2025年大學《地球物理學》專業(yè)題庫——地幔上地殼板塊運動對火山活動的影響研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種構造邊界通常與強烈的火山活動相關？A.轉換斷層B.俯沖帶C.張裂帶D.生長帶2.地幔對流的主要驅動力是？A.地球自轉B.地核冷卻C.太陽輻射D.地幔物質的不均勻性3.板內火山活動的主要成因是？A.板塊俯沖B.板塊碰撞C.地幔熱點D.板塊裂谷4.下列哪種地球物理方法主要用于探測地下的火山管道和magmachamber？A.重力測量B.磁力測量C.地震波探測D.地熱測量5.維蘇威火山的噴發(fā)類型屬于？A.持續(xù)式噴發(fā)B.中心式噴發(fā)C.爆發(fā)性噴發(fā)D.漏斗式噴發(fā)6.火山噴發(fā)的熔巖類型主要由什么決定？A.巖石成分B.噴發(fā)壓力C.溫度D.以上都是7.俯沖帶火山活動產生的火山弧通常位于？A.海溝附近B.裂谷附近C.熱點附近D.轉換斷層附近8.地震波的P波和S波速度變化可以用來推斷？A.地下結構的密度B.地下結構的電阻率C.地下結構的彈性性質D.地下結構的溫度9.火山氣體成分可以提供關于？A.火山噴發(fā)歷史B.magma的來源C.火山噴發(fā)頻率D.以上都是10.地幔柱通常與哪種類型的火山活動相關？A.板內火山B.板緣火山C.板間火山D.轉換斷層火山二、填空題（每題2分，共20分）1.板塊構造理論認為，地球的巖石圈被分割成若干個巨大的板塊，這些板塊在軟流圈上______。2.地震波中的P波是______波，S波是______波。3.火山噴發(fā)的產物主要包括熔巖、火山碎屑和______。4.地幔對流是地球內部熱量傳遞的主要方式，其形式主要是______和對流。5.重力測量可以通過測量______的變化來探測地下密度異常體，例如火山管道和magmachamber。6.磁力測量可以用來確定火山巖的______，從而推斷其形成時的地磁極性。7.地熱測量可以通過測量地表和地下的______來研究火山活動。8.板塊邊界分為三種類型：______、______和______。9.火山噴發(fā)的類型主要分為______和______兩種。10.火山灰的主要成分是______。三、簡答題（每題5分，共25分）1.簡述地幔對流對板塊運動的影響。2.簡述俯沖帶火山活動的形成機制。3.簡述地震波在研究火山活動中的應用。4.簡述火山氣體成分對火山活動研究的意義。5.簡述板內火山與板緣火山的區(qū)別。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述地幔上地殼板塊運動對火山活動的影響。2.論述地球物理方法在火山研究中的重要性。3.以一個具體的火山案例為例，論述如何運用地球物理方法研究其形成機制和活動過程。五、計算題（每題15分，共30分）1.假設一地震事件的震源深度為10公里，P波到達時間為3分鐘，S波到達時間為4.5分鐘，已知P波在地表附近的速度為8公里/秒，求S波在地表附近的速度。2.假設一火山噴發(fā)的熔巖密度為2700公斤/立方米，火山管道的橫截面積為100平方米，熔巖流速為2米/秒，求熔巖噴發(fā)的流量。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.C4.C5.C6.D7.A8.C9.D10.A二、填空題1.移動2.橫；縱3.火山氣體4.地幔對流5.重力勢能6.形成年齡7.溫度8.俯沖帶；裂谷帶；生長帶9.持續(xù)式；爆發(fā)式10.硅酸鹽三、簡答題1.解析思路：地幔對流是地球內部熱量傳遞的主要方式，通過對流產生的上升流和下降流，可以推動板塊運動。上升流可以形成熱點，導致板內火山活動；下降流則在俯沖帶將板塊帶入地幔，可能導致板塊俯沖和火山活動。2.解析思路：俯沖帶是海洋板塊向大陸板塊下方俯沖的地帶。在俯沖過程中，海洋板塊攜帶的水分進入地幔，降低地幔巖石的熔點，形成magma。這些magma向上運移，最終噴出地表，形成火山弧。3.解析思路：地震波在地下傳播速度和路徑會受地下介質性質的影響。通過分析地震波的到達時間、振幅、偏振等特征，可以推斷地下結構的性質，例如密度、彈性模量、孔隙率等?；鹕焦艿馈agmachamber等火山構造通常具有較低的密度和較高的孔隙率，地震波在其中的傳播速度會發(fā)生變化，因此可以通過地震波探測來識別這些構造。4.解析思路：火山氣體成分可以提供關于magma的來源、形成過程和運移路徑等信息。例如，高濃度的水汽和二氧化碳通常表明magma來自地幔深處；而高濃度的硫化合物則可能與板塊俯沖有關。通過分析火山氣體的成分和同位素組成，可以推斷火山的成因和活動過程。5.解析思路：板內火山是指發(fā)生在板塊內部火山活動的火山，其成因通常是地幔熱點或裂谷活動。板緣火山是指發(fā)生在板塊邊界火山活動的火山，其成因通常是板塊俯沖或張裂。板內火山通常噴發(fā)較為平靜的玄武質熔巖，而板緣火山則可能噴發(fā)較為猛烈的酸性熔巖。四、論述題1.解析思路：板塊運動是地幔對流的宏觀表現(xiàn)，板塊運動與火山活動密切相關。首先，地幔對流通過上升流形成熱點，導致板內火山活動。其次，在俯沖帶，板塊俯沖導致部分熔融，形成magma，最終噴發(fā)形成火山弧。此外，板塊的張裂也會導致地幔上涌，形成裂谷帶火山活動。因此，板塊運動控制了火山活動的分布和類型。2.解析思路：地球物理方法在火山研究中具有重要的作用。地震波探測可以用來探測火山管道、magmachamber等地下結構，幫助我們了解火山的構造特征。重力測量可以用來探測地下密度異常體，例如空腔和magmachamber。磁力測量可以用來確定火山巖的形成年齡和成因。地熱測量可以用來研究火山活動的熱源和熱狀態(tài)。這些地球物理方法可以為我們提供關于火山活動的詳細信息，幫助我們更好地理解火山的形成機制和活動過程，并預測火山噴發(fā)。3.解析思路：以夏威夷火山為例，夏威夷火山是典型的板內火山，其成因是地幔熱點。通過地震波探測，可以發(fā)現(xiàn)夏威夷火山下方存在一個巨大的地幔柱，這是地幔熱點的重要組成部分。通過分析火山巖的化學成分和同位素組成，可以確定夏威夷火山的magma來源是地幔深處。通過重力測量和磁力測量，可以確定地幔柱的形狀和大小。通過地熱測量，可以發(fā)現(xiàn)夏威夷火山的地下存在高溫熱源。這些地球物理方法的應用，幫助我們深入了解了夏威夷火山的形成機制和活動過程。五、計算題1.解析思路：根據(jù)題目給出的信息，可以計算出P波和S波傳播的總距離。由于P波和S波傳播的時間差已知，可以利用速度和時間的關系計算出S波的速度。設P波速度為Vp，S波速度為Vs，P波到達時間為Tp，S波到達時間為Ts，震源深度為D，則P波和S波傳播的總距離分別為Vp*Tp和Vs*Ts。由于兩次傳播的距離相同，因此有Vp*Tp=Vs*Ts，從而可以解出Vs=(Vp*Tp)/Ts。代入題目數(shù)據(jù)，可得Vs=(8km/s*180