2025年大学《地球化学》专业题库—— 地球结构中微量元素的地球化学所需理念.docxVIP

2025年大学《地球化学》专业题库——地球结构中微量元素的地球化学所需理念

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、简答题（每题5分，共20分）

1.简述地壳、地幔和地核的主要化学组成区别。

2.解释什么是微量元素，并列举三种在地幔岩石圈演化研究中具有重要指示意义的微量元素及其作用。

3.简述熔体分馏对地幔中微量元素分布的影响机制。

4.热力学参数如何影响微量元素在矿物相之间的分配？

二、论述题（每题10分，共30分）

1.论述如何利用辉石矿物中的微量元素组成信息推断地幔源区的性质（如成分、形成深度等）。

2.结合板块构造理论，论述微量元素在研究洋中脊玄武岩和俯冲板片脱水过程中的作用。

3.阐述球粒陨石标准化和地幔标准化的原理及其在微量元素地球化学研究中的应用区别。

三、分析计算题（每题15分，共30分）

1.假设某地幔源区岩石的部分微量元素含量如下（单位：ppm）：Rb=10,Sr=400,Ba=50,La=10,Eu=0.5,Sm=4,Nd=30。试计算该岩石的球粒陨石标准化微量元素蛛网图，并简述其可能反映的地幔演化过程。

2.已知某玄武岩和其源区岩石的部分微量元素含量如下（单位：ppm）：玄武岩Mg=5,Cr=100,Ni=50,矿物=20,矿物=200,矿物=100。假设玄武岩形成过程中发生100%的结晶分馏，且结晶分馏过程中Mg,Cr,Ni的分配系数分别为0.1,0.2,0.15。试计算该玄武岩源区岩石的原始微量元素含量。

试卷答案

一、简答题

1.答：地壳主要由氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等元素组成，其中硅铝酸盐矿物为主。地幔主要由硅、镁、铁、氧元素组成，富含镁铁硅酸盐矿物，如橄榄石、辉石、角闪石等。地核分为外核和内核，外核主要由液态的铁、镍组成，内核主要由固态的铁、镍组成。

解析：本题考察地球内部圈层的基本化学组成。地壳、地幔、地核的化学成分存在显著差异，这是由它们形成的环境和物理化学条件不同决定的。

2.答：微量元素是指在地壳、地幔等地球物质中含量低于0.1%的元素。在地幔岩石圈演化研究中具有重要指示意义的微量元素包括：①Sr，可以指示地幔源区的成分和演化程度；②Ba，可以指示地幔源区的富集程度和流体活动；③Nb，可以指示地幔源区的形成深度和地壳混染程度。

解析：本题考察微量元素的定义及其在地幔研究中的应用。微量元素虽然含量低，但其地球化学行为敏感，能够反映地球深部过程的详细信息。

3.答：熔体分馏是指熔体在结晶过程中，不同元素由于在晶相和熔体相中的分配系数不同，导致其在熔体中的相对含量发生变化的现象。微量元素在熔体分馏过程中，由于分配系数通常较小，更容易进入熔体相，导致残留熔体中微量元素含量富集，而结晶的矿物中微量元素含量相对较低。

解析：本题考察熔体分馏的地球化学机制。理解微量元素在熔体分馏过程中的行为，对于解释岩浆演化和地球深部物质组成具有重要意义。

4.答：热力学参数，如吉布斯自由能、熵、焓等，可以影响元素的相平衡和分配。例如，温度、压力、氧逸度等热力学参数的变化，会改变元素在矿物相和熔体相之间的分配系数，从而影响微量元素的地球化学行为。

解析：本题考察热力学参数对微量元素分配的影响。热力学是地球化学的重要理论基础，能够解释元素在不同物理化学条件下的行为。

二、论述题

1.答：辉石是地幔中常见的矿物，可以捕获大量微量元素。通过分析辉石矿物中的微量元素组成，可以推断地幔源区的性质。例如，高含量的Ti可以指示地幔源区形成于较高的深度；高含量的Y和Ho可以指示地幔源区经历了板片俯冲带来的流体交代作用；高含量的Rb和Sr可以指示地幔源区富集了钾质物质。

解析：本题考察利用辉石微量元素组成信息推断地幔源区性质的方法。辉石是研究地幔的重要矿物，其微量元素含量能够提供丰富的地幔演化信息。

2.答：微量元素在洋中脊玄武岩和俯冲板片脱水过程中起着重要作用。在洋中脊玄武岩形成过程中，微量元素可以指示地幔源区的性质和岩浆演化的历史。在俯冲板片脱水过程中，微量元素可以指示板片脱水的时间和程度，以及流体对地幔楔的影响。例如，高含量的Ba、Sr、LREE可以指示俯冲板片脱水作用的存在。

解析：本题考察微量元素在板块构造研究中的应用。微量元素能够反映板块俯冲、岩浆活动等地球深部过程的信息，对于理解地球动力学具有重要意义。

3.答：球粒陨石标准化是将样品中各元素的浓度除以球粒陨石的元素浓度，用于消除样品间元素总量的差异，突出元素间的相对变化。地幔标准化是将样品中各元素的浓度除以地幔的元素浓度，用于消除样品间地幔成分的差异，突出元素间的相对变化。球粒陨石