2025年地质学基础考试试题及答案

2025年地质学基础考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列哪一项最能准确描述地幔的岩石学特征？A.以花岗岩为主，富含石英B.以橄榄岩为主，富含橄榄石与辉石C.以玄武岩为主，富含斜长石D.以片麻岩为主，富含云母答案：B解析：地幔主要由超镁铁质岩石组成，代表性岩石为橄榄岩，主要矿物为橄榄石与辉石，密度高，SiO₂含量低于45%。2.在板块构造理论中，俯冲带最深震源可达700km，其深度主要受控于：A.岩石圈年龄B.俯冲板片温度C.俯冲角度与速率D.上覆板块厚度答案：C解析：俯冲角度越陡、速率越快，冷板片更易保持低温脆性，深源地震可延伸至700km。3.下列哪种矿物在区域变质作用中常作为“指示矿物”出现，标志中压中温条件？A.蓝晶石B.矽线石C.红柱石D.石榴子石答案：A解析：蓝晶石稳定于中压（0.6–1.2GPa）、中温（450–650℃）条件，与石榴子石、黑云母共生，是巴罗型变质带标志性矿物。4.在沉积岩层序中，一个由粗砂岩→细砂岩→粉砂岩→泥岩构成的正粒序层理，最可能指示：A.河流点坝侧向迁移B.浊流沉积鲍马序列A段C.三角洲前缘滑塌D.风成沙丘加积答案：B解析：鲍马序列A段为块状或粒序层理砂岩，由下向上粒度变细，反映浊流能量衰减过程。5.下列哪一项最能解释洋中脊两侧海底磁条带对称分布？A.地磁场倒转与海底扩张B.热点链火山活动C.俯冲板片脱水D.大陆裂谷火山作用答案：A解析：Vine-Matthews-Morley假说指出，新洋壳在扩张脊形成时记录当时地磁场极性，倒转导致对称磁条带。6.在野外测得某砂岩层产状为倾向120°，倾角30°，其真厚度为10m，则该岩层铅直厚度为：A.8.66mB.10mC.11.55mD.20m答案：C解析：铅直厚度=真厚度/cosα=10/cos30°=11.55m。7.下列哪种同位素体系最适合测定第四纪1–5ka火山岩年龄？A.U-Pb锆石B.K-Ar全岩C.宇宙成因¹⁰Be-²⁶AlD.铀系不平衡²³⁰Th/²³⁴U答案：D解析：铀系不平衡法可测1–350ka，对年轻火山岩精度高；K-Ar体系封闭温度高，易丢氩；宇宙成因核素适合暴露年龄。8.在应力莫尔圆中，若最大主应力σ₁=80MPa，最小主应力σ₃=20MPa，则最大剪应力值为：A.20MPaB.30MPaC.40MPaD.60MPa答案：B解析：τmax=(σ₁–σ₃)/2=(80–20)/2=30MPa。9.下列哪类断层通常伴随最大主应力轴垂直？A.正断层B.逆断层C.走滑断层D.转换断层答案：A解析：正断层σ₁垂直，σ₃水平；逆断层σ₃垂直；走滑断层σ₂垂直。10.在碳酸盐台地中，出现大量“鸟眼构造”的岩石最可能沉积于：A.深海盆地B.潮上带C.前缘斜坡D.潮下高能带答案：B解析：鸟眼构造由气泡或干缩形成，指示间歇暴露，常见于潮上带。11.下列哪一项最能解释克拉通内部缺乏震源>50km地震？A.地幔热异常B.岩石圈巨厚且冷C.地壳低速层D.高热流值答案：B解析：克拉通岩石圈厚度>200km，温度低，脆性层薄，深部处于塑性流变，难积累深震。12.在野外观察到一套砾岩中砾石呈叠瓦状排列，长轴方向平均为NW-SE，叠瓦倾角15°向SE，则古流向最可能为：A.NWB.SEC.NED.SW答案：B解析：叠瓦状排列倾角指向古流向，SE倾指示流向SE。13.下列哪种矿物在风化过程中最易发生“球形风化”？A.石英B.黑云母C.橄榄石D.长石答案：C解析：橄榄石结构无完全解理，含铁高，易氧化膨胀，形成同心球状裂隙。14.在地震勘探中，同一反射层出现“下拉”时间延迟，最可能指示：A.高速盐丘B.低速气藏C.逆断层D.不整合答案：B解析：低速气藏使地震波传播时间增加，反射同相轴下拉。15.下列哪项最能解释“地幔柱头部”导致大陆裂解？A.热侵蚀+机械拉张B.俯冲板片回卷C.洋中脊跃迁D.转换断层活动答案：A解析：地幔柱头部上升，热侵蚀岩石圈底部，产生穹状隆起与三叉裂谷，最终导致裂解。二、填空题（每空1分，共20分）16.地球内部密度最大的层是________，其顶部压力约________GPa。答案：内核；330解析：内核密度13g/cm³，顶部压力约330GPa。17.在变质相系中，蓝片岩相典型矿物组合为________+________+________。答案：蓝闪石；硬柱石；绿辉石解析：蓝片岩相高压低温（0.8–1.2GPa，200–450℃），特征矿物为蓝闪石、硬柱石、绿辉石。18.沉积物颗粒的________值越大，表示其分选性越差。答案：标准偏差（σ₁）解析：Folk-Ward公式中σ₁>1.0为分选差。19.在板块绝对运动参考系中，以________为固定基准的参考系称为“热点参考系”。答案：地幔热柱解析：热点相对地幔静止，用于计算绝对板块速度。20.根据Gutenberg-Richter关系，震级每增加1级，地震累计频率降低________倍。答案：10解析：logN=a-bM，b≈1，震级+1，频率降为1/10。21.在晶体化学中，岛状硅酸盐的Si:O比为________。答案：1:4解析：岛状结构[SiO₄]⁴⁻，四面体孤立，Si:O=1:4。22.若某岩层真倾角45°，其在走向垂直剖面上的视倾角为________°。答案：45解析：走向垂直剖面即倾向剖面，视倾角=真倾角。23.在地球化学分类中，原始地幔标准化后Nb负异常通常指示________物质加入。答案：俯冲流体解析：俯冲板片脱水释放流体富集大离子亲石元素，亏损高场强元素Nb。24.碳酸盐岩中，________结构可指示沉积时水体能量最高。答案：颗粒支撑解析：颗粒支撑灰岩颗粒间无灰泥，反映高能环境。25.在地震震源机制解中，P轴代表________轴。答案：压缩解析：P轴为最大主应力轴，压缩方向。26.在磁性地层中，C5n.2n极性亚时对应的绝对年龄约为________Ma。答案：11.1解析：CK95年表C5n.2n顶11.052Ma，底11.476Ma，取中值11.1Ma。27.在岩石破裂准则中，Griffith理论认为破裂起源于________。答案：微裂隙尖端拉应力集中解析：Griffith脆性破裂理论基于能量平衡，微裂隙尖端拉应力超过理论强度。28.在河流沉积中，________层理通常指示洪水期快速堆积。答案：平行解析：洪水期高能，悬浮载荷快速沉降形成平行层理。29.在地球早期历史中，________事件标志着全球性地壳稳定克拉通形成。答案：大氧化解析：2.4Ga大氧化事件促进硅铁建造沉淀，稳定大陆克拉通。30.在矿床学中，VMS型矿床主要形成于________环境。答案：洋中脊或弧后盆地海底热液解析：火山块状硫化物矿床与海底火山热液活动相关。三、名词解释（每题4分，共20分）31.榴辉岩答案：高压变质岩，基性成分，典型矿物为绿辉石+石榴子石，密度3.4–3.6g/cm³，形成于>1.5GPa、600–800℃，代表俯冲带深部或地幔来源。32.震源机制解答案：利用P波初动极性、S波偏振及振幅比反演震源区破裂面几何与应力轴方向，给出两个可能断层面及P、T、B轴，用于判别断层类型与区域应力场。33.生物扰动构造答案：生物在沉积物中活动（觅食、居住、逃逸）破坏原生层理形成的构造，如潜穴、觅食迹，指示沉积速率低、底质未固结、含氧充足。34.地幔潜在温度答案：假设地幔绝热上升到地表无熔融时的温度，用于比较不同构造背景地幔热状态，洋岛玄武岩源区约1400–1450℃，MORB源区约1300℃。35.同沉积构造答案：沉积同期因差异压实、重力滑动或构造拉张形成的构造，如生长断层、滑塌褶皱，地层厚度向断层增厚，可指示古地貌与构造活动。四、简答题（每题8分，共40分）36.阐述蛇绿岩套的完整层序及其构造意义。答案：蛇绿岩套自下而上为：超镁铁质地幔橄榄岩（方辉橄榄岩、二辉橄榄岩）、层状/堆晶辉长岩、席状岩墙群、枕状玄武岩、深海沉积（硅质岩、灰岩）。它代表古洋壳碎片，通过构造侵位就位于大陆边缘，指示古俯冲带或缝合带位置，是板块闭合的直接证据。层状辉长岩与岩墙群反映岩浆房过程，枕状玄武岩为洋中脊拉斑玄武岩，地幔橄榄岩为亏损难熔残余，共同揭示洋壳形成与地幔熔融历史。37.对比巴罗型与巴肯型变质相系在P-T轨迹、矿物序列及构造背景上的差异。答案：巴罗型为中压相系，P-T轨迹近等压升温至峰期后近等温减压，典型序列：绿泥石→黑云母→石榴子石→蓝晶石→矽线石，伴随S₂平行区域面理，形成于大陆碰撞加厚背景。巴肯型为低压相系，轨迹为近等压快速降温，序列：绿泥石→红柱石→矽线石，缺失蓝晶石，红柱石早现，反映拉张或弧后高热流背景，地温梯度>40℃/km。两者矿物组合差异关键在Al₂SiO₅多型：巴罗型蓝晶石→矽线石，巴肯型红柱石→矽线石。38.说明如何利用Re-Os同位素体系测定辉钼矿年龄并讨论其优势。答案：辉钼矿富集Re，几乎不含初始Os，满足Re-Os等时线条件。实验流程：样品粉碎→酸溶→蒸馏分离Os→阴离子交换柱提纯Re→NTIMS测¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os、ICP-MS测Re/Os比值。年龄计算：t=1/λ·ln(1+¹⁸⁷Os/¹⁸⁷Re)，λ=1.666×10⁻¹¹a⁻¹。优势：直接定年金属矿化，不受后期热扰动影响；辉钼矿可产于斑岩、矽卡岩、石英脉，适用广；精度高，±0.1Ma，可厘定成矿与构造-岩浆事件耦合关系。39.解释“沉积物再循环”对岛弧岩浆地球化学特征的影响并给出实例。答案：俯冲板片将沉积物带入地幔楔，沉积物熔融或脱水释放富LILE、LREE、¹⁰Be、高Th/Nb流体，导致岛弧玄武岩出现Nb-Ta负异常、高¹⁰Be/⁹Be、高⁸⁷Sr/⁸⁶Sr、低¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd。实例：马里亚纳弧前橄榄岩捕虏体发现含¹⁰Be超量玄武质玻璃，证明沉积物熔体参与；中墨西哥火山带安山岩高Pb同位素比值，指示俯冲碳酸盐与陆源沉积混合再循环。40.描述如何利用宇宙成因核素¹⁰Be测定断层滑动速率并讨论误差来源。答案：采集断层崖暴露面石英，测¹⁰Be浓度随深度剖面，假设初始浓度为零，之后持续宇宙射线照射，浓度随时间累积：N(z)=P₀/(λ+ε/Λ)·e^(-z/Λ)·(1-e^-(λ+ε/Λ)t)。结合断层崖高度H与倾角，计算暴露时间t，滑动速率=H/t。误差来源：①继承¹⁰Be；②侵蚀速率ε不确定；③地磁场强度变化影响产率P₀；④采样深度误差；⑤断层倾角变化。需通过多剖面、继承核素校正及独立测年约束。五、论述题（每题20分，共40分）41.综合岩石学、地球化学与地球物理证据，论证华北克拉通破坏的时空范围、深部机制及对资源能源的控制。答案：时空范围：破坏峰期130–120Ma，空间上东部（太行山以东）岩石圈减薄至60–80km，西部仍保持>180km厚，呈“东减西存”格局。岩石学证据：中生代早期金伯利岩携带金刚石，指示>180km厚、冷（<40mW/m²）岩石圈；早白垩世玄武岩含地幔橄榄岩捕虏体，均为尖晶石相，无石榴子石，平衡温压指示来源<80km，且橄榄石Fo值低至88，暗示岩石圈被新生软流圈取代。地球化学证据：东部玄武岩呈OIB型微量元素特征，高Nb/U、低La/Nb，εNd(t)>+5，(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)i<0.7035，指示软流圈源区；同时出现高镁埃达克岩，源自俯冲洋壳熔融与地幔反应，说明岩石圈减薄至允许洋壳熔融深度。地球物理证据：P波层析成像显示东部岩石圈高速根消失，取而代之的是低速软流圈上涌；receiverfunction显示莫霍面下方存在明显LVZ，S波速降至4.1km/s；大地电磁揭示高导层（10–30Ω·m）抬升至60km，对应熔体或含水软流圈。深部机制：①古太平洋板片俯冲回撤导致弧后拉张，产生小尺度对流；②地幔柱头部热侵蚀，虽无现代热点链，但地震层析显示深部存在“太平洋大低速省”远场影响；③克拉通内部富集岩石圈重力不稳定，发生“拆沉”，密度高的榴辉岩化镁铁质下地壳连同岩石圈根部沉入地幔，触发软流圈上涌。资源能源控制：破坏区软流圈上涌提供热源，形成大规模早白垩世金成矿（胶东>4000t金），成矿流体为岩浆水与大气降水混合，成矿深度5–10km；同时岩石圈减薄导致盆地热流升高，渤海湾盆地古地温梯度达50℃/km，促进烃源岩成熟，形成胜利、大港油田；此外，软流圈上涌带来深部Mo-Cu-Pb-Zn成矿物质，形成长江中下游矽卡岩-斑岩成矿带。未破坏的西部仍保持古老难熔岩石圈，缺乏岩浆-热事件，资源潜力低。42.结合现代与实例，探讨“超临界地热系统”概念、形成条件、勘查标志及其在双碳目标下的开发前景。答案：概念：当流体温度>374℃、压力>22.1MPa（临界点）时，水呈超临界态，密度低、粘度小、扩散系数高