2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——行星地質(zhì)年代學(xué)研究方法考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.放射性定年方法的基本原理是利用放射性同位素衰變的（）。A.可逆性B.不可逆性C.相對(duì)穩(wěn)定性D.速率恒定性2.在地質(zhì)年代學(xué)中，被稱為“父體”的是指（）。A.衰變后的同位素B.發(fā)生衰變的同位素C.穩(wěn)定同位素D.子體同位素3.某放射性同位素的半衰期是1億年，這意味著該同位素經(jīng)過（）后，其原子數(shù)量將減少為原始數(shù)量的一半。A.10萬(wàn)年B.50萬(wàn)年C.1千萬(wàn)年D.1億年4.能夠同時(shí)測(cè)定巖石形成年齡和后期熱事件影響的定年方法是（）。A.K-Ar定年法B.Ar-Ar定年法C.U-Pb定年法D.Sm-Nd定年法5.在U-Pb定年法中，常用于測(cè)定鋯石等礦物精確形成年齡的同位素對(duì)是（）。A.U-238和Th-234B.U-238和Pb-206C.U-235和Pb-207D.Th-232和Pb-2086.地質(zhì)年代學(xué)中，“相對(duì)年齡”確定的主要依據(jù)是（）。A.放射性同位素的含量B.地層接觸關(guān)系C.化學(xué)成分分析D.古生物化石7.通過測(cè)定火山巖中玻屑玻璃的碎裂程度來確定火山噴發(fā)時(shí)間的方法屬于（）。A.放射性定年法B.絕對(duì)年齡測(cè)定C.相對(duì)年齡測(cè)定D.地貌測(cè)年法8.“地質(zhì)時(shí)鐘”通常指的是（）。A.地球自轉(zhuǎn)軸B.地球公轉(zhuǎn)軌道C.放射性同位素的衰變速率D.地質(zhì)年代劃分9.在行星科學(xué)中，研究不同行星或衛(wèi)星的地質(zhì)年代學(xué)對(duì)于理解其（）具有重要意義。A.大氣成分B.形成與演化歷史C.資源分布D.生物圈發(fā)展10.下列哪種同位素系統(tǒng)最適合測(cè)定月球古老巖石的年齡？（）A.K-ArB.Ar-ArC.U-Pb（鋯石）D.Sm-Nd二、填空題（每空1分，共15分）1.放射性同位素的衰變率是一個(gè)__________的常數(shù)。2.絕對(duì)年齡是指用__________測(cè)定地質(zhì)體形成時(shí)間的年齡。3.相對(duì)年齡是指地質(zhì)體形成時(shí)間的先后順序，確定相對(duì)年齡的主要方法是__________。4.Ar-Ar定年法通常需要利用__________產(chǎn)生的氬氦比來校正樣品的初始?xì)搴俊?.U-Pb定年法中，鉛同位素Pb-207和Pb-206分別由鈾同位素U-238和U-235衰變產(chǎn)生。6.地貌測(cè)年法是通過研究__________的形成和演化特征來推斷地質(zhì)事件發(fā)生時(shí)間的間接方法。7.在地質(zhì)樣品中進(jìn)行定年之前，必須對(duì)樣品進(jìn)行__________，以消除后期熱事件的影響。8.放射性定年方法的準(zhǔn)確性受到多種因素的影響，主要包括____________、____________和____________。9.地質(zhì)年代學(xué)是研究地球（以及其他天體）____________和____________的學(xué)科。三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.父體同位素2.子體同位素3.半衰期4.Concordia圖（鉛-鉛等時(shí)線圖）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述放射性定年法的基本原理。2.簡(jiǎn)述K-Ar定年法和Ar-Ar定年法的異同點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述地貌測(cè)年法的基本思路及其局限性。4.為什么在進(jìn)行放射性定年研究時(shí)，樣品的準(zhǔn)備工作（如粉碎、清洗）非常重要？五、論述題（10分）結(jié)合具體實(shí)例，論述行星地質(zhì)年代學(xué)研究對(duì)于理解行星形成與演化過程的意義。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.D4.B5.B6.B7.D8.C9.B10.C二、填空題1.固定2.放射性同位素衰變率3.地層學(xué)原理（或：層序律、化石律、原始水平原理）4.爆發(fā)成因氬（或：過剩氬）5.鈾-238；鈾-2356.地貌特征（或：特定地貌單元）7.野外露頭8.初始母體含量；衰變常數(shù)；后期加熱事件9.年齡；演化歷史三、名詞解釋1.父體同位素：在放射性衰變過程中，發(fā)生核變換而轉(zhuǎn)變成子體同位素的同位素。2.子體同位素：在放射性衰變過程中，由父體同位素經(jīng)過一次或多次核變換而形成的穩(wěn)定（或放射性極低）的同位素。3.半衰期：放射性同位素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。它是一個(gè)常數(shù)，反映了該同位素衰變的快慢。4.Concordia圖（鉛-鉛等時(shí)線圖）：一種用于同時(shí)測(cè)定樣品初始鉛含量和鈾系衰變年齡的圖形方法。通過繪制樣品中鉛同位素Pb-207/Pb-204與Pb-206/Pb-204的比值關(guān)系圖，理論上應(yīng)呈一條直線，其斜率與樣品年齡相關(guān)。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述放射性定年法的基本原理。解析思路：放射性定年法基于放射性同位素具有恒定的衰變率（半衰期）這一自然現(xiàn)象。當(dāng)一個(gè)母體同位素發(fā)生放射性衰變時(shí)，會(huì)按指數(shù)規(guī)律轉(zhuǎn)變成子體同位素。通過測(cè)定巖石或礦物樣品中當(dāng)前父體同位素和子體同位素的含量，并結(jié)合已知的該同位素的衰變常數(shù)（由半衰期計(jì)算得到），可以計(jì)算出樣品自形成以來的時(shí)間。其基本公式為：t=(1/k)*ln(1+N_d/N_m)，其中t為年齡，k為衰變常數(shù)，N_d為子體同位素?cái)?shù)量，N_m為父體同位素?cái)?shù)量。2.簡(jiǎn)述K-Ar定年法和Ar-Ar定年法的異同點(diǎn)。解析思路：相同點(diǎn)：兩者都利用鉀（K）的同位素（K-40）衰變到氬（Ar-40）的原理進(jìn)行定年。不同點(diǎn)：K-Ar法直接測(cè)定樣品中放射成因Ar-40和總Ar（包括Ar-40、Ar-36、Ar-38等）的含量，需要假定樣品形成后沒有Ar丟失，也沒有后期Ar加入。Ar-Ar法利用樣品自身產(chǎn)生的Ar-40（通過快速加熱樣品釋放）與總Ar的比值，并通過測(cè)量樣品加熱過程中釋放的Ar-40與早期包裹在礦物晶格中的Ar-40（通過分階段加熱獲得）的比值來校正初始Ar-40含量，克服了K-Ar法中初始Ar難以準(zhǔn)確測(cè)定的困難，精度更高。3.簡(jiǎn)述地貌測(cè)年法的基本思路及其局限性。解析思路：基本思路：通過研究特定地貌特征（如火山碎屑流堆積、冰川侵蝕地貌、風(fēng)蝕蘑菇、河床沉積等）的形成、發(fā)展和演化過程，結(jié)合其形成速率、環(huán)境背景等，來推斷相關(guān)地質(zhì)事件發(fā)生的時(shí)間。例如，火山碎屑流的厚度和分布可以反映噴發(fā)過程，結(jié)合火山灰層的全球分布和年齡，可以推斷噴發(fā)時(shí)間。局限性：①依賴對(duì)地貌形成過程和速率的準(zhǔn)確認(rèn)知，但很多過程速率難以精確量化；②易受后期風(fēng)化、侵蝕、改造等因素影響，地貌特征可能失真；③通常只能給出相對(duì)年齡或事件發(fā)生的時(shí)限，難以提供精確的絕對(duì)年齡；④對(duì)于非常古老或形成速率極慢的地貌，效果不佳。4.為什么在進(jìn)行放射性定年研究時(shí)，樣品的準(zhǔn)備工作（如粉碎、清洗）非常重要？解析思路：樣品準(zhǔn)備工作是為了確保定年結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性。粉碎樣品是為了減小樣品的包裹體效應(yīng)和礦物間的分異，使測(cè)年礦物能夠均勻分布，保證取樣具有代表性。清洗是為了去除樣品中的外來物質(zhì)（如風(fēng)化產(chǎn)物、后期侵入脈、圍巖碎屑等），這些外來物質(zhì)可能含有較高的父體或較多的子體，會(huì)導(dǎo)致定年結(jié)果偏老或偏年輕，甚至完全錯(cuò)誤，污染了樣品的真實(shí)形成信息。因此，充分的準(zhǔn)備工作是獲得可靠定年數(shù)據(jù)的前提。五、論述題結(jié)合具體實(shí)例，論述行星地質(zhì)年代學(xué)研究對(duì)于理解行星形成與演化過程的意義。解析思路：論述題應(yīng)從宏觀和微觀兩個(gè)層面展開。1.建立行星演化時(shí)間框架：行星地質(zhì)年代學(xué)通過測(cè)定不同地質(zhì)單元的絕對(duì)年齡，為行星的整個(gè)演化歷史（從形成到現(xiàn)今）建立了一個(gè)精確的時(shí)間標(biāo)尺。例如，通過測(cè)定月球古老撞擊坑的年齡，可以推斷月球的形成時(shí)間（約45億年）；通過測(cè)定地球不同地殼圈層（如前寒武紀(jì)變質(zhì)巖、顯生宙沉積巖）的年齡，可以構(gòu)建地球地殼的生長(zhǎng)歷史。2.揭示行星形成和早期演化過程：不同成因的巖石（如月球月巖、火星隕石、地球早期巖石）具有不同的年齡特征。通過定年研究，可以識(shí)別行星形成過程中的不同階段（如熔融分異、地殼形成、板塊構(gòu)造啟動(dòng)等）。例如，火星古生代火山巖的普遍年輕化，支持了火星早期活躍地質(zhì)和全球性火山活動(dòng)后逐漸冷卻枯竭的演化模型。3.追蹤行星地質(zhì)事件的順序和規(guī)模：通過測(cè)定與特定地質(zhì)事件（如大型撞擊事件、造山運(yùn)動(dòng)、火山大噴發(fā)、生命起源等）相關(guān)的巖石或礦物年齡，可以確定這些事件發(fā)生的先后順序和時(shí)間間隔。例如，通過測(cè)定南非布谷鳥結(jié)殼（VredefortImpactStructure）和加拿大薩德伯里撞擊盆地（SudburyBasin）的年齡，可以了解早期太陽(yáng)系內(nèi)大型撞擊事件的頻率和影響。測(cè)定奧陶紀(jì)地層中的鈾系定年礦物（如鋯石），可以確定全球最大生物滅絕事件（大滅絕）發(fā)生的大致時(shí)間。4.比較不同行星的演化歷史：通過對(duì)太陽(yáng)系內(nèi)不同行星（如地球、月球、火星、水星）地質(zhì)年代學(xué)研究結(jié)果的比較，可以探討行星形成條件、演化路徑和生命起源