2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫——地球演化與地質(zhì)構(gòu)造構(gòu)分析生考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每題3分，共15分）1.板塊構(gòu)造2.絕對地質(zhì)年代3.斷層4.褶皺5.地球圈層二、簡答題（每題5分，共25分）1.簡述地殼物質(zhì)的主要來源及其主要巖石類型。2.比較說明相對地質(zhì)年代測定和絕對地質(zhì)年代測定的主要區(qū)別。3.簡述正斷層、逆斷層和平移斷層的區(qū)別。4.簡述背斜和向斜的基本形態(tài)和區(qū)別。5.簡述大陸漂移學(xué)說的主要內(nèi)容和證據(jù)。三、論述題（每題10分，共30分）1.論述板塊構(gòu)造理論的主要內(nèi)容及其對地球演化的意義。2.論述褶皺構(gòu)造的形成機(jī)制，并分析其主要的形態(tài)特征。3.結(jié)合實(shí)例，論述地質(zhì)圖在地質(zhì)工作中的作用。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某地發(fā)現(xiàn)一層火山巖，其下伏地層為花崗巖，上覆地層為頁巖。在花崗巖中發(fā)現(xiàn)了測定年齡為280Ma的鈾系礦物，該礦物在火山巖形成時(shí)發(fā)生結(jié)晶，之后未發(fā)生顯著改變。火山巖結(jié)晶后，其附近的鋯石礦物發(fā)生放射性衰變，形成了鈾系鉛。測得該鋯石礦物中的鉛同位素（22?Pb）與鈾同位素（22?U）的比值為0.08。已知鈾的衰變半衰期為4.47億年。請簡述如何利用該數(shù)據(jù)估算該火山巖的絕對年齡，并說明其中涉及的關(guān)鍵假設(shè)。（無需計(jì)算結(jié)果）2.在一個(gè)野外實(shí)習(xí)區(qū)域，地質(zhì)學(xué)家測量到某背斜的核部由一套淺變質(zhì)巖組成，兩翼分別為一套海相碎屑巖和一套陸相火山巖。背斜的軸向?yàn)楸睎|向。試分析該背斜的形成可能經(jīng)歷了哪些地質(zhì)作用過程？并說明判斷依據(jù)。試卷答案一、名詞解釋1.板塊構(gòu)造：指地球的巖石圈并非整體一塊，而是分裂成若干個(gè)巨大的、rigid塊體（稱為構(gòu)造板塊），這些板塊在軟流圈上相對運(yùn)動(dòng)，其相互作用（如碰撞、俯沖、張裂）控制著地球表面的地質(zhì)構(gòu)造、地震、火山活動(dòng)等地質(zhì)現(xiàn)象的宏觀格局。2.絕對地質(zhì)年代：指用絕對的時(shí)間單位（如年）來表示地質(zhì)體或地質(zhì)事件的年齡，通常通過放射性同位素測年法等手段獲得，能夠確定不同地質(zhì)事件發(fā)生的先后順序和具體時(shí)間。3.斷層：指巖體受力斷裂后，兩側(cè)巖塊沿?cái)嗔衙姘l(fā)生顯著位移的構(gòu)造現(xiàn)象。根據(jù)斷層面產(chǎn)狀和斷盤運(yùn)動(dòng)方向，可分為正斷層、逆斷層和平移斷層。4.褶皺：指巖層在水平擠壓力作用下，發(fā)生彎曲變形，但并未斷裂的構(gòu)造現(xiàn)象。其基本形態(tài)可分為背斜（核心巖層較新，兩翼巖層較老）和向斜（核心巖層較老，兩翼巖層較新）。5.地球圈層：指根據(jù)地球內(nèi)部物質(zhì)性質(zhì)、物理狀態(tài)和化學(xué)成分的差異，將地球劃分成的同心圈層結(jié)構(gòu)，主要包括地殼、地幔和地核三個(gè)主要圈層，以及上地幔頂部存在的軟流圈。二、簡答題1.地殼物質(zhì)的主要來源及其主要巖石類型：*主要來源：地殼物質(zhì)的主要來源包括地幔部分熔融產(chǎn)生的巖漿（火成起源）和已存在的巖石通過風(fēng)化剝蝕、搬運(yùn)、沉積、變質(zhì)等過程形成的沉積物（沉積起源），以及變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖（變質(zhì)起源）。其中，巖漿活動(dòng)是地殼物質(zhì)組成變化的主要?jiǎng)恿Α?主要巖石類型：根據(jù)成因，地殼的主要巖石類型可分為三大類：*火成巖：由巖漿或熔巖在地表或近地表冷卻凝固形成，如花崗巖、玄武巖等。*沉積巖：由火成巖、變質(zhì)巖或老沉積巖經(jīng)過風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積、壓實(shí)、膠結(jié)等作用形成，如砂巖、頁巖、石灰?guī)r等。*變質(zhì)巖：由已存在的火成巖、沉積巖或變質(zhì)巖在高溫、高壓等地質(zhì)環(huán)境下，其礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)生改變而形成，如片麻巖、板巖、大理巖等。2.相對地質(zhì)年代測定和絕對地質(zhì)年代測定的主要區(qū)別：*測定原理：相對地質(zhì)年代測定主要依據(jù)地質(zhì)事件的先后順序關(guān)系，如地層接觸關(guān)系（superposition律、cross-cutting律）、化石演化順序（化石律）等，確定的是“何時(shí)之前”或“何時(shí)之后”，不提供具體時(shí)間值。絕對地質(zhì)年代測定則利用放射性同位素的衰變規(guī)律，測定地質(zhì)樣品的實(shí)際形成年齡或最后變熱事件的時(shí)間，提供具體的、以年為單位的時(shí)間值。*結(jié)果表達(dá)：相對地質(zhì)年代表示為相對順序（如“先于”、“晚于”）或地質(zhì)年代名稱（如“古生代”、“侏羅紀(jì)”）。絕對地質(zhì)年代表示為具體的時(shí)間數(shù)值（如“約45億年”、“180萬年前”）。*方法手段：相對地質(zhì)年代測定主要依賴野外地質(zhì)觀察和地層學(xué)、古生物學(xué)方法。絕對地質(zhì)年代測定主要依賴實(shí)驗(yàn)室放射性同位素測年法（如鉀氬法、鈾鉛法、碳十四法等）。*應(yīng)用范圍：相對地質(zhì)年代測定是建立地質(zhì)年代表和了解地球歷史演化順序的基礎(chǔ)。絕對地質(zhì)年代測定為地質(zhì)年代表提供精確的時(shí)間標(biāo)尺，是研究地球演化速率、事件時(shí)限等提供定量依據(jù)。3.正斷層、逆斷層和平移斷層的區(qū)別：*正斷層：斷層面傾角較陡（通常>45°），上盤沿?cái)鄬用嫦鄬ο蛳挛灰?，下盤相對向上位移。主要形成于地殼伸展拉張環(huán)境下。*逆斷層：斷層面傾角較陡（通常>45°），上盤沿?cái)鄬用嫦鄬ο蛏衔灰疲卤P相對向下位移。主要形成于地殼擠壓壓縮環(huán)境下。當(dāng)斷層面近于水平時(shí)，稱為沖斷層。*平移斷層：斷層面近于水平，兩側(cè)巖塊沿?cái)鄬用姘l(fā)生水平錯(cuò)動(dòng)。主要形成于地殼剪切變形環(huán)境下。根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向，可分為左旋平移斷層和右旋平移斷層。4.背斜和向斜的基本形態(tài)和區(qū)別：*背斜：核部由較老巖層組成，兩翼由較新巖層對稱或不對稱地組成，巖層向兩側(cè)傾斜的褶皺構(gòu)造。其形態(tài)在剖面上呈“U”形或“arch”形。*向斜：核部由較新巖層組成，兩翼由較老巖層對稱或不對稱地組成，巖層向兩側(cè)傾斜的褶皺構(gòu)造。其形態(tài)在剖面上呈“V”形或“arch”形（但巖層新老順序與背斜相反）。*區(qū)別：主要區(qū)別在于巖層的新老順序。背斜是老巖層在中間，向斜是新巖層在中間。在實(shí)際地質(zhì)中，褶皺形態(tài)常受后期構(gòu)造變形等因素影響，可能變得復(fù)雜或不對稱。5.大陸漂移學(xué)說的主要內(nèi)容和證據(jù)：*主要內(nèi)容：大陸漂移學(xué)說認(rèn)為，地球上的大陸不是固定不動(dòng)的，而是在地幔軟流層上緩慢移動(dòng)，經(jīng)歷了漫長地質(zhì)歷史時(shí)期的漂移，最終形成了現(xiàn)今的七大洲和四大洋格局。該學(xué)說認(rèn)為大陸的形狀、位置是可以變的。*主要證據(jù)：*大陸形狀輪廓：大西洋兩岸的大西洋海岸線（特別是巴西與非洲西海岸）輪廓非常吻合。*古生物化石：相同或親緣關(guān)系密切的古生物化石（如舌羊齒植物群、中龍等）發(fā)現(xiàn)于現(xiàn)在地理上相隔遙遠(yuǎn)的南半球大陸（如非洲、南美洲、印度、南極洲）。*地質(zhì)構(gòu)造對應(yīng)：大陸邊緣的地質(zhì)構(gòu)造（如山脈、褶皺帶）具有連續(xù)性，例如非洲的阿特拉斯山脈與南美洲的安第斯山脈在大陸漂移前是連續(xù)的山脈鏈。*古氣候證據(jù)：在現(xiàn)在熱帶地區(qū)的古老沉積巖中發(fā)現(xiàn)了冰川作用留下的證據(jù)（如冰磧物、冰水沉積物），表明這些地區(qū)在古代曾位于高緯度地區(qū)。三、論述題1.論述板塊構(gòu)造理論的主要內(nèi)容及其對地球演化的意義：*主要內(nèi)容：*地球的巖石圈并非整體一塊，而是分裂成若干個(gè)巨大的、相對剛性的構(gòu)造板塊，這些板塊漂浮在相對塑性的軟流圈之上。*板塊主要在軟流圈上發(fā)生大規(guī)模的水平運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度較慢（每年幾厘米）。*板塊的運(yùn)動(dòng)主要受地幔對流、地球自轉(zhuǎn)偏向力等因素驅(qū)動(dòng)。*板塊與板塊的相互作用是地球表面地質(zhì)活動(dòng)（地震、火山、造山運(yùn)動(dòng)、海溝形成等）的主要驅(qū)動(dòng)力。板塊邊界分為三種基本類型：*離散型邊界（洋中脊）：板塊相互分離，巖漿上涌形成新洋殼，以洋中脊為界。如大西洋中脊。*匯聚型邊界：板塊相互碰撞或俯沖。*俯沖帶（海溝）：較輕的板塊（通常為海洋板塊）俯沖到較重的板塊（可以是海洋板塊或大陸板塊）之下，常伴有深海溝、島弧、火山活動(dòng)。*碰撞帶：兩個(gè)大陸板塊碰撞，形成巨大的褶皺山脈（如喜馬拉雅山脈），地殼物質(zhì)壓縮、增厚，地震活動(dòng)強(qiáng)烈，一般無俯沖和火山活動(dòng)。*轉(zhuǎn)換型邊界：板塊沿彼此平行的斷層面水平錯(cuò)動(dòng)，不產(chǎn)生或消耗巖石圈物質(zhì)。如圣安地列斯斷層。*對地球演化的意義：*解釋了全球主要地質(zhì)現(xiàn)象的分布規(guī)律：合理地解釋了全球地震帶、火山帶的分布與板塊邊界的一致性，以及造山帶、海溝等構(gòu)造的成因。*統(tǒng)一了大陸漂移和海底擴(kuò)張學(xué)說：將大陸漂移（魏格納）和海底擴(kuò)張（赫斯、迪茨）等前人提出的學(xué)說納入到一個(gè)統(tǒng)一的、動(dòng)力學(xué)機(jī)制完善的理論框架中。*提供了地球演化的動(dòng)態(tài)模式：板塊構(gòu)造理論描繪了一個(gè)不斷運(yùn)動(dòng)、變化著的地球表面，為理解地球的地質(zhì)歷史、環(huán)境變遷、生物演化提供了基礎(chǔ)框架。*深化了對地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)過程的認(rèn)識(shí)：推動(dòng)了地球物理、地球化學(xué)等領(lǐng)域?qū)Φ蒯α鳌r石圈流變學(xué)等問題的研究。*成為現(xiàn)代地球科學(xué)的核心理論：板塊構(gòu)造理論是解釋全球地質(zhì)現(xiàn)象的最成功、最基礎(chǔ)的理論之一，深刻影響了地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)、海洋學(xué)、古生物學(xué)等眾多學(xué)科的發(fā)展。2.論述褶皺構(gòu)造的形成機(jī)制，并分析其主要的形態(tài)特征。*形成機(jī)制：*褶皺構(gòu)造是巖石圈（主要是地殼）在受到強(qiáng)烈的、以擠壓為主的水平應(yīng)力作用下形成的。這種應(yīng)力使巖層發(fā)生彎曲變形，但巖層的完整性通常得以保持，沒有發(fā)生斷裂錯(cuò)動(dòng)。*巖層的變形過程涉及到巖石的彈性、塑性以及脆性變形。當(dāng)應(yīng)力超過巖石的屈服極限時(shí)，巖石開始發(fā)生塑性變形，即內(nèi)部顆粒發(fā)生相對滑移和調(diào)整，使得巖層彎曲。如果應(yīng)力持續(xù)增大或巖石脆性相對較高，也可能發(fā)生斷裂（與斷層形成機(jī)制有關(guān)）。*褶皺的形成通常與特定的構(gòu)造環(huán)境有關(guān)，如造山帶、地槽回返等地區(qū)，是地殼縮短、增厚的產(chǎn)物。*巖層的力學(xué)性質(zhì)對褶皺形態(tài)有重要影響。軟弱巖層易于變形，常形成彎曲度大的褶皺；堅(jiān)硬巖層相對抵抗變形，常形成形態(tài)較直立的褶皺。不同力學(xué)性質(zhì)的巖層互層，也會(huì)影響褶皺的形態(tài)。*主要的形態(tài)特征：*樞紐（Hinge）：褶皺中彎曲程度最大、最核心的部分，通常呈一條線狀或面狀。樞紐的產(chǎn)狀（傾伏或直立）決定了褶皺的形態(tài)。*軸面（AxialPlane）：包含樞紐并大致垂直于褶皺褶皺軸的平面。軸面通常呈一組平行面展布，其產(chǎn)狀（傾角、傾向）反映了褶皺的傾伏方向和傾伏程度。軸面可以是平直的，也可以是彎曲的。*褶皺軸（AxialLine）：樞紐的延伸線，是軸面與地表的交線。它指示了褶皺的延伸方向和彎曲趨勢。*翼（Wings）：位于樞紐兩側(cè)的巖層部分。兩翼巖層的產(chǎn)狀相對樞紐具有一定的對稱性或不對稱性。*背斜（Anticline）：核部由較老巖層組成，兩翼由較新巖層對稱或不對稱地傾斜的褶皺。在垂直于軸面投影的剖面上，巖層呈“U”形或凸形彎曲。若兩翼產(chǎn)狀對稱，則兩翼巖層厚度大致相等。*向斜（Syncline）：核部由較新巖層組成，兩翼由較老巖層對稱或不對稱地傾斜的褶皺。在垂直于軸面投影的剖面上，巖層呈“V”形或凹形彎曲。若兩翼產(chǎn)狀對稱，則兩翼巖層厚度大致相等。*傾伏褶皺（Dip-faultedFold）：褶皺的樞紐呈傾伏狀態(tài)，即樞紐線向下彎曲。其軸面也相應(yīng)地向下傾斜。傾伏褶皺的翼部產(chǎn)狀難以直接測量，需要根據(jù)軸面產(chǎn)狀和樞紐傾伏方向推斷。*對稱性與不對稱性：理論上，簡單褶皺的兩翼是對稱的。但在實(shí)際地質(zhì)中，由于巖層性質(zhì)差異、后期構(gòu)造改造等因素，常形成不對稱褶皺，表現(xiàn)為翼部產(chǎn)狀、巖層厚度、軸面形態(tài)等方面存在差異。3.結(jié)合實(shí)例，論述地質(zhì)圖在地質(zhì)工作中的作用。*地質(zhì)圖是運(yùn)用制圖學(xué)原理和方法，以一定的比例尺，用規(guī)定的符號(hào)、顏色和文字等，綜合反映一個(gè)地區(qū)地質(zhì)現(xiàn)象（包括地層、構(gòu)造、礦產(chǎn)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等）分布和形態(tài)的地圖。它是地質(zhì)工作的基本成果之一，在地質(zhì)學(xué)研究、資源勘探、工程建設(shè)、環(huán)境評價(jià)等方面發(fā)揮著不可替代的作用。*作用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：*直觀展示地質(zhì)現(xiàn)象的空間分布規(guī)律：地質(zhì)圖能夠清晰、直觀地展示區(qū)域內(nèi)各種地質(zhì)體的空間位置、形態(tài)、產(chǎn)狀（如巖層傾角、走向）、接觸關(guān)系（整合、不整合、斷層）等信息。例如，通過查看一張區(qū)域地質(zhì)圖，可以迅速了解某地主要出露的地層年代、巖性組合，以及褶皺、斷層的發(fā)育情況及其展布規(guī)律。*分析區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征：地質(zhì)圖是分析區(qū)域構(gòu)造格局、應(yīng)力場方向、構(gòu)造演化歷史的基礎(chǔ)。通過繪制構(gòu)造綱要圖、編制等深線圖、編制構(gòu)造投影圖等，可以研究褶皺的形態(tài)、軸向、傾伏規(guī)律，斷層的性質(zhì)、活動(dòng)性、展布規(guī)律，以及它們之間的空間關(guān)系和組合型式。例如，利用地質(zhì)圖分析某造山帶，可以識(shí)別出主要造山運(yùn)動(dòng)形成的褶皺帶和逆沖斷裂帶，推斷地殼的縮短量級(jí)和變形機(jī)制。*為礦產(chǎn)勘查提供依據(jù)：許多礦產(chǎn)（特別是沉積礦產(chǎn)、巖漿礦產(chǎn)和變質(zhì)礦產(chǎn)）的形成和分布與特定的地質(zhì)環(huán)境、構(gòu)造背景密切相關(guān)。地質(zhì)圖能夠提供礦產(chǎn)賦存的地層、巖性、構(gòu)造等條件信息，幫助地質(zhì)學(xué)家圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)，指導(dǎo)礦產(chǎn)勘查工作。例如，在一張包含巖相圖和構(gòu)造圖的地質(zhì)圖上，可以識(shí)別出有利礦床形成的沉積盆地、巖漿活動(dòng)中心以及有利的控礦構(gòu)造（如背斜、斷層、節(jié)理裂隙發(fā)育區(qū)）。*為工程建設(shè)提供基礎(chǔ)資料：在工程建設(shè)（如公路、鐵路、橋梁、水壩、隧道等）前期勘察中，需要了解工程場地的地質(zhì)條件，特別是地形地貌、基巖埋深、巖土性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造（特別是斷層、軟弱夾層）等。地質(zhì)圖提供了這些信息的基礎(chǔ)，是進(jìn)行工程地質(zhì)評價(jià)、選址、設(shè)計(jì)（如邊坡穩(wěn)定性分析、地基承載力評估）的重要依據(jù)。例如，查看工程場地的地質(zhì)圖，可以識(shí)別出可能影響工程穩(wěn)定性的斷層破碎帶或軟弱巖層分布區(qū)。