2025年大學(xué)《地球化學(xué)》專業(yè)題庫——沙漠地球化學(xué)與雪原地球化學(xué)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項(xiàng)前的字母填在題后括號內(nèi)）1.沙漠環(huán)境中，風(fēng)化作用以哪種形式最為顯著？A.化學(xué)風(fēng)化B.物理風(fēng)化C.生物風(fēng)化D.化學(xué)風(fēng)化和物理風(fēng)化并重2.沙漠地區(qū)常見的風(fēng)成礦床，其主要成礦元素通常不包括：A.鐵元素B.錳元素C.鈾元素D.鉻元素3.在冰芯研究中，δD和δ1?O值主要反映了：A.冰芯沉積時(shí)的火山活動強(qiáng)度B.冰芯沉積時(shí)的大氣降水來源和溫度C.冰芯沉積時(shí)的太陽輻射強(qiáng)度D.冰芯樣品的礦物成分4.沙漠鹽漬化過程中，哪種元素的富集現(xiàn)象最為典型？A.鉀（K）B.鈣（Ca）C.鎂（Mg）D.鈉（Na）5.與常規(guī)土壤相比，沙漠土（風(fēng)沙土）最顯著的特征是：A.有機(jī)質(zhì)含量高B.陽離子交換量高C.鹽分含量高或堿性D.土壤發(fā)育成熟度高6.利用雪芯中的古氣候信息，主要依據(jù)的是：A.雪芯中的氣泡成分B.雪芯沉積物的粒度變化C.雪芯樣品的同位素組成D.雪芯樣品的磁性特征7.在低溫的雪原環(huán)境中，生物地球化學(xué)循環(huán)通常：A.活躍且速率較快B.活躍但速率較慢C.不活躍且速率較慢D.不活躍但速率較快8.沙漠中，金（Au）等貴金屬元素富集的主要地球化學(xué)機(jī)制通常與：A.植物吸收作用有關(guān)B.河流搬運(yùn)和沉積作用有關(guān)C.極端pH條件下的沉淀作用有關(guān)D.風(fēng)蝕作用導(dǎo)致的元素重新分布有關(guān)9.凍土環(huán)境中的地球化學(xué)過程，其顯著特點(diǎn)通常包括：A.氧化還原條件復(fù)雜多變B.化學(xué)風(fēng)化速率極快C.元素遷移主要依靠重力水D.生物活動對元素循環(huán)影響很小10.冰芯記錄中，能夠反映過去大氣中二氧化碳濃度變化的是：A.冰芯樣品的密度變化B.冰芯樣品的礦物含量變化C.冰芯中包裹氣體的成分變化D.冰芯芯層的顏色變化二、填空題（請將答案填在橫線上）1.沙漠地區(qū)的風(fēng)化作用主要在________和________作用下進(jìn)行。2.雪原地區(qū)的物質(zhì)循環(huán)通常處于________狀態(tài)，元素遷移能力相對較弱。3.沙漠地下水的地球化學(xué)特征往往反映了其________和________的信息。4.同位素地球化學(xué)方法在沙漠研究中可用于________和________等方面。5.雪芯中的氣泡能夠提供________時(shí)期大氣的________信息。6.沙漠鹽漬化是________和________作用共同影響的結(jié)果。7.凍土的發(fā)育對雪原地區(qū)的________循環(huán)具有重要影響。8.研究沙漠風(fēng)成礦床時(shí)，常利用________和________等地球化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行找礦預(yù)測。9.冰芯的粒度變化可以反映________時(shí)期的氣候波動。10.雪水同化是雪原地區(qū)________循環(huán)的重要環(huán)節(jié)。三、簡答題1.簡述沙漠物理風(fēng)化作用的主要類型及其影響因素。2.比較沙漠和常規(guī)陸地環(huán)境中古水（古河床、古湖相）沉積物地球化學(xué)特征的異同點(diǎn)。3.闡述穩(wěn)定同位素（δD,δ1?O）在沙漠古環(huán)境重建中的應(yīng)用原理。4.簡述冰芯分析中，測年方法的主要類型及其在雪原地球化學(xué)研究中的作用。5.描述凍土融化對雪原地區(qū)地球化學(xué)環(huán)境可能產(chǎn)生的主要影響。四、論述題1.結(jié)合沙漠地球化學(xué)特點(diǎn)，論述風(fēng)成礦床（如風(fēng)成鈾礦、金礦）的形成條件、主要元素組合及找礦方向。2.論述雪原地球化學(xué)在氣候變化研究中的地位和作用，重點(diǎn)說明冰芯記錄了哪些關(guān)鍵的地球化學(xué)信息及其反映的氣候環(huán)境意義。3.分析沙漠和雪原地球化學(xué)研究的特殊性（如樣品獲取難度、環(huán)境條件極端等）對研究方法和技術(shù)提出哪些挑戰(zhàn)，并探討相應(yīng)的應(yīng)對策略。試卷答案一、選擇題1.B2.D3.B4.D5.C6.A7.C8.D9.A10.C二、填空題1.物理風(fēng)化，化學(xué)風(fēng)化2.低溫，缺氧3.水源補(bǔ)給，水巖相互作用4.古環(huán)境重建，資源勘查5.沉積，氣體成分（或大氣化學(xué)成分）6.鹽分來源，水分蒸發(fā)7.水循環(huán)8.元素賦存狀態(tài)（或地球化學(xué)行為），空間分布規(guī)律9.降水（或氣候）10.水循環(huán)（或水）三、簡答題1.解析思路：回答物理風(fēng)化的定義，列舉沙漠地區(qū)主要的物理風(fēng)化類型（如溫差風(fēng)化、鹽類結(jié)晶風(fēng)化、風(fēng)蝕磨蝕），并說明影響其強(qiáng)度的因素（如晝夜溫差大小、鹽分含量、風(fēng)速、巖石性質(zhì)等）。*答案要點(diǎn)：物理風(fēng)化是指在沒有化學(xué)成分變化的情況下，由于物理因素（如溫度變化、水分凍融、鹽類結(jié)晶、風(fēng)蝕等）使巖石破碎的過程。沙漠地區(qū)主要類型包括：溫差風(fēng)化（因日夜溫差大導(dǎo)致巖石熱脹冷縮而破裂）；鹽類結(jié)晶風(fēng)化（水分蒸發(fā)時(shí)鹽分結(jié)晶對巖石產(chǎn)生脹壓力）；風(fēng)蝕磨蝕（氣流攜帶沙粒對巖石進(jìn)行打磨）。其強(qiáng)度受晝夜溫差、空氣濕度（鹽類結(jié)晶）、風(fēng)速（風(fēng)蝕磨蝕）、巖石性質(zhì)（解理發(fā)育程度等）等因素影響。2.解析思路：比較沙漠古水沉積物與常規(guī)陸地沉積物在元素組成、鹽度、pH、有機(jī)質(zhì)含量、自生礦物等方面的差異。沙漠古水通常鹽度較高、pH可能偏堿性，且常富含特定元素（如Fe,Mn,Au），有機(jī)質(zhì)含量通常較低。*答案要點(diǎn)：異同點(diǎn)在于：相同點(diǎn)可能都具有一定的地球化學(xué)指紋，反映了形成時(shí)的水巖相互作用。不同點(diǎn)主要表現(xiàn)在：沙漠古水沉積物常形成于干旱、蒸發(fā)強(qiáng)烈的背景下，往往鹽度較高（反映鹽分富集），pH可能偏堿性，沉積物中常富集某些特定元素（如Fe,Mn,Au等形成氧化物或硫化物沉淀），有機(jī)質(zhì)含量通常較低，自生礦物（如石膏、芒硝）發(fā)育。而常規(guī)陸地環(huán)境下的古水沉積物特征則更多取決于具體的氣候、地貌和水文條件，鹽度通常較低，元素組成更廣泛，有機(jī)質(zhì)含量變化較大。3.解析思路：解釋δD和δ1?O的來源（水分子同位素），說明其在水循環(huán)中的分餾規(guī)律（溫度、相變），以及如何利用這種分餾規(guī)律來追溯古水來源和古氣溫。強(qiáng)調(diào)冰水體系的特點(diǎn)。*答案要點(diǎn)：穩(wěn)定同位素δD和δ1?O主要存在于水分子中。在水循環(huán)過程中，不同相態(tài)的水（如蒸汽、液態(tài)水、冰）之間會發(fā)生同位素分餾，溫度越高，重同位素相對富集。降水在降落過程中會與大氣水汽發(fā)生分餾。冰川或積雪會進(jìn)一步富集輕同位素。因此，通過分析沙漠地下水中δD和δ1?O的值，可以與已知來源的水（如大氣降水、深層地下水）進(jìn)行對比，推斷地下水的來源、形成過程。同時(shí)，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，可以估算古氣溫或降水來源地的大氣降水溫度。在冰芯研究中，冰層中的δD/δ1?O記錄則直接反映了不同時(shí)期大氣降水和冰水體系的同位素組成變化，是古氣候變化研究的重要指標(biāo)。4.解析思路：介紹冰芯測年的主要方法（如層理計(jì)數(shù)法、火山灰層定年法、放射性同位素測年法），并說明這些方法如何幫助確定冰芯沉積時(shí)間，從而為分析雪原地區(qū)的地球化學(xué)記錄（如氣體成分、同位素、沉積物特征）提供時(shí)間框架。*答案要點(diǎn)：冰芯測年方法主要包括：利用冰芯中可見的年層（由季節(jié)性氣候變化導(dǎo)致密度或顏色變化形成）進(jìn)行計(jì)數(shù)定年（層理計(jì)數(shù)）；利用冰芯中火山噴發(fā)事件產(chǎn)生的火山灰層，通過與已知火山噴發(fā)事件進(jìn)行對比來確定年齡；利用冰芯中包裹氣體或冰體自身的放射性同位素（如3?Si,13?Cs）進(jìn)行測年。這些測年方法能夠精確確定冰芯沉積的時(shí)間序列，為分析冰芯記錄的古大氣成分（如CO?,CH?）、穩(wěn)定同位素（δD,δ1?O）、沉積物特征（如礦物、顏色）等地球化學(xué)信息提供可靠的時(shí)間標(biāo)尺，從而揭示雪原地區(qū)過去氣候環(huán)境的演變歷史。5.解析思路：分析凍土融化對水環(huán)境、元素遷移、土壤性質(zhì)、生態(tài)系統(tǒng)等方面的影響。凍土作為穩(wěn)定層，束縛了水分和元素，融化會改變這些狀態(tài)。*答案要點(diǎn)：凍土融化會帶來一系列地球化學(xué)環(huán)境變化：首先，融化產(chǎn)生大量凍土水，顯著增加區(qū)域水流量，改變水循環(huán)格局；其次，融化后的水分會淋濾凍土中的束縛態(tài)元素（如營養(yǎng)元素、重金屬），導(dǎo)致元素釋放和遷移能力增強(qiáng)，可能引發(fā)水體富營養(yǎng)化或污染；再次，融化改變了土壤性質(zhì)，可能破壞原有土壤結(jié)構(gòu)，影響土壤呼吸作用和碳循環(huán)；此外，融化可能改變凍土區(qū)脆弱的生態(tài)系統(tǒng)，影響生物地球化學(xué)循環(huán)過程。總體而言，凍土融化加劇了水-巖-氣相互作用，加速了元素在雪原地區(qū)的遷移轉(zhuǎn)化。四、論述題1.解析思路：從沙漠地球化學(xué)環(huán)境出發(fā)，闡述風(fēng)成礦床形成的特殊條件（如風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積環(huán)境），分析其中常見元素（如鈾、金、稀土元素等）的地球化學(xué)行為和富集機(jī)制（如還原環(huán)境沉淀、分異富集等），并結(jié)合這些特點(diǎn)提出找礦預(yù)測的方向（如尋找特定蝕變礦物組合、關(guān)注風(fēng)積地貌單元等）。*答案要點(diǎn)：風(fēng)成礦床形成于特定的沙漠地球化學(xué)環(huán)境。其形成條件包括：強(qiáng)烈的物理風(fēng)化提供豐富的碎屑物質(zhì)；一定的化學(xué)風(fēng)化使部分元素活化遷移；特定的風(fēng)積地貌（如沙丘鏈、沙壟）作為沉積場所；局部的還原環(huán)境（如地下水位附近、特定的沉積條件）有利于某些元素（如U,Au）的沉淀富集。常見元素如鈾（常與有機(jī)質(zhì)、還原環(huán)境有關(guān)）、金（常呈自然金或伴生于硫化物中，隨風(fēng)搬運(yùn)沉積）、稀土元素（可能來自源巖風(fēng)化，在特定環(huán)境下富集）。富集機(jī)制可能涉及元素在風(fēng)化過程中的分異、搬運(yùn)過程中的選擇性沉積、沉積環(huán)境中的還原沉淀或生物化學(xué)作用等。找礦預(yù)測方向應(yīng)關(guān)注具有上述特定風(fēng)積地貌、顯示相關(guān)蝕變（如堿性蝕變、硫酸鹽蝕變）或礦物組合（如黃鐵礦、電氣石、蛋白石）、以及存在還原環(huán)境指示（如有機(jī)質(zhì)、低氧條件）的區(qū)域。2.解析思路：論述雪原地球化學(xué)在氣候變化研究中的核心地位，重點(diǎn)說明冰芯作為關(guān)鍵載體，記錄了哪些方面的地球化學(xué)信息（大氣氣體、同位素、沉積物），這些信息如何反映氣候環(huán)境變化（溫度、氣體濃度、環(huán)境事件等），以及這些記錄對于理解現(xiàn)代和過去氣候變化的重要性。*答案要點(diǎn)：雪原地球化學(xué)是氣候變化研究的重要分支，冰芯是其關(guān)鍵載體。冰芯記錄了寶貴的地球化學(xué)信息：包裹氣體：記錄了不同時(shí)期大氣中溫室氣體（CO?,CH?,N?O等）的濃度、氣溶膠成分和同位素組成，直接反映大氣成分變化和氣候狀態(tài)。穩(wěn)定同位素：冰芯中δD和δ1?O記錄了降水來源地的大氣降水溫度和濕度變化，以及冰水相變歷史，是重建古氣溫和古降水的重要指標(biāo)。沉積物：冰芯中的沉積物（如火山灰、灰塵、火山玻璃、有機(jī)碳等）可以指示火山活動強(qiáng)度、風(fēng)塵輸送通量、生物活動變化等環(huán)境事件和長期變化。這些地球化學(xué)記錄揭示了過去數(shù)十萬年來甚至更長時(shí)間尺度的大氣溫室氣體濃度、氣溫、降水、火山活動、太陽輻射等要素的波動變化，為理解現(xiàn)代氣候變化的背景、機(jī)制提供了關(guān)鍵的地質(zhì)記錄，對于驗(yàn)證氣候模型、預(yù)測未來氣候變化具有不可替代的作用。3.解析思路：分析沙漠和雪原地球化學(xué)研究的特殊性（極端環(huán)境、樣品獨(dú)特性、獲取難度等），列舉由此產(chǎn)生的具體挑戰(zhàn)（如樣品代表性、分析干擾、測年困難、極端條件下的地球化學(xué)過程理解等），并針對這些挑戰(zhàn)提出應(yīng)對策略（如優(yōu)化采樣技術(shù)、選擇合適的分析方法、結(jié)合多種手段進(jìn)行交叉驗(yàn)證、理論模擬等）。*答案要點(diǎn)：沙漠和雪原地球化學(xué)研究的特殊性帶來了諸多挑戰(zhàn)：樣品獲取困難：沙漠樣品（如深部風(fēng)成礦、古土壤）難以獲取，雪原樣品（如深層冰芯、偏遠(yuǎn)地區(qū)雪樣）采集成本高、難度大。樣品獨(dú)特性與代表性：沙漠樣品可能受風(fēng)蝕影響嚴(yán)重，雪原樣品可能存在分層擾動或污染問題，如何確保樣品的代表性是一個挑戰(zhàn)。分析干擾：沙漠樣品中鹽分高可能