2025年大學(xué)《地球化學(xué)》專業(yè)題庫——地球巖石地球化學(xué)元素變遷規(guī)律研究方法總結(jié)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.在地殼中，豐度最高的元素是？A.氧B.鋁C.鐵D.鈣2.下列哪種地球化學(xué)方法是利用元素在礦物中的分配系數(shù)來推斷巖漿演化路徑的主要手段？A.穩(wěn)定同位素分析B.微量元素蛛網(wǎng)圖C.放射性同位素年齡測定D.X射線熒光光譜分析3.當(dāng)巖漿冷卻結(jié)晶時(shí)，早期形成的礦物通常傾向于富集哪些元素？A.高熔點(diǎn)元素（如Ti,V,Cr）B.低熔點(diǎn)元素（如K,Rb,Cs,Na）C.稀土元素（如REE）D.構(gòu)成礦物晶格的主要陽離子（如Si,Al）4.在地球化學(xué)研究中，活動(dòng)-相平衡模型的建立主要基于哪些原理？A.元素的放射性衰變定律B.化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)和相平衡條件C.同位素分餾作用的理論D.隕石太陽系物質(zhì)的初始組成5.利用1?Ar-3?Ar定年法研究巖漿活動(dòng)時(shí)，通常需要測定哪些樣品的同位素組成？A.原始巖漿巖和其后的次生礦物（如角閃石）B.任何兩種不同類型的巖石C.變質(zhì)巖中的繼承礦物D.沉積巖的碎屑成分6.地球化學(xué)中常用的“球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化”方法主要目的是什么？A.直接測定地殼的絕對(duì)年齡B.消除樣品間地球化學(xué)組成差異，便于對(duì)比元素原始豐度或分異程度C.計(jì)算巖石的放射性元素含量D.確定巖石形成的具體地質(zhì)年代7.某地殼巖石樣品的稀土元素配分模式呈現(xiàn)明顯的右傾型（輕稀土富集），這通常暗示了其成因可能與哪種過程有關(guān)？A.弧巖漿活動(dòng)B.礦床熱液交代C.礦物晶格重組的變質(zhì)作用D.大陸地殼的重熔作用8.在解釋巖石的同位素組成時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)其δ1?O值顯著高于其源區(qū)物質(zhì)，可能的原因是什么？A.巖漿經(jīng)歷了結(jié)晶分異作用B.巖漿或巖石與富集1?O的水蒸氣發(fā)生交代作用C.巖石經(jīng)歷了低溫?zé)嵋何g變D.巖石發(fā)生了強(qiáng)烈的脫硅作用9.下列哪種同位素體系的分餾主要受溫度控制？A.O同位素1?O/1?OB.C同位素13C/12CC.S同位素3?S/3?SD.H同位素D/1H10.地球化學(xué)中所謂的“親石元素”通常指哪些性質(zhì)的元素？A.在地殼中含量高，易形成硅酸鹽礦物B.具有強(qiáng)親銅性，主要富集在硫化物中C.具有強(qiáng)親氣性，易揮發(fā)進(jìn)入大氣圈D.半衰期非常短的放射性元素二、填空題（每空1分，共15分）1.地球化學(xué)元素遷移的主要驅(qū)動(dòng)力包括________、________和________。2.解釋某種元素在兩種不同巖石或礦物中含量差異時(shí)，需要考慮的主要因素有元素的________、________和________。3.利用微量元素在巖漿演化過程中的規(guī)律性變化，可以繪制________圖來示蹤巖漿的來源和演化路徑。4.地球化學(xué)分析中，為了消除基體元素對(duì)目標(biāo)元素分析的干擾，常采用________或________等方法。5.礦物飽和指數(shù)（MSI）是衡量某個(gè)特定礦物在當(dāng)前流體/巖石體系中進(jìn)行沉淀或溶解趨勢的指標(biāo)，其計(jì)算基于________原理。6.在研究變質(zhì)作用過程中，通過分析礦物對(duì)________的捕獲和釋放，可以推斷變質(zhì)流體的性質(zhì)和演化。7.放射性同位素定年的基本原理是利用放射性母體元素衰變至穩(wěn)定子體元素的速度（________）是恒定的。8.地球化學(xué)數(shù)據(jù)解釋中，“元素配分模式”分析有助于識(shí)別________、________等地質(zhì)過程的影響。9.當(dāng)研究深部地幔物質(zhì)時(shí)，常利用________和________等同位素體系的地球化學(xué)特征進(jìn)行示蹤。10.地球化學(xué)研究方法的選擇應(yīng)遵循“________”原則，即根據(jù)具體的地質(zhì)問題選擇最合適的技術(shù)手段。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述利用微量元素蛛網(wǎng)圖分析巖漿分異過程的思路。2.簡要說明什么是地球化學(xué)障，以及它對(duì)元素遷移和富集的影響。3.比較穩(wěn)定同位素地球化學(xué)與放射性同位素地球化學(xué)在研究地球化學(xué)過程時(shí)的主要區(qū)別和側(cè)重點(diǎn)。4.簡述活動(dòng)-相平衡模型在地球化學(xué)研究中的主要應(yīng)用領(lǐng)域。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述利用巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)（可提及元素、同位素等）綜合判斷巖漿來源類型的思路和方法。2.結(jié)合具體元素行為，論述流體在巖石圈元素遷移和富集過程中的重要作用。3.試述在地球化學(xué)研究中，如何綜合運(yùn)用多種分析技術(shù)（如主量、微量、同位素）來深入理解一個(gè)復(fù)雜的地質(zhì)過程（如變質(zhì)作用或成礦作用）。---試卷答案一、選擇題1.A2.B3.A4.B5.A6.B7.A8.B9.A10.A二、填空題1.化學(xué)性質(zhì)差異，溫度梯度，壓力梯度2.分配系數(shù)，地球化學(xué)障，源區(qū)性質(zhì)3.微量元素蛛網(wǎng)圖4.標(biāo)準(zhǔn)加入法，內(nèi)標(biāo)法5.化學(xué)平衡6.氬（或Ar），氦（或He）7.半衰期8.巖漿分異，交代作用9.氧（或O），氬（或Ar）10.最優(yōu)化（或最合適）三、簡答題1.解析思路：首先說明微量元素在巖漿演化中行為不同，早期結(jié)晶的相中富集某些微量元素，晚期結(jié)晶的相中富集另一些。然后闡述通過繪制原始巖漿或某一演化階段巖漿的微量元素配分模式圖，與理想分異模式（如球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化）對(duì)比，可以識(shí)別出偏離程度，進(jìn)而判斷巖漿經(jīng)歷了何種程度的分異以及大致的演化階段。特別關(guān)注哪些元素組合表現(xiàn)出顯著的正或負(fù)異常，這指示了特定的分離結(jié)晶礦物相。2.解析思路：首先定義地球化學(xué)障為元素遷移通道受阻的區(qū)域或界面。然后說明地球化學(xué)障（如相界面、密度界面、構(gòu)造破碎帶、礦物相邊界）可以阻止或減緩元素的遷移速率。最后闡述這種阻隔作用會(huì)導(dǎo)致元素在障壁一側(cè)富集，形成礦床或異常地球化學(xué)區(qū)域，或者使元素?zé)o法繼續(xù)遷移，從而影響元素的最終分布格局。3.解析思路：首先對(duì)比兩者研究對(duì)象，穩(wěn)定同位素側(cè)重于元素在物理化學(xué)平衡或非平衡過程中的分餾特征，用于示蹤物質(zhì)來源、過程機(jī)制和動(dòng)力學(xué)；放射性同位素側(cè)重于利用衰變定律測定地質(zhì)年齡，或根據(jù)同位素體系特征示蹤物質(zhì)來源和演化。其次說明穩(wěn)定同位素分析更依賴于元素間的物理化學(xué)性質(zhì)差異（分餾）和體系平衡/非平衡狀態(tài)，而放射性同位素定年依賴于放射性衰變的恒定速率和初始/最終狀態(tài)的測定。最后強(qiáng)調(diào)兩者在研究同一地質(zhì)問題時(shí)常結(jié)合使用，提供互補(bǔ)信息。4.解析思路：首先說明活動(dòng)-相平衡模型基于化學(xué)反應(yīng)原理，計(jì)算特定礦物在給定溫度、壓力和化學(xué)成分的體系中是否飽和（即是否會(huì)發(fā)生沉淀或溶解）。然后列舉其主要應(yīng)用，如：判斷巖漿或流體的成分演化趨勢、預(yù)測礦物的生成或消失、確定體系的氧化還原條件（如計(jì)算fO?）、估算流體性質(zhì)（如鹽度、pH）、研究變質(zhì)反應(yīng)的平衡條件等。四、論述題1.解析思路：首先指出判斷巖漿來源類型是巖漿地球化學(xué)的核心問題。然后分點(diǎn)闡述判斷思路：①地殼物質(zhì)對(duì)比：將巖石元素組成（常使用球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化或地殼平均值標(biāo)準(zhǔn)化）與已知的地殼、地幔、隕石等不同來源物質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，判斷其最可能的源區(qū)。②微量元素判別：利用特定微量元素（如高場強(qiáng)元素HFEs、輕稀土元素LREE、微量元素如Nb,Ta,Ti等）對(duì)地幔源區(qū)、地殼源區(qū)、熔體不均一性等的指示礦物組合或行為，建立判別圖解（如構(gòu)造環(huán)境判別圖），推斷巖漿源區(qū)性質(zhì)和來源（如板內(nèi)、板緣、地幔柱等）。③同位素示蹤：利用具有不同來源特征的穩(wěn)定同位素（如δ13C,δ1?O,δD,εHf,εNd等）和放射性同位素（如1?Ar-3?Ar,Sm-Nd,U-Pb等）體系，結(jié)合其地球化學(xué)行為，進(jìn)一步約束巖漿的來源（如地幔來源、地殼混染程度、形成時(shí)代等）。最后總結(jié)，綜合運(yùn)用多種地球化學(xué)指標(biāo)，相互驗(yàn)證，才能更準(zhǔn)確地確定巖漿來源類型。2.解析思路：首先強(qiáng)調(diào)流體（熔體、巖漿、流體）在地球化學(xué)循環(huán)中的關(guān)鍵作用。然后從物理和化學(xué)兩個(gè)方面論述流體的重要性：①物理遷移：流體具有低粘度、高流動(dòng)性，能夠克服重力、溫度和地球化學(xué)障的阻礙，在巖石圈內(nèi)部以及地殼-地幔界面進(jìn)行大規(guī)模的元素遷移。②化學(xué)反應(yīng)與分選：流體作為反應(yīng)物和溶劑，能夠與巖石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（如溶解、沉淀、交代），在過程中選擇性地溶解某些元素或礦物，導(dǎo)致元素在流體與固體之間的分配和富集，從而實(shí)現(xiàn)元素的分選和集中。結(jié)合具體例子說明，如巖漿演化過程中元素隨熔體分離、變質(zhì)過程中流體導(dǎo)致元素重新分布形成礦床、構(gòu)造活動(dòng)伴隨的流體活動(dòng)導(dǎo)致成礦等。最后總結(jié)，流體的存在是地球化學(xué)元素得以長距離、大規(guī)模遷移和富集的關(guān)鍵媒介。3.解析思路：首先指出單一分析技術(shù)往往只能提供元素或同位素的局部信息，綜合運(yùn)用多種技術(shù)才能構(gòu)建完整的地質(zhì)過程圖像。然后選擇一個(gè)具體過程（如變質(zhì)作用）進(jìn)行闡述：①主量元素分析：確定巖石化學(xué)成分，計(jì)算礦物組成、陽離子總量、氧逸度、壓力等參數(shù)，判斷變質(zhì)環(huán)境的P-T條件。②微量元素分析：識(shí)別變質(zhì)反應(yīng)的指示礦物、示蹤元素（如W,Sn,Sb等）的行為，判斷變質(zhì)流體的性質(zhì)、來源和演化，以及不同變質(zhì)階段的變化。③穩(wěn)定同位素分析（如δ1?O,δ13C,δ2H）：指示變質(zhì)反應(yīng)的平衡溫度、流體來源