2025年大学《地球物理学》专业题库- 地球表层和地下的物质变换

2025年大学《地球物理学》专业题库——地球表层和地下的物质变换考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）1.下列哪一项不属于地球表层主要物质循环的关键环节？A.化学风化B.地壳物质重熔C.搬运沉积D.生物作用2.物理风化作用的主要能量来源是？A.地球内部热能B.太阳辐射能C.地表水动力能D.生物化学能3.能够显著提高岩石电阻率的物质是？A.流体（水、油、气）注入B.岩石裂隙的闭合C.岩石风化剥蚀D.岩石压实脱水4.沉积物颗粒大小主要由哪个因素控制？A.搬运介质的类型B.物质的化学成分C.岩石的原生结构D.地下水的化学性质5.地下水对区域重力场的主要影响是？A.引起局部重力高异常B.引起局部重力低异常C.对重力场无影响D.改变重力梯度场6.地下水循环过程中，参与物质交换最活跃的圈层是？A.大气圈B.水圈C.岩石圈表层D.地幔7.在地球物理勘探中，利用电阻率差异探测地下水通常基于什么原理？A.地下水密度与纯净水差异B.地下水磁化率与周围岩石差异C.含水地层与干燥地层的电阻率差异D.地下水与岩石的放射性差异8.岩浆活动对地壳物质组成的主要贡献是？A.形成沉积岩B.改变变质岩性质C.形成igneous岩石D.增加地表岩石风化速率9.土壤的发育通常与哪种地质作用密切相关？A.岩浆活动B.地壳沉降C.风化作用D.地幔对流10.人类活动导致地下水位下降，可能引起的直接地球物理效应是？A.地表沉降B.周围岩石孔隙度减小C.水文地质参数（如电阻率）变化D.地震波速变化二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上）1.地球表层物质循环主要包括水循环、______循环和碳循环。2.风化作用按性质可分为物理风化、______和生物风化。3.搬运方式按能量来源可分为水动力搬运、风力搬运、______搬运和冰川搬运。4.地下水是赋存于地表以下岩石孔隙、裂隙中的______。5.地球的磁性主要来源于其内部的______运动。6.岩石的电阻率与其孔隙度、孔隙流体性质和______有关。7.沉积岩的形成通常经历了搬运、沉积和______三个主要阶段。8.地质构造运动可以导致岩石圈的物质______和空间重新分布。9.矿山开采引发的地下空腔会改变上覆岩层的______状态。10.人类活动如城市扩张、植被破坏等会改变地表的______环境，进而影响物质循环。三、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题）1.简述物理风化作用的基本过程及其影响因素。2.比较地表水和地下水在物质组成和循环途径上的主要差异。3.解释为什么电阻率法常被用于地下水勘探。4.简述人类活动对地球地下物质分布可能产生的主要影响。四、论述题（每题10分，共30分。请结合所学知识，详细论述下列问题）1.论述水圈在地球表层物质交换中的核心作用及其与其它圈层（岩石圈、生物圈）的相互作用。2.分析固体废物填埋场可能引发的地下物质环境问题，并说明这些问题可能引起的地球物理效应。3.结合物质变换的观点，探讨如何利用地球物理方法监测和评估地下水资源的可持续利用状况。试卷答案一、选择题1.B2.B3.B4.A5.B6.C7.C8.C9.C10.C二、填空题1.生物2.化学3.冰川4.水5.熔融（或液态）6.含水饱和度（或孔隙流体性质）7.成岩8.重构（或再分配）9.应力（或应变）10.水文（或水热）三、简答题1.解析思路：物理风化是指通过物理作用（如温度变化、冻融、风蚀、水蚀等）使岩石破碎但成分不变的过程。基本过程包括：①寒冷环境下，岩石表层与内部因温度差异产生胀缩不均，导致裂隙；②水进入裂隙，反复冻结膨胀，撑裂岩石；③强风吹蚀岩石颗粒；④水流冲刷岩石。影响因素主要有：①气温年较差、日较差大；②降水多，特别是冻融循环强烈；③风速大；④岩石性质（如节理发育、软弱夹层多）。2.解析思路：地表水（江、河、湖、海、大气水）存在于地表，更新速度快，受大气成分影响大，盐度变化范围广（从淡水到海水），主要参与陆地与海洋之间的水交换。地下水存在于地表以下，更新速度慢（从数年到数百年不等），主要参与岩石圈内部的水循环，其化学成分受所处岩土体影响，通常矿化度较高，形成地下水系统。两者主要差异在于：更新速率、循环途径、化学成分、分布空间。3.解析思路：岩石的电阻率是其导电性能的量度。地下水位附近及含水层通常含有自由水，水分子的存在以及溶解的盐类离子能导电，使得含水地层的电阻率远低于周围干燥或致密的岩石。电阻率法勘探的基本原理就是利用不同地质体（如含水层与隔水层）之间电阻率的差异来识别目标。因此，通过测量地电阻率的变化，可以圈定地下水的分布范围。4.解析思路：人类活动对地下物质分布的影响主要体现在：①工程开挖与填埋：建筑开挖形成地下空洞，填埋场堆放大量固体废物（如垃圾），这些都会直接改变地表及浅层地下的物质构成和空间形态。②矿产开采：矿山开采不仅移除地表和地下矿产资源，还会留下地下空腔，并可能因疏干排水导致周围岩土体失水、压实或产生次生矿物。③地下水开采与污染：过度开采可导致地下水位持续下降，形成降落漏斗；工业、农业和生活污水排放可污染地下水，改变其化学成分和物理性质（如密度、导电性）。④土地覆被变化：城市扩张、植被破坏等改变地表入渗条件，影响地表水和地下水的转化关系，进而改变地下水的补径排系统。四、论述题1.解析思路：水圈的核心作用在于它是地球表层物质循环的关键介质和驱动力。论述要点：①介质作用：水作为液体，是物质迁移和交换的主要载体。②驱动力作用：水的相变（蒸发、凝结、降水）和水流（地表径流、地下水）驱动着物质在不同圈层间迁移。③化学作用：水溶解和搬运离子，参与岩石风化、沉积物形成等化学过程。④与其他圈层相互作用：水圈与岩石圈相互作用（风化、侵蚀、沉积、地下水改造岩石）；与生物圈相互作用（水是生命必需，水循环影响生物分布，生物活动也影响水环境）；与大气圈相互作用（蒸发、降水连接水循环）；水圈的变化（如海平面升降）也深刻影响岩石圈的整体演化。2.解析思路：论述要点：①物质构成变化：填埋场包含大量有机物、无机盐、重金属、塑料等，长期与土壤和地下水接触，可能发生渗滤，导致土壤污染、地下水化学成分改变（如pH、盐度、重金属离子增加）。②空间形态改变：填埋体本身占据地下空间，可能对周边建筑物基础、管线等产生挤压影响；产生的地下空腔（尤其在有机物分解产生气体后）可能引发地基沉降或不均匀沉降。③地球物理效应：这些问题可能引起的地球物理效应包括：①化学成分改变引起地层电阻率异常（污染区电阻率可能升高或降低）；②地下水位变化；③密度差异可能引起重力异常；④产生的气体（CH4,CO2）可能引起微重力异常或影响电磁场；⑤介质结构变化（如产生裂隙）可能引起地震波速度异常。3.解析思路：论述要点：①物质监测：利用电阻率法、电磁法、探地雷达（GPR）等探测地下水分布、储量、水位变化；利用地球化学方法（结合地球物理测量）监测地下水化学成分变化（如矿化度、离子含量），判断水质的动态变化和污染来源。②环境评估：利用重力法、地震法探测