2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫——地震構(gòu)造與地球動(dòng)力學(xué)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、填空題1.能夠傳播縱波和橫波的地球內(nèi)部界面稱為________。2.根據(jù)斷層面與水平面的交角，正斷層通常表現(xiàn)為上盤沿?cái)嗝嫦騙_______位移。3.板塊構(gòu)造理論認(rèn)為，海嶺是板塊________的場(chǎng)所，海溝是板塊________的場(chǎng)所。4.地震震源在地球內(nèi)部的投影點(diǎn)稱為________。5.地幔對(duì)流是地球________能量傳輸?shù)闹饕绞街唬彩球?qū)動(dòng)板塊運(yùn)動(dòng)的重要?jiǎng)恿Α?.斷裂帶中，由斷層錯(cuò)動(dòng)引起的水力壓裂現(xiàn)象通常發(fā)生在________應(yīng)力條件下。7.地球動(dòng)力學(xué)研究的核心問題是理解地球內(nèi)部________的運(yùn)動(dòng)及其對(duì)地表形態(tài)和地質(zhì)過程的影響。8.利用地震波走時(shí)資料推斷地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基本原理是________。9.活動(dòng)斷裂是指最新地質(zhì)時(shí)期（如第四紀(jì)）發(fā)生過活動(dòng)且未來可能再次活動(dòng)的斷裂。10.地球自轉(zhuǎn)速度的長(zhǎng)期變化會(huì)影響到地球的________和________。二、名詞解釋1.斷層2.震源機(jī)制解3.構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)4.地幔柱5.地球動(dòng)力學(xué)三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述P波和S波在通過莫霍界面和古登堡界面時(shí)速度發(fā)生的變化，并解釋原因。2.簡(jiǎn)述正斷層、逆斷層和平移斷層的區(qū)別。3.簡(jiǎn)述板塊構(gòu)造理論的主要觀點(diǎn)及其主要證據(jù)。4.簡(jiǎn)述地震活動(dòng)性研究的常用方法及其基本原理。5.簡(jiǎn)述地幔對(duì)流假說的主要內(nèi)容和意義。四、分析題1.假設(shè)在一個(gè)研究區(qū)域內(nèi)，地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)多條正斷層和逆斷層發(fā)育，且部分?jǐn)鄬忧懈盍瞬煌瑫r(shí)代的地層。請(qǐng)分析這些斷層可能形成的構(gòu)造應(yīng)力環(huán)境，并說明如何根據(jù)地層變形特征判斷斷層的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。2.試述地震震源機(jī)制解（特別是P波第一下行射影圖解）可以提供哪些關(guān)于震源斷裂性質(zhì)和構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的信息。3.結(jié)合地球圈層結(jié)構(gòu)理論，論述地幔對(duì)流如何可能驅(qū)動(dòng)巖石圈板塊的運(yùn)動(dòng)。在解釋板塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要考慮哪些主要的力的作用？4.在進(jìn)行區(qū)域構(gòu)造背景分析時(shí)，地震構(gòu)造方法與地質(zhì)構(gòu)造方法各有哪些優(yōu)勢(shì)和局限性？如何結(jié)合兩種方法以提高分析的可靠性？五、論述題1.試述活動(dòng)斷裂帶地質(zhì)調(diào)查的主要內(nèi)容和目的，并說明在評(píng)估斷裂帶地震危險(xiǎn)性時(shí)需要考慮哪些關(guān)鍵因素。2.地球動(dòng)力學(xué)是一門涉及多學(xué)科交叉的復(fù)雜科學(xué)。請(qǐng)論述其在理解地球形成與演化、板塊構(gòu)造、地質(zhì)災(zāi)害以及資源勘探等方面的重大意義，并簡(jiǎn)述當(dāng)前地球動(dòng)力學(xué)研究面臨的主要挑戰(zhàn)。試卷答案一、填空題1.莫霍面2.下3.分離；匯聚4.震中5.內(nèi)部6.張7.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)8.地震波反演9.活動(dòng)性10.軌道；形狀二、名詞解釋1.斷層：巖層或巖體沿?cái)嗔衙姘l(fā)生位移錯(cuò)開的構(gòu)造現(xiàn)象。2.震源機(jī)制解：根據(jù)地震波形資料推斷出的震源斷層面的產(chǎn)狀、滑動(dòng)方向以及震源發(fā)震機(jī)制解（如雙力偶模型）的解。3.構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)：指在巖石圈內(nèi)部存在的、使巖石發(fā)生變形或破壞的應(yīng)力狀態(tài)分布場(chǎng)。4.地幔柱：假想地從地幔深處甚至核幔邊界向上延伸的、高溫、低粘度的巖漿柱。5.地球動(dòng)力學(xué)：研究地球內(nèi)部物質(zhì)運(yùn)動(dòng)及其對(duì)地球形態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造、地表過程和地球外部圈層（如大氣、海洋）相互作用規(guī)律的科學(xué)。三、簡(jiǎn)答題1.解析思路:首述P波和S波通過莫霍界面的變化：P波速度突然增大，S波由不連續(xù)變?yōu)檫B續(xù)傳播。解釋原因：莫霍面之上為地殼，之下為地幔，地幔物質(zhì)密度和剛度均大于地殼，導(dǎo)致波速增大。接著述P波和S波通過古登堡界面的變化：P波速度急劇增大，S波完全消失。解釋原因：古登堡面之下為地核，地核物質(zhì)（鐵鎳）狀態(tài)為液態(tài)（外核）或固態(tài)（內(nèi)核），縱波（P波）可以在液態(tài)介質(zhì)中傳播，但橫波（S波）無法在液態(tài)介質(zhì)中傳播。2.解析思路:從斷層面產(chǎn)狀（傾角、傾向）和運(yùn)動(dòng)性質(zhì)（位移方向）兩方面區(qū)分。正斷層：斷層面陡傾（通常>45°），上盤相對(duì)下盤沿?cái)嗝嫦蛳挛灰?。逆斷層：斷層面也陡傾，上盤相對(duì)下盤沿?cái)嗝嫦蛏衔灰啤Ｆ揭茢鄬樱簲鄬用娼谒?，兩盤相對(duì)沿?cái)鄬用嫠轿灰啤ｊP(guān)鍵在于理解“上盤/下盤”是相對(duì)于斷層面傾角而言，“向上/向下/水平”是相對(duì)位移方向。3.解析思路:先列出現(xiàn)點(diǎn)板快構(gòu)造理論的主要觀點(diǎn)：地球巖石圈并非整體，而是分裂成若干個(gè)巨大的板塊；這些板塊漂浮在塑性較強(qiáng)的軟流圈之上；板塊在軟流圈上發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)；板塊的邊界是構(gòu)造活動(dòng)最活躍的地帶，分為轉(zhuǎn)換邊界、俯沖邊界和碰撞邊界；板塊運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了海嶺、海溝、造山帶等主要構(gòu)造地貌的形成。然后列舉主要證據(jù)：大陸形狀的吻合性、古生物化石的全球性分布、古地磁學(xué)證據(jù)（巖石圈磁異常條帶、極性倒轉(zhuǎn)）、深海鉆探揭示的海底地殼年齡和厚度分布（年輕于海嶺、增厚于海溝）、地震和火山活動(dòng)的空間分布（集中分布于板塊邊界）。4.解析思路:說明地震活動(dòng)性研究的常用方法：地震目錄分析（統(tǒng)計(jì)地震發(fā)生的時(shí)間、空間、頻度、能量等）、地震危險(xiǎn)性評(píng)估（如概率地震危險(xiǎn)性分析）、地震斷層活動(dòng)性研究（地表破裂帶的調(diào)查與測(cè)量）、區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)分析（利用震源機(jī)制解等）。然后簡(jiǎn)述基本原理：地震目錄分析基于“地震活動(dòng)是構(gòu)造應(yīng)力積累與釋放的結(jié)果”這一認(rèn)識(shí)，通過統(tǒng)計(jì)地震特征來推斷構(gòu)造環(huán)境；地震危險(xiǎn)性評(píng)估基于地震發(fā)生頻度、強(qiáng)度和時(shí)空不確定性，預(yù)測(cè)未來一定概率內(nèi)發(fā)生地震的可能性；地震斷層活動(dòng)性研究直接考察斷層的歷史活動(dòng)痕跡，判斷其未來發(fā)震潛力；區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)分析通過研究震源機(jī)制解等，反演發(fā)震構(gòu)造的受力狀態(tài)。5.解析思路:首述地幔對(duì)流的主要內(nèi)容：地幔內(nèi)部存在物質(zhì)的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，如同“熱粥”一樣緩慢流動(dòng)；這種對(duì)流是地球內(nèi)部熱量傳輸?shù)闹饕绞?，熱量來自放射性元素衰變和地球形成時(shí)的殘余熱量；對(duì)流導(dǎo)致了軟流圈的存在和板塊的驅(qū)動(dòng)。然后論述其對(duì)板塊運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)作用：地幔對(duì)流上升的柱體可能推動(dòng)相鄰的板塊（如海嶺處）；下沉的柱體可能拖拽板塊（如俯沖帶）；對(duì)流的拖曳力或推力是驅(qū)動(dòng)板塊整體運(yùn)動(dòng)的重要?jiǎng)恿ΑＷ詈笳f明解釋板塊運(yùn)動(dòng)時(shí)需考慮的力：除了地幔對(duì)流，還有板塊之間的引力（板片拉力）、ridgepush（海嶺推力）、slabpull（俯沖slab拖曳力）以及地球自轉(zhuǎn)引起的離心力和科里奧利力等。四、分析題1.解析思路:分析應(yīng)力環(huán)境需結(jié)合斷層類型和組合關(guān)系。正斷層通常形成于拉張環(huán)境；逆斷層通常形成于擠壓環(huán)境。多條不同類型斷層發(fā)育可能意味著區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)復(fù)雜，存在多組應(yīng)力分量。判斷斷層運(yùn)動(dòng)性質(zhì)主要依據(jù)斷層帶內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造形跡：如斷層角礫巖、斷層泥的磨光面和階步、擦痕、巖脈的侵入方向、圍巖的擠壓或拉伸變形特征等。例如，斷層角礫巖的顆粒大小和分選性、擦痕的指向等都可以指示斷層的運(yùn)動(dòng)方向和性質(zhì)。2.解析思路:震源機(jī)制解（特別是P波第一下行射影圖解，即BMO圖解）通過分析P波到時(shí)差，確定震源機(jī)制解（包括斷層面走向、傾向、傾角和滑動(dòng)矢量）。斷層面參數(shù)（走向、傾向、傾角）直接揭示了發(fā)震斷裂的空間方位和產(chǎn)狀?；瑒?dòng)矢量則表示斷層面上的滑動(dòng)方向和性質(zhì)（正斷、逆斷或平移）。結(jié)合斷層面的幾何性質(zhì)（銳角或鈍角）和滑動(dòng)矢量，可以推斷斷層的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征（如共軛斷層系統(tǒng)）和動(dòng)力學(xué)特征，進(jìn)而反演發(fā)震構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的方向和性質(zhì)（如最大主壓應(yīng)力方向、最小主壓應(yīng)力方向）。3.解析思路:首從地球圈層結(jié)構(gòu)理解：地幔占地球體積的大部分，溫度和壓力較高，具有塑性，能夠發(fā)生對(duì)流。其次闡述地幔對(duì)流的驅(qū)動(dòng)機(jī)制：放射性元素衰變產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致地幔物質(zhì)局部熔融、密度減小而上浮，冷卻后密度增大而下沉，形成循環(huán)對(duì)流。接著論述其對(duì)板塊運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)：地幔對(duì)流產(chǎn)生的上升流和下沉流可以驅(qū)動(dòng)巖石圈板塊。例如，上升流在海嶺下方形成熱點(diǎn)，并將新生的巖石圈推離海嶺；下沉流在俯沖帶將舊巖石圈拖入地幔；對(duì)流的拖曳作用也可能推動(dòng)板塊。最后說明涉及的力：主要是地幔對(duì)流產(chǎn)生的動(dòng)力，具體表現(xiàn)為板片拉力（slabpull）、海嶺推力（ridgepush）和地幔拖曳力（mantledrag）等。4.解析思路:分析兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及結(jié)合方式。地震構(gòu)造方法優(yōu)勢(shì)：探測(cè)深度大，不受淺部地形和覆蓋層限制，能揭示深部構(gòu)造和斷裂活動(dòng)性；方法成熟（如地震層析成像、震源機(jī)制解）。局限性：分辨率受限制，難以直接獲取斷層帶微觀結(jié)構(gòu)信息，數(shù)據(jù)解釋受模型依賴性影響。地質(zhì)構(gòu)造方法優(yōu)勢(shì)：直接觀察斷層帶特征，分辨率高，能獲取斷層運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、歷史活動(dòng)性等直接信息。局限性：探測(cè)深度有限，受地形、植被、松散覆蓋層等影響大，難以獲取深部構(gòu)造信息。結(jié)合方式：利用地質(zhì)方法（如地質(zhì)填圖、探槽開挖）確定淺部斷層的位置、產(chǎn)狀和活動(dòng)性，利用地震方法（如地震反射、折射、層析成像）探測(cè)深部斷層的延伸、分段、活動(dòng)性以及斷裂帶附近的介質(zhì)結(jié)構(gòu)，相互印證，提高區(qū)域構(gòu)造分析的全面性和可靠性。五、論述題1.解析思路:首述活動(dòng)斷裂帶地質(zhì)調(diào)查的主要內(nèi)容：確定斷裂的空間展布、活動(dòng)性質(zhì)（正斷、逆斷、平移）、活動(dòng)年代、古地震事件次數(shù)和間隔、地表破裂帶的范圍和寬度、斷裂帶巖石的變形特征、斷裂附近地殼形變（如水準(zhǔn)測(cè)量、GPS測(cè)量）等。調(diào)查目的在于獲取斷裂活動(dòng)的歷史記錄，評(píng)估其未來發(fā)生大地震的可能性和潛在影響。然后論述評(píng)估斷裂帶地震危險(xiǎn)性需考慮的關(guān)鍵因素：斷裂的幾何參數(shù)（長(zhǎng)度、寬度、傾角、分段）、活動(dòng)性（復(fù)發(fā)間隔、歷史地震記錄、現(xiàn)代活動(dòng)跡象）、區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)背景、斷裂帶附近的地質(zhì)結(jié)構(gòu)（如不同巖性的接觸帶、斷層相互作用）、潛在地震震級(jí)、地震破裂的可能范圍（包括錯(cuò)動(dòng)量和破裂長(zhǎng)度）、以及地震引發(fā)次生災(zāi)害（如滑坡、地面沉降、液化、火災(zāi)、堰塞湖）的可能性等。2.解析思路:首論述地球動(dòng)力學(xué)的重大意義：理解地球形成與演化：通過研究地幔對(duì)流、板塊運(yùn)動(dòng)等過程，探討地球早期歷史、內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成和演化的機(jī)制。理解板塊構(gòu)造：地球動(dòng)力學(xué)為板塊構(gòu)造理論提供了力學(xué)機(jī)制和能量來源的解釋，是理解造山帶、洋中脊、海溝等全球主要地質(zhì)構(gòu)造形成和演化的基礎(chǔ)。理解地質(zhì)災(zāi)害：地球動(dòng)力學(xué)有助于理解地震、火山、地?zé)峄顒?dòng)等地質(zhì)災(zāi)害的成因和分布規(guī)律，為防災(zāi)減災(zāi)