2025年大學(xué)《地球化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——球粒隕石的成因及特徵考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、填空題（每空2分，共20分）1.球粒隕石被認(rèn)為是研究太陽(yáng)系________的天然樣品。2.根據(jù)球粒的有無(wú)和含量，球粒隕石可分為________型、________型和________型三大類。3.太陽(yáng)星云中，揮發(fā)性元素（如Na,K）通常在________溫度區(qū)域優(yōu)先冷凝。4.Ca-Al-richInclusions(CAIs)是球粒隕石中最早形成的復(fù)雜硅酸鹽質(zhì)體，其形成時(shí)代早于大多數(shù)________的形成。5.E型球粒隕石最顯著的特征是其________相含量極低，且常表現(xiàn)出強(qiáng)烈的________稀土元素虧損。6.O型球粒隕石主要由________和________組成，具有極高的總金屬含量，通常缺乏球粒和基質(zhì)。7.球粒隕石中的________元素（如Cl,F,H）相對(duì)于太陽(yáng)豐度通常存在顯著虧損，這被認(rèn)為是太陽(yáng)風(fēng)輻照作用的結(jié)果。8.1?Be/?Be和3?Ar/3?Ar等放射性同位素系統(tǒng)記錄了球粒隕石形成后遭受________的歷史。9.M型球粒隕石富含________，其成因可能與星云中存在________有關(guān)。10.球粒隕石的冷凝理論認(rèn)為，元素的冷凝溫度主要取決于其在________下的飽和蒸氣壓。二、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.下列哪種球粒隕石類型以其極高的金屬含量和缺乏球粒、基質(zhì)而著稱？()A.C型B.O型C.E型D.M型2.導(dǎo)致太陽(yáng)星云中化學(xué)分異，形成不同類型球粒隕石的主要原因是？()A.星云內(nèi)部的密度波B.不同區(qū)域星云的溫度差異C.星云的旋轉(zhuǎn)和自引力作用D.宇宙射線的輻照3.以下哪種元素或礦物通常不被認(rèn)為是太陽(yáng)星云早期冷凝產(chǎn)物？()A.橄欖石(Mg,Fe)?SiO?B.Ca-Al-silicates(如頑輝石)C.硅酸鹽球粒D.金屬相(Fe-Ni合金)4.球粒隕石中的球粒主要是通過什么過程形成的？()A.原始星子碰撞熔融形成的熔體結(jié)晶B.星云氣體直接冷凝在固體顆粒表面形成的集合體C.金屬相在低溫區(qū)優(yōu)先冷凝聚集D.宇宙射線轟擊使原始物質(zhì)發(fā)生變化5.如果一個(gè)球粒隕石樣品顯示出明顯的輕稀土元素（LREE）虧損和鈮（Nb）、鉭（Ta）富集，它最有可能屬于哪種類型？()A.C型B.O型C.E型D.M型6.下列哪項(xiàng)證據(jù)最能支持太陽(yáng)星云模型是球粒隕石形成的基礎(chǔ)？()A.球粒隕石具有與太陽(yáng)風(fēng)數(shù)據(jù)相似的氧同位素組成B.球粒隕石中發(fā)現(xiàn)了來(lái)自超新新星爆發(fā)的指示礦物C.不同類型球粒隕石的成分存在系統(tǒng)性的差異D.球粒隕石記錄了太陽(yáng)早期活動(dòng)的歷史7.CAIs的形成反映了太陽(yáng)系早期________過程的復(fù)雜性。()A.星云物質(zhì)的均勻混合B.物質(zhì)的快速分異C.化學(xué)成分的區(qū)域不均勻性D.金屬與硅酸鹽的完全分離8.球粒隕石的基質(zhì)主要是由什么組成的？()A.完整的硅酸鹽球粒碎屑B.原始星云氣體冷凝形成的玻璃質(zhì)C.CAIs的碎屑D.金屬相的碎屑9.對(duì)于研究太陽(yáng)系早期形成歷史而言，碎粒隕石（FragmentaryChondrites）的價(jià)值主要在于？()A.它們保留了最原始、最未分異的信息B.它們經(jīng)歷了強(qiáng)烈的后期加工，能提供形成后的演化信息C.它們的成分與普通球粒隕石完全一致D.它們是太陽(yáng)風(fēng)輻照作用的最佳記錄者10.球粒隕石中普遍存在的________虧損被認(rèn)為是太陽(yáng)風(fēng)從星云中“清掃”走這些易揮發(fā)性元素的結(jié)果。()A.Mg和SiB.Fe和NiC.Na和KD.Ca和Al三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述太陽(yáng)星云冷凝理論的基本思想及其對(duì)球粒隕石形成的解釋。2.比較C型球粒隕石和O型球粒隕石在主要成分、結(jié)構(gòu)特征及形成環(huán)境方面的主要區(qū)別。3.解釋什么是球粒隕石的“揮發(fā)性元素虧損”，并簡(jiǎn)述其可能的成因。4.簡(jiǎn)述CAIs在球粒隕石研究中的重要性。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述球粒隕石的地球化學(xué)特征（包括成分、同位素組成等）如何為我們理解太陽(yáng)系的早期演化和化學(xué)分異提供信息。2.詳細(xì)闡述E型球粒隕石的地球化學(xué)特征及其形成機(jī)制。3.結(jié)合球粒隕石的成因和特征，論述其在行星科學(xué)中的地位和意義。試卷答案一、填空題（每空2分，共20分）1.早期2.無(wú)球粒、球粒、富球粒3.高4.球粒5.金屬、太陽(yáng)6.橄欖石、輝石7.揮發(fā)性8.宇宙射線9.金屬、富金屬區(qū)域10.等離子體（或“蒸汽”）二、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.C2.B3.D4.B5.C6.A7.C8.B9.A10.C三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.答案：太陽(yáng)星云冷凝理論認(rèn)為，太陽(yáng)星云是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的、溫度不均勻的氣體塵埃云。隨著星云溫度隨距離中心距離的增加而降低，當(dāng)溫度下降到某種物質(zhì)的飽和蒸氣壓時(shí)，該物質(zhì)就會(huì)從氣體相冷凝出來(lái)，形成固體顆粒。較重的元素在較高的溫度區(qū)域冷凝，較輕的元素在較低的溫度區(qū)域冷凝。球粒隕石被認(rèn)為是這些早期冷凝的固體顆粒通過吸積增長(zhǎng)形成的小型天體。解析思路：?jiǎn)栴}要求簡(jiǎn)述冷凝理論的基本思想和解釋。基本思想是溫度決定冷凝物種類和位置，解釋是球粒隕石是早期不同溫度區(qū)域冷凝物質(zhì)吸積形成的。需包含溫度、蒸氣壓、物質(zhì)種類、吸積增長(zhǎng)等關(guān)鍵要素。2.答案：C型（碳質(zhì)球粒隕石）主要由硅酸鹽球粒和基質(zhì)組成，金屬含量低，富含有機(jī)碳和揮發(fā)性元素，球粒邊界不規(guī)則，成分多樣。O型（無(wú)球粒球粒隕石）主要由橄欖石和輝石等硅酸鹽礦物組成，金屬含量極高，缺乏球粒和基質(zhì)，通常呈致密塊狀，成分相對(duì)均一。兩者區(qū)別在于：O型缺球粒、金屬高、成分均一；C型有球粒、金屬低、成分多樣且富揮發(fā)性元素。形成環(huán)境上，O型可能形成于相對(duì)均一、金屬富集的區(qū)域，而C型形成于成分不均一、富揮發(fā)性元素的星云區(qū)域。解析思路：?jiǎn)栴}要求比較C型和O型的區(qū)別。需列出兩者在主要成分（礦物、金屬、球粒）、結(jié)構(gòu)特征（球粒邊界）和形成環(huán)境上的顯著差異。抓住“有無(wú)球?！?、“金屬含量高低”、“成分特點(diǎn)”這幾個(gè)核心對(duì)比點(diǎn)。3.答案：球粒隕石中的揮發(fā)性元素（如Na,K,Cl,F,H,C等）含量普遍低于太陽(yáng)原始組成，這種虧損被稱為揮發(fā)性元素虧損。其可能成因是太陽(yáng)形成初期，強(qiáng)烈的太陽(yáng)風(fēng)（高能帶電粒子流）持續(xù)吹掃了靠近年輕太陽(yáng)的星云區(qū)域，將這些易揮發(fā)的元素從固體顆粒表面“清掃”走，導(dǎo)致球粒隕石中這些元素相對(duì)虧損。解析思路：?jiǎn)栴}要求解釋揮發(fā)性元素虧損及其成因。首先定義什么是揮發(fā)性元素虧損（含量低于太陽(yáng)豐度），然后給出主要原因（太陽(yáng)風(fēng)輻照作用），并簡(jiǎn)述作用機(jī)制（清掃易揮發(fā)元素）。4.答案：CAIs（鈣鋁質(zhì)球粒）是球粒隕石中最早形成的復(fù)雜硅酸鹽質(zhì)體，其形成時(shí)代早于大多數(shù)球粒和基質(zhì)。它們提供了關(guān)于太陽(yáng)系早期物質(zhì)分異、化學(xué)成分不均勻性以及早期行星形成環(huán)境的重要信息。研究CAIs的種類、成分、形成機(jī)制有助于約束太陽(yáng)星云的詳細(xì)模型，理解太陽(yáng)系形成的初始條件和早期歷史。它們是研究太陽(yáng)系化學(xué)演化序列的關(guān)鍵“時(shí)間標(biāo)記”。解析思路：?jiǎn)栴}要求闡述CAIs的重要性。需說(shuō)明CAIs的基本特征（早期、復(fù)雜、形成時(shí)代），并點(diǎn)明其在科學(xué)研究中的具體價(jià)值（提供早期物質(zhì)信息、約束星云模型、研究化學(xué)演化等）。四、論述題（每題10分，共30分）1.答案：球粒隕石被認(rèn)為是太陽(yáng)星云的原始?xì)堄?，其地球化學(xué)特征為我們理解太陽(yáng)系早期演化提供了寶貴信息。首先，球粒隕石的整體化學(xué)成分，特別是與太陽(yáng)風(fēng)數(shù)據(jù)、太陽(yáng)光球成分的比較，揭示了太陽(yáng)系形成過程中的化學(xué)分異程度，例如揮發(fā)性元素的虧損和輕元素（如Si,Mg）的富集。其次，不同類型球粒隕石（C,O,E,M型）的系統(tǒng)性成分差異（如金屬含量、硅酸鹽類型、稀土元素配分、揮發(fā)性元素含量）表明太陽(yáng)星云內(nèi)部存在顯著的空間化學(xué)不均勻性，是形成不同行星類地行星的物質(zhì)基礎(chǔ)。再次，球粒隕石中的同位素組成（如氧同位素、錒系元素同位素、稀有氣體同位素）記錄了太陽(yáng)風(fēng)作用、早期核反應(yīng)、以及物質(zhì)形成和演化的歷史。最后，球粒隕石中發(fā)現(xiàn)的宇宙成因核素（如1?Be,3?Ar）提供了球粒隕石形成后遭受宇宙射線作用的年代信息，結(jié)合其內(nèi)部年齡體系（如放射性定年），可以重建太陽(yáng)系早期的時(shí)間標(biāo)尺和演化速率。解析思路：?jiǎn)栴}要求論述球粒隕石地球化學(xué)特征對(duì)太陽(yáng)系早期演化和化學(xué)分異的理解。需從多個(gè)角度展開：整體成分揭示分異；不同類型揭示不均勻性；同位素揭示太陽(yáng)風(fēng)、核反應(yīng)、演化歷史；宇宙成因核素揭示時(shí)間標(biāo)尺。要體現(xiàn)出成分、同位素、年代學(xué)等多方面證據(jù)及其意義。2.答案：E型球粒隕石（頑輝球粒隕石）具有一系列獨(dú)特的地球化學(xué)特征：①金屬相（Fe-Ni合金）含量極低，通常小于1%。②硅酸鹽球粒主要成分為頑輝石（Mg?SiO?），有時(shí)含少量鐵紋石（Fe?SiO?）。球粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常較為均勻，缺乏球粒間物質(zhì)（matrix）。③具有顯著的輕稀土元素（LREE）虧損和鈮（Nb）、鉭（Ta）等高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE）相對(duì)于重稀土元素（HREE）的富集（即Nb/Ta相對(duì)于La/Sm的異常）。④鉻（Cr）含量通常較高。⑤通常具有較低的硅（Si）和鋁（Al）含量。E型球粒隕石的成因機(jī)制目前尚無(wú)完全統(tǒng)一的定論，主要有兩種解釋：a)形成于太陽(yáng)星云中一個(gè)相對(duì)孤立、成分特殊的小區(qū)域，該區(qū)域可能靠近早期形成的行星或星子，遭受了強(qiáng)烈的輻射或化學(xué)分異，導(dǎo)致金屬被驅(qū)散或富集成較大的星子后被剝離，同時(shí)富集了某些HFSE元素；b)形成于星云中一個(gè)富集鎂、鐵但貧鋁和硅的區(qū)域，這里的金屬和鎂硅酸鹽物質(zhì)在低氧條件下快速冷卻并凝固，形成了頑輝石球粒，而鋁硅酸鹽物質(zhì)則難以形成或被分離。解析思路：?jiǎn)栴}要求詳細(xì)闡述E型球粒隕石的特徵和成因。首先，必須準(zhǔn)確列出E型的主要地球化學(xué)特征（金屬低、硅酸鹽類型、稀土配分異常、其他元素特征）。然后，重點(diǎn)闡述其可能的成因機(jī)制，主要介紹兩種主流觀點(diǎn)（特殊區(qū)域形成、低氧快速凝固），并簡(jiǎn)述每種觀點(diǎn)的核心思想。3.答案：球粒隕石在行星科學(xué)中具有極其重要的地位和意義。首先，它們是研究太陽(yáng)系形成的“鑰匙”和“天然實(shí)驗(yàn)室”，因?yàn)樗鼈儽徽J(rèn)為是太陽(yáng)星云中形成的原始物質(zhì)殘余，其成分和結(jié)構(gòu)記錄了太陽(yáng)系誕生初期的物理化學(xué)條件和演化歷史。通過研究球粒隕石的化學(xué)組成（整體和微量元素）、同位素組成，可以反推太陽(yáng)星云的組成、溫度結(jié)構(gòu)、化學(xué)分異過程以及太陽(yáng)的形成歷史。其次，球粒隕石的多樣性（C,O,E,M型）揭示了太陽(yáng)星云內(nèi)部并非均勻，存在顯著的空間化學(xué)不均勻性，這直接關(guān)系到類地行星（如地球）形成過程中物質(zhì)來(lái)源和組成的復(fù)雜性。再次，球粒隕石中的CAIs是太陽(yáng)系中最古老的物質(zhì)，研究它們可以揭示早期物質(zhì)分異和行星形成的最早階段。最后，球粒隕石為比較行星學(xué)提供了基礎(chǔ)，通