2025年大學(xué)《地球化學(xué)》專業(yè)題庫——地質(zhì)過程中的地球化學(xué)特征記錄考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪種同位素系統(tǒng)通常用于測定地殼物質(zhì)的絕對年齡？A.Sm-NdB.U-PbC.Rb-SrD.Ar-Ar2.在巖漿分異過程中，哪種元素通常傾向于在巖漿中富集？A.KB.CaC.MgD.Fe3.下列哪種地質(zhì)作用會導(dǎo)致巖石發(fā)生區(qū)域變質(zhì)？A.礦床氧化B.沉積物壓實C.高溫高壓作用D.風(fēng)化作用4.生物標(biāo)志物主要存在于哪種類型的沉積巖中？A.火山巖B.變質(zhì)巖C.沉積巖D.礦床5.地球化學(xué)障是指哪種物質(zhì)或能量的邊界？A.元素富集區(qū)B.溫度變化區(qū)C.化學(xué)性質(zhì)突變區(qū)D.壓力變化區(qū)6.下列哪種同位素分餾效應(yīng)與水的存在密切相關(guān)？A.C-12/C-13B.O-18/O-16C.H-2/H-1D.Sr-87/Sr-867.地球化學(xué)循環(huán)的主要驅(qū)動力是？A.太陽輻射B.地球內(nèi)部熱能C.生物作用D.以上都是8.礦物地球化學(xué)研究的核心問題是？A.礦物的晶體結(jié)構(gòu)B.礦物的物理性質(zhì)C.礦物中的元素組成及其分布D.礦物的形成條件9.下列哪種地球化學(xué)方法是利用礦物中微量元素的比值進行地質(zhì)年齡測定的？A.K-Ar定年法B.U-Pb定年法C.Sm-Nd定年法D.Re-Os定年法10.環(huán)境地球化學(xué)主要研究？A.地球內(nèi)部元素分布B.地球表面環(huán)境中的化學(xué)元素遷移轉(zhuǎn)化C.地球化學(xué)循環(huán)的宏觀過程D.巖石和礦物的地球化學(xué)特征二、填空題1.地球化學(xué)循環(huán)根據(jù)參與元素的化學(xué)性質(zhì)不同，可分為__________和__________兩大類。2.同位素地質(zhì)年齡測定中，通常將母體同位素含量和子體同位素含量之比稱為__________。3.巖漿巖的化學(xué)成分通常用__________和__________來表示。4.變質(zhì)作用的地球化學(xué)特征主要表現(xiàn)在礦物組成、化學(xué)成分和同位素組成的變化上。5.生物標(biāo)志物是__________的遺骸或痕跡，可以作為判斷沉積環(huán)境的重要依據(jù)。三、簡答題1.簡述巖漿分異的主要方式及其地球化學(xué)意義。2.解釋什么是同位素分餾，并舉例說明其地質(zhì)意義。3.簡述沉積巖的地球化學(xué)特征及其形成過程。4.簡述風(fēng)化作用的地球化學(xué)類型及其對地表元素分布的影響。四、計算題1.某地殼樣品中，鈾含量為3ppm，鉛含量為12ppm。假設(shè)鈾的衰變常數(shù)為1.54x10^-10年^-1，計算該樣品的年齡。2.某沉積巖樣品中，碳酸鹽礦物含量為50%，其碳同位素組成δ13C為-5‰。已知純碳酸鹽的δ13C為+4‰，計算該沉積巖樣品中有機質(zhì)的碳同位素組成。五、論述題1.論述同位素地球化學(xué)在確定地質(zhì)體形成年齡、來源和運移路徑方面的應(yīng)用。2.論述地球化學(xué)循環(huán)對地球環(huán)境的影響及其意義。試卷答案一、選擇題1.B2.A3.C4.C5.C6.B7.D8.C9.D10.B二、填空題1.氫、碳循環(huán)礦質(zhì)循環(huán)2.同位素比值3.巖石化學(xué)成分礦物成分4.區(qū)域變質(zhì)作用5.生物體三、簡答題1.巖漿分異的主要方式及其地球化學(xué)意義答案：巖漿分異的主要方式有結(jié)晶分異、分離結(jié)晶和熔融分異。結(jié)晶分異是指在巖漿冷卻結(jié)晶過程中，早期結(jié)晶的礦物從巖漿中分離出來，導(dǎo)致巖漿成分發(fā)生改變。分離結(jié)晶是指巖漿中某種或某類礦物在結(jié)晶后從巖漿中分離出來，導(dǎo)致巖漿成分發(fā)生改變。熔融分異是指巖漿中某種或某類組分發(fā)生熔融，導(dǎo)致巖漿成分發(fā)生改變。巖漿分異的地球化學(xué)意義在于，它導(dǎo)致了巖漿巖類型的多樣性，并控制了巖漿巖的化學(xué)成分和礦物組成。解析思路：首先要明確巖漿分異的概念和主要方式，包括結(jié)晶分異、分離結(jié)晶和熔融分異。然后分別簡述每種方式的定義和過程。最后闡述巖漿分異的地球化學(xué)意義，即對巖漿巖類型、化學(xué)成分和礦物組成的影響。2.解釋什么是同位素分餾，并舉例說明其地質(zhì)意義答案：同位素分餾是指在一個開放體系中，不同同位素之間由于質(zhì)量差異而導(dǎo)致其相對含量發(fā)生差異的現(xiàn)象。同位素分餾的地質(zhì)意義在于，它可以用來確定地質(zhì)體的形成條件、來源和運移路徑等。例如，水的同位素分餾可以用來研究水的來源和循環(huán)路徑；碳同位素分餾可以用來研究有機質(zhì)的來源和沉積環(huán)境等。解析思路：首先要定義同位素分餾的概念，強調(diào)其發(fā)生在開放體系中以及原因是質(zhì)量差異。然后舉例說明常見的同位素分餾類型，如水的同位素分餾和碳同位素分餾，并闡述其在地質(zhì)學(xué)研究中的應(yīng)用，如確定水的來源、沉積環(huán)境等。3.簡述沉積巖的地球化學(xué)特征及其形成過程答案：沉積巖的地球化學(xué)特征主要表現(xiàn)在其化學(xué)成分、礦物組成和微量元素分布上。沉積巖的化學(xué)成分通常與源巖、搬運介質(zhì)和沉積環(huán)境有關(guān)。沉積巖的礦物組成通常由碎屑礦物、粘土礦物和自生礦物組成。微量元素分布也受到源巖、搬運介質(zhì)和沉積環(huán)境的影響。沉積巖的形成過程主要包括風(fēng)化剝蝕、搬運沉積和成巖作用。在風(fēng)化剝蝕過程中，源巖被分解成碎屑物質(zhì)；在搬運沉積過程中，碎屑物質(zhì)被搬運到沉積盆地并沉積下來；在成巖作用過程中，沉積物被壓實、膠結(jié)成巖石。解析思路：首先概述沉積巖的地球化學(xué)特征，包括化學(xué)成分、礦物組成和微量元素分布，并指出其與源巖、搬運介質(zhì)和沉積環(huán)境的關(guān)系。然后簡述沉積巖的形成過程，包括風(fēng)化剝蝕、搬運沉積和成巖作用三個階段，并簡述每個階段的主要作用。4.簡述風(fēng)化作用的地球化學(xué)類型及其對地表元素分布的影響答案：風(fēng)化作用根據(jù)風(fēng)化方式的不同，可以分為物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化。物理風(fēng)化是指巖石在物理因素作用下破碎成碎屑，但不改變其化學(xué)成分?；瘜W(xué)風(fēng)化是指巖石在化學(xué)因素作用下發(fā)生化學(xué)變化，形成新的礦物和溶液。生物風(fēng)化是指生物作用引起的巖石風(fēng)化。風(fēng)化作用對地表元素分布的影響主要體現(xiàn)在，它導(dǎo)致了巖石中元素的釋放和遷移，并形成了土壤和溶液，從而影響了地表元素的循環(huán)和分布。解析思路：首先根據(jù)風(fēng)化方式的不同，將風(fēng)化作用分為物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化，并簡述每種風(fēng)化方式的定義。然后闡述風(fēng)化作用對地表元素分布的影響，即元素的釋放、遷移和形成土壤和溶液，以及其對元素循環(huán)和分布的影響。四、計算題1.某地殼樣品中，鈾含量為3ppm，鉛含量為12ppm。假設(shè)鈾的衰變常數(shù)為1.54x10^-10年^-1，計算該樣品的年齡。答案：首先根據(jù)鈾含量計算出鈾的摩爾濃度，然后根據(jù)鈾的衰變常數(shù)計算出鈾的半衰期，最后根據(jù)鉛含量和鈾含量計算出樣品的年齡。解析思路：首先利用鈾含量（3ppm）和地殼平均密度（約2.7g/cm3）計算出鈾的摩爾濃度。然后利用鈾的衰變常數(shù)（1.54x10^-10年^-1）計算出鈾的半衰期。最后利用鉛含量和鈾含量，以及鈾的衰變常數(shù)，通過放射性衰變公式（N(t)=N(0)*e^(-λt)）計算出樣品的年齡。其中，N(t)為當(dāng)前時刻的子體同位素（鉛）數(shù)量，N(0)為初始時刻的母體同位素（鈾）數(shù)量，λ為衰變常數(shù)，t為時間。2.某沉積巖樣品中，碳酸鹽礦物含量為50%，其碳同位素組成δ13C為-5‰。已知純碳酸鹽的δ13C為+4‰，計算該沉積巖樣品中有機質(zhì)的碳同位素組成。答案：首先根據(jù)碳酸鹽礦物的含量和碳同位素組成計算出碳酸鹽對沉積巖整體碳同位素組成的影響，然后用沉積巖的整體碳同位素組成減去碳酸鹽的影響，即可得到有機質(zhì)的碳同位素組成。解析思路：首先假設(shè)沉積巖的碳同位素組成完全由碳酸鹽礦物決定，根據(jù)碳酸鹽礦物的含量（50%）和碳同位素組成（-5‰）計算出碳酸鹽對沉積巖整體碳同位素組成的貢獻。然后利用沉積巖的整體碳同位素組成（假設(shè)為X‰）減去碳酸鹽的貢獻，即可得到有機質(zhì)的碳同位素組成。即：有機質(zhì)δ13C=沉積巖δ13C-碳酸鹽對沉積巖δ13C的貢獻。五、論述題1.論述同位素地球化學(xué)在確定地質(zhì)體形成年齡、來源和運移路徑方面的應(yīng)用。答案：同位素地球化學(xué)通過測定地質(zhì)體中放射性同位素及其子體的比值，可以確定地質(zhì)體的形成年齡。通過比較不同地質(zhì)體之間的同位素組成，可以確定它們的來源。通過追蹤同位素在地質(zhì)過程中的變化，可以確定地質(zhì)體的運移路徑。例如，U-Pb定年法可以確定鋯石的形成年齡；Sr同位素比值可以確定巖漿巖的來源地殼成分；H-O同位素比值可以追蹤水的循環(huán)路徑。解析思路：首先闡述同位素地球化學(xué)的基本原理，即通過測定同位素比值來確定地質(zhì)體的形成年齡、來源和運移路徑。然后分別論述同位素地球化學(xué)在確定地質(zhì)體形成年齡、來源和運移路徑方面的具體應(yīng)用，并舉例說明，如U-Pb定年法、Sr同位素比值、H-O同位素比值等。2.論述地球化學(xué)循環(huán)對地球環(huán)境的影響及其意義。答案：地球化學(xué)循環(huán)通過元素的遷移轉(zhuǎn)化，控制了地球表面的化學(xué)組成和物理環(huán)境。例如，碳循環(huán)控制了大氣中二氧化碳的濃度，從而影響了地球的氣候；水循環(huán)控制了地球表面的水分布，從而影響了地球的生態(tài)系