2025年大學(xué)《地球化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——地球化學(xué)與地質(zhì)災(zāi)害防治考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.在斜長(zhǎng)巖風(fēng)化過(guò)程中，如果只考慮K,Na,Ca,Mg四種元素，通常哪種元素的殘留量相對(duì)最高？A.KB.NaC.CaD.Mg2.利用穩(wěn)定同位素比值變化來(lái)追蹤地下水補(bǔ)徑排途徑時(shí)，以下哪對(duì)同位素組合最為常用？A.δD-δ1?OB.δ13C-δ1?NC.1?C-3HD.1?Be-3?Ar3.地下水對(duì)碳酸鹽巖產(chǎn)生化學(xué)侵蝕，導(dǎo)致地面塌陷或地面沉降，這一過(guò)程主要受哪種地球化學(xué)因素控制？A.溶解性鹽類的含量B.地下水的pH值和Eh值C.巖石的抗壓強(qiáng)度D.地下水流的流速4.火山噴發(fā)的熔巖和火山氣體中富含的SO?，其主要來(lái)源是巖漿中哪種組分的分解？A.水汽(H?O)B.碳酸鹽(CO?2?)C.硫(S)D.氟化物(F)5.滑坡體前緣發(fā)生泥化現(xiàn)象，通常指示該區(qū)域土體經(jīng)歷了怎樣的地球化學(xué)變化？A.強(qiáng)烈風(fēng)化，礦物嚴(yán)重蝕變B.富含有機(jī)質(zhì)，微生物活動(dòng)劇烈C.長(zhǎng)期水飽和，粘土礦物膨脹親水D.礦物成分復(fù)雜，含有大量稀有元素6.在利用放射性同位素進(jìn)行年代測(cè)定以評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害體（如古滑坡）的活動(dòng)歷史時(shí)，通常優(yōu)先考慮使用哪個(gè)同位素體系？A.1?C-13CB.3?Ar/3?ArC.1?Be-2?NeD.21?Pb-21?Bi7.某地發(fā)生巖溶塌陷，其地球化學(xué)背景調(diào)查顯示地下水中高錳酸根離子含量顯著增高，這主要反映了地下環(huán)境發(fā)生了怎樣的變化？A.氧化環(huán)境增強(qiáng)B.還原環(huán)境增強(qiáng)C.酸性增強(qiáng)D.堿性增強(qiáng)8.為了評(píng)估尾礦庫(kù)對(duì)下游水體的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)，地球化學(xué)調(diào)查應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注哪個(gè)方面？A.尾礦庫(kù)中重金屬的賦存礦物相B.下游水體的pH值和氧化還原條件C.重金屬在沉積物中的吸附解吸特性D.以上所有方面9.地球化學(xué)背景值對(duì)于識(shí)別地質(zhì)災(zāi)害中的地球化學(xué)異常至關(guān)重要，其通常是指某個(gè)區(qū)域在什么條件下元素或同位素的統(tǒng)計(jì)特征值？A.受人類活動(dòng)嚴(yán)重干擾后B.自然狀態(tài)或受輕微自然過(guò)程影響下C.礦床開(kāi)采后D.災(zāi)害事件發(fā)生后10.地下水中的高濃度鹽分（如Cl?,SO?2?）可能導(dǎo)致巖土體結(jié)構(gòu)破壞，其作用機(jī)制主要是？A.物理性壓碎B.粘土礦物膨脹C.鹽類結(jié)晶產(chǎn)生的滲透壓D.礦物發(fā)生相變二、填空題1.地球化學(xué)過(guò)程，如風(fēng)化、水遷移和沉積，是塑造地球表面形態(tài)并影響______災(zāi)害的重要因素。2.同位素地球化學(xué)中的______法可用于確定地表水或地下水的補(bǔ)給來(lái)源。3.滑坡體內(nèi)部發(fā)生液化，通常需要滿足一定的水飽和度、孔隙壓力和______條件。4.火山噴發(fā)的氣體成分，特別是______和CO?，不僅影響大氣環(huán)境，也可能導(dǎo)致次生地質(zhì)災(zāi)害。5.地下水pH值和Eh值共同決定了水體的化學(xué)狀態(tài)，即______條件，這對(duì)元素的溶解和遷移至關(guān)重要。6.利用地球化學(xué)指標(biāo)，如某些指示礦物（如黃鐵礦）的存在與否，可以判斷地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域是否存在______風(fēng)險(xiǎn)。7.放射性同位素示蹤技術(shù)可以用于研究地下水的______和污染物遷移路徑。8.水土污染不僅破壞生態(tài)環(huán)境，其導(dǎo)致的土壤性質(zhì)惡化也可能誘發(fā)______等地質(zhì)災(zāi)害。9.在進(jìn)行地球化學(xué)調(diào)查時(shí)，了解區(qū)域______是評(píng)價(jià)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境背景的基礎(chǔ)。10.地球化學(xué)模擬軟件可以幫助我們理解復(fù)雜的地球化學(xué)過(guò)程，預(yù)測(cè)元素在______中的行為變化，為地質(zhì)災(zāi)害防治提供依據(jù)。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述水化學(xué)類型（如HCO?-Ca·Mg型）與巖土體（特別是滑坡體）穩(wěn)定性的關(guān)系。2.解釋什么是地球化學(xué)背景值，及其在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的意義。3.簡(jiǎn)述同位素分餾的基本概念，并舉例說(shuō)明其如何用于識(shí)別地下水循環(huán)過(guò)程。4.闡述地球化學(xué)因素（如元素富集或虧損）在識(shí)別潛在火山噴發(fā)活動(dòng)中的指示作用。四、論述題1.假設(shè)某山區(qū)發(fā)生多起突發(fā)性滑坡事件，初步調(diào)查發(fā)現(xiàn)滑坡多發(fā)生在斷裂帶附近，且地表水與地下水渾濁，含有高錳酸鉀溶液。請(qǐng)結(jié)合地球化學(xué)原理，分析可能誘發(fā)滑坡的地球化學(xué)因素，并提出利用地球化學(xué)方法進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的建議。2.闡述地球化學(xué)方法在地面沉降災(zāi)害評(píng)估與防治中的應(yīng)用潛力，并舉例說(shuō)明具體可以應(yīng)用哪些地球化學(xué)技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)沉降過(guò)程或指導(dǎo)防治措施。試卷答案一、選擇題1.A*解析：斜長(zhǎng)巖主要由硅鋁酸鹽組成，富含K,Na,Al。風(fēng)化過(guò)程中，Ca和Mg更容易以可溶性陽(yáng)離子形式流失（形成CaCO?沉淀或溶解于水），而K和Na的遷移能力相對(duì)較弱，且部分會(huì)殘留在長(zhǎng)石等礦物中，因此殘留量相對(duì)較高，K通常最高。2.A*解析：δD（氘）和δ1?O（氧-18）同位素在水中根據(jù)溫度和蒸發(fā)-降水過(guò)程發(fā)生分餾，其比值關(guān)系（通常用H?O同位素地球化學(xué)溫標(biāo)表示）與水循環(huán)路徑和階段密切相關(guān)，是追蹤水來(lái)源和遷移歷史最常用、最經(jīng)典的同位素組合。3.B*解析：化學(xué)侵蝕是水對(duì)巖石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。地下水的pH值和Eh值決定了水的氧化還原狀態(tài)，進(jìn)而影響哪些礦物可以溶解（如酸性條件下碳酸鹽溶解，氧化條件下硫化物溶解），這是控制碳酸鹽巖化學(xué)侵蝕速率和程度的關(guān)鍵因素。4.C*解析：火山噴發(fā)物中的硫主要來(lái)源于巖漿中溶解的硫化物（如FeS?，即黃鐵礦）。在巖漿上升和噴發(fā)過(guò)程中，壓力降低導(dǎo)致硫化物分解，釋放出大量SO?氣體。5.C*解析：泥化是指滑坡體前緣土體因長(zhǎng)期浸水飽和，孔隙比增大，粘土礦物吸水膨脹，結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度急劇降低，呈現(xiàn)泥狀。這直接與地下水活動(dòng)引起的化學(xué)作用（溶解、水化）和物理作用（膨脹）有關(guān)。6.C*解析：1?Be（鈹-10）通過(guò)宇宙射線轟擊地表土壤形成，可用于測(cè)定地表暴露年齡，常用于古滑坡、古海岸線等地質(zhì)災(zāi)害體的年代測(cè)定。3?Ar/3?Ar（氬-氬）法應(yīng)用廣泛，但常用于火山巖和年輕地質(zhì)樣品。1?C（碳-14）適用于有機(jī)物樣品。2?Ne（氖-20）是3?Ar衰變產(chǎn)物。7.A*解析：高錳酸根離子（MnO??）是錳的最高氧化態(tài)形態(tài)，其存在通常表明水體處于強(qiáng)氧化環(huán)境，能夠氧化還原性物質(zhì)，如Fe2?（亞鐵離子）或H?S（硫化氫）。地下水中高錳酸根含量增高，意味著氧化性增強(qiáng)，可能與地下水循環(huán)變化或附近存在氧化性物質(zhì)輸入有關(guān)。8.D*解析：評(píng)估污染風(fēng)險(xiǎn)需要全面了解：①污染源（尾礦庫(kù)）中污染物的種類、含量和賦存形態(tài)（決定釋放潛力）；②遷移路徑（地下水流向、速度）；③受體環(huán)境條件（下游水體的pH、Eh、氧化還原狀態(tài)、吸附介質(zhì)特性）（決定遷移轉(zhuǎn)化和最終風(fēng)險(xiǎn)）。必須綜合考慮。9.B*解析：地球化學(xué)背景值是指在一個(gè)特定區(qū)域，在不受或極少受現(xiàn)代人類活動(dòng)顯著干擾的情況下，天然物質(zhì)（如巖石、土壤、水、生物體）中元素或同位素的化學(xué)組成特征（通常用平均值、標(biāo)準(zhǔn)差或范圍表示）。它是識(shí)別該區(qū)域固有地球化學(xué)特征和判斷異常的基礎(chǔ)。10.C*解析：當(dāng)含有鹽分的地下水滲入巖土體孔隙時(shí)，隨著水分蒸發(fā)或植物吸收，鹽分濃度升高。高濃度鹽類結(jié)晶（如NaCl,MgSO?）會(huì)在孔隙中產(chǎn)生很大的結(jié)晶壓，導(dǎo)致巖土體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低，是鹽漬土、鹽巖區(qū)或沿海地區(qū)常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害誘因之一。二、填空題1.地表2.氫同位素3.應(yīng)力狀態(tài)4.二氧化硫5.氧化還原6.瓦斯（或CH?）7.遷移路徑8.滑坡9.地球化學(xué)10.地球系統(tǒng)三、簡(jiǎn)答題1.*解析思路：*首要任務(wù)是理解水化學(xué)類型反映的水質(zhì)特征（如酸堿度、鹽度、主要離子組成），然后聯(lián)系巖土體（特別是粘土礦物）的物理化學(xué)性質(zhì)。例如，高鹽度（如Cl?,SO?2?）可能引起滲透壓升高和礦物溶解，降低強(qiáng)度；強(qiáng)酸性（H?）或強(qiáng)堿性（OH?）可能促進(jìn)粘土礦物雙電層破壞或溶解，改變土體結(jié)構(gòu)；軟陰離子（HCO??,CO?2?）含量高可能暗示水對(duì)碳酸鹽巖的溶解，影響附近巖土體穩(wěn)定性。*答案要點(diǎn)：水化學(xué)類型反映地下水的化學(xué)成分和狀態(tài)。高鹽度（Cl-SO?型）可能因滲透壓和礦物溶解破壞土體結(jié)構(gòu)；強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性可能蝕變粘土礦物，改變其性質(zhì)；特定離子組合（如HCO?-Ca·Mg型）可能指示水與碳酸鹽巖的相互作用。綜合影響滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和發(fā)育。2.*解析思路：*定義地球化學(xué)背景值（天然狀態(tài)下的元素/同位素特征）。強(qiáng)調(diào)其作用：①作為參照標(biāo)準(zhǔn)，用于判斷某個(gè)區(qū)域或樣品的元素/同位素組成是否異常；②揭示區(qū)域固有的地球化學(xué)特征和物質(zhì)循環(huán)背景；③為地質(zhì)災(zāi)害（如污染、巖土體穩(wěn)定性變化）的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供基礎(chǔ)信息。簡(jiǎn)述獲取方法（區(qū)域化地球化學(xué)調(diào)查）。*答案要點(diǎn)：地球化學(xué)背景值是指自然環(huán)境中（受人類活動(dòng)影響?。┰鼗蛲凰氐慕y(tǒng)計(jì)特征值。它是識(shí)別地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)地球化學(xué)異常（如污染物富集、指示礦物出現(xiàn)）的基準(zhǔn)，揭示區(qū)域固有地球化學(xué)特征，是進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害地球化學(xué)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。3.*解析思路：*解釋同位素分餾（定義：同位素在物理或化學(xué)過(guò)程中發(fā)生分化的現(xiàn)象，導(dǎo)致不同樣品中同位素比值差異）。關(guān)鍵在于說(shuō)明分餾是有規(guī)律可循的，且與特定過(guò)程參數(shù)（如溫度、壓力、反應(yīng)物濃度、相平衡等）相關(guān)。舉例說(shuō)明：如水在蒸發(fā)和凝結(jié)過(guò)程中，較重的同位素（如1?O,D）更易留在冷凝水中，導(dǎo)致蒸餾水或冰川水比普通水更富集輕同位素。利用這一規(guī)律，通過(guò)測(cè)量水樣同位素比值與已知來(lái)源水（如大氣降水）的比值差異，可以反推水樣經(jīng)歷的蒸發(fā)-降水過(guò)程、混合比例等。*答案要點(diǎn)：同位素分餾是指同位素在物理或化學(xué)過(guò)程中發(fā)生相對(duì)富集或虧損的現(xiàn)象，導(dǎo)致不同樣品的同位素比值發(fā)生變化。分餾程度通常與特定過(guò)程（如溫度、蒸發(fā)強(qiáng)度）相關(guān)。例如，水循環(huán)中，1?O和D較易從水中蒸發(fā)，使得蒸餾水或雨水相對(duì)普通水更富集輕同位素。利用同位素分餾的規(guī)律，通過(guò)測(cè)量水樣同位素比值，可以識(shí)別地下水補(bǔ)給來(lái)源、混合比例、循環(huán)歷史等信息。4.*解析思路：*火山活動(dòng)前，巖漿在深部結(jié)晶分異，某些元素或礦物會(huì)富集。地球化學(xué)調(diào)查可以通過(guò)分析火山錐、附近土壤、地下水中異常元素（如高濃度的K,Ba,Rb,Cs,F,Cl等堿金屬和鹵素元素）或指示礦物（如黃鐵礦、磷灰石、某些硫化物）的存在與否，來(lái)判斷是否存在巖漿活動(dòng)或噴發(fā)的地球化學(xué)前兆。特別是某些元素組合（如高K/Rb,K/Th比值）與特定類型的巖漿活動(dòng)相關(guān)。*答案要點(diǎn)：火山活動(dòng)與巖漿演化密切相關(guān)，巖漿成分中常含有特定元素和礦物。地球化學(xué)方法通過(guò)分析火山噴發(fā)物、圍巖、熱液蝕變礦物、地下水和土壤中的元素地球化學(xué)特征。異常富集的堿金屬（K,Rb,Cs）、鹵素（F,Cl）、以及指示礦物（如黃鐵礦）可能與巖漿活動(dòng)或即將到來(lái)的噴發(fā)有關(guān)。特定元素比值（如K/Rb,K/Th）可以指示巖漿類型和演化階段，有助于識(shí)別潛在火山活動(dòng)。四、論述題1.*解析思路：**分析地球化學(xué)因素：首先根據(jù)已知信息（斷裂帶、水體渾濁含高錳酸鉀）進(jìn)行推斷。斷裂帶可能提供地下水快速運(yùn)移通道和構(gòu)造應(yīng)力集中區(qū)。渾濁水體含高錳酸鉀（氧化環(huán)境指示物）提示地下水氧化性增強(qiáng)。需要思考氧化性增強(qiáng)的原因和可能引發(fā)的問(wèn)題：①是否與近期降雨、地表水入滲有關(guān)，導(dǎo)致氧化性水體下滲？②是否與地下存在氧化性物質(zhì)（如高價(jià)鐵礦物、硝酸鹽）有關(guān)？③強(qiáng)氧化環(huán)境是否導(dǎo)致土體中某些成分變化（如有機(jī)質(zhì)氧化消耗、鐵錳氧化物沉淀或溶解變化）？結(jié)合滑坡多發(fā)性，重點(diǎn)分析氧化還原條件變化如何影響巖土體穩(wěn)定性（如改變礦物成分、孔隙結(jié)構(gòu)、滲透性）。*提出調(diào)查建議：基于上述分析，提出具體的地球化學(xué)調(diào)查方向。①測(cè)定滑坡體、附近巖土體和地下水的元素地球化學(xué)背景值（特別是Ca,Mg,K,Na,Fe,Mn,S,O同位素等）。②系統(tǒng)分析地下水的化學(xué)成分（包括pH,Eh,主要離子,溶解氧,以及Fe,Mn,CaCO?飽和度等）及其空間變化（垂直和水平方向），判斷氧化還原條件分布。③調(diào)查土體中指示礦物（如黃鐵礦、鐵錳氧化物）的分布、含量和賦存狀態(tài)。④利用同位素地球化學(xué)方法（如δD-δ1?O,δ13C-δ1?N,1?C）追蹤地下水流向、來(lái)源和活動(dòng)歷史。⑤地球化學(xué)模擬，預(yù)測(cè)不同條件下元素行為和巖土體穩(wěn)定性變化。*風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)：綜合調(diào)查結(jié)果，評(píng)估氧化還原條件變化對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響程度，識(shí)別關(guān)鍵影響因素，劃分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。*答案要點(diǎn)：可能因素：斷裂帶提供通道和應(yīng)力條件；地下水氧化性增強(qiáng)（可能與降水入滲、氧化物質(zhì)存在有關(guān)）；強(qiáng)氧化環(huán)境改變土體礦物成分和結(jié)構(gòu)，降低穩(wěn)定性。建議：測(cè)定背景值；分析水化學(xué)（pH,Eh,O?,元素）變化；調(diào)查指示礦物；同位素示蹤；地球化學(xué)模擬。通過(guò)綜合分析評(píng)估氧化還原條件變化對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響。2.*解析思路：**闡述應(yīng)用潛力：地球化學(xué)方法通過(guò)分析環(huán)境介質(zhì)（水、土、氣、生物）中的元素、同位素、有機(jī)物等化學(xué)信息，可以提供地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展、影響和防治的多種線索。*具體技術(shù)應(yīng)用（結(jié)合地面沉降）：①元素地球化學(xué)：監(jiān)測(cè)地下水化學(xué)成分（特別是Cl?,SO?2?,Na?,K?,Mg2?濃度變化