卻歷史，解釋地殼厚度變化、熱狀態(tài)對(duì)地質(zhì)活動(dòng)（如火山活動(dòng)、變質(zhì)作用）的影響，為理解地殼整體演化提供動(dòng)態(tài)解釋。綜合這些信息，可以構(gòu)建一個(gè)關(guān)于該行星地殼如何形成、如何演化和改造的完整故事。2.熱演化模型在解釋行星地殼厚度、冷卻速率和地質(zhì)活動(dòng)歷史方面起著核心作用。地殼是行星表面相對(duì)較薄的熱絕緣層，其厚度直接影響行星的熱收支和表面環(huán)境。熱演化模型通過考慮行星形成時(shí)的初始熱狀態(tài)、放射性生熱率、地幔對(duì)流模式、地殼與地幔的物質(zhì)交換、地表熱流損失等因素，模擬地殼內(nèi)部溫度隨時(shí)間的變化。通過模型計(jì)算，可以估算地殼的平均冷卻速率，解釋不同行星或同一行星不同地殼單元（如大陸地殼、海洋地殼）的冷卻歷史差異，以及地殼冷卻對(duì)巖石圈剛性、板塊構(gòu)造形成和維持的影響。此外，模型可以預(yù)測(cè)地殼內(nèi)部剩余的熱量和熱梯度，這直接關(guān)系到行星上是否能夠發(fā)生持續(xù)的巖漿活動(dòng)、火山噴發(fā)、造山運(yùn)動(dòng)和變質(zhì)作用等地質(zhì)活動(dòng)。例如，較厚的、緩慢冷卻的大陸地殼能夠維持較高的內(nèi)部溫度，為造山帶的形成和長期地質(zhì)活動(dòng)提供能量；而快速冷卻的薄地殼則不利于