2025年大学《地球物理学》专业题库- 海底地质与海底扩张研究

2025年大学《地球物理学》专业题库——海底地质与海底扩张研究考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项字母填在题干后的括号内）1.海底地壳中，由玄武质岩浆结晶形成的岩石层序，从洋中脊向外依次是（）。A.辉长岩-玄武岩-橄榄岩B.橄榄岩-辉长岩-玄武岩C.玄武岩-辉长岩-橄榄岩D.橄榄岩-玄武岩-辉长岩2.海底磁异常条带呈对称分布在洋中脊两侧，其主要形成原因是（）。A.海底沉积物快速堆积B.海底地幔对流运动C.板块俯冲引起的变质作用D.洋中脊两侧岩浆成分差异3.与洋中脊相比，海沟地区的地壳厚度和地震活动性通常表现为（）。A.厚度更大，活动性更弱B.厚度更小，活动性更强C.厚度更大，活动性更强D.厚度更小，活动性更弱4.能够直接揭示地壳下部结构和界面（如莫霍面）的地球物理方法是（）。A.海底重力测量B.海底磁力测量C.海底地震反射测量D.海底测深5.大陆架向海延展的部分，通常呈现为（）。A.缓和倾斜的斜坡B.垂直陡峭的崖壁C.平坦广阔的台地D.波状起伏的丘陵6.地幔物质沿着狭窄的通道，从地幔深处向上运移并导致火山活动的现象，被称为（）。A.海底地幔对流B.地幔柱C.板块分离D.板块汇聚7.海山链通常形成于（）。A.洋中脊轴部B.洋中脊两侧C.转换断层带D.板块俯冲带8.海底沉积物厚度最薄、年龄最新的区域通常位于（）。A.大陆架B.大陆坡C.洋中脊轴部D.海沟9.能够记录地球磁极倒转事件的海底特征是（）。A.重力异常B.海底地形C.海底磁异常条带D.海底沉积物颜色10.将相邻的海洋板块或大陆板块向彼此下方俯冲的边界，称为（）。A.发散边界B.走滑边界C.汇聚边界D.转换边界二、简答题（每题5分，共30分。请简明扼要地回答下列问题）1.简述海底扩张理论的主要证据。2.解释什么是转换断层，并说明其在板块构造中的作用。3.简述洋中脊的两种主要类型及其区别。4.海底热流测量对于研究海底扩张有何意义？5.重力异常在海底地质研究中通常可以用来推断哪些地质信息？6.为什么说海底玄武岩是研究地球深部组成的宝贵样品？三、论述题（每题10分，共40分。请结合所学知识，全面、深入地回答下列问题）1.详细阐述洋中脊磁异常条带的形成机制及其在证实海底扩张理论中的关键作用。2.综合运用地震学、重力学和磁学证据，说明板块俯冲带的地球物理特征及其地质意义。3.探讨地球物理方法（如地震反射、重力、磁力测量）在绘制海底地形图和解释海底地质结构方面的应用。4.试述海底地质与海底扩张研究对于理解地球动力学和资源勘探的重要性。试卷答案一、选择题（每题2分，共20分）1.B2.B3.B4.C5.A6.B7.D8.C9.C10.C二、简答题（每题5分，共30分）1.海底扩张理论的主要证据包括：①洋中脊存在地幔物质上涌和岩浆活动；②海底岩石年龄从洋中脊向外呈对称分布，且年龄递增；③洋壳层序的发现；④洋中脊两侧对称分布的磁异常条带，记录了地球磁场的极性反转事件；⑤海底热流从洋中脊向海沟方向递减；⑥洋中脊附近重力异常为低正异常。2.转换断层是连接两个相邻洋中脊、将洋壳切割成若干块、并使相邻板块作水平错动的板块边界。其作用是将不同方向分离的板块连接起来，传递洋中脊的拉张力，调整板块边界的位置，并控制部分海底地震的活动。3.洋中脊主要分为离散型洋中脊（如大西洋中脊）和生长型洋中脊（如东太平洋海隆）。离散型洋中脊呈长条形延伸，宽度较宽，两侧对称分布磁异常条带，板块直接分离；生长型洋中脊通常位于俯冲带附近，脊轴被俯冲板块部分掩覆，宽度较窄，两侧磁异常条带不对称，板块分离伴有俯冲。4.海底热流测量可以直接获取海底地热梯度信息，是研究地壳和上地幔热结构的重要手段。通过测量热流数据，可以推断海底地幔对流的存在、强度和模式，评估地幔对流的效率，并为海底扩张速率的计算提供关键参数。5.重力异常可以用来推断海底地壳的密度结构。高正异常通常对应地壳较薄、密度较低的区域（如洋中脊轴部）；低负异常或负异常中心则通常对应地壳较厚、密度较高的区域（如海沟、海山）。通过分析重力异常形态和分布，可以推断地壳的厚度变化、是否存在地幔上涌或地壳密度不均等地质现象。6.海底玄武岩是形成于洋中脊轴部或洋壳上部的岩浆在地表附近快速冷却结晶形成的。它们直接来源于上地幔，记录了岩浆形成时的地球化学和地球物理环境信息（如压力、温度、氧逸度、同位素组成），因此是研究地幔源区成分、地幔对流过程以及地球深部物理化学性质的最直接和最可靠的样品。三、论述题（每题10分，共40分）1.洋中脊处，地幔物质受拉张力作用上涌，到达岩石圈表面，发生部分熔融形成玄武质岩浆。岩浆沿着脊轴的裂隙喷出，形成新的洋壳。随着岩浆的不断喷发和冷却，新洋壳不断向外增生。同时，地球磁场的极性发生周期性反转，新形成的玄武岩浆在冷却过程中记录下当时的磁场方向，形成磁异常条带。由于岩浆是连续喷发的，因此磁异常条带在地表呈条带状分布，且对称地排列在洋中脊两侧。条带的对称分布和记录的极性反转序列，直观地展示了洋壳从脊部向外呈年龄递增的规律，以及地幔上涌和岩浆活动的连续过程，为海底扩张理论提供了强有力的证据。2.板块俯冲带是地球上最重要的地质构造单元之一，其地球物理特征可以通过多种地球物理方法探测和解释。在地震学方面，俯冲带通常发育一条深部连续的地震带，称为俯冲带地震带，它记录了向下俯冲的板块的破裂、变形和韧性地幔楔的流变变形过程。地震的震源机制解表明俯冲板块通常处于俯冲板片上界面或下界面附近，并发生韧性剪切。在重力方面，俯冲带附近通常存在显著的重力异常，包括俯冲板块上方的高正异常（对应较薄或密度较低的上地幔楔）和俯冲板块前方或上方的低负异常（对应冷、致密的俯冲板块）。在磁学方面，俯冲带区域的磁异常通常比较复杂，可能与俯冲板块的变形、变质以及上地幔楔的成分变化有关。综合运用这些地球物理证据，可以确定俯冲带的位置、深度、宽度、俯冲角度等几何参数，揭示俯冲过程对地壳、上地幔结构和动力学过程的深刻影响，并为理解板块构造、地震活动、火山活动以及资源分布提供重要信息。3.地球物理方法在绘制海底地形图和解释海底地质结构方面发挥着关键作用。多波束测深和侧扫声呐是绘制高精度海底地形图的主要工具。多波束测深系统通过发射扇形声波束并接收回波，可以同时测量海床上大量点的深度，生成高分辨率的海底地形图，精确描绘海山、海沟、海隆、大陆架等大型海底地貌单元的形态和分布。侧扫声呐通过发射扇形声波束并接收回波强度，可以生成海底的声呐图像，类似于光学照片，能够显示海底的精细地貌特征，如沉积物的波痕、泥波等，帮助识别海底沉积物的类型和结构。海底地震反射测量的应用更为广泛，通过在船上进行地震资探测，可以获得海底以下的地质结构信息。地震波在海底和地壳内部传播，遇到不同的岩层界面（如沉积层与基岩界面、基岩与上地幔界面）会发生反射和折射。通过分析地震反射剖面的同相轴形态、连续性、反射强度等特征，可以推断地壳的厚度、结构、层序、不整合面等地质信息，揭示洋中脊、俯冲带、转换断层等构造单元的内部结构和演化历史。4.海底地质与海底扩张研究是理解地球动力学过程的核心内容，对于认识地球的形成、演化和内部结构具有重要意义。通过研究海底地壳的年龄、厚度、组成以及海底地形地貌，可以重建地球板块的运动历史，揭示板块构造的运行机制，解释地震、火山、地热等地质现象的成因和分布规律。海底扩张理论是板块构造理论的重要组成部分，它解释了洋壳的形成和增生过程，以及地幔对流的模式。地幔对流被认为是驱动板块构造运动的主要动力来源，通过研究海底地质和地球物理