2025年大學(xué)《地球化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——固體地球化學(xué)物質(zhì)遷移研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填涂在答題卡相應(yīng)位置。）1.在固體地球化學(xué)物質(zhì)遷移研究中，描述物質(zhì)因濃度梯度驅(qū)動(dòng)的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的基本定律是？A.阿倫尼烏斯定律B.菲克定律C.牛頓定律D.道爾頓分壓定律2.地幔對(duì)流對(duì)地殼物質(zhì)遷移的主要驅(qū)動(dòng)因素是？A.地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力B.地球內(nèi)部放射性元素衰變產(chǎn)生的熱能C.地殼與地幔之間的密度差異D.太陽(yáng)輻射能3.物質(zhì)在固體表面吸附后，當(dāng)溶液中該物質(zhì)濃度降低到一定程度，已吸附的物質(zhì)重新釋放到溶液中的過(guò)程稱為？A.溶解作用B.沉淀作用C.解吸作用D.離子交換作用4.在地殼流體（如熱液）遷移元素的過(guò)程中，pH值主要影響？A.流體的對(duì)流速度B.元素的電化學(xué)性質(zhì)和溶解度C.擴(kuò)散系數(shù)的大小D.固體礦物的穩(wěn)定性5.某種元素在兩種不同礦物相之間的分配系數(shù)主要取決于？A.流體相的離子強(qiáng)度B.兩種礦物的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)C.地球的磁場(chǎng)強(qiáng)度D.該元素的同位素豐度6.氧化還原電位（Eh）是影響哪些地球化學(xué)過(guò)程的重要因素？A.元素的擴(kuò)散遷移B.礦物的溶解與沉淀C.離子交換容量D.地幔對(duì)流模式7.利用鋯石U-Pb定年研究巖漿演化歷史時(shí)，主要關(guān)注的是？A.巖漿冷卻收縮產(chǎn)生的包裹體B.鋯石晶體生長(zhǎng)過(guò)程中捕獲的鉛同位素C.鋯石表面風(fēng)化剝蝕形成的次生礦物D.巖漿混合作用產(chǎn)生的礦物成分不均一性8.在沉積巖地球化學(xué)研究中，利用碎屑礦物（如鋯石、獨(dú)居石）中的繼承鋯石進(jìn)行Hf同位素示蹤，主要目的是？A.確定沉積巖形成的精確年齡B.識(shí)別碎屑物的原巖類型和來(lái)源區(qū)C.計(jì)算沉積盆地的沉降速率D.分析沉積物的自生礦物成分9.熱液成礦作用中，流體與圍巖之間的離子交換作用對(duì)于哪些元素的富集起到了關(guān)鍵作用？A.親鐵元素（如Fe,Mn）B.親石元素（如K,Rb,Cs）C.親銅元素（如Cu,Pb,Zn）D.稀土元素（如REE）10.地下水和污染物遷移路徑研究中最常用的地球物理探測(cè)方法是？A.地震勘探B.地磁測(cè)量C.地?zé)釡y(cè)量D.地電阻率測(cè)量二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）1.物質(zhì)在流體中主要通過(guò)______和______兩種方式遷移。2.地球化學(xué)物質(zhì)遷移的主要驅(qū)動(dòng)力包括______梯度、______梯度和______梯度。3.在氧化還原條件下，元素的______狀態(tài)決定了其遷移行為和最終賦存形式。4.利用流體包裹體研究古流體成分和溫度時(shí)，主要依據(jù)的是包裹體中礦物相的______和______。5.地幔柱活動(dòng)對(duì)地殼物質(zhì)組成演化的重要貢獻(xiàn)之一是帶來(lái)了富集______和______的深部物質(zhì)。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分。）1.簡(jiǎn)述擴(kuò)散作用的基本原理及其在固體地球化學(xué)研究中的應(yīng)用場(chǎng)景。2.比較對(duì)流作用和擴(kuò)散作用在物質(zhì)遷移機(jī)制上的主要區(qū)別。3.解釋吸附-解吸作用如何影響地殼流體中元素的行為和分布。四、論述題（每題10分，共20分。）1.結(jié)合具體地質(zhì)實(shí)例，論述同位素地球化學(xué)方法在確定巖漿來(lái)源和演化路徑中的應(yīng)用原理及局限性。2.分析影響地殼中熱液活動(dòng)強(qiáng)度和物質(zhì)遷移效率的主要因素，并討論這些因素之間的相互關(guān)系。---試卷答案一、選擇題1.B2.B3.C4.B5.B6.B7.B8.B9.C10.D二、填空題1.擴(kuò)散對(duì)流2.濃度溫度壓力3.化學(xué)鍵合4.礦物成分包裹體溫度5.稀土元素礦物元素三、簡(jiǎn)答題1.答案：擴(kuò)散作用是指物質(zhì)分子在空間中做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)而引起的物質(zhì)從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域遷移的現(xiàn)象。其基本原理源于分子熱運(yùn)動(dòng)。在固體中，擴(kuò)散主要發(fā)生在晶格缺陷處；在流體中，擴(kuò)散是主要的物質(zhì)傳遞方式。地球化學(xué)研究中，擴(kuò)散作用可用于解釋同位素或元素在礦物晶體中的分餾、地幔礦物內(nèi)部元素的遷移、以及流體包裹體中成分的均一化等現(xiàn)象。解析思路：首先回答擴(kuò)散的定義（無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，高到低濃度）。然后說(shuō)明其物理基礎(chǔ)（分子熱運(yùn)動(dòng)）。接著區(qū)分固體和流體中的擴(kuò)散特點(diǎn)。最后列舉地球化學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例（礦物分餾、地幔元素遷移、包裹體均一化）。2.答案：對(duì)流作用是指流體因密度差異而產(chǎn)生的宏觀流動(dòng)，從而帶動(dòng)流體中物質(zhì)遷移的過(guò)程。其驅(qū)動(dòng)力是溫度、壓力等因素引起的流體密度不均。擴(kuò)散作用則是由微觀粒子（分子、離子）自身的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)引起的，是局部的、微觀的物質(zhì)遷移過(guò)程，驅(qū)動(dòng)力是濃度梯度。對(duì)流是宏觀尺度上的遷移，而擴(kuò)散是微觀尺度上的遷移。解析思路：先定義對(duì)流（流體宏觀流動(dòng)，密度差異驅(qū)動(dòng)）。再定義擴(kuò)散（微觀粒子運(yùn)動(dòng)，濃度梯度驅(qū)動(dòng)）。然后從驅(qū)動(dòng)力（密度vs濃度）、尺度（宏觀vs微觀）、機(jī)制（整體流動(dòng)vs分子運(yùn)動(dòng)）等方面進(jìn)行比較。3.答案：吸附作用是指溶液中的離子或分子被固體表面吸引并附著在表面的過(guò)程。解吸作用是吸附物質(zhì)的逆過(guò)程，即被吸附的物質(zhì)重新釋放回溶液中。地殼流體在遷移過(guò)程中會(huì)與圍巖礦物接觸，發(fā)生吸附-解吸作用。吸附作用可以降低流體中特定元素的濃度，使其在接觸的礦物表面富集；解吸作用則相反，可以將礦物中儲(chǔ)存的元素釋放到流體中，從而改變流體的化學(xué)成分，影響元素的遷移方向和富集程度。解析思路：先解釋吸附和解吸的定義。然后說(shuō)明地質(zhì)背景下的過(guò)程（流體-礦物接觸）。接著闡述其對(duì)流體成分的影響（吸附降低濃度，解吸增加濃度）。最后總結(jié)其對(duì)元素遷移和分布的影響。四、論述題1.答案：同位素地球化學(xué)方法通過(guò)測(cè)定樣品中穩(wěn)定同位素或放射性同位素的比率，利用不同來(lái)源物質(zhì)具有不同同位素組成的特點(diǎn)，來(lái)推斷巖漿的來(lái)源、演化過(guò)程和路徑。例如，使用ΣREE-(La/Sm)N比值結(jié)合微量元素（如Nb,Ta）虧損特征，可以區(qū)分巖漿來(lái)自地幔源區(qū)還是地殼源區(qū)；通過(guò)巖漿演化系列中不同階段巖漿同位素組成（如δ18O,εHf,εNd）的變化，可以重建巖漿分異、混合或地幔注入等過(guò)程。局限性在于：①同位素分餾受多種復(fù)雜因素影響，簡(jiǎn)單線性模型可能不適用；②難以完全區(qū)分同源異質(zhì)或不同源區(qū)混合巖漿；③某些同位素體系對(duì)早期過(guò)程記錄不佳或后期改造嚴(yán)重；④需要精確的樣品制備和測(cè)量分析。解析思路：首先闡述同位素示蹤的基本原理（不同來(lái)源同位素組成差異）。然后列舉具體應(yīng)用實(shí)例（區(qū)分源區(qū)、重建演化過(guò)程），結(jié)合常用同位素體系（REE,δ18O,εHf,εNd）。最后分析方法的局限性（分餾復(fù)雜性、混合識(shí)別、記錄不完善、分析要求）。2.答案：影響地殼熱液活動(dòng)強(qiáng)度和物質(zhì)遷移效率的主要因素包括：①地?zé)崽荻龋菏菬嵋簩?duì)流循環(huán)和流體活動(dòng)的主要驅(qū)動(dòng)力，梯度越高，流體活動(dòng)越強(qiáng)烈；②流體來(lái)源和性質(zhì)：流體來(lái)源（深部巖漿、變質(zhì)作用、地下水）、溫度、壓力、化學(xué)成分（pH,Eh,鹽度）等顯著影響其溶解能力、反應(yīng)活性及遷移元素種類；③巖石性質(zhì)和結(jié)構(gòu)：圍巖的化學(xué)成分、礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造（如斷裂帶、節(jié)理裂隙）決定了流體與巖石的接觸面積、反應(yīng)速率和通道。富揮發(fā)性物質(zhì)、易反應(yīng)礦物發(fā)育的巖石有利于熱液活動(dòng)；斷裂帶是流體高效遷移的通道；④構(gòu)造環(huán)境：板塊俯沖、碰撞