(2025年)地质学试题及答案

(2025年)地质学试题及答案一、名词解释（每题5分，共25分）1.威尔逊旋回：指大洋盆地从形成、扩张到闭合的完整演化周期，由加拿大地质学家J.T.威尔逊提出。其核心包括胚胎期（裂谷）、幼年期（窄海，如红海）、成年期（广阔洋盆，如大西洋）、衰退期（洋壳俯冲，如太平洋）、终了期（残留海盆，如地中海）和遗迹期（碰撞造山带，如喜马拉雅）六个阶段，是板块构造理论中描述大洋开合的经典模型。2.蛇绿岩套：由洋壳和上地幔岩石组成的特殊岩石组合，通常包括底部的超镁铁质岩（如橄榄岩）、堆晶辉长岩、席状岩墙群、枕状玄武岩及顶部的深海沉积岩（如放射虫硅质岩）。其完整序列是古洋壳的残余，常出现在造山带中，是识别古板块缝合带的重要标志。3.浊流沉积：由密度流（浊流）搬运并快速堆积形成的沉积岩，主要发育于深海或深湖环境。典型特征包括递变层理（底部粗、顶部细）、底面印模（如槽模、沟模）、鲍马序列（从A段递变层到E段泥岩的完整垂向序列），是恢复古沉积环境和构造背景的关键证据。4.同沉积断层：指在沉积过程中持续活动的断层，其活动速率与沉积速率同步或相关。表现为断层两盘同一地层的厚度差异（下降盘厚度大）、岩性差异（下降盘粒度细或发育深水沉积）、断层面上的生长地层（地层向断层面倾斜并变薄），是分析盆地构造演化的重要依据。5.变质相：指在一定温度、压力条件下，由特定原岩经变质作用形成的一套稳定矿物组合。例如绿片岩相（低温低压，常见绿泥石、钠长石）、角闪岩相（中温中压，角闪石、斜长石）、麻粒岩相（高温高压，紫苏辉石、石榴子石），是划分变质作用类型和恢复变质温压条件的核心概念。二、简答题（每题10分，共50分）1.简述威尔逊旋回的主要阶段及其对应的地质特征。威尔逊旋回分为六个阶段：①胚胎期（大陆裂谷阶段）：大陆板块受拉张形成裂谷（如东非大裂谷），发育陆相沉积和碱性玄武岩；②幼年期（窄海阶段）：裂谷进一步扩张形成初始洋盆（如红海），出现洋壳，沉积以蒸发岩和深海硅质岩为主；③成年期（广阔洋盆阶段）：洋中脊扩张显著（如大西洋），洋盆宽度最大，沉积以远洋钙质/硅质岩和浊积岩为主；④衰退期（俯冲消减阶段）：洋壳开始向大陆板块下俯冲（如太平洋），发育岛弧/大陆边缘火山岩、海沟和弧前盆地；⑤终了期（残留海盆阶段）：洋盆闭合残留小型海盆（如地中海），沉积以陆源碎屑岩和蒸发岩为主，伴随碰撞造山；⑥遗迹期（碰撞造山阶段）：洋盆完全闭合（如喜马拉雅），形成造山带，发育大规模逆冲断层和变质岩。2.浊流沉积的典型特征有哪些？如何利用这些特征判别古深海环境？浊流沉积的典型特征包括：①递变层理（正粒序）：底部为砾石或粗砂，向上渐变为细砂、粉砂，顶部为泥岩，反映浊流能量逐渐衰减；②底面构造：如槽模（浊流侵蚀基底形成的槽状印模）、沟模（浊流携带碎屑刻划基底形成的线性痕迹），指示浊流流动方向；③鲍马序列：完整序列自下而上为A段（递变层）、B段（平行层理细砂）、C段（波状层理粉砂）、D段（水平层理泥质粉砂）、E段（泥岩），代表浊流从高能到低能的沉积过程；④岩性组合：常与深海沉积（如放射虫硅质岩、远洋泥岩）互层，反映沉积环境为深水盆地。通过识别递变层理、底面构造和鲍马序列，结合共生的深海沉积岩，可判别古深海环境。3.同沉积断层的主要识别标志有哪些？同沉积断层的识别标志包括：①地层厚度差异：下降盘同一层位的厚度显著大于上升盘（如下降盘厚100m，上升盘厚30m），且厚度差随深度增加而增大（早期活动弱，晚期活动强）；②岩性差异：下降盘发育更细粒或深水沉积（如泥岩、浊积岩），上升盘为粗粒浅水沉积（如砂砾岩）；③生长地层：断层上盘地层向断层面倾斜并变薄（“上超”现象），反映断层活动与沉积同时进行；④断层面形态：常为铲式（上陡下缓），控制盆地沉降中心迁移；⑤伴生构造：如断层附近的同沉积褶皱（滚动背斜），由断层活动引起的沉积负载差异导致。4.变质相的分类依据是什么？常见变质相有哪些？变质相的分类依据是变质作用的温度（T）、压力（P）条件及原岩成分，同一变质相内的矿物组合在相同T-P范围内稳定。常见变质相包括：①极低变质相（葡萄石-绿纤石相）：T＜300℃，P较低，常见葡萄石、绿纤石；②低变质相（绿片岩相）：T300-500℃，P0.2-0.5GPa，矿物为绿泥石、钠长石、阳起石；③中变质相（角闪岩相）：T500-700℃，P0.3-1.0GPa，矿物为普通角闪石、斜长石、石榴子石；④高变质相（麻粒岩相）：T＞700℃，P0.5-1.5GPa，矿物为紫苏辉石、透辉石、斜长石；⑤高压-超高压变质相（蓝片岩相、榴辉岩相）：P＞1.0GPa（蓝片岩相T较低，榴辉岩相T较高），矿物为蓝闪石、硬玉、石榴子石、绿辉石。5.地层层序律的应用条件是什么？如何处理地层倒转或缺失的情况？地层层序律（叠覆律）的应用条件是：地层为连续沉积的水平或近水平岩层，未受构造运动强烈改造（如褶皱、断层）。当遇到地层倒转（如褶皱导致地层直立或倒转）时，需结合化石层序律（生物演化的不可逆性）或沉积构造（如波痕、泥裂的顶面指向）判断原始顶底，恢复正常层序；当出现地层缺失（如不整合）时，需识别不整合面（如底砾岩、古风化壳），确定缺失的层位和时代，结合区域构造事件（如抬升剥蚀）解释缺失原因。三、论述题（每题15分，共45分）1.试比较活动大陆边缘与被动大陆边缘的构造、沉积及岩浆活动差异。活动大陆边缘与被动大陆边缘的差异主要体现在构造背景、沉积特征和岩浆活动三方面：（1）构造背景：活动大陆边缘位于板块俯冲带（如西太平洋），受板块会聚作用控制，发育海沟（俯冲带）、岛弧（火山弧）和弧后盆地（拉张环境）；被动大陆边缘位于板块内部（如大西洋两岸），无明显构造活动，由大陆裂谷演化而来，以伸展构造为主（如正断层、地堑）。（2）沉积特征：活动大陆边缘的沉积包括海沟的浊积岩（复理石）、岛弧的火山碎屑岩、弧后盆地的陆源碎屑岩和火山岩，沉积速率快且厚度大（可达数千米），常含深海放射虫硅质岩；被动大陆边缘的沉积以稳定的陆源碎屑岩（如砂岩、页岩）和碳酸盐岩为主，发育陆架-陆坡-陆隆沉积体系，沉积速率慢，厚度较薄（一般＜2000m），常见生物礁和蒸发岩。（3）岩浆活动：活动大陆边缘因俯冲板片脱水引发地幔楔部分熔融，形成钙碱性火山岩（如安山岩）和I型花岗岩，岩浆活动集中于岛弧或大陆边缘（如安第斯山）；被动大陆边缘无俯冲作用，岩浆活动以大陆裂谷期的拉斑玄武岩（如大西洋中脊）或板内碱性玄武岩（如非洲大陆内部）为主，活动强度低且时间跨度大。2.试述安山岩的岩石学特征及其指示的构造意义。安山岩是中性火山岩，其岩石学特征包括：①矿物成分：斑晶以中性斜长石（中长石-拉长石）为主，含角闪石、黑云母（常具暗化边），基质为隐晶质或玻璃质，含少量辉石；②结构构造：常见斑状结构（斑晶占10-30%），基质为交织结构（斜长石微晶定向排列）或玻晶交织结构；构造上多为块状，有时发育气孔（杏仁构造）；③化学成分：SiO₂含量52-63%（中性），Al₂O₃约15-18%，K₂O+Na₂O约5-8%（钠质或钾质），属钙碱性系列（A/CNK＜1.1）。安山岩的构造意义：其形成与板块俯冲密切相关，是活动大陆边缘或岛弧的典型火山岩。俯冲板片（洋壳）在海沟下脱水，释放H₂O和CO₂进入地幔楔，降低地幔熔点使其部分熔融，形成安山质岩浆。因此，安山岩的广泛分布（如环太平洋“安山岩线”）指示古俯冲带的存在，是识别活动大陆边缘和古岛弧的关键标志。此外，安山岩的地球化学特征（如高Sr/Y、低Y）可区分岛弧（低钾）与大陆边缘（高钾）环境，为重建古板块构造格局提供依据。3.碎屑岩成分成熟度与结构成熟度的关系如何？分析其地质意义。碎屑岩的成分成熟度指碎屑成分与稳定成分（如石英）的接近程度（石英含量高、不稳定矿物少则成熟度高），结构成熟度指碎屑颗粒的分选、磨圆和基质含量（分选好、磨圆高、基质少则成熟度高）。二者关系表现为：①正向相关：多数情况下，成分成熟度高的碎屑岩（如石英砂岩）结构成熟度也高（分选好、磨圆高），因长期搬运和改造使不稳定矿物（如长石、岩屑）被溶解，颗粒磨圆度增加；②反向或独立：在快速堆积环境（如冲积扇），碎屑岩成分成熟度低（含大量长石、岩屑）但结构成熟度也低（分选差、磨圆低）；而在冰碛岩中，成分成熟度可能低（含多岩屑）但结构成熟度极低（分选极差、棱角状），二者无明显关联。地质意义：①反映物源区特征：成分成熟度低（长石、岩屑多）指示近源快速堆积（如构造活动区）或物源区为年轻岩浆岩/变质岩；成分成熟度高（石英为主）指示远源搬运或物源区为古老稳定克拉通。②指示沉积环境：结构成熟度高（分选好、磨圆高）常见于滨浅海、风成环境（长期簸选）；结构成熟度低（分选差、基质多）常见于河流、浊流、冰川环境（快速堆积）。③揭示构造背景：成分-结构成熟度均低的碎屑岩（如岩屑砂岩）多发育于活动构造带（如前陆盆地）；成熟度均高的碎屑岩（如石英砂岩）多发育于稳定克拉通（如地台）。四、综合分析题（每题15分，共30分）1.某地区出露一套地层，自下而上为：①早奥陶世厚层灰岩（含头足类化石），产状近水平；②中奥陶世页岩与粉砂岩互层（含笔石），产状倾角15°；③晚奥陶世砾岩（底砾岩，砾石成分为下伏灰岩，磨圆差），产状倾角30°；④志留纪安山岩（含角闪石斑晶），产状倾角45°；⑤泥盆纪石英砂岩（分选好、磨圆高），产状近水平。结合地层接触关系和岩性特征，分析该地区奥陶纪至泥盆纪的构造演化史。演化史分析如下：（1）早-中奥陶世：稳定浅海环境，沉积厚层灰岩（头足类指示正常盐度浅海）和页岩-粉砂岩（笔石指示较深水陆棚），地层近水平，无显著构造活动。（2）中-晚奥陶世：发生构造抬升（晚奥陶世底砾岩的砾石来自下伏灰岩，且磨圆差，指示近源快速堆积），导致中奥陶世地层倾斜（倾角15°），抬升可能与区域挤压有关。（3）晚奥陶世-志留纪：构造活动加剧，晚奥陶世砾岩倾角30°，志留纪安山岩（中性火山岩，可能与俯冲作用相关）倾角45°，表明区域处于挤压环境（可能为岛弧或活动大陆边缘），伴随火山活动。（4）泥盆纪：构造趋于稳定，石英砂岩分选好、磨圆高（指示远源搬运或滨浅海环境），地层近水平，反映区域抬升停止，进入稳定沉积阶段。2.某碎屑岩样品分析结果如下：石英含量65%，长石含量20%，岩屑含量15%（岩屑以花岗岩、片麻岩为主）；颗粒分选中等（标准偏差1.2φ），磨圆次棱角状；基质含量8%（粘土质）；胶结物为硅质（10%）。结合成分和结构特征，分析其物源区类型、沉积环境及构造背景。分析如下：（1）物源区类型：岩屑以花岗岩、片麻岩为主（指示酸性岩浆岩和变质岩物源），长石含量较高（20%），石英含量65%（中等），反映物源区为构造活动区（如