2025年大学《地球物理学》专业题库- 地球动力学构造与地壳运动

2025年大学《地球物理学》专业题库——地球动力学构造与地壳运动考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）1.下列哪一项不是现代板块构造理论的主要组成部分？(A)地幔对流是板块运动的驱动力(B)地球是一个由多个刚性板块组成的层圈(C)海底地磁条带是板块构造的重要证据(D)转换断层是板块分离的主要边界类型2.在海沟附近，通常观察到的主要构造现象是(A)洋中脊式火山活动和裂谷(B)张性断裂和地垒、地堑构造(C)俯冲作用和深源地震(D)转换断层活动和地震3.导致地幔对流的根本热力来源主要是(A)地球内部放射性元素衰变产生的热量(B)地球形成初期的残余热量(C)太阳辐射能的输入(D)地球自转产生的潮汐力4.根据普拉特（Pratt）地壳均衡假说，下列描述正确的是(A)山脉下方地壳较薄，岩石圈密度较大(B)海洋盆地下方地壳较厚，岩石圈密度较小(C)地表形态主要由地壳的刚性支撑决定(D)地幔物质密度在地球内部均匀分布5.全球定位系统（GPS）在地球动力学研究中的主要应用是(A)探测地壳内部的详细结构(B)精确测量地壳形变和板块运动速度(C)直接测量地幔对流的速率和方向(D)确定地磁场的历史变化6.与俯冲带相关的地震活动特点通常是(A)震源深度浅，主要集中在海平面附近(B)震源深度深，可达地壳底部乃至上地幔(C)以张性断裂为主的震源机制(D)地震频度低，震级普遍较小7.地震波中的P波和S波的传播速度主要取决于介质的(A)密度和导电性(B)密度和弹性模量(C)热导率和磁性(D)沉积厚度和风化程度8.古地磁学研究中，条形磁异常的存在为哪个地质理论提供了重要证据？(A)地幔对流(B)板块构造(C)地壳均衡(D)海底扩张9.断层面上通常发育的构造现象不包括(A)褶皱(B)韧性剪切带(C)韧性劈理(D)角砾岩10.地球自转速度的长期变化可能对地壳运动产生的影响是(A)导致海平面在全球范围内均匀上升或下降(B)引起地幔物质从赤道向两极的重新分布(C)增强地壳的刚性，使其变形更难(D)减缓板块运动的速率二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在题横线上）1.板块构造理论认为，地球上主要的刚性块体是________，它们漂浮在塑性较强的________之上。2.海底地磁条带的形成与洋中脊两侧岩浆的________方向以及地球磁场的________变化密切相关。3.在板块构造模型中，洋中脊是________板块相互分离的地方，通常伴有________活动和地震。4.俯冲带是________板块俯冲到另一板块之下形成的构造带，常与________和深源地震相关。5.地球物理方法如重力测量可用于推断地壳的________和密度分布，磁法测量可用于确定古地磁极的位置和________。6.地震学研究表明，地球内部存在显著的波速界面，其中莫霍面是________与________的分界面。7.大地测量技术（如GPS、VLBI）通过测量地球________的变化，为研究地壳运动和地幔对流提供了重要信息。8.构造地质学中的褶皱和断层是地壳________的直接记录，反映了岩石圈内部的________状态。9.地幔对流是板块运动的________，它通过热物质的上升和冷却下沉循环驱动板块的________和________。三、判断题（每题1分，共10分。请将正确答案填在题后的括号内，正确的填“√”，错误的填“×”）1.所有地震都是板块构造活动的直接结果。（）2.转换断层两侧的板块运动方向相反。（）3.地球的重力异常主要反映了地幔内部的质量分布。（）4.地震波中的S波可以通过固态、液态和气态介质传播。（）5.板块边界总是位于地表，以明显的地质构造带形式展现。（）6.造山带通常形成于板块的俯冲带或碰撞带。（）7.地壳均衡作用是指地壳内部物质密度处处相等的状态。（）8.地面沉降主要是地壳抬升的结果。（）9.古地磁极的位置在地球表面是固定不变的。（）10.地幔对流是地球内部最主要的能量来源。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述板块构造理论的主要内容及其主要证据。2.解释什么是地幔对流，并说明其对板块运动的作用机制。3.简述重力异常如何反映地壳的厚度或密度变化。4.描述地震波（P波和S波）通过莫霍面和古登堡面时发生的主要变化，并解释其原因。五、论述题（每题10分，共20分）1.论述地震学方法在确定板块运动方向、研究地球内部结构以及理解地球动力学过程中的作用。2.结合具体实例（如喜马拉雅山脉或安第斯山脉），论述构造运动、地质灾害（地震、火山）与地球动力学背景之间的关系。---试卷答案一、选择题1.B2.C3.A4.C5.B6.B7.B8.B9.A10.B二、填空题1.板块，软流圈2.磁化，倒转3.离敛，拉斑玄武岩4.海洋，火山5.密度，古磁极漂移6.地壳，地幔7.自转轴8.变形，应力9.动力，分离，汇聚三、判断题1.×2.√3.×4.×5.×6.√7.×8.×9.×10.√四、简答题1.简述板块构造理论的主要内容及其主要证据。答：主要内容：地球表层由若干个巨大的、刚性的板块组成，这些板块漂浮在塑性较强的软流圈之上，相互之间以不同的方式运动；板块的运动驱动着地壳的变形和重塑，形成了全球主要的构造地貌单元（如洋中脊、海沟、造山带、转换断层）。主要证据：①海底地磁条带：洋中脊两侧呈对称分布的、正负交替的磁异常条带，记录了地球磁场的周期性倒转；②海底地形：大尺度上，洋中脊展布，海沟位于大洋边缘；③大陆轮廓：大陆边缘吻合，古生物化石跨大陆分布；④古地磁极漂移：不同大陆岩石的古地磁极位置存在系统性差异，可通过重建古地理位置印证板块漂移。2.解释什么是地幔对流，并说明其对板块运动的作用机制。答：地幔对流是指地球内部软流圈（部分熔融或具有塑性的上地幔）中，由于温度和密度的差异而引起的物质沿着水平方向和垂直方向的循环流动。作用机制：地幔对流产生的热驱动力和浮力作用，推动着上部的刚性板块发生运动。具体而言，热物质上升可导致板块分离（如洋中脊），冷物质下沉则可能将板块向下拖拽（如俯冲带），侧向流动则改变了板块间的相对运动。地幔对流是板块构造运动的主要驱动力。3.简述重力异常如何反映地壳的厚度或密度变化。答：根据地球物理原理，当地壳厚度增加或地壳岩石密度减小时，地表的重力值会相对偏低，形成重力低异常；反之，当地壳变薄或密度增大时，地表重力值相对偏高，形成重力高异常。因此，通过测量重力异常并将其与地壳模型结合，可以推断地壳的厚度变化（如寻找地壳厚度过渡带）或地壳内部密度分布的不均匀性（如推断密度异常体或沉积盆地）。4.描述地震波（P波和S波）通过莫霍面和古登堡面时发生的主要变化，并解释其原因。答：通过莫霍面（地壳与地幔界面）：P波和S波的速度均突然显著增加。原因：莫霍面下方地幔物质密度和弹性模量均大于地壳物质，导致波速加快。P波通过莫霍面时发生折射，方向发生改变；S波不能在液体中传播，若莫霍面下方存在液态地幔（传统模型认为否），S波会消失（理论上的莱曼判据，实际观测S波速度降低但未消失），这也是划分地幔顶部状态的重要依据。通过古登堡面（地幔与外核界面）：P波速度突然下降，发生显著折射；S波完全消失。原因：古登堡面下方是液态的外核。P波可以在液体中传播（通过切变形变），但速度因介质状态改变而降低；S波作为纵波可以传播，但作为横波（剪切波）不能在液体中传播，因此S波在古登堡面消失。五、论述题1.论述地震学方法在确定板块运动方向、研究地球内部结构以及理解地球动力学过程中的作用。答：地震学方法是研究地球内部结构和动力过程的核心手段。其作用体现在：①确定板块运动方向：通过分析全球地震分布图，特别是板片边缘的地震活动（震源机制解、震源深度），可以确定板块的边界类型和运动方向。例如，俯冲带地震的深源特性指示了俯冲板块的向下运动；转换断层两侧共轭震源机制解指示了板块的滑移方向。②研究地球内部结构：地震波（P波和S波）在地球内部传播速度的变化反映了介质密度的变化和弹性模量的差异。通过接收和处理全球地震数据，可以绘制地震走时图，确定地球内部的波速界面（莫霍面、古登堡面），推断地壳、地幔、外核、内核的圈层结构和平均物理性质。③理解地球动力学过程：地震波速不仅是介质组成的函数，也受温度、压力和物质流（如地幔对流）的影响。通过分析地震波速的空间变化（如地幔波速各向异性），可以推断地幔对流的存在、方向和强度，研究板块的形变机制、地壳的流变特性，以及板块碰撞、俯冲等过程对地球内部产生的效应。地震学为板块构造理论提供了关键的定量证据，并深化了我们对地球内部物理过程的理解。2.结合具体实例（如喜马拉雅山脉或安第斯山脉），论述构造运动、地质灾害（地震、火山）与地球动力学背景之间的关系。答：以喜马拉雅山脉为例：喜马拉雅山脉是印度板块向北俯冲到欧亚板块之下形成的巨大造山带。其构造运动和地质灾害与特定的地球动力学背景密切相关：①构造运动：强烈的造山运动导致地壳急剧增厚、缩短和隆升，形成了高耸的山脉和广阔的盆地。俯冲作用不仅形成了山脉，还控制了区域内的应力场，产生了复杂的断裂系统（如主干断裂带）。板块的持续碰撞和挤压是驱动山脉不断抬升的根本动力。②地质灾害：地震是喜马拉雅地区最显著的地质灾害。俯冲带产生的巨大应力积累在俯冲界面和上覆地壳的断裂带上。当应力超过岩石强度时，就会引发大规模地震，震源深度可以从浅层到深层，震中分布与俯冲板块的形状、地壳的薄弱环节密切相关。例如，2015年的尼泊尔大地震就与印度板块快速向北推挤、俯冲界面变形有关。该地区火山活动相对较弱，主要因为俯冲板块携带的水分进入地幔楔，导致岩浆的产生主要发生在板块碰撞造山带内部而非典型的俯冲带火山弧。以安第斯山脉为例：安第斯山脉是纳斯卡板块向东俯冲到南美板块之下形成的年轻造山带。其构造、地质灾害与地球动力学背景的关系为：①构造运动：纳斯卡板块的俯冲导致南美板块边缘地壳受挤压、褶皱和逆冲断裂发育，形成了绵长的高山链。俯冲过程也伴随着地壳的深部变形和物质交换。②地质灾害：强烈的地震是安第斯地区频繁发生的地质灾害。俯