2025年大學(xué)《地球化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——化石地質(zhì)指示作用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.在缺氧的沉積環(huán)境中，下列哪種生物標(biāo)志化合物通常含量較高？A.長(zhǎng)鏈烷烴B.卟啉C.甾烷D.藿烷2.對(duì)于海洋有孔蟲，其鈣質(zhì)殼體的δ1?O值主要反映了？A.殼體形成時(shí)的古鹽度B.殼體形成時(shí)的表層海水溫度C.殼體形成時(shí)的底層海水鹽度D.殼體沉積后的成巖作用3.在恢復(fù)古溫度方面，與珊瑚相比，使用有孔蟲氧同位素地質(zhì)溫度計(jì)的主要優(yōu)勢(shì)在于？A.對(duì)溫度變化的敏感度更高B.可在更廣泛的海水鹽度范圍內(nèi)使用C.殼體更容易保存且分析精度更高D.能提供更長(zhǎng)時(shí)間尺度的溫度記錄4.鈣質(zhì)有孔蟲殼體中Mg/Ca比值升高通常指示？A.海水溫度升高B.生物擾動(dòng)加劇C.海水鹽度降低D.殼體形成速率加快5.生物標(biāo)志化合物中的卟啉類化合物主要來(lái)源于？A.藻類和細(xì)菌B.真菌和原生動(dòng)物C.腔腸動(dòng)物和棘皮動(dòng)物D.軟體動(dòng)物和節(jié)肢動(dòng)物6.在海洋沉積物中，富集Ba元素通常指示？A.氧化環(huán)境B.還原環(huán)境C.高生物生產(chǎn)力D.低沉積速率7.下列哪項(xiàng)不是利用化石進(jìn)行地質(zhì)年代劃分的主要依據(jù)？A.化石的出現(xiàn)和滅絕順序B.化石的生態(tài)習(xí)性C.化石的同位素組成特征D.化石的地層分布范圍8.標(biāo)準(zhǔn)化石在地質(zhì)年代劃分中的關(guān)鍵作用在于其？A.分布范圍廣泛B.生命周期短暫C.生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)D.特定地質(zhì)時(shí)期內(nèi)的存在和滅絕9.利用化石穩(wěn)定同位素進(jìn)行古氣候重建時(shí)，通常需要考慮的主要分餾因素是？A.生物代謝作用B.水巖相互作用C.大氣環(huán)流模式D.沉積物埋藏過(guò)程10.化石地球化學(xué)指標(biāo)在油氣勘探中主要應(yīng)用于？A.劃分地層年代B.評(píng)價(jià)烴源巖成熟度C.確定儲(chǔ)層孔隙度D.劃分構(gòu)造單元二、填空題（每空1分，共15分）1.化石穩(wěn)定同位素分餾的主要原因是生物體與周圍環(huán)境之間的__________交換過(guò)程。2.生物標(biāo)志化合物中的藿烷（Pr）和植烷（Ph）的相對(duì)含量可以用于區(qū)分沉積環(huán)境的__________條件。3.鈣質(zhì)有孔蟲殼體中Sr/Ca比值主要受海水__________控制，而Mg/Ca比值則對(duì)__________變化更敏感。4.在缺氧水體中，有機(jī)質(zhì)分解不充分會(huì)導(dǎo)致δ13C值偏__________（填“高”或“低”）。5.利用化石進(jìn)行生物地層學(xué)劃分時(shí)，選擇標(biāo)準(zhǔn)化石的主要原則包括其__________、__________和分布的__________。6.某種化石的滅絕事件如果伴隨著地球化學(xué)記錄的顯著變化，則可能指示發(fā)生了__________事件。7.浮游植物光合作用過(guò)程中，對(duì)1?O的吸收相對(duì)12O更強(qiáng)，導(dǎo)致其產(chǎn)物（如鈣質(zhì)有孔蟲）的δ1?O值相對(duì)__________。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述生物標(biāo)志化合物指示沉積環(huán)境氧化還原條件的原理。2.解釋什么是氧同位素分餾，并簡(jiǎn)述其在指示古溫度時(shí)的基本思路。3.列舉至少三種不同的化石地球化學(xué)指標(biāo)，并說(shuō)明它們各自主要用于指示哪種地質(zhì)信息。4.簡(jiǎn)述化石在地質(zhì)年代學(xué)研究中發(fā)揮的作用及其地球化學(xué)依據(jù)。四、論述題（每題10分，共20分）1.試述利用鈣質(zhì)有孔蟲殼體中的Mg/Ca和Sr/Ca比值綜合推斷古海洋環(huán)境參數(shù)（如溫度、鹽度）的基本原理，并討論其局限性。2.結(jié)合化石地球化學(xué)指標(biāo)，論述如何重建一個(gè)古代湖泊或內(nèi)陸盆地的古環(huán)境演變歷史。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.C4.B5.A6.C7.B8.B9.A10.B二、填空題1.物質(zhì)2.氧化還原3.鹽度；溫度4.低5.地方性；演化程度；局限性6.全球性環(huán)境變化7.高三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：生物標(biāo)志化合物在生物體內(nèi)合成和降解過(guò)程中，會(huì)受到環(huán)境氧化還原條件的影響。在氧化環(huán)境下，有機(jī)質(zhì)易于氧化分解，某些生物標(biāo)志化合物（如卟啉）可能被破壞或轉(zhuǎn)化；而在還原環(huán)境下，有機(jī)質(zhì)分解不充分，有利于更穩(wěn)定的生物標(biāo)志化合物（如某些甾烷、藿烷）的保存。因此，通過(guò)分析沉積物中特定生物標(biāo)志化合物的種類、豐度及其比值（如Pr/Ph），可以判斷古環(huán)境的氧化還原條件。例如，Pr/Ph比值高通常指示氧化環(huán)境，而Pr/Ph比值低則指示還原環(huán)境。2.解析思路：氧同位素分餾是指在水-氣交換、光合作用、水合作用等過(guò)程中，重同位素1?O相對(duì)于輕同位素12O發(fā)生分異的現(xiàn)象。在海洋中，鈣質(zhì)有孔蟲通過(guò)吸收海水中的鈣離子和碳酸根離子，在殼體中沉淀碳酸鈣（CaCO?）。在這個(gè)過(guò)程中，水分子參與反應(yīng)，1?O相對(duì)12O更容易被排除，導(dǎo)致形成的殼體具有較低的δ1?O值。反之，在淡水環(huán)境中，同位素分餾機(jī)制不同。通過(guò)測(cè)定不同地質(zhì)時(shí)期鈣質(zhì)有孔蟲殼體的δ1?O值，并與已知古溫度條件下的分餾模型對(duì)比，可以反推當(dāng)時(shí)表層海水的溫度。3.解析思路：化石地球化學(xué)指標(biāo)種類繁多，用途廣泛。例如：①穩(wěn)定同位素（如δ13C,δ1?O）可用于指示古溫度、古鹽度、水化學(xué)特征、生物生產(chǎn)力、沉積速率、古氣候等。②生物標(biāo)志化合物（如Pr/Ph,C30藻甾烷/C27植烷）可用于指示古環(huán)境氧化還原條件、水相（海相/湖相/陸相）、有機(jī)質(zhì)來(lái)源等。③微量元素比值（如Mg/Ca,Sr/Ca,Ba/Ca,U/Ca）在鈣質(zhì)生物殼體中可用于指示古溫度、古鹽度、生物擾動(dòng)程度、水體成分等。④化石自身的元素含量（如Pb,Cu,Zn）可用于指示古環(huán)境中的元素富集或污染事件。4.解析思路：化石在地質(zhì)年代學(xué)研究中主要作為標(biāo)準(zhǔn)化石（IndexFossils）發(fā)揮作用，其依據(jù)是化石的標(biāo)準(zhǔn)化石三原則：①生存時(shí)間短（即存在時(shí)限窄）；②地理分布廣；③生活于特定的巖相帶或地層中。滿足這些條件的化石，其出現(xiàn)或滅絕在地質(zhì)記錄中代表了特定的地質(zhì)時(shí)間點(diǎn)或時(shí)間區(qū)間，從而可以用于劃分和對(duì)比地層的年代。此外，某些化石的演化序列（如菊石、箭石）也可以提供連續(xù)的年代信息。四、論述題1.解析思路：鈣質(zhì)有孔蟲殼體在生長(zhǎng)過(guò)程中，其化學(xué)成分（Mg,Sr）的濃度會(huì)隨著海水化學(xué)參數(shù)（溫度、鹽度）以及生物自身生理活動(dòng)而變化。Mg/Ca比值主要受海水鹽度影響，鹽度越高，Mg/Ca比值越低；而Sr/Ca比值主要受海水溫度影響，溫度越高，Sr/Ca比值越高。因此，通過(guò)測(cè)定有孔蟲殼體中的Mg/Ca和Sr/Ca比值，可以利用這兩個(gè)參數(shù)對(duì)海水鹽度和溫度進(jìn)行聯(lián)合反演。然而，這種方法的局限性在于：①殼體記錄可能受到生物個(gè)體差異、生長(zhǎng)速率變化、后期成巖作用（溶解、重結(jié)晶）的干擾；②模型反演的精度受控于所用地球化學(xué)模型假設(shè)與實(shí)際沉積環(huán)境的符合程度；③對(duì)于混合水體的沉積環(huán)境，單一指標(biāo)可能無(wú)法準(zhǔn)確反映真實(shí)參數(shù)；④不同物種對(duì)環(huán)境參數(shù)的響應(yīng)可能存在差異。2.解析思路：重建古代湖泊或內(nèi)陸盆地的古環(huán)境演變歷史，需要綜合運(yùn)用多種化石地球化學(xué)指標(biāo)。首先，可以通過(guò)分析沉積物中鈣質(zhì)生物（如有孔蟲、介形蟲）殼體的穩(wěn)定同位素（δ1?O,δ13C）記錄，推斷古溫度、古鹽度、初級(jí)生產(chǎn)力以及水循環(huán)模式的變化。其次，可以利用生物標(biāo)志化合物（如C30藻甾烷/C27植烷、伽馬蠟烷/長(zhǎng)鏈烷烴）的比值變化，判斷沉積環(huán)境的氧化還原條件（如從氧化到還原）、水體分層情況以及有機(jī)質(zhì)的來(lái)源和成熟度。再次，可以測(cè)定湖