2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——地球磁場(chǎng)的演化及其地質(zhì)應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后括號(hào)內(nèi)）1.地球主要磁場(chǎng)的來(lái)源被認(rèn)為是（）。A.地核中的液態(tài)鐵鎳對(duì)流B.地幔中的放射性元素衰變C.地球表面電荷運(yùn)動(dòng)D.太陽(yáng)風(fēng)與地球大氣層相互作用2.下列哪一項(xiàng)不是地磁場(chǎng)的基本參數(shù)？（）A.磁偏角B.磁傾角C.磁極強(qiáng)度D.磁化率3.能夠記錄下地球古地磁極位置信息的巖石類型主要是（）。A.深成侵入巖B.沉積巖C.火山巖D.變質(zhì)巖4.古地磁學(xué)中，“極性條帶”主要是指（）。A.地幔內(nèi)部的對(duì)流模式B.地球磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的周期性記錄C.巖石圈板塊運(yùn)動(dòng)的痕跡D.巖石標(biāo)本中記錄的古地磁極性方向條帶5.導(dǎo)致地球磁場(chǎng)發(fā)生極性倒轉(zhuǎn)的主要原因是（）。A.地球自轉(zhuǎn)速度的變化B.太陽(yáng)活動(dòng)強(qiáng)度的周期性變化C.地核內(nèi)部發(fā)電機(jī)狀態(tài)的劇烈改變D.地幔物質(zhì)成分的快速變化6.巖石在形成過(guò)程中受到的最后一次原生剩磁（NRM）主要記錄的是（）。A.形成時(shí)地磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)度B.巖石形成后的后期地質(zhì)作用場(chǎng)C.地核內(nèi)部磁場(chǎng)的瞬時(shí)狀態(tài)D.地表太陽(yáng)風(fēng)磁場(chǎng)的影響7.利用古地磁學(xué)方法確定古大陸位置的主要依據(jù)是（）。A.巖石密度分布B.古地磁極性年表C.地震波速結(jié)構(gòu)D.地表氣溫記錄8.在油氣勘探中，地磁方法通常用于（）。A.直接尋找油氣藏本身B.圈定潛山構(gòu)造C.直接測(cè)定地溫梯度D.尋找基巖裂隙水9.與熱剩磁（TRM）相比，穩(wěn)定剩余磁化（SIRM）通常具有（）。A.更高的溫度依賴性B.更強(qiáng)的抗退磁能力C.僅在特定火山巖中存在D.僅與沉積環(huán)境有關(guān)10.下列哪項(xiàng)技術(shù)通常不直接用于古地磁極性條帶的野外數(shù)據(jù)采集？（）A.磁性異常測(cè)量B.航空磁測(cè)C.變位向量測(cè)量D.地質(zhì)填圖二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填寫(xiě)在橫線上）1.地球磁場(chǎng)主要分為_(kāi)_______場(chǎng)和________場(chǎng)兩部分。2.描述地磁場(chǎng)方向的兩個(gè)基本角度是________角和________角。3.古地磁學(xué)通過(guò)研究巖石中的________來(lái)重建地球過(guò)去的磁場(chǎng)方向和強(qiáng)度。4.巖石磁性按形成機(jī)制可分為_(kāi)_______磁性、________磁性、________磁性和________磁性。5.地球磁場(chǎng)的極性發(fā)生周期性反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱為_(kāi)_______。6.國(guó)際上統(tǒng)一使用的古地磁極性年表稱為_(kāi)_______。7.利用古地磁學(xué)恢復(fù)古板塊位置和構(gòu)造格架的關(guān)鍵是建立可靠的________。8.地磁異常在盆地構(gòu)造分析中可用于識(shí)別________和________。9.在地磁測(cè)井中，磁化率測(cè)井可以輔助判斷________和________。10.地磁極性漂移是指古地磁極相對(duì)于________的位置隨時(shí)間的變化。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述地核發(fā)電機(jī)理論的基本思想。2.簡(jiǎn)述古地磁測(cè)量中，從巖石樣品獲取原生剩磁的基本流程。3.簡(jiǎn)述地磁極性倒轉(zhuǎn)事件對(duì)沉積盆地形成的可能影響。4.簡(jiǎn)述利用地磁方法進(jìn)行油氣勘探的基本原理。四、論述題（每題7分，共14分）1.論述巖石磁性的主要類型及其在古地磁學(xué)研究中的應(yīng)用特點(diǎn)。2.論述如何利用古地磁學(xué)證據(jù)支持大陸漂移和板塊構(gòu)造理論。五、計(jì)算題（共10分）假設(shè)某地磁測(cè)量得到的地磁傾角為+55°，磁偏角為-10°。請(qǐng)計(jì)算該地點(diǎn)地磁場(chǎng)總強(qiáng)度T的水平分量H北向（Hx）和豎直分量Z向下（Hz）的比值（tanδ），并簡(jiǎn)要說(shuō)明該比值與磁傾角的關(guān)系。（注：計(jì)算過(guò)程需寫(xiě)出公式和步驟，結(jié)果以比值形式表示即可，無(wú)需具體數(shù)值計(jì)算）---試卷答案一、選擇題1.A2.D3.C4.D5.C6.A7.B8.B9.B10.A二、填空題1.偶極，非偶極2.磁偏，磁傾3.原生剩磁4.原生，次生，穩(wěn)定剩余，自然剩磁5.地磁極性倒轉(zhuǎn)6.古地磁極性年表（GPTS）7.古地磁極性年表8.構(gòu)造邊界，沉積相帶9.巖性，儲(chǔ)層10.大陸（或旋轉(zhuǎn)的剛體）三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：地核發(fā)電機(jī)理論認(rèn)為，液態(tài)外核中攜帶電荷的熔融鐵鎳物質(zhì)在巨大的地核壓力和溫度下發(fā)生對(duì)流，同時(shí)受到地幔對(duì)流和自轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)，形成復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)著的載流導(dǎo)體切割地核內(nèi)部的“地磁偶極子場(chǎng)”，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，這種運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了感應(yīng)電流。這些感應(yīng)電流自身又產(chǎn)生磁場(chǎng)，與初始的地磁偶極子場(chǎng)疊加，最終維持了地球強(qiáng)大的偶極磁場(chǎng)。該理論將地磁場(chǎng)的產(chǎn)生與地球內(nèi)部的動(dòng)力學(xué)過(guò)程聯(lián)系起來(lái)。2.解析思路：古地磁測(cè)量的基本流程通常包括：首先，在野外根據(jù)地質(zhì)情況選擇具有代表性的巖石標(biāo)本（如火山巖）；其次，將采集到的標(biāo)本運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行系統(tǒng)的退磁處理，目的是消除樣品中受后期地質(zhì)作用形成的次生磁化，保留最早形成的原生剩磁；然后，使用超導(dǎo)磁力計(jì)或納特斯拉計(jì)等高精度儀器測(cè)量退磁后樣品的磁化方向和強(qiáng)度；最后，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和校正（如消除儀器誤差、地磁場(chǎng)影響等），最終獲得樣品形成時(shí)的古地磁方向。3.解析思路：地磁極性倒轉(zhuǎn)期間，地球磁場(chǎng)的極性相對(duì)于固定的大陸（或假設(shè)的固定極性參考系）發(fā)生反轉(zhuǎn)。這種極性變化可能對(duì)沉積盆地的形成和演化產(chǎn)生影響，例如：倒轉(zhuǎn)期可能形成特殊的極性條帶沉積，成為識(shí)別盆地古構(gòu)造和劃分地層的標(biāo)志；極性倒轉(zhuǎn)事件有時(shí)與地球內(nèi)部動(dòng)力學(xué)環(huán)境的變化相關(guān)聯(lián)，可能影響板塊運(yùn)動(dòng)的速率和方向，進(jìn)而影響盆地的沉降速率和邊界活動(dòng)；極性變化可能對(duì)當(dāng)時(shí)生物的生存環(huán)境產(chǎn)生間接影響。4.解析思路：利用地磁方法進(jìn)行油氣勘探主要是利用地磁異常來(lái)間接識(shí)別有利儲(chǔ)層或構(gòu)造。其基本原理包括：不同巖性的巖石具有不同的磁化率，從而在地球磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生不同的磁異常強(qiáng)度和形態(tài)；沉積巖（特別是含鐵礦物豐富的碳酸鹽巖、頁(yè)巖等）與基底巖石（如變質(zhì)巖、火成巖）通常具有不同的磁特性，因此可以通過(guò)識(shí)別巖性界面的磁異常來(lái)追蹤基底起伏、圈定潛山構(gòu)造；局部磁異常也可能與儲(chǔ)層內(nèi)部的礦物填充或構(gòu)造破碎有關(guān)，可以作為油氣存在的間接指示；地磁測(cè)井可以通過(guò)測(cè)量巖石的磁化率等參數(shù)來(lái)輔助判斷地層巖性、識(shí)別儲(chǔ)層、評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性。四、論述題1.解析思路：論述巖石磁性類型及其應(yīng)用特點(diǎn)需首先列舉主要類型，如原生剩磁（NRM）：形成于巖石形成瞬間，記錄了當(dāng)時(shí)的地磁方向和強(qiáng)度，穩(wěn)定性高，是古地磁學(xué)主要研究對(duì)象。熱剩磁（TRM）：巖石在高溫下磁化后冷卻至居里溫度以下形成，方向與冷卻路徑和當(dāng)時(shí)地磁場(chǎng)有關(guān)，穩(wěn)定性較高，可用于確定形成溫度和古緯度。穩(wěn)定剩余磁化（SIRM）：在外加交變磁場(chǎng)飽和磁化后，當(dāng)交變磁場(chǎng)去掉后保留的部分磁化，對(duì)溫度不敏感，可用于巖性識(shí)別和磁化率測(cè)定。自然剩磁（NRM）：巖石在形成過(guò)程中自然獲得的剩磁，成分復(fù)雜，穩(wěn)定性不一。應(yīng)用特點(diǎn)在于：NRM和TRM因其高穩(wěn)定性主要用于古地磁極性測(cè)定和古緯度恢復(fù)；SIRM因其對(duì)溫度不敏感，常用于快速測(cè)定巖石磁化率，進(jìn)行巖性分類和大地測(cè)量；不同類型的剩磁對(duì)退磁的敏感性不同，決定了其在實(shí)驗(yàn)室分析中的處理流程。2.解析思路：論述古地磁學(xué)如何支持板塊構(gòu)造需圍繞古地磁證據(jù)展開(kāi)。首先，大陸巖石圈中廣泛存在的、極性穩(wěn)定的火山巖和侵入巖記錄了其形成時(shí)的古地磁極位置。通過(guò)全球范圍內(nèi)大量巖石標(biāo)本的古地磁測(cè)量，發(fā)現(xiàn)同一大陸塊不同時(shí)代巖石的古地磁極位置并非固定不變，而是隨著地質(zhì)年代呈現(xiàn)出規(guī)律性的遷移。其次，將這些古地磁極位置投影到球面上，發(fā)現(xiàn)同一大陸塊在不同地質(zhì)年代的古極軌跡并非隨機(jī)分布，而是可以連接起來(lái)，形成一條平滑的路徑，這表明該大陸塊在地質(zhì)歷史上曾經(jīng)發(fā)生過(guò)整體的大規(guī)模移動(dòng)。再次，不同大陸塊的古地磁極軌跡可以相互匹配，拼接在一起，完美地吻合了大陸漂移的預(yù)言。最后，古地磁極性年表為大陸移動(dòng)提供了精確的時(shí)間標(biāo)尺，證實(shí)了大陸漂移和板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是真實(shí)發(fā)生且具有周期性的地質(zhì)過(guò)程，為板塊構(gòu)造理論提供了強(qiáng)有力的證據(jù)。五、計(jì)算題解析思路：計(jì)算地磁場(chǎng)分量比值（tanδ）。已知地磁傾角I=+55°，磁偏角D=-10°。地磁場(chǎng)總強(qiáng)度T可以分解為水平分量H（北向）和豎直分量Z（向下）。磁傾角I是