2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——行星隕石的組成分析考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪種隕石主要由鐵鎳金屬組成？A.石質(zhì)隕石B.鐵質(zhì)隕石C.石鐵隕石D.碳質(zhì)球粒隕石2.被認(rèn)為是太陽(yáng)系中最古老的物質(zhì)之一，通常具有球粒結(jié)構(gòu)的隕石類型是？A.原始球粒隕石(CV)B.火星隕石(SNC)C.月球隕石D.氣熔融球粒隕石(OC)3.下列哪種同位素體系常用于測(cè)定月球隕石的撞擊年齡？A.鈾-鉛(U-Pb)系統(tǒng)B.銣-鍶(Rb-Sr)系統(tǒng)C.銅-鎳(Cu-Ni)系統(tǒng)D.鉻-鋨(Cr-Os)系統(tǒng)4.在隕石成分分析中，球粒隕石內(nèi)部包裹的金屬球粒被稱為？A.核石(Nucleoids)B.核心粒(Coreparticles)C.金屬團(tuán)塊(Metalclasts)D.包裹體(Inclusions)5.發(fā)現(xiàn)含有水冰和有機(jī)物的證據(jù)，對(duì)理解早期太陽(yáng)系宜居性具有重要意義的隕石類型是？A.火星隕石B.月球隕石C.碳質(zhì)球粒隕石(CV)D.氣熔融球粒隕石(H)6.隕石中的稀有氣體（如氬-40,氙-129）主要來(lái)源于？A.隕石形成時(shí)的原始太陽(yáng)風(fēng)捕獲B.隕石母體內(nèi)部的放射性元素衰變C.隕石撞擊地球時(shí)釋放的地球物質(zhì)D.隕石在星際空間中吸附的氣體7.石質(zhì)隕石中最主要的硅酸鹽礦物是？A.橄欖石和輝石B.斜長(zhǎng)石和角閃石C.礦物熔融體D.碳酸鹽8.下列哪項(xiàng)不是區(qū)分不同類型隕石母體（如月球、火星、不同小行星）的主要依據(jù)？A.氧同位素組成(Δ1?O)B.主要元素豐度C.礦物包裹體類型D.金屬相的微觀結(jié)構(gòu)9.碳質(zhì)球粒隕石中含量通常非常高的元素是？A.鐵B.鈣C.氫D.鉻10.隕石中發(fā)現(xiàn)的氨基酸等有機(jī)分子，其來(lái)源目前主要有哪幾種假說(shuō)？A.隕石母體內(nèi)部形成B.在星際云中形成后被帶到隕石中C.隕石撞擊地球時(shí)由地球物質(zhì)提供D.以上所有二、填空題1.隕石根據(jù)其成分和結(jié)構(gòu)，主要可分為________隕石、________隕石和________隕石三大類。2.火星隕石的主要證據(jù)來(lái)源于其獨(dú)特的________同位素組成和________礦物組合。3.月球隕石的氧同位素組成相對(duì)于地球巖石和大多數(shù)隕石都________(填“高”或“低”)，這表明它們來(lái)源于________的月幔。4.球粒隕石中的球粒是太陽(yáng)系早期由________成因的富含硅酸鹽的球狀顆粒。5.隕石中的________同位素（如1?C）可用于研究隕石的________。6.________隕石被認(rèn)為是太陽(yáng)系中最富水的隕石，其中常含有可見(jiàn)的水冰和含水礦物。7.通過(guò)分析隕石中________元素和________元素的比值，可以推斷行星或小行星的形成溫度和壓力條件。8.隕石學(xué)研究為理解行星的________、________和________提供了寶貴的樣品和線索。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述石質(zhì)隕石中常見(jiàn)的硅酸鹽礦物有哪些，并說(shuō)明它們通常形成于什么樣的行星環(huán)境（如母體溫度、壓力條件）。2.解釋什么是球粒隕石？簡(jiǎn)述其形成機(jī)制，并說(shuō)明球粒內(nèi)部包裹的金屬（或鐵紋石、鎳紋石）的來(lái)源。3.為什么說(shuō)碳質(zhì)球粒隕石對(duì)于研究太陽(yáng)系早期化學(xué)演化（如揮發(fā)性元素、有機(jī)物、水的來(lái)源）具有重要意義？4.簡(jiǎn)述利用隕石中的稀有氣體（如氬-40）進(jìn)行行星科學(xué)研究的原理。四、論述題1.試述不同類型隕石（石質(zhì)隕石、鐵質(zhì)隕石、石鐵隕石）的主要化學(xué)成分和礦物學(xué)特征，并討論這些特征如何反映了它們各自的母體來(lái)源和形成演化歷史。2.結(jié)合氧同位素組成數(shù)據(jù)，論述月球隕石和地球巖石在成因上的主要區(qū)別，并說(shuō)明這些區(qū)別如何支持月球形成的大碰撞假說(shuō)。3.以火星隕石為例，詳細(xì)分析隕石組成分析在揭示火星古代環(huán)境（如是否存在水、大氣成分、火山活動(dòng)歷史）方面所起的作用。試卷答案一、選擇題1.B2.A3.B4.A5.C6.A7.A8.C9.C10.D二、填空題1.石質(zhì)，鐵質(zhì)，石鐵2.鈾-鉛，磷灰石3.低，月球4.星云5.鈾-鉛，形成年齡6.碳質(zhì)球粒隕石(CV)7.礦物，微量元素8.形成，演化，破壞三、簡(jiǎn)答題1.石質(zhì)隕石中常見(jiàn)硅酸鹽礦物有橄欖石、輝石、斜長(zhǎng)石、角閃石等。它們通常形成于太陽(yáng)系早期行星或小行星的分化階段，橄欖石和輝石常見(jiàn)于分異程度不高的母體（如原始地幔或低度分異的小行星），反映相對(duì)低溫高壓的環(huán)境；斜長(zhǎng)石和角閃石則更多見(jiàn)于分異程度較高的母體（如地殼或月球）的熔體中，形成于相對(duì)較高的溫度和壓力條件。2.球粒隕石是太陽(yáng)系中最古老的隕石類型，由細(xì)小的硅酸鹽球粒組成。其形成機(jī)制通常認(rèn)為是在太陽(yáng)系早期，星際塵埃和固體顆粒在星云盤中通過(guò)碰撞聚集和粘滯作用，在相對(duì)低溫（約700-1400K）的半熔融或熔融狀態(tài)下快速形成球粒。球粒內(nèi)部包裹的金屬（鐵紋石、鎳紋石）被認(rèn)為是形成球粒時(shí)的殘余熔體或早期金屬相的凝聚物。3.碳質(zhì)球粒隕石因其富含有機(jī)碳、水、氫、氦等揮發(fā)性元素，且具有太陽(yáng)系早期形成的礦物（如橄欖石、輝石、鈣鈦礦），被認(rèn)為是研究太陽(yáng)系早期化學(xué)演化、大氣和海洋起源、生命起源等問(wèn)題的寶貴樣品。它們能提供關(guān)于早期太陽(yáng)系星云成分、熔體演化以及可能存在的原始生命前體分子的直接信息。4.利用隕石中的稀有氣體進(jìn)行行星科學(xué)研究主要是基于其來(lái)源的區(qū)分。隕石形成時(shí)捕獲的太陽(yáng)風(fēng)稀有氣體（如氬-36,氙-124,氦-3）記錄了太陽(yáng)原始大氣或早期太陽(yáng)風(fēng)的信息；而隕石母體內(nèi)部放射性元素（如鉀-40,鈾-238,鈾-235）衰變產(chǎn)生的稀有氣體（如氬-40,氙-129,氦-4）則記錄了母體的冷卻年齡和演化歷史。通過(guò)測(cè)定不同稀有氣體的豐度、同位素組成及其封閉體系，可以反推隕石母體的形成時(shí)間、內(nèi)部熱演化過(guò)程、以及太陽(yáng)系的早期歷史。四、論述題1.石質(zhì)隕石主要分為三類，其成分和礦物學(xué)特征反映了不同的母體來(lái)源和演化歷史。*石質(zhì)隕石(MainGroupAchondrites):主要由輝石和斜長(zhǎng)石組成，常含有少量橄欖石、角閃石、球粒等。成分變化范圍大，反映了不同規(guī)模的小行星母體經(jīng)歷了不同程度的分異。例如，富鐵質(zhì)球粒隕石類似某些小行星的幔部成分，而富鎂鐵質(zhì)球粒隕石則更接近原始地幔。它們的缺乏球粒和特殊礦物（如鈣鈦礦）表明其母體可能經(jīng)歷了強(qiáng)烈的熔體不均一性或快速分異。*鐵質(zhì)隕石(IronMeteorites):主要由鐵紋石和鎳紋石組成，含有少量磷灰石、硫化物（如隕硫鐵）、石墨等。它們被認(rèn)為是小行星母體經(jīng)歷完全分異后，核心部分冷卻凝固形成的。鐵質(zhì)隕石的成分（如鎳含量、微量元素）可以用來(lái)重建母體化學(xué)組成和早期結(jié)晶分異過(guò)程。*石鐵隕石(Stony-IronMeteorites):由石質(zhì)（硅酸鹽）和鐵質(zhì)（金屬相）大致相等兩部分組成，或呈交替的薄層結(jié)構(gòu)。它們被認(rèn)為是小行星母體分異過(guò)程中，地幔和地核發(fā)生過(guò)部分熔融、混合或未能完全分離的產(chǎn)物。石鐵隕石中的礦物包裹體和結(jié)構(gòu)可以提供關(guān)于母體熔融程度、熔體-晶相相互作用以及冷卻歷史的詳細(xì)信息。總體而言，這三類石質(zhì)隕石的成分和礦物學(xué)差異是行星科學(xué)家重建小行星形成和演化歷史的直接證據(jù)。2.月球隕石與地球巖石在成因和組成上的顯著區(qū)別主要體現(xiàn)在氧同位素組成上。月球隕石的ω(17O)/ω(16O)值（相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)MeanOceanWater的千分之差）普遍比地球巖石（包括地殼、地幔、海洋水）低約6-8‰。這種顯著的“月球氧同位素異?！北砻髟虑蛐纬蓵r(shí)繼承了其母體（可能是一個(gè)被熔融的原始地球地?；虻蒯２糠郑┑奶囟ㄑ跬凰亟M成，而地球在形成后通過(guò)板塊構(gòu)造、火山活動(dòng)、水循環(huán)等過(guò)程，其氧同位素組成已發(fā)生了顯著的均一化。月球形成的大碰撞假說(shuō)認(rèn)為，一個(gè)火星大小的天體撞擊了早期地球，將大量被熔融的地球物質(zhì)（包括地幔和地殼物質(zhì)）拋入地球軌道，這些物質(zhì)隨后凝聚形成了月球。大碰撞過(guò)程傾向于混合被撞地球的氧同位素組成，從而解釋了月球隕石與地球巖石之間觀察到的穩(wěn)定的、系統(tǒng)性的氧同位素差異。因此，氧同位素組成是區(qū)分月球隕石和地球巖石、并支持大碰撞假說(shuō)的關(guān)鍵證據(jù)。3.火星隕石（SNC隕石，包括休倫古銅礦、nakhlite和Shergottite）為研究火星古代環(huán)境和演化提供了獨(dú)特的窗口。隕石的組成分析揭示了以下信息：*水活動(dòng)證據(jù):許多火星隕石含有含水礦物（如綠泥石、沸石、磷灰石中的水），并具有較高的總水含量。這些證據(jù)表明火星在地質(zhì)歷史上曾經(jīng)存在過(guò)廣泛的水活動(dòng)，可能包括液態(tài)水的存在、火山噴發(fā)攜帶水汽、或后期撞擊事件引入的水。nakhlite隕石中的水還記錄了其形成時(shí)的溫度和壓力條件。*大氣成分線索:隕石中的稀有氣體（氬-40,氙-129,氦-4）記錄了火星過(guò)去的大氣演化。例如，氬-40/氬-36的比值可以估算火星大氣被剝離的時(shí)間；氙同位素組成可以揭示火星大氣來(lái)源和與太陽(yáng)風(fēng)的作用；氦-3/氦-4的比值被認(rèn)為可能反映了早期火星大氣的成分。*火山活動(dòng)歷史:火星隕石中普遍存在的輝石、橄欖石、鈦鐵礦等礦物組合，以及其地球化學(xué)特征（如高放射性元素含量），強(qiáng)烈指示了火星具有活躍的火山活動(dòng)歷史，可能形成于火星地殼或地幔淺