2025年大学《地球物理学》专业题库—— 地球物理学中的地球化学物理学.docxVIP

2025年大学《地球物理学》专业题库——地球物理学中的地球化学物理学

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括号内。）

1.在地球化学物理中，利用放射性同位素的（）原理可以测定地质样品的形成年龄或冷却年龄。

A.化学平衡

B.同位素分馏

C.放射性衰变

D.核反应

2.下列哪一种同位素系统常被用于测定地壳的深部变质年龄？

A.碳-14/碳-13

B.铀-238/铀-234

C.氢-1/氢-2

D.氧-16/氧-18

3.地球化学示踪矿物（如锆石、独居石）能够保存长期地质记录的主要原因是它们具有（）。

A.高熔点

B.化学惰性

C.稳定的晶体结构

D.以上都是

4.利用伽马能谱仪测量地表岩石中的放射性元素含量，主要探测的是哪种射线的能量谱？

A.Alpha射线

B.Beta射线

C.伽马射线

D.中子射线

5.稳定同位素地球化学中，δ值通常用来表示某种元素的（）。

A.放射性活度

B.密度

C.同位素丰度差异

D.原子量

6.地热测量的主要目的是探测地球内部（）。

A.电阻率结构

B.磁场分布

C.温度分布

D.密度变化

7.放射性年代测定方法的基本依据是放射性同位素的（）在特定地质条件下是恒定的。

A.衰变率

B.丰度

C.化学性质

D.物理状态

8.在利用同位素示踪研究地壳物质循环时，通常利用哪种同位素对流体迁移路径进行示踪？

A.铀系同位素

B.稳定氧同位素（如δ18O）

C.稳定氢同位素（如δD）

D.铷-锶同位素

9.热年代学方法能够提供关于岩石或矿物（）的信息。

A.形成时的温度

B.最近的冷却事件

C.矿物生长速率

D.以上都是

10.地球化学物理数据与地球物理数据的结合，可以为反演（）提供重要约束。

A.地球内部结构

B.地球物理场源

C.地球物质组成

D.以上都是

二、名词解释（每小题3分，共15分。请给出每个名词的简要定义或解释。）

1.放射性衰变常数

2.稳定同位素分馏

3.地热梯度

4.示踪矿物

5.地球化学地球物理模型

三、简答题（每小题5分，共20分。请简要回答下列问题。）

1.简述放射性年代测定中，封闭体系条件的意义。

2.比较放射性同位素地质年龄测定与热年代测定在原理和应用上的主要区别。

3.简述利用稳定同位素研究地表水循环的基本思路。

4.地球化学物理方法在探测和研究隐伏矿体或地质构造中通常面临哪些挑战？

四、计算题（每小题8分，共16分。请列出必要的公式和计算步骤。）

1.某地质样品测得铀-238的原子数为N_U，铅-206的原子数为N_Pb。已知铀-238的半衰期T_1/2=4.5亿年。假设样品自形成以来一直处于封闭体系，且初始铅为零。请计算该样品的地质年龄（以亿年为单位）。（注：可使用公式t=T_1/2*ln[(N_U+N_Pb)/N_U]或相关形式）

2.假设某地热异常区地表岩石测得地热梯度为30°C/km。已知该区域地壳平均厚度为35km，地表温度为15°C。请估算地壳深部（约15km处）的温度大约是多少？（假定地热梯度在壳内均匀变化）

五、论述题（12分。请结合具体实例或原理，深入阐述下列问题。）

论述地球化学物理方法（如放射性年代学、稳定同位素地球化学、地热测量等）在解决地球物理反演问题（如确定地壳/上地幔的P-T-t演化历史）中的作用和意义。

试卷答案

一、选择题

1.C

2.B

3.D

4.C

5.C

6.C

7.A

8.C

9.D

10.D

二、名词解释

1.放射性衰变常数：单位时间内发生放射性衰变的概率，表示放射性同位素衰变快慢的物理量，与半衰期互为倒数。

2.稳定同位素分馏：在物理或化学过程中，不同质量的稳定同位素在物质间的分配比例发生差异的现象。

3.地热梯度：地表以下单位深度范围内的温度变化率，通常以摄氏度每千米（°C/km）为单位。

4.示踪矿物：化学性质稳定，能够长期保存形成时或后期地质作用过程中所记录的同位素组成、化学成分或其他地球化学信息的矿物。

5.地球化学地球物理模型：