2025年大學(xué)《地球化學(xué)》專業(yè)題庫——地球化學(xué)在地球化學(xué)中的應(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)的字母填入括號(hào)內(nèi)）1.在研究一個(gè)區(qū)域的花崗巖系列時(shí)，利用___________元素（如Rb/Sr,K/Ar）比值進(jìn)行巖漿演化趨勢(shì)分析，屬于地球化學(xué)在地球化學(xué)中的應(yīng)用范疇。A.穩(wěn)定同位素B.放射性同位素C.微量元素D.主量元素2.某地殼樣品的稀土元素配分曲線呈右傾型（輕稀土富集），這通常暗示其物質(zhì)來源可能主要是___________。A.深部地幔B.上地幔部分熔融C.花崗巖漿分異D.滑塌沉積物3.利用鍶同位素（87Sr/86Sr）比值變化來推斷沉積物的搬運(yùn)距離和物源區(qū)，主要基于___________原理。A.地球化學(xué)障B.同位素分餾C.地球化學(xué)循環(huán)D.初始鍶值（ISR）效應(yīng)4.在板塊構(gòu)造研究中，通過測(cè)定玄武巖中的鋯石U-Pb年齡，并結(jié)合其同位素組成（如εHf值），可以推斷___________。A.礦床的形成時(shí)代B.巖漿的結(jié)晶時(shí)代C.板塊的古大地構(gòu)造位置D.搬運(yùn)路徑5.對(duì)于地幔源區(qū)巖石，其全巖鉛同位素組成（206Pb/204Pb,207Pb/204Pb,208Pb/204Pb）通常具有相對(duì)___________的特點(diǎn)。A.高放射性成因鉛含量B.低放射性成因鉛含量C.明顯的幔源鉛虧損特征D.與殼源巖石一致的變化范圍6.在區(qū)分巖漿巖是源于地殼還是地幔時(shí)，除了考慮主要元素化學(xué)成分外，常利用___________組合進(jìn)行判別。A.SiO2-MgOB.Na2O-K2OC.Rb/Sr-87Sr/86SrD.Al2O3-TiO27.氧同位素（δ18O）在古氣候研究中的應(yīng)用，主要是基于___________的差異。A.不同礦物對(duì)水的吸附能力B.不同水體的蒸發(fā)-降水過程C.生物作用對(duì)同位素分餾的影響D.地殼與地幔的氧同位素交換8.在沉積巖研究中，利用微量元素（如V,Cr,Co）的含量及其比值（如V/(V+Cr)）可以___________。A.推測(cè)沉積時(shí)的古鹽度B.識(shí)別沉積環(huán)境的氧化還原條件C.估算沉積物的碎屑來源D.確定沉積巖的形成年代9.礦床地球化學(xué)中，利用成礦元素在礦石礦物中的___________特征，可以指示礦床的成因類型和物質(zhì)來源。A.空間分布格局B.化學(xué)鍵合狀態(tài)C.濃集程度D.以上都是10.地球化學(xué)模擬軟件（如MELTS,HPC）在地球化學(xué)研究中的應(yīng)用，主要是為了___________。A.直接測(cè)定樣品成分B.預(yù)測(cè)地球內(nèi)部過程的物理化學(xué)條件C.自動(dòng)完成所有實(shí)驗(yàn)分析D.存儲(chǔ)大量的地球化學(xué)數(shù)據(jù)庫二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填入橫線上）1.地球化學(xué)方法在確定地質(zhì)年齡方面，除了放射性定年法，還可以通過分析___________和___________的變化來實(shí)現(xiàn)。2.同位素地球化學(xué)中的“示蹤”技術(shù)，是利用不同同位素之間微小的___________差異來追蹤物質(zhì)來源、遷移路徑和反應(yīng)過程。3.元素地球化學(xué)中的“地球化學(xué)障”是指能夠阻礙或改變?cè)剡w移和富集的___________或___________層。4.在研究火山巖的巖漿演化時(shí)，常利用___________、_____________等元素或元素比值來指示巖漿分異的不同階段。5.活動(dòng)大陸邊緣的弧后盆地玄武巖，其鍶、鈾、釷同位素組成通常表現(xiàn)為___________的特征。三、名詞解釋（每題4分，共16分。請(qǐng)給出簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確的定義）1.地球化學(xué)指紋2.初始鍶值（ISR）3.微量元素地球化學(xué)4.地球化學(xué)模型四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共18分。請(qǐng)簡(jiǎn)明扼要地回答問題）1.簡(jiǎn)述利用同位素地球化學(xué)方法研究水循環(huán)過程的原理。2.簡(jiǎn)述主量元素地球化學(xué)組成在區(qū)分不同類型巖漿巖中的作用。3.簡(jiǎn)述地球化學(xué)在環(huán)境地球科學(xué)（如污染溯源）中的一種具體應(yīng)用方式。五、計(jì)算題（共14分。請(qǐng)寫出計(jì)算過程和結(jié)果）假設(shè)某地幔源區(qū)巖石的初始鈾鉛比（238U/204Pb）=15.2，現(xiàn)在測(cè)得該巖石樣品的鉛同位素組成如下：206Pb/204Pb=18.30,207Pb/204Pb=15.57,208Pb/204Pb=38.20。請(qǐng)計(jì)算該巖石的年齡（假設(shè)鈾鉛體系未發(fā)生顯著虧損或增豐，并忽略鈾釷體系的影響）。已知λ238=1.55125×10^-10年^-1,λ235U=9.8485×10^-10年^-1,λ232Th=1.205×10^-11年^-1。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.D4.C5.B6.C7.B8.B9.D10.B二、填空題1.放射性成因同位素含量，初始同位素比值2.同位素豐度3.地質(zhì)，構(gòu)造4.礦物，微量元素5.明顯的虧損三、名詞解釋1.指某些元素或同位素在地殼不同物質(zhì)中具有相對(duì)獨(dú)特的含量或比值特征，可用于區(qū)分不同來源或不同成因的巖石、礦物或流體。2.指在形成巖石或礦物時(shí)，其體系（如巖漿）所具有的初始同位素比值，通常通過測(cè)定樣品中放射性同位素及其子體的比例并結(jié)合地球化學(xué)模型進(jìn)行估算。3.研究含量通常低于主量元素（如氧化物）0.1%的元素（微量元素）在地球各圈層中的分布、遷移、富集規(guī)律及其地質(zhì)意義的應(yīng)用分支。4.基于已知的地球化學(xué)原理、定律和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過數(shù)學(xué)方程或計(jì)算機(jī)模擬來描述或預(yù)測(cè)地球內(nèi)部某些地質(zhì)過程（如巖漿演化、變質(zhì)反應(yīng)、水巖相互作用）的物理化學(xué)條件和元素行為變化的工具。四、簡(jiǎn)答題1.利用不同水體（如降水、地表水、地下水、海水）或不同相（如冰、水、礦物）之間同位素（特別是氫、氧、碳、硫、氮等）分餾的微小差異，通過測(cè)定樣品（如水、沉積物、礦物）中的同位素組成，結(jié)合地球化學(xué)模型，可以追蹤水的來源、蒸發(fā)/凝結(jié)過程、徑流路徑、混合比例以及與巖石的相互作用等信息。2.主量元素化學(xué)成分（特別是SiO2,Al2O3,FeOT,MgO,CaO,Na2O,K2O等）反映了巖漿源區(qū)的性質(zhì)、源區(qū)深度、部分熔融程度、巖漿演化路徑（如結(jié)晶分異、混合、巖漿交代）以及巖漿房的條件。例如，高SiO2、高K2O、高Na2O通常指示酸性巖漿巖（如花崗巖），而低SiO2、高M(jìn)gO、高CaO則指示基性或超基性巖漿巖（如玄武巖）；不同氧化物之間的比值（如K2O/Na2O,MgO/FeOT）和總量（如SiO2）可以進(jìn)一步幫助區(qū)分不同系列（如鈣堿性、堿性）和不同類型的巖漿巖。3.地球化學(xué)在環(huán)境地球科學(xué)中可用于污染溯源：通過測(cè)定污染源、背景土壤/水體以及受污染介質(zhì)（如土壤、地下水、沉積物）中的元素（如重金屬Cd,Pb,As,Hg）含量、元素比值或同位素組成，可以比較它們的地球化學(xué)特征，識(shí)別主要的污染來源（如工業(yè)點(diǎn)源、農(nóng)業(yè)面源、交通排放）；利用示蹤元素或同位素（如Crisotopes,Srisotopes,Pbisotopes）可以追蹤污染物的遷移轉(zhuǎn)化路徑和擴(kuò)散范圍；通過分析污染物在環(huán)境介質(zhì)中的賦存形態(tài)（如可溶態(tài)、固相結(jié)合態(tài)），可以評(píng)估其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。五、計(jì)算題計(jì)算過程：1.計(jì)算樣品的總鉛（TotalPb）：TotalPb=18.30+15.57+38.20=72.07204Pb=72.07/(206Pb/204Pb+207Pb/204Pb+208Pb/204Pb)=72.07/(18.30+15.57+38.20)=72.07/72.07=1.000206Pb=1.000*18.30=18.30207Pb=1.000*15.57=15.57208Pb=1.000*38.20=38.202.計(jì)算樣品的鉛同位素比值相對(duì)于初始比值的比例（即Rb/Sr,U/Pb）：207Pb/206Pb=15.57/18.30=0.8512208Pb/206Pb=38.20/18.30=2.0890U/Pb=(238U/204Pb)*(206Pb/204Pb)=15.2*1.000=15.2Rb/Sr=(87Rb/86Rb)*(86Sr/84Sr)≈1*(1/0.835)=1.197(假設(shè)初始87Sr/86Sr接近0.704，或用樣品207Pb/206Pb估算初始值，但題目給的是238U/204Pb，這里直接用模型參數(shù))。3.使用標(biāo)準(zhǔn)礦物鋯石或磷灰石的年齡-組成模型（如MELTS）進(jìn)行計(jì)算。假設(shè)使用MELTS，輸入?yún)?shù)：*初始Pb同位素比值（根據(jù)地幔來源估算或題目隱含）：ε208=0,ε207=-15(估算地幔值)，ε206=0*U/Pb=15.2*T=Temperature(需要設(shè)定一個(gè)地幔溫度，如1200K)*fO2(氧逸度，影響鈾的溶解度，可設(shè)為N2緩沖，約1