海洋地質(zhì)學試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一項最能準確描述“被動大陸邊緣”的構(gòu)造特征？A.海溝與火山弧并存，地震頻發(fā)B.陸殼向洋殼過渡帶存在巨大斷裂帶C.陸架—陸坡—陸隆體系完整，缺乏海溝D.洋中脊直接延伸至大陸內(nèi)部答案：C解析：被動大陸邊緣遠離板塊邊界，構(gòu)造活動微弱，沉積層序完整，典型地貌為陸架—陸坡—陸隆，無海溝與火山弧。2.南海北部陸坡發(fā)現(xiàn)大量“冷泉碳酸鹽巖”，其最直接指示的深部過程是：A.洋中脊玄武巖風化B.甲烷厭氧氧化作用C.海底熱液硫化物沉淀D.陸源碎屑快速堆積答案：B解析：冷泉碳酸鹽巖由甲烷厭氧氧化（AOM）產(chǎn)生的重碳酸根與鈣離子結(jié)合沉淀而成，δ13C值極低（?40‰至?60‰），是天然氣水合物分解的標志性產(chǎn)物。3.若某海域重力異常呈狹長條狀正異常，兩側(cè)對稱負異常，最可能對應的構(gòu)造單元為：A.洋中脊B.俯沖帶海溝C.被動陸緣陸隆D.轉(zhuǎn)換斷層答案：A解析：洋中脊因地幔上涌導致剩余質(zhì)量增加，呈現(xiàn)正異常；兩側(cè)冷卻巖石圈增厚，密度增大，出現(xiàn)負異常，形成對稱“眼鏡狀”重力圖式。4.對海底高原（如OntongJava高原）成因長期爭議，目前多接受的模式是：A.洋中脊跳躍B.地幔柱頭部熔融C.板塊張裂邊緣火山作用D.俯沖板片窗熔融答案：B解析：巨量溢流玄武巖、短暫噴發(fā)時限（<3Ma）、厚達30km的洋殼，均符合地幔柱頭部沖擊巖石圈模型。5.下列哪種沉積物最能反映“最低含氧帶（OMZ）”的強化？A.硅藻軟泥B.有孔蟲砂C.黑色紋層狀頁巖D.濁積巖答案：C解析：OMZ強化導致底層水缺氧甚至硫化，有機質(zhì)得以保存，形成紋層狀黑色頁巖，黃鐵礦豐富，底棲生物稀少。6.對海底峽谷頭部侵蝕機制，現(xiàn)代觀測最支持：A.風暴浪蝕B.等深流掏蝕C.碎屑流與濁流下切D.生物擾動答案：C解析：高分辨率多波束顯示峽谷頭部常呈“V”型下切，與陸架邊緣三角洲前緣滑塌觸發(fā)的碎屑流/濁流事件直接相關。7.若某海域磁異常條帶呈南北向展布，且編號C5n～C6ny（約9～19Ma），則該洋殼最可能形成于：A.快速擴張?zhí)窖蠖蜝.慢速擴張大西洋段C.超慢速擴張北冰洋段D.印度洋中脊答案：B解析：大西洋中脊擴張速率約20mm/a，磁條帶寬度窄，C5n～C6ny對應時間跨度約10Ma，寬度約200km，與觀測吻合。8.對“天然氣水合物穩(wěn)定帶（GHSZ）”厚度影響最小的因素是：A.海底溫度B.地溫梯度C.海水鹽度D.沉積物滲透率答案：D解析：GHSZ厚度由溫壓條件控制，滲透率僅影響流體運移與聚集，不改變穩(wěn)定帶邊界。9.下列哪類斷層最可能將古老洋殼抬升至海底出露？A.俯沖帶逆沖斷層B.拆離斷層（低角度正斷層）C.轉(zhuǎn)換斷層D.張裂邊界正斷層答案：B解析：慢速擴張脊拆離斷層可將深部輝長巖、橄欖巖抬升至海底，形成“洋核雜巖”，如大西洋TAG地區(qū)。10.對深海黏土中“宇宙球?！弊羁煽康淖R別方法是：A.顯微鏡下金屬光澤B.高Ni/Co比值與球狀形態(tài)C.磁化率異常D.高δ3He值答案：B解析：宇宙球粒進入大氣層熔融成球，Ni含量高達5–30wt%，Co/Ni≈0.05，與地球火山灰顯著不同。二、多項選擇題（每題3分，共15分；多選少選均不得分）11.下列哪些證據(jù)可共同支持“白堊紀大洋缺氧事件OAE-2”的全球性？A.黑色頁巖δ13C正漂>2‰B.全球多處出現(xiàn)“Plenus冷事件”層位C.鋨同位素（187Os/188Os）負漂D.大洋紅層消失E.海平面下降>50m答案：A、B、C解析：OAE-2期間有機碳大量埋藏導致δ13C正漂；火山CO2注入降低海水δ18O，出現(xiàn)短暫冷事件；富輕Os的洋殼熱液輸入導致Os同位素負漂；紅層消失與擴張洋中脊熱液活動增強有關，但非直接證據(jù)；海平面實際上升。12.關于俯沖帶“震源區(qū)”描述正確的是：A.震源深度通常<70kmB.板間地震可觸發(fā)海嘯C.震源機制以逆沖型為主D.熱流值高于全球平均E.俯沖洋殼蝕變可影響震源深度答案：B、C、E解析：俯沖帶淺源地震可<70km，但中深源亦可>300km；逆沖機制釋放板塊匯聚應力；蝕變洋殼含水降低巖石強度，使震源變淺；熱流值低。13.下列哪些技術可直接測量海底熱流？A.探針式熱流計B.海底地震儀（OBS）C.紅外輻射計D.多通道地震（MCS）E.原位溫度傳感器串答案：A、E解析：探針插入沉積物測量地溫梯度與熱導率；溫度傳感器串可長期記錄；紅外輻射計用于海水表面；OBS與MCS不直接測熱流。14.對“弧后盆地”構(gòu)造演化描述正確的是：A.馬里亞納海盆為活動弧后擴張B.日本海盆擴張已停止C.弧后盆地洋殼年齡老于相鄰洋中脊D.弧后擴張速率與俯沖板片回撤速率正相關E.弧后盆地通常缺乏熱液活動答案：A、B、D解析：馬里亞納弧后仍在擴張；日本海于15Ma停止；弧后洋殼年輕；板片回撤誘發(fā)地幔楔上涌；沖繩海槽、馬努斯盆地均發(fā)現(xiàn)熱液點。15.下列哪些指標可用于重建古海水pH？A.有孔蟲殼體B/CaB.珊瑚骨骼δ11BC.顆石藻δ13CD.浮游有孔蟲Mg/CaE.雙殼類δ18O答案：A、B解析：B/Ca與δ11B均與碳酸系統(tǒng)相關，可計算pH；δ13C反映碳循環(huán)；Mg/Ca與溫度相關；δ18O與溫度鹽度相關。三、填空題（每空1分，共15分）16.全球最長的轉(zhuǎn)換斷層是________，其總長度約________km。答案：羅曼什斷裂帶，900km17.大西洋中脊發(fā)現(xiàn)大量“黑煙囪”熱液區(qū)，其噴口流體最高溫度可達________℃，主要成分為________與________。答案：407，F(xiàn)e、H2S18.南海深海盆洋殼年齡約________Ma，其擴張停止于________期，磁條帶編號為________。答案：32–16，晚漸新世—早中新世，C11–C619.海底高原玄武巖的Sr-Nd-Pb同位素組成常顯示________地幔端元特征，指示其源區(qū)為________。答案：FOZO（或EMII），地幔柱20.對深海沉積物進行230Th定年，其半衰期為________年，可測上限約________年。答案：75,380，500,00021.俯沖帶“藍片巖”典型礦物組合為________與________，指示高壓低溫環(huán)境。答案：藍閃石，硬柱石22.海底峽谷壁上的“周期階坎”是一種________形態(tài)，其形成與________流體力學機制相關。答案：逆行沙丘，超臨界濁流23.天然氣水合物分解可誘發(fā)海底滑坡，其降低沉積物________強度，并產(chǎn)生超________壓力。答案：剪切，孔隙24.對洋殼層2A進行地震層析，其縱波速度約________km/s，厚度隨年齡增加而________。答案：3.5，減?。ㄒ驘嵋何g變填充裂隙）25.白堊紀“Selli層”黑色頁巖富集________元素，指示全球________增強。答案：Mo、V、U，海洋缺氧四、判斷改錯題（每題2分，共10分；先判斷對錯，再改正錯誤部分）26.海底熱液硫化物礦床中黃銅礦（CuFeS2）總是形成于低溫（<150℃）環(huán)境。答案：錯。黃銅礦屬高溫（>250℃）礦物，低溫環(huán)境主要生成閃鋅礦與方鉛礦。27.被動大陸邊緣的“鹽構(gòu)造”僅見于南大西洋兩側(cè)，地中海地區(qū)不存在。答案：錯。地中海西部（如貝蒂克前陸盆地）亦發(fā)育厚層蒸發(fā)巖與鹽底辟構(gòu)造。28.磁異常條帶的寬度與海底擴張速率呈反比關系。答案：錯。寬度與速率呈正比，擴張越快，單位時間內(nèi)形成的洋殼越寬，磁條帶越寬。29.深海黏土中δ3He異常僅可由地幔熱液注入引起，與宇宙塵無關。答案：錯。宇宙塵富含3He，亦可造成δ3He正異常，需結(jié)合Al/Ti比值區(qū)分。30.弧后盆地擴張中心可形成洋中脊型玄武巖，其地球化學特征與MORB完全一致。答案：錯?；『笮鋷r常含俯沖組分，富集LILE與LREE，具“弧型”信號，與N-MORB不同。五、簡答題（每題8分，共24分）31.闡述“拆離斷層”在慢速擴張脊的構(gòu)造意義，并說明其對洋殼結(jié)構(gòu)的影響。答案：拆離斷層是低角度正斷層，可將深部輝長巖、橄欖巖抬升至海底，形成“洋核雜巖”。其構(gòu)造意義在于：（1）揭示洋殼并非均勻?qū)訝?，可缺失?與層3；（2）促進熱液循環(huán)，形成大型硫化物礦床；（3）記錄巖石圈拆離與巖漿供給周期性變化。對結(jié)構(gòu)影響：使地震層序倒置，莫霍面抬升，速度結(jié)構(gòu)復雜化，P波速度可高達7.2–7.6km/s，對應輝長巖與蛇紋石化橄欖巖混雜。32.說明“最低含氧帶（OMZ）”形成機制及其對碳氮循環(huán)的影響。答案：OMZ形成機制：（1）海洋層結(jié)增強，如副熱帶環(huán)流中心；（2）高初級生產(chǎn)力輸出大量有機質(zhì)，呼吸耗氧；（3）弱通風，如東太平洋秘魯—智利海域，水團年齡老。對碳循環(huán)：促進有機碳保存，降低大氣CO2；對氮循環(huán)：缺氧條件下反硝化與厭氧氨氧化作用將NO3?轉(zhuǎn)化為N2，導致固定氮流失，降低海洋生產(chǎn)力，形成負反饋。33.比較“被動大陸邊緣”與“活動大陸邊緣”在沉積體系、構(gòu)造地貌與資源效應三方面的差異。答案：（1）沉積體系：被動邊緣以陸架—陸坡—陸隆為單元，沉積厚達15km，發(fā)育三角洲、濁積扇、等深流沉積；活動邊緣以海溝—增生楔—弧前盆地為主，沉積受構(gòu)造擾動強烈，出現(xiàn)構(gòu)造混雜巖與蛇綠巖套。（2）構(gòu)造地貌：被動邊緣構(gòu)造穩(wěn)定，地貌寬緩，坡度<3°；活動邊緣俯沖增生導致海溝外隆、弧前高地與火山弧，坡度陡，地震與火山頻發(fā)。（3）資源效應：被動邊緣富集油氣與天然氣水合物，儲層為三角洲砂巖與濁積砂；活動邊緣發(fā)育熱液硫化物、弧后盆地油氣與增生楔甲烷滲漏，但構(gòu)造破壞強烈，勘探風險高。六、綜合論述題（16分）34.閱讀以下材料并回答問題：材料：IODP368航次在南海北部陸緣鉆探發(fā)現(xiàn)，在海底以下450m處遇到厚層灰黑色白云質(zhì)泥巖，有機碳含量（TOC）高達8wt%，干酪根類型為II型，鏡質(zhì)體反射率Ro=0.9%，伴生大量黃鐵礦與自生石膏。地震剖面顯示該層位位于早中新統(tǒng)，下伏為斷陷期湖相砂巖，上覆為晚中新統(tǒng)深海黏土。該層段孔隙水SO42?濃度幾乎為零，CH4濃度高達60mM，且δ13C-CH4=?70‰?，F(xiàn)場測井顯示高電阻率、高聲波時差與高中子孔隙度。（1）判斷該泥巖沉積環(huán)境并給出三條證據(jù)。（6分）（2）解釋孔隙水SO42?耗盡與CH4富集的生物地球化學過程。（4分）（3）結(jié)合構(gòu)造背景，分析該層位對天然氣水合物成藏的潛在意義，并指出下一步勘探應關注的關鍵參數(shù)。（6分）答案：（1）沉積環(huán)境為受限制的半深海—深海盆地，處于硫化—甲烷生成帶。證據(jù)：①高TOC（8wt%）與II型干酪根指示高生產(chǎn)力與保存條件；②黃鐵礦大量出現(xiàn)，反映硫酸鹽還原；③自生石膏為過飽和硫酸鹽再沉淀，說明早期受限蒸發(fā)條件或甲烷厭氧氧化（AOM）導致局部硫酸根波動。（2）SO42?耗盡：有機質(zhì)硫酸鹽還原（OSR）與AOM共同消耗硫酸根，反應式：CH4+SO42?→HCO3?+HS?+H2O產(chǎn)HS?與Fe2+結(jié)合生成黃鐵礦，釋放HCO3?提升堿度，促進白云石沉淀。（3）構(gòu)造背景：南海北部陸緣經(jīng)歷裂陷—拗陷—熱沉降，早中新統(tǒng)斷陷湖相提供氣源，晚中新統(tǒng)深海黏土構(gòu)成良好蓋層。該層位Ro=0.9%處于生氣窗，δ13C-CH4=?70‰指示微生物氣與熱解氣混合，具備充足氣源。高孔隙度與斷裂系統(tǒng)利于氣體向上運移至水合物穩(wěn)定帶。下一步應關注：①地溫梯度與BSR深度；②斷裂與底辟通道；③孔隙水Cl?負漂幅度；④原位水合物飽和度與滲透率；⑤蓋層完整性評價。七、計算題（10分）35.某海域海底溫度T?=2℃，地溫梯度G=45℃/km，水深d=1500m。已知純水體系水合物穩(wěn)定曲線為：P(MPa)=0.9+0.102×T(℃)海水鹽度S=34.5，鹽度每升高3.5，平衡溫度降低0.5℃。求：（1）水合物穩(wěn)定帶底界深度（BSR）z_bsr（mbsf）；（2）若實測地震剖面顯示BSR位于海底以下220m，計算理論值與實測值差異百分比，并解釋可能原因。答案：（1）靜水壓力P=ρgh=1025×9.81×1500=15.08MPa設平衡溫度T_eq，則：15.08=0.9+0.102×T_eq→T_eq=139.2℃鹽度校正：ΔT=?(34.5/3.5)×0.5=?4.93℃校正后T_eq=139.2?4.93=134.3℃地溫方程：T(z)=2+0.045×z令T(z)=134.3→z=(134.3?2)/0.045=2939mbsf（2）差異=(220?2939)/2939×100%=?92.5%原因：①理論曲線基于純水，實際含CO2、H2S等氣體使穩(wěn)定帶增厚；②地溫梯度局部變化；③BSR并非嚴格對應相邊界，受游離氣聚集影響，深度偏淺；④淺層斷裂導致壓力異常。八、圖件解析題（10分）36.圖1為某海域多道地震剖面，顯示一系列向海傾斜、向上凹的反射面，終止于海底以下約300m，頂部被一套水平強反射層截切，其下出現(xiàn)聲學空白帶。請：（1）解釋傾斜反射面的沉積學意義；（3分）（2）指出水平強反射層與聲學空白帶可能的巖性與含氣性；（4分）（3）結(jié)合區(qū)域背景，提出下一步鉆探目標并說明理由。（3分）答案：（1）傾斜反射面為古三角洲前緣濁積體或等深流沉積，呈S型前積結(jié)構(gòu)，指示沉積物由陸架向深海搬運過程。（2）水平強反射層為低滲透泥巖蓋層，聲學空白帶指示游離氣聚集，導致聲波能量強烈衰減，巖性為含氣砂巖或水合物結(jié)核層。（3）鉆探目標應位于聲學空白帶頂部，獲取原位水合物飽和度、氣體組分與滲透率，驗證資源潛力，并評估蓋層密封性。九、英文原文翻譯與解讀（10分）37.將以下英文段落譯成中文，并指出其對南海研究的啟示：“Subductingseamountshavebeenhypothesizedtoruptureepisodicallyandproducehigh-frequencyradiation,butdirectevidencelinkingbathymetrichighstoseismicasperitiesremainsscarce.RecentmarinegeophysicalsurveyswestofLuzonrevealprominentsubductingridgesthatcoincidewithlockedpatchesinferredfromgeodeticinversion.Theseridges,composedofthickenedoceaniccrustwithvelocitiesexceeding7.5kms?1,areassociatedwithclusteredseismicityandenhancedforearchydration.”譯文：“俯沖海山被假設會間歇性破裂并產(chǎn)生高頻輻射，但將海底高地與地震閉鎖區(qū)直接關聯(lián)的證據(jù)仍然稀缺。近期在呂宋島西側(cè)的海洋地球物理調(diào)查揭示了顯著的俯沖海脊，其與大地測量反演推斷的閉鎖區(qū)吻合。這些海脊由增厚洋殼組成，速度超過7.5kms?1，伴隨叢集地震活動與前弧水化增強?！眴⑹荆耗虾ｑR尼拉海溝俯沖帶存在增厚洋殼（如黃巖海山鏈），其高剛度與強閉鎖可能孕育大震，需加強海底觀測與前弧水化監(jiān)測，評估海嘯風險。十、開放思考題（20分）38.未來