2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫——地球物理地球化學(xué)與地殼演變考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共30分。下列每小題均有多個正確選項，請將正確選項的代表字母填寫在題干后的括號內(nèi)。多選、錯選、漏選均不得分。）1.下列哪些是地震波的主要類型？（）A.P波B.S波C.R波D.面波2.關(guān)于地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以下哪些陳述是正確的？（）A.地球內(nèi)部可分為地殼、地幔、地核三個主要圈層。B.地幔主要由硅酸鹽巖石組成，其中大部分處于固態(tài)。C.地核外核物質(zhì)呈液態(tài)，內(nèi)核物質(zhì)呈固態(tài)。D.莫霍界面是地殼和地幔之間的分界面。3.重力異常的形成主要與哪些因素有關(guān)？（）A.地下密度分布不均B.地下巖層的埋深C.地球自轉(zhuǎn)效應(yīng)D.地球形狀的扁率4.地球化學(xué)中的放射性衰變定律描述了（）。A.母體物質(zhì)的量隨時間衰減的指數(shù)關(guān)系。B.子體物質(zhì)的量隨時間增長的指數(shù)關(guān)系。C.衰變常數(shù)與半衰期成正比關(guān)系。D.衰變過程自發(fā)且不可逆。5.下列哪些同位素常用于地質(zhì)年代測定？（）A.鈾-238/鉛-206B.鉀-40/氬-40C.鈾-235/鉛-207D.氫-3/氦-36.板塊構(gòu)造理論的主要證據(jù)包括（）。A.大陸漂移現(xiàn)象B.全球海嶺-海溝體系的分布C.地震和火山活動的空間分布D.不同板塊之間巖石類型的相似性7.造山帶的形成通常與哪些地質(zhì)過程有關(guān)？（）A.板塊碰撞B.板塊俯沖C.地幔柱活動D.大規(guī)模裂谷作用8.地球化學(xué)填圖的主要目的是（）。A.確定地表形態(tài)和地質(zhì)構(gòu)造。B.查明元素或同位素在地域上的分布規(guī)律。C.評估礦產(chǎn)資源潛力。D.研究古氣候環(huán)境變化。9.地震波從地球內(nèi)部介質(zhì)中傳播時，其速度通常受到哪些因素的影響？（）A.介質(zhì)的密度B.介質(zhì)的彈性模量C.介質(zhì)的溫度D.介質(zhì)的含水量10.下列哪些地質(zhì)現(xiàn)象可以作為板塊構(gòu)造的證據(jù)？（）A.珊瑚礁平行海岸線的分布B.跨越不同大陸的古生物化石相似性C.活動斷裂帶的地震活動D.海底地磁條帶11.重力異常中，正異常通常與哪些地質(zhì)體有關(guān)？（）A.高密度、高起伏的地質(zhì)體B.低密度、高起伏的地質(zhì)體C.向下延伸的密度異常體D.向上凸起的密度異常體12.地幔對流對地殼演化的影響包括（）。A.驅(qū)動板塊的運(yùn)動B.引發(fā)地殼的褶皺和斷裂C.造成地?zé)崽荻鹊淖兓疍.影響地殼的物質(zhì)組成和演化13.礦物的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)決定了其（）。A.物理性質(zhì)（如硬度、解理、顏色等）B.地球化學(xué)性質(zhì)（如穩(wěn)定性、反應(yīng)性等）C.在地質(zhì)作用中的行為D.產(chǎn)出環(huán)境14.同位素示蹤方法在地球科學(xué)中可用于（）。A.確定巖石或礦物的形成年齡B.追蹤元素在地球系統(tǒng)中的遷移路徑C.判斷地質(zhì)體的成因D.估算地殼的演化時間尺度15.地球物理地球化學(xué)方法在礦產(chǎn)資源勘查中主要應(yīng)用在（）。A.圈定找礦有利區(qū)域B.判斷礦床的類型和規(guī)模C.確定礦體的埋深和形態(tài)D.評估礦產(chǎn)資源的品級二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填寫在橫線上。）1.地震波按傳播方式可分為______波和______波。2.地球內(nèi)部最主要的圈層是______、______和______。3.地球化學(xué)循環(huán)主要包括______循環(huán)和______循環(huán)。4.板塊構(gòu)造理論認(rèn)為，地球的巖石圈是由若干個巨大的______組成，它們漂浮在塑性較強(qiáng)的______之上。5.地震震源機(jī)制解可以揭示______的方向和性質(zhì)。6.重力異常分為______異常和______異常。7.放射性同位素的半衰期是指______的放射性同位素原子數(shù)減少到原來一半所需要的時間。8.地殼是地球表面______的圈層，厚度不均，海洋地殼較薄，大陸地殼較厚。9.地球物理探測方法主要包括______、______和______等。10.元素在地殼中的分布不均勻，形成了______和______兩種狀態(tài)。三、簡答題（每小題5分，共20分。請簡要回答下列問題。）1.簡述地震波反射和折射的基本原理。2.簡述鉀-氬（K-Ar）測年方法的原理及其適用范圍。3.簡述板塊構(gòu)造理論的主要內(nèi)容。4.簡述地殼物質(zhì)循環(huán)的主要過程。四、計算題（共15分。請根據(jù)題目要求進(jìn)行計算。）1.已知某地震的震源深度為10km，P波的初動到達(dá)時間為T_p=3.0秒，S波的初動到達(dá)時間為T_s=3.8秒。假設(shè)P波在地殼中的速度為V_p=6km/s，S波在地殼中的速度為V_s=3.5km/s。請計算：（1）震源距是多少公里？（2）地殼的平均厚度是多少公里？（假設(shè)地殼內(nèi)地層均勻，P、S波速度恒定，不考慮上地幔速度影響，且不考慮震源深度對走時的影響）。五、論述題（共15分。請根據(jù)題目要求，結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行深入論述。）結(jié)合地震學(xué)、重力學(xué)和地球化學(xué)的證據(jù)，論述板塊構(gòu)造理論如何解釋造山帶的形成過程及其相關(guān)的地球物理地球化學(xué)現(xiàn)象。試卷答案一、選擇題1.AB2.ABCD3.A4.ABD5.ABC6.ABC7.AB8.BCD9.ABCD10.BCD11.AD12.ABD13.ABCD14.ABC15.ABCD二、填空題1.體；面2.地殼；地幔；地核3.生物；巖石圈4.板塊；軟流圈5.震源6.正；負(fù)7.一半8.最外層；約30-409.地震學(xué)；重力學(xué)；磁學(xué)10.溶質(zhì)；殘余三、簡答題1.解析：地震波遇到不同介質(zhì)分界面時，一部分能量被反射回原介質(zhì)，另一部分能量被折射進(jìn)入下覆介質(zhì)。反射波的能量強(qiáng)，傳播方向返回；折射波的能量相對較弱，改變傳播方向進(jìn)入下覆介質(zhì)。2.解析：K-Ar測年法基于放射性同位素鉀-40（K-40）衰變?yōu)闅?40（Ar-40）的原理。通過測量礦物樣品中鉀-40的含量和氬-40的含量（通常將樣品加熱釋放出包裹的氬氣），根據(jù)放射性衰變定律計算樣品的形成年齡。適用于地質(zhì)年代較新的樣品（百萬年級到數(shù)十億年），常用于火山巖和變質(zhì)巖的定年。3.解析：板塊構(gòu)造理論認(rèn)為，地球的巖石圈并非完整一塊，而是分裂成若干個巨大的、不斷運(yùn)動的板塊。這些板塊漂浮在塑性較強(qiáng)的軟流圈之上。板塊的相對運(yùn)動導(dǎo)致了地震、火山、造山帶等主要地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生。板塊邊界主要有離散型（生長邊界）、匯聚型（消亡邊界）和轉(zhuǎn)換型（滑動邊界）三種類型。4.解析：地殼物質(zhì)循環(huán)是指地殼內(nèi)部的巖石、水和氣體等物質(zhì)，通過風(fēng)化剝蝕、搬運(yùn)沉積、變質(zhì)重結(jié)晶、巖漿活動和火山噴發(fā)等地質(zhì)作用，在地球內(nèi)部和外部的不同圈層之間不斷進(jìn)行轉(zhuǎn)移和循環(huán)的過程。主要包括：地殼巖石通過風(fēng)化作用分解為松散的沉積物；沉積物被搬運(yùn)到海洋或內(nèi)陸盆地并沉積；沉積物在高溫高壓下發(fā)生變質(zhì)作用形成變質(zhì)巖；變質(zhì)巖或沉積巖在地下深處重熔形成巖漿；巖漿上升到地表發(fā)生火山噴發(fā)或侵入形成igneous巖石；各類巖石在構(gòu)造運(yùn)動作用下發(fā)生變形變質(zhì)，最終通過風(fēng)化作用回歸地表，完成一個循環(huán)。四、計算題1.解析：（1）震源距S可通過P、S波到時差Δt和S波速度V_s計算：Δt=T_s-T_p=3.8s-3.0s=0.8sS=V_s*Δt=3.5km/s*0.8s=2.8km考慮到P波速度和震源距的關(guān)系：S=V_p*(T_p-t_0)，其中t_0為P波到時中包含的震源深度傳播時間。P波通過震源深度（10km）所需時間：t_0=10km/6km/s≈1.67s。實際P波到時對應(yīng)的震源距：S'=V_p*(T_p-t_0)=6km/s*(3.0s-1.67s)=6km/s*1.33s≈8.0km。由于P波和S波均通過相同的震源距S，我們通常用S'來代表震源距，即S≈8.0km。（2）假設(shè)地殼內(nèi)地層均勻，P波和S波在地殼中均以恒定速度傳播。地殼厚度h可通過P波速度V_p、S波速度V_s和S波走時T_s來估算（需要解聯(lián)立方程）。方法一：利用S波走時反推地殼厚度。S波走時T_s=h/V_s+t_0，其中t_0是P波通過震源深度的時間（已算出t_0≈1.67s）。h/V_s=T_s-t_0=3.8s-1.67s=2.13sh=2.13s*V_s=2.13s*3.5km/s≈7.46km。方法二：利用速度比估算。對于均勻介質(zhì)，V_p≈1.75*V_s。實際觀測到S波走時為3.8s，若地殼厚度為h，則P波走時T_p=h/V_p=h/(1.75*V_s)。S波走時T_s=h/V_s。T_s/T_p=V_p/V_s=1.75，即T_s=1.75*T_p。將T_p=3.0s代入，T_s=1.75*3.0s=5.25s。這與實際觀測的3.8s不符，說明地殼非均勻或速度模型不適用。若按T_s=3.8s計算，則h=T_s*V_s=3.8s*3.5km/s=13.3km。此結(jié)果與第一種方法矛盾，說明假設(shè)（均勻介質(zhì)）不成立。綜合來看，震源距約為8.0km。若假設(shè)地殼底部存在速度界面，使得S波在地殼底部發(fā)生反射，則實際S波走時（3.8s）應(yīng)包含通過上地殼、反射回射線路徑所需的時間。若忽略反射，僅作簡單估算，地殼厚度可能接近或略大于8.0km。更精確的計算需要考慮地殼速度結(jié)構(gòu)。五、論述題解析：板塊構(gòu)造理論為解釋造山帶的形成提供了統(tǒng)一框架。造山帶通常位于板塊匯聚邊界，特別是碰撞型造山帶。1.板塊匯聚與俯沖/碰撞：當(dāng)海洋板塊與大陸板塊匯聚時，密度較大的海洋板塊通常俯沖到大陸板塊之下。俯沖過程伴隨著地殼的縮短、增厚和地幔物質(zhì)的卷入。俯沖板片攜帶的水分進(jìn)入地幔楔，降低地幔巖石的熔點(diǎn)，引發(fā)部分熔融，形成巖漿。巖漿上升到地殼深處，形成大規(guī)模的侵入巖體和火山活動，構(gòu)成火山弧。同時，俯沖板塊的韌性破壞和摩擦生熱導(dǎo)致地震活動，地震震源深度從淺層逐漸加深至俯沖帶深處。2.地殼縮短與褶皺沖斷：板塊碰撞（如歐亞板塊與印度板塊的碰撞）導(dǎo)致巨厚的地殼物質(zhì)發(fā)生強(qiáng)烈壓縮、折疊和斷裂。在強(qiáng)烈的水平擠壓力下，地殼巖石層發(fā)生褶皺變形，形成巨大的背斜和向斜構(gòu)造。同時，巖石層沿區(qū)域性斷裂發(fā)生韌性剪切和沖斷，形成逆沖斷層和推覆體，導(dǎo)致地殼的顯著增厚。3.地球物理證據(jù)：*地震學(xué)：在造山帶內(nèi)部和下方記錄到廣泛的中深源地震，表明存在高溫、高壓下的地殼和上地幔物質(zhì)。俯沖帶的地震震源分布揭示俯沖板的深度和角度?；鹕交「浇臏\源地震則與巖漿活動有關(guān)。*重力學(xué)：造山帶上方通常顯示復(fù)雜的重力異常，包括局部正異常（與結(jié)晶基底抬升或侵入體有關(guān)）和負(fù)異常（與沉積蓋層沉降、大型斷裂或俯沖板片的存在有關(guān)）。高精度重力梯度測量有助于確定深部構(gòu)造邊界。*地球化學(xué)：造山帶的巖石組合復(fù)雜，包括火山巖（安山巖、玄武巖）、侵入巖（花崗巖、閃長巖）和變質(zhì)巖（片巖、片麻巖）。地球化學(xué)分析揭示巖石的成因、源區(qū)性質(zhì)和變質(zhì)程度。