2025年大学《地球系统科学》专业题库-地幔对板块漂移的影响

2025年大学《地球系统科学》专业题库——地幔对板块漂移的影响考试时间：______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.下列哪项是对流层存在于地球内部的主要证据？（）A.地震波速的垂直变化B.地震波型的分异C.地球内部的密度分层D.地幔热流的存在2.根据板块构造理论，海沟主要形成于？（）A.洋中脊附近B.转换断层两侧C.板块俯冲带D.热点上方3.洋中脊上的海底扩张现象，直接反映了地幔的哪种状态？（）A.密度随深度增加B.具有高温高压特性C.发生部分熔融D.发生剧烈对流4.与板块俯冲作用密切相关、能够将地壳物质带入地幔深处的地球物理过程是？（）A.岩石圈冷却收缩B.地幔柱的上升C.海底热沉降D.俯冲带的部分熔融5.拉张环境下，地幔上涌导致岩石圈变薄的主要机制是？（）A.岩石圈的强烈冷却B.俯冲板块的拖曳作用C.地幔对流提供的上升拉力D.板块边缘的挤压应力6.地幔柱假说主要用来解释？（）A.洋中脊的线性延伸B.大陆裂谷的形成C.大陆内部的区域性热点D.转换断层的水平运动7.下列哪种现象的存在，为地幔对流的存在提供了重要间接证据？（）A.地球的自转B.地震波速度随深度的变化C.地球内部的放射性元素分布D.全球岩石圈板块的分布格局8.在板块俯冲带，通常不会显著发生哪种地质过程？（）A.物质的熔融B.物质的结晶C.物质的脱水D.矿物的相变9.地幔对流的模式并非单一，不同学者提出的模型在哪些方面存在显著差异？（）A.对流的规模大小B.对流的基本形态（如环状、块状）C.对流的驱动机制D.对流与地表板块运动的耦合方式10.地幔流体的粘度对板块运动速率产生直接影响，粘度增大会导致？（）A.板块运动速度加快B.板块运动速度减慢C.板块运动方向发生改变D.板块边界类型发生转变二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上。）1.地幔对流是地球内部的一种______流动，被认为是驱动板块构造运动的主要动力来源。2.板块构造理论认为，地球的岩石圈被分割成若干巨大的板块，这些板块漂浮在软流圈之上，并相互之间发生______、______和______。3.海沟是海洋板块俯冲形成的，通常位于板块的______边缘，是地球最深处的地方。4.洋中脊是洋壳______的地方，伴随着地幔上涌和部分熔融，形成______。5.地幔柱是假想从地幔深部甚至核幔边界向上延伸的______柱状体，被认为是产生______的主要机制之一。6.热点是由地幔深部上涌的______引起的，表现为地表一个长期活动的______。7.地震学研究表明，地球内部存在一个存在显著间断面的圈层，位于地表之下约2880公里处，被称为______。8.板块在俯冲带向下插入地幔的过程中，由于高温高压会发生______、______等过程，导致俯冲板块成分发生变化。9.地幔对流不仅影响板块的______，还可能通过______等方式影响地球的______场和______场。三、名词解释（每题3分，共12分。请给出每个名词的准确定义。）1.地幔对流2.板块边界3.地幔柱4.拉张构造四、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题。）1.简述地幔对流的两种主要理论模型。2.解释地壳物质是如何通过俯冲作用进入地幔的。3.洋中脊和海沟是地幔与板块相互作用的关键场所，请分别简述它们形成的基本过程。4.简要说明地幔流体的粘度对板块运动可能产生的影响。五、论述题（每题10分，共20分。请结合所学知识，深入阐述下列问题。）1.论述地幔对流如何解释板块构造的主要特征，如板块的运动方向、边界类型和分布格局。2.分析板块俯冲作用对地幔物质组成和地球内部圈层结构可能产生的长期影响。试卷答案一、选择题1.C2.C3.C4.D5.C6.C7.B8.B9.B10.B二、填空题1.热力2.相互碰撞；相互分离；相互错动3.消亡4.产生；海山5.熔融；热点6.熔融；火山7.古登堡界面8.变质；脱水9.速度；应力；磁场；重力三、名词解释1.地幔对流：指地幔内部物质由于温度和密度的差异而发生的相对流动，如同海洋中的洋流，是驱动板块运动的重要机制。2.板块边界：指不同构造板块相互接触、相互作用的狭窄地带，根据板块相对运动方向可分为俯冲带、洋中脊和转换断层三种基本类型。3.地幔柱：指假想从地幔深部（甚至核幔边界）向上延伸的、相对较窄的熔融或部分熔融物质柱，被认为是产生热点的主要成因机制。4.拉张构造：指地壳承受拉伸应力作用而产生的构造变形和地质现象，常见于板块分离扩张的场所，表现为地壳变薄、断裂、张裂等特征。四、简答题1.地幔对流的两种主要理论模型是：①环状对流模型（或称为同心圆对流模型）：认为地幔对流呈同心圆状围绕地核呈水平方向流动，冷物质下沉，热物质上升，主要解释大陆裂谷和洋中脊的分布。②块状对流模型（或称为柱状对流模型）：认为地幔对流以狭窄的柱状体（地幔柱）的形式垂直或近垂直地向上或向下运动，冷物质柱下沉，热物质柱上升，主要解释热点和俯冲带的分布。2.地壳物质通过俯冲作用进入地幔的过程如下：当大洋板块向大陆板块或另一个大洋板块下方俯冲时，由于密度较大，在引力的作用下持续向下插入地球内部。在俯冲带深处的高温高压环境下，俯冲板块中的水合物、角闪石等矿物会发生分解，释放出水分子和其它挥发份。这些挥发份降低了地幔楔（位于俯冲板块上方的地幔物质）的熔点，引发部分熔融，形成富含硅酸盐熔体。这些熔体随后可能上升到地表，形成岛弧火山活动；或者部分熔体与俯冲板块发生混合交代，改变地幔楔的化学成分。3.洋中脊形成的基本过程：洋中脊是位于大洋板块生长边界的中线构造，其形成与地幔对流密切相关。在地幔对流模型中，热物质从地幔深部上升至岩石圈底部，加热并抬升上覆的岩石圈，形成隆起。高温导致岩石圈部分熔融，产生的硅酸盐熔体上升到洋中脊轴部，喷出地表形成新的洋壳。新洋壳冷却收缩，与两侧older洋壳一起将洋中脊推向两侧，使洋中脊呈线性延伸。4.地幔流体的粘度对板块运动的影响：地幔流体的粘度决定了其对板块底部的拖曳力大小。地幔粘度增大，意味着流体流动更加困难，对板块的拖曳力会相应减小。因此，地幔粘度增大会导致板块运动速度减慢。反之，地幔粘度降低，拖曳力增大，板块运动速度会加快。地幔粘度还影响地幔对流的强度和样式，进而影响板块边界过程和地球的整体动力学状态。五、论述题1.地幔对流解释板块构造特征如下：*解释板块的运动方向：地幔对流提供了驱动板块运动的力。上升的地幔流主要位于洋中脊附近，对板块产生向上的拖曳力，推动板块沿洋中脊向两侧分离（扩张）。下沉的地幔流主要位于俯冲带（海沟），对板块产生向下的拖曳力，将板块向下拉，推动板块向海沟方向运动（消亡）。地幔对流的这些作用力决定了板块的基本运动方向，即远离洋中脊扩张，向海沟俯冲。*解释板块边界类型：地幔对流的动力学模式决定了板块边界的类型。洋中脊处地幔上涌、板块分离，形成生长边界，称为扩张边界，表现为洋中脊、裂谷等构造，伴随着火山活动和地震。俯冲带处地幔下沉、板块汇聚，形成消亡边界，称为汇聚边界，表现为海沟、岛弧、深大地震等构造，伴随着俯冲板块的俯冲、地幔部分熔融和火山活动。两侧相对运动的板块之间，地幔对流的影响相对较弱，板块发生水平错动，形成转换边界，表现为转换断层，主要发生浅源地震。*解释板块的分布格局：地幔对流的整体模式（如块状对流）可以解释为什么全球板块主要呈大小不一的块状分布，以及大陆和海洋的分布格局。例如，块状对流模型认为，较冷、较致密的板块边缘（易于俯冲）会被地幔对流拉入下沉流中，而较热、较轻的板块中心则被上升流托起，从而形成了大陆（通常较厚、较致密、不易俯冲）和海洋（通常较薄、较轻、易于俯冲）的宏观格局。板块的相对位置和边界分布也受到地幔对流具体路径和强度的影响。2.板块俯冲作用对地幔物质组成和地球内部圈层结构的长期影响分析：*改变地幔化学组成：俯冲作用是地壳和上地幔物质返回地幔的主要途径。通过俯冲，大量的地壳物质（包括硅酸盐岩石、水、以及从沉积物中带来的其他挥发份如H₂O、CO₂、S等）被带入地幔深处。这些物质在地幔的高温高压和俯冲板块带来的挥发份作用下，发生一系列复杂的地球化学过程，如脱水、脱碳、部分熔融、熔体-岩石反应、交代作用等。这些过程不仅改变了俯冲板块自身的成分，也显著地改变了上地幔楔的化学成分。例如，俯冲带来的水显著降低了地幔的熔点，促进了地幔的部分熔融，形成了富硅酸盐的俯冲物熔体和残留的交代地幔岩石。长期而言，俯冲作用将大陆地壳的部分物质输送到地幔，使得地幔的成分逐渐趋向于原始地幔成分与输入物质混合后的状态，但也导致不同区域地幔化学成分的不均一性。*影响地幔物理状态和结构：俯冲不仅输送物质，也传递能量和改变地幔的物理状态。进入地幔的物质会改变地幔的密度分布，进而可能影响地幔对流的模式。例如，俯冲带来的水可以显著降低地幔粘度，可能增强某些对流通道或改变板块运动的速率。俯冲过程伴随的剧烈变质作用和部分熔融会形成新的矿物相，改变地幔的矿物学组成和物理性质（如密度、声速、导电性等）。这些变化可能进一步影响地幔的内部结构和地震波传播路径。俯冲带的长期存在和物质的持续汇入，也可能对地核的生长产生长期影响（尽管这是一个更缓慢的过程）。*维