“海亮杯”2022-2023 學(xué)年全國中學(xué)生地球科學(xué)奧林匹克競賽決賽試題
“海亮杯”2022-2023?學(xué)年全國中學(xué)生地球科學(xué)奧林匹克競賽決賽試題
第一部分： 理論試題
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一、不確定選擇題，結(jié)果寫在答題卡上（單選或多選，每一個正確答案得 1?分，選錯一個扣 1 分，每題最低得分為 0 分）
1.?根據(jù)物理性質(zhì)，地球可以劃分為若干圈層，關(guān)于軟流圈，下面描述正確的是（ ）。
A.?巖漿的主要物質(zhì)來源；
B.?軟流圈位于上地幔；
C.?軟流圈物質(zhì)的密度比它上覆介質(zhì)的密度??；
D.?軟流圈物質(zhì)的地震波速度比它上覆介質(zhì)的地震波速度小。
2.?關(guān)于大地水準面，下面描述不正確的是（ ）。
A.?它是由靜止海水面并向大陸延伸所形成的不規(guī)則的封閉曲面，其上的重力各處相等；
B.?它是由靜止海水面并向大陸延伸所形成的不規(guī)則的封閉曲面，其上的引力勢各處相等；
C.?它和參考橢球體相同；
D.?它的形狀不受地球內(nèi)部物質(zhì)密度分布變化的影響。
3.?地球可視為一個磁偶極，關(guān)于地磁極，下面描述正確的是（ ）。
A.?地磁極由實測結(jié)果得到，是指地球表面上地磁場的水平分量等于零，即地磁場傾角為
90°、磁場強度最大的地方；
B.?地磁南、北極與地球的南、北極重合；
C.?地磁極為偶極子地磁軸與地球表面的交點，其連線一定通過地心；
D.?地磁南、北極不與地球的南、北極重合。
4.?遠震地震圖主要包括縱波、橫波和面波，一般情況下哪一種類型的波速度最小（ ）。
A.?縱波；
B.?橫波；
C.?面波；
D.?都有可能。
5.?圖中顯示的是全球地震觀測時出現(xiàn)的 P?波的影區(qū)
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（103o~142?o之間的區(qū)域內(nèi)觀測不到直達 P?波震相）
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P?波影區(qū)形成的直接原因為（ ）。
A.?地球外核為液態(tài)；
B.?地球外核的 P?波速度比地幔的 P?波速度??；
C.?地球外核的 P?波速度比地幔的 P?波速度大；
D.?P?波的質(zhì)點偏振方向與振動傳播方向一致。
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6.?圖中顯示的是夏威夷群島及附近東西向（EW）與南北向（NS）兩個剖面的地幔地震波層析成像結(jié)果，顯示了沿兩個剖面的地幔地震波速度變化，其中紅色表示速度較低，藍色表示速度較高，從兩幅圖可以直接推斷（??）。
A.?夏威夷火山活動可能和太平洋板塊運動有關(guān)；
B.?夏威夷火山活動可能和上地幔的低速體有關(guān)；
C.?該地區(qū)上地幔低速體可能來源于核幔邊界區(qū)域；
D.?夏威夷所處的太平洋板塊在向西北運動。
7.?圖中顯示了中美洲西部海洋的可可板塊（粉色區(qū)域）
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和周邊的太平洋板塊、北美板塊以及納茲卡板塊的位置圖，其中的紅色、綠色和藍色線條表示板塊之間的邊界，紅色、綠色和藍色標識的板塊邊界類型分別為（ ）。
A.?匯聚型、轉(zhuǎn)換斷層、離散型；
B.?轉(zhuǎn)換斷層、離散型、匯聚型；
C.?離散型、轉(zhuǎn)換斷層、匯聚型；
D.?轉(zhuǎn)換斷層、匯聚型、離散型。
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8.?圖中顯示的是冰島附近大西洋中脊周圍區(qū)域觀測到的海底對稱條帶狀分布的磁異常，灰色部分表示正常磁場極性，中間的白色部分表示極性相反，顏色的深淺對應(yīng)不同的形成年齡，從圖中，可以得到以下結(jié)論（??）。
A.?板塊從大洋中脊向兩側(cè)擴張運動；
B.?大洋中脊是新的海洋板塊生成的地方；
C.?兩側(cè)板塊的擴張速率大約相同；
D.?兩側(cè)板塊的擴張速率差別很大。
9.?口徑為?130mm，焦距為?1950mm?的折射望遠鏡，如果接上焦距?40mm?的目鏡來觀測月球，此時放大率大約為（ ）倍。
A.?25；
B.?40；
C.?50；
D.?60。
10.?下圖為火星西部赤道附近的塔爾西斯高地的?DEM 圖，從圖片上分析，以下哪些推測是正確的是（ ）。
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A.?塔爾西斯高地以火山地貌最為顯著，其成因也有可能是行星撞擊所致；
B.?塔爾西斯高地的火山巖都具有強烈的磁性，所以其形成較晚；
C.?塔爾西斯高地內(nèi)發(fā)育有顯著的水手谷谷地，其地質(zhì)成因可能是走滑斷層；
D.?阿爾巴山及與其相關(guān)的放射性構(gòu)造為隕石撞擊所致。
11.?火星表面最常見現(xiàn)象的是環(huán)形構(gòu)造（如下圖），主要成因為隕石撞擊坑與火山機構(gòu)，以下解釋（ ）是合理的。
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A.?上圖中的環(huán)形影像，A?為撞擊坑，B?為火山機構(gòu)；
B.?上圖中環(huán)形影像內(nèi)部的地貌特征可以指示火山或撞擊坑；
C.?圖A?中環(huán)形影像中心部位為火山口；
D.?圖B?中環(huán)形影像周圍的放射狀影像為濺射現(xiàn)象。
12.?有關(guān)火星磁場的描述，下列（ ）描述是正確的。
A.?與地球一樣，火星現(xiàn)今仍存在一個全球性磁場；
B.?火星上存在一個很強的地殼磁場；
C.?火星表面玄武巖的磁性強度隨形成時代的變新而增強；
D.?火星的磁場是剩余磁場。
13.?地下水是指賦存于地面以下巖石空隙中的水，那么它的主要來源是（ ）。
A.?大氣降水；
B.?原生水；
C.?冰雪融水；
D.?地表水。
14.?大陸邊緣是大陸和大洋之間的過渡帶，按照其構(gòu)造活動性分為被動大陸邊緣和活動型大陸邊緣，活動大陸邊緣主要分布在（ ）。
A.?大西洋東岸；
B.?太平洋東岸；
C.?大西洋西岸；
D.?太平洋西岸。
15.?土壤腐殖質(zhì)是土壤有機質(zhì)的主要組成部分，根據(jù)土壤腐殖質(zhì)在不同溶劑中的溶解性，可將其分離為不同物質(zhì)，下圖中?1、2、3、4 依次為（ ）。
A.?棕腐酸，胡敏素，胡敏酸，富里酸；
B.?棕腐酸，胡敏素，富里酸，棕腐酸；
C.?胡敏素，胡敏酸，棕腐酸，富里酸；
D.?胡敏素，胡敏酸，富里酸，棕腐酸。
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除去動植物殘體碎屑
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用NaOH稀液浸提過濾
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黑色殘余物
溶液
酸化過濾
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褐色沉淀 黃色溶液
酒精提取溶液
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16.?天然水的物質(zhì)成分中，決定水硬度的有（ ）。
A.?碳酸鈉；
B.?碳酸鈣；
C.?硫酸鈉；
D.?硫酸鈣。
17.?土壤中缺乏人體需要的某些元素，或者某些元素過多，都可以產(chǎn)生地方病。下列敘述中
正確的是（ ）。
A.?環(huán)境中硒缺乏—克山??；
B.?環(huán)境中硒過多—克山病；
C.?環(huán)境中碘缺乏—地方性甲狀腺腫；
D.?環(huán)境中碘過多—地方性甲狀腺腫。
18.?海水中含有?11?種常量元素，其中大部分常量元素符合?Marcet-?Dittmar?恒比規(guī)律，即它們的（ ）基本上不變。
A.?含量；
B.?含量比值；
C.?遷移速率；
D.?生物吸收速率；
19.?巴拿馬運河橫穿巴拿馬地峽，溝通了（ ）。
A.?地中海和大西洋；
B.?北冰洋和太平洋；
C.?大西洋和太平洋；
D.?太平洋和印度洋。
20.?下圖展示的是南太平洋地區(qū)一個發(fā)育環(huán)狀珊瑚礁的火山巖島，構(gòu)成一個中心為火山巖島嶼及潟湖、周邊為鑲邊碳酸鹽巖臺地的混積沉積體系。如下陳述正確的是（ ）。
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Bora?Bora?島碳酸鹽巖沉積相分布（據(jù) Gischler, 2011）
A.?該臺地邊緣生物礁和生物碎屑灘相主要由珊瑚和珊瑚藻構(gòu)成；
B.?較深水潟湖內(nèi)，主要為含軟體和有孔蟲等異養(yǎng)生物的鈣質(zhì)沉積；
C.?在該障壁生物礁—火山巖島沉積體系中，陸源碎屑沉積體系發(fā)育；
D.?環(huán)礁中的潟湖相主要被淺水碳酸鹽沉積物充填。
21.?如圖所示為厄爾尼諾發(fā)生期間溫躍層，對比圖示拉尼娜發(fā)生時熱帶太平洋溫躍層應(yīng)為
( )。
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A.?西部深東部淺；
B.?東部淺西部深；
C.?西部淺東部淺；
D.?西部深東部深。
22.?氧氣是很活潑的氣體，很容易和地球上的其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，如果沒有生命，那么地球上的氧氣會被幾乎消耗殆盡。從類似的角度觀察其他行星的大氣成分，你認為太陽系還有哪顆星球可能存在生命？（??）
A.?土星；
B.?火星；
C.?木衛(wèi)二；
D.?木衛(wèi)五。
23.?從第一次工業(yè)革命之后，人們越來越意識到化石的價值，化石的價值不包括（ ）。
A.?尋找石油和天然氣；
B.?探索大陸漂移的歷史；
C.?確定地層的絕對年齡；
D.?研究生物的演化和發(fā)育歷史。
24.?下列關(guān)于腕足動物和雙殼動物的說法正確的有（ ）。
A.?雙殼動物殼瓣兩側(cè)不對稱，腕足動物殼瓣兩側(cè)對稱；
B.?腕足動物兩瓣大小一般相等，雙殼動物兩瓣大小不等；
C.?雙殼動物對稱面位于兩殼接合面上，腕足動物對稱軸垂直于兩殼接合面；
D.?雙殼動物同一瓣上有齒及窩；腕足動物齒在腹殼，齒窩在背殼。
25.?巖性是形成滑坡的主要條件之一，當其它條件相同時，下列巖石的層面最有可能演變成滑坡滑面或滑動帶的巖石為（ ）。
A.?泥質(zhì)巖或頁巖；
B.?硬砂巖；
C.?大理巖；
D.?石灰?guī)r。
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二、綜合分析題，答案請寫在答題紙上。
Q1-Q4?背景材料：
距今 2.5?億年之前的二疊紀-三疊紀之交（P-T?轉(zhuǎn)折），發(fā)生了地球歷史上最為嚴重的生物滅絕事件，超過 95%的海洋無脊椎動物發(fā)生了絕滅，同時陸地生態(tài)系統(tǒng)也受到了嚴重的破壞。現(xiàn)有的研究認為，P-T 生物絕滅可能發(fā)生在非常短暫的時間內(nèi)（6 萬年以內(nèi)）。對于 P-T 轉(zhuǎn)折的生物絕滅的成因有兩種不同的觀點：A.大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)；B.?地外小行星撞擊。
火山噴發(fā)假說得到了包括西伯利亞大火成巖省在內(nèi)的大量地質(zhì)證據(jù)的支持。強烈的火山噴發(fā)可能從多個方面對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的影響，進而造成生命的絕滅，如火山噴發(fā)的大量 CO2導(dǎo)致了全球溫度升高，或者改變海水的 pH?值，導(dǎo)致了海洋生物的大量絕滅；火山噴發(fā)的 SO2氣體使得酸雨廣泛形成，進而對陸地植被造成了影響。
下圖是有關(guān)學(xué)者綜合的二疊紀-三疊紀之交生物大滅絕的機制，對該時期生物群影響的主要地質(zhì)記錄（Major?recorded?effects?on?biota）有：巖漿侵入導(dǎo)致煤層燃燒，釋放 CO2，SO2；氣溶膠反應(yīng)；SO2?酸雨導(dǎo)致風化過程加??；海洋酸化過程 CO2?和海洋無機碳庫的平衡；碳同位素負漂移的原因；海洋缺氧等。
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二疊紀-三疊紀之交生物大滅絕的機制（據(jù) Dal?Corso?et?al., 2022）
具體的對生物群落影響的主要地質(zhì)記錄包括：A. 野火；B. 土壤營養(yǎng)喪失；C.?四足動物遷移；D. 四足動物部分滅絕；E. 植物生存壓力；F. 植物突變；G. 濕地植物滅絕；H. 海洋生物鈣化危機；I. 缺氧耐受力差的生物滅絕；J. 低緯度地區(qū)生物選擇性滅絕；K. 高緯度地區(qū)海洋生物滅絕。
Q1. 請根據(jù)上圖進行分析，并在箭頭數(shù)字（1-9）后面填入相應(yīng)的主要地質(zhì)記錄，結(jié)果寫在答題紙上（不定項選擇，每一個正確答案得 1?分，選錯一個扣 1?分，每小題最低得分
為 0?分）。
Q2. 由上述圖解可以看出，火山作用很可能是生物絕滅的一個主要的誘導(dǎo)因素。但是由于地表各圈層之間的相互作用十分復(fù)雜，定量火山噴發(fā)所引起的環(huán)境效應(yīng)是地球科學(xué)研究的重點和難點。下面，我們將利用一些簡化的模型，對火山作用所造成的環(huán)境影響進行定量的分析。
火山噴發(fā)最直接的影響是導(dǎo)致大氣 CO2?濃度的增加。當大氣 CO2?濃度變化的時候，海水中溶解無機碳（H2CO3，HCO?-, CO 2-）的濃度也會發(fā)生相應(yīng)的變化。CO2?在大氣-海洋的溶解平衡可以用如下反應(yīng)式表達：
① 大氣 CO2?溶解到海水中，并形成 H2CO3
CO2(g)?+?H2O(l)???H2CO3 ???????????????????=10-1.46?mol/L/atm?(T=25℃)
② H2CO3?離解成HCO3-和 CO32-
H2CO3* ??HCO3-?+ H+ K1=10-6.35?mol/L (T=25℃，1bar) HCO3-???CO32-?+ H+ K2=10-10.33?mol/L?(T=25℃，1bar)
假設(shè)在火山噴發(fā)之前，大氣 CO2?濃度為 1000?ppmv（106?ppmv=1?atm），海水溶解無機碳 DIC=[H2CO3]+[HCO3-]+[CO32-]的濃度為 2?mM，海水的 pH?值為 8.1；當大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)之后，大氣 CO2?的濃度增加到了 5000?ppmv。由于海水無機碳庫體量巨大，因此我們可以假設(shè)火山噴發(fā)后海水DIC 的濃度仍然近似為 2 mM，且暫不考慮升溫對各反應(yīng)常數(shù)的影響。
請計算火山噴發(fā)之后，海氣達到重新平衡，海水的pH?值變成了多少？（15?分）
Q3. 同時，生物圈的波動也導(dǎo)致了全球碳循環(huán)的變化，如 P-T?生物絕滅的層位也對應(yīng)著碳酸鹽巖碳同位素的負漂移。長時間尺度的碳循環(huán)可以表述為，火山噴發(fā)的CO2?以有機碳
（CH2O）和碳酸鹽巖（CaCO3）的形式埋藏。對碳循環(huán)的擾動，除了火山輸入通量的變化以外，也包括有機碳的埋藏量和 CaCO3?的埋藏量的變化。定量碳循環(huán)的變化，通常利用碳同位素方法，因此有機碳形成過程中會發(fā)生碳同位素的分餾。C?有 12C?和 13C?兩個穩(wěn)定同位素，在物理-化學(xué)反應(yīng)中 13C?和 12C?比值（13C/12C）的變化，我們稱之為同位素分餾。為了方便計算，通常用δ13C?來標定碳同位素：δ13C=[(13C/12C)樣品/(13C/12C)標準 – 1]*1000，代表了樣品相對于標樣 13C/12C?比值的差別。比如，在光合作用的時候，12C?優(yōu)先進入有機質(zhì)中，使得有機質(zhì)的碳同位素比大氣 CO2?的碳同位素更加富集 12C，體現(xiàn)為有機物的 δ13C 比大氣 CO2的 δ13C 值更低。
在穩(wěn)定平衡態(tài)下（即火山噴出的 CO2?量等于有機碳和碳酸鹽巖埋藏量的和），碳循環(huán)的
物質(zhì)平衡可以表述為：Fin=Forg+Fcarb; 其中 Fin?表示火山輸入的 CO2?的通量；Forg?和 Fcarb?分別代表有機碳埋藏和碳酸鹽巖埋藏的通量。
碳同位素平衡可以表述為：Fin*δin=Forg*δorg+Fcarb*δcarb.其中 δin，δorg，δcarb?分別代表火山噴出的 CO2，埋藏的有機碳，和碳酸鹽巖的碳同位素值。
已知 δin=-5‰；δorg=-25‰；δcarb?在絕滅之前為+2‰，在發(fā)生絕滅后變?yōu)?1‰。
通過計算，求解生物絕滅前后，有機碳埋藏比例:???????????????????????????=?????????????????????????/(??????????????????????????+ ??????????????????????????????)是升高還是降低了，變化了多少。（15 分）
Q4.?我們在地質(zhì)記錄中觀察到這一時期的小行星撞擊留下的可能得撞擊記錄，下面我們來估算小行星撞擊對地球環(huán)境可能產(chǎn)生的影響。已知日地距離為 1.5×108?千米，地球的公轉(zhuǎn)周期為 365 天，地球的總質(zhì)量為 6×1024kg，且假設(shè)地球軌道為正圓形。假設(shè)小行星質(zhì)量為 1021kg，與地球撞擊時的速度為 30km/s，且撞擊發(fā)生時小行星的速度與地球速度方向相反。在撞擊之后，小行星融入地球之中。撞擊產(chǎn)生的能量作用于海洋，導(dǎo)致海水的大量蒸發(fā)，已知海水初始溫度為 20℃，水的比熱容為 4.2kJ/(kg?℃)，汽化潛熱為 2256.4kJ/kg。
通過計算，試估計這一撞擊可能導(dǎo)致的水的最大蒸發(fā)量是多少？并簡要分析大量水???????????????????????????????????????????蒸發(fā)可能產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)。（15 分）
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Q5-Q6?背景材料
由圖 a?所示，觀測的全球地表氣溫近百年來有明顯增暖趨勢，在中高緯和極地地區(qū)增暖更加顯著，稱為“極地放大效應(yīng)”。已有研究表明，近百年來全球增暖的原因主要是人類活動所導(dǎo)致的溫室氣體排放造成的溫室效應(yīng)。圖 b?為大氣中主要氣體成分（水汽，二氧化碳，氧氣和臭氧，甲烷，一氧化二氮和氮氣等）對不同波長輻射在大氣傳輸過程中吸收和散射的百分比。
圖 a
圖 b
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Q5.?請根據(jù)以上材料并結(jié)合物理化學(xué)知識回答如下問題（不定項選擇，每一個正確答案得 1?分，選錯一個扣 1?分，每小題最低得分為 0?分）：
1.?以下哪些是造成全球變暖的原因？
A.?大規(guī)模森林砍伐和土地利用變化
B.?大規(guī)模畜牧業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)
C.?洪澇、干旱等自然災(zāi)害現(xiàn)象頻繁發(fā)生
D.?非法垃圾堆放和焚燒
E.?非化石能源的可持續(xù)利用
F.?中高緯度地區(qū)凍土融解
2.?全球變暖對生態(tài)環(huán)境及人類社會的影響表現(xiàn)有哪些？
A.?生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性增強
B.?大氣環(huán)境污染問題更加嚴重
C.?極端天氣變得更加頻繁和嚴重
D.?糧食作物產(chǎn)量下降
E.?全球政治風險上升
F.?疾病傳播范圍擴大
3.?以下哪些是大氣中主要氣體成分對輻射吸收和散射的正確表述？
A.?不同氣體成分對輻射吸收的差異是與它們分子的大小和質(zhì)量有關(guān)
B.?不同氣體成分對輻射吸收的差異是與它們分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)有關(guān)
C.?二氧化碳是非常重要的溫室氣體，因為它對輻射的吸收能力是最強的
D.?臭氧對紫外線有很強的吸收能力，所以它也是一種重要的溫室氣體
E.?氣體分子的吸收譜段形狀和位置受到溫度和壓力因素的影響
F.?晴朗的天空呈藍色是由于大氣成分對藍色譜段的光線吸收造成的
Q6.??從全球能量平衡的角度，計算并比較地球存在和不存在大氣層時的地表溫度差異，說明大氣層對地球系統(tǒng)的溫室作用。假設(shè)地球是一個黑體（即對于任何波長的輻射，吸收和釋放率均為?100%），黑體輻射的斯蒂芬-玻爾茲曼公式為????????????????????=??????????????4，其中玻爾茲曼常數(shù)??????為
5.67×10-8?W/(m2·K4)，????????為黑體的熱輻射量，???????為所測黑體的表面溫度。假設(shè)入射到地球
??????
的凈太陽輻射量為 239?W/m2。（15?分）
1.?假設(shè)地球不存在大氣（即存在一個固體地球），并假設(shè)固體地球為黑體的情況下，計?????????????????????????????????????????????算地球表面的溫度？
2.?假設(shè)固體地球外圍有一個大氣層，固體地球仍視為黑體，而大氣可視為灰體，其輻射?????????????????????????????????????????????吸收和放射率均為 0.8；計算該狀態(tài)下固體地球表面的溫度？
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Q7-Q9?背景資料
除了地球以外，冰衛(wèi)星是太陽系中具有天然海洋的另外一類星體，包括木星及土星的多顆天然衛(wèi)星，成為了深空探測的熱點目標。
Q7.地球到太陽的距離被定義為一個天文單位（1A.U.=1.496x10?千米），木星到太陽的距離約為 77800?萬千米，土星到太陽的距離約為 143300?萬千米。請粗略計算木星和土星單位面積接收到來自太陽的能量分別為地球單位面積接收太陽能的多少倍。（5?分）
Q8.?2005-2015?年間，美國 NASA?的卡西尼號發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二極區(qū)存在水冰噴出，隨后的采樣分析發(fā)現(xiàn)噴出物富含氫氣、二氧化碳等氣體。已知地球上產(chǎn)甲烷菌可以利用氫氣和二氧化碳合成甲烷供給自身能量，其化學(xué)本質(zhì)是利用反應(yīng)的不平衡狀態(tài)，即化學(xué)反應(yīng)親和勢（A?=?R*T*(lnK–lnQ)；其中，R?為理想氣體常數(shù) 8.314?J/K/mole，T?為溫度，K?為反應(yīng)平衡常數(shù)，?Q?為反應(yīng)熵)。在地球環(huán)境下，產(chǎn)甲烷菌可以利用 A>10 kJ/mole?的反應(yīng)親和勢來維持自身的生存。請利用下述條件進行計算，評估產(chǎn)甲烷菌是否可以在土衛(wèi)二海水環(huán)境（0 攝氏度）下生存，并評估 pH?的影響。（15?分）
產(chǎn)甲烷反應(yīng)：CO2,aq?+ 4H2,aq?à?CH4,aq?+ 2H2O。
0?攝氏度條件下，?G° =?-383?kJ/mole;??G°????=?19?kJ/mole;??G° =?-32.5
CO2,aq
kJ/mole; ?G° = -235?kJ/mole。探測數(shù)據(jù)顯示：
H2,aq
CH4,aq
Q9.?潮汐力是冰衛(wèi)星的一個重要能量來源?，F(xiàn)在假定一個衛(wèi)星繞著土星（質(zhì)量 5.7?× 1026 kg）作軌道運動，軌道橢圓非常接近于圓形。土星對于衛(wèi)星，除了施加引力之外，還施加潮汐力，潮汐力力矩大小為 T，力矩方向與軌道平面垂直。由于潮汐力遠小于引力，所以仍然可以近似看作圓周運動的向心加速度完全只由引力加速度提供。
3 ?????? ????????????2??????5
已知???????=
× ?2?× ???????,
2 ??????
??????6
其中，a?為衛(wèi)星軌道半徑，取 a?= 2.38?× 108?m?(土衛(wèi)二)；
k2/Q?是土星的潮汐參數(shù)，約 0.341/18000?≈ 1.9?× 10-6； G 為萬有引力常量，約 6.8 × 10-11?m3/kg/s2；
Rp?為土星半徑，為 6.03?× 107?m；
m?為衛(wèi)星質(zhì)量，為 1.08?× 1020?kg。
請計算土星潮汐力力矩對該衛(wèi)星做功的功率為多大？（15?分）
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Q10-12?背景材料：
地球的地幔主要由橄欖巖組成，上下地幔之間存在一個過渡帶（下圖），地幔過渡帶的上下界面對應(yīng)兩個地震波不連續(xù)面：410?km?不連續(xù)面和 660?km?不連續(xù)面，這兩個不連續(xù)面的形成都是由主要地幔礦物在高壓下發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致，且都伴隨著密度的顯著增加。
410?km?的相變反應(yīng)為：
橄欖石→瓦士利石，相變放熱。
660?km?的相變反應(yīng)為：
林伍德石→布里奇曼石+方鎂石，相變吸熱。
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簡化的地幔相變示意圖（不成比例）
Q10.過渡帶上下界面的相變反應(yīng)的?Vr?是正還是負？（5?分）
Q11.?當大洋巖石圈（主要成分與地幔橄欖巖類似）俯沖進入地幔過渡帶，大洋巖石圈也會發(fā)生上述兩次礦物相變，但是由于俯沖的大洋巖石圈物質(zhì)相對周圍地幔溫度較低，兩次相變對應(yīng)的壓力（深度）和周圍地幔有差異。從熱力學(xué)角度考慮，大洋巖石圈兩次相變相對周圍地幔巖石是更淺還是更深？（10?分）
提示：對于相變反應(yīng):
A???B
dGA?=?-SAdT?+?VAdP dGB?=?-SBdT?+ VBdP
d(?Gr)?=?-?SrdT?+??VrdP
由此可得平衡時 dT?與 dP?的關(guān)系，即克拉伯龍方程（dT/dP?= ?）。再結(jié)合熵與焓的關(guān)系 (?S?= ?H/ T)，可解答。
Q12.?如果地球早期的地幔比今天熱，地球早期地幔過渡帶的厚度相對今天如何變化？
為什么？（10?分）
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Q13-Q15?背景材料：
地質(zhì)圖是將各種地質(zhì)體的界線、特征、產(chǎn)狀和地質(zhì)構(gòu)造以及有意義的地質(zhì)現(xiàn)象按照規(guī)定的圖例符號和比例垂直投影、概括縮繪在地形（地理）底圖上所制成的圖件。
劉莊-大嶺地區(qū)位于華北板塊中部，該地區(qū)出露地層為寒武系、奧陶系豹皮狀灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r、石灰?guī)r等；石炭系-二疊系砂巖、炭質(zhì)粉砂巖和頁巖、并夾有數(shù)層可采煤層；侏羅系為中侏羅統(tǒng)的火山角礫巖、集塊巖及少量中性熔巖組成。
顯生宙簡明地質(zhì)年表
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劉莊-大嶺地區(qū)地質(zhì)簡圖
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Q13. 閱讀劉莊-大嶺地區(qū)地質(zhì)圖（上圖），依據(jù)上面給出的簡明地質(zhì)年表，分析不同時代地層的接觸關(guān)系；列出各種地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象，并簡要描述其特征；并給出各種地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育順序。（15 分）
Q14. 請確定角巖和矽卡巖發(fā)育的部位；若角巖是紅柱石（化學(xué)分子式為 Al2SiO5）角巖，我們知道它是由高嶺石（分子式 Al4[Si4O10](OH)8）升溫過程中轉(zhuǎn)化而來的，那么它形成過程經(jīng)歷的是什么化學(xué)反應(yīng)？若灰?guī)r分子式為 CaCO3，形成的矽卡巖組成礦物為硅灰石
（CaSiO3），請寫出這一反應(yīng)過程的方程式？（10?分）
Q15. 請確定花崗巖g的大致形成時代；你有什么辦法確定它的具體侵位時間嗎，請說明？
（10?分）
第二部分： 實踐試題
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1.?本次實踐考試為現(xiàn)場考察，請考生自主觀察、記錄，監(jiān)考老師不負責講解，
也不對野外露頭現(xiàn)象作任何提示?，F(xiàn)場考察時間 2?小時。
2.?野外觀察結(jié)束后，在室內(nèi)完成本測試。實踐試題共計 20?題。
3.?所有答案請按題號順序填涂在答題卡上。
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本次野外實踐考察剖面位于南京周邊的湯山地區(qū)，出露巖層主要有：
上奧陶-下志留統(tǒng)高家邊組（O3S1g）：灰黃-黃綠色粉砂質(zhì)頁巖、土黃色泥質(zhì)頁巖夾薄層粉砂巖、砂巖。通常含筆石等化石。
中-下志留統(tǒng)墳頭組（S1-2f）：黃綠-灰黃色中-厚層砂巖夾薄層灰黃色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。含三葉蟲等動物化石。
中志留統(tǒng)茅山組（S2m）：紫紅色中-厚層細粒石英砂巖、巖屑砂巖，上部為紫紅色粉砂質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)頁巖。
上泥盆統(tǒng)五通組（D3w）：淺灰白色厚層細-中粒石英砂巖，夾薄-中層硅質(zhì)、泥質(zhì)頁巖和中-薄層礫巖；底部為灰白色厚-巨厚層含礫中粒石英砂巖。產(chǎn)植物化石。
石炭系老虎洞組（C1-2l）：灰白-灰黃色厚層-塊狀細晶白云巖，中-下部含紫紅色燧石結(jié)核或條帶。常見刀砍狀溶溝。含動物化石。
第四紀松散堆積物（Q）。
一、不定項選擇題，結(jié)果寫在答題卡上（單選或多選，每一個正確答案得 1?分，選錯一個
扣 1?分，每題最低得分為 0?分，題號順延上一部分選擇題，從 26?號開始）
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26.?圖 1?是野外某處露頭的局部照片，其中所示的巖石應(yīng)為（?）：
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A.?砂巖 B.?粉砂巖 C.?泥巖 D.?頁巖
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27.?圖 2?是高家邊組（O3S1g）地層某處局部露頭照片，以下說法正確的有（?）：
A.?地層中發(fā)育 X?節(jié)理
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B.?地層中的節(jié)理是兩期構(gòu)造作用形成的
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C.?節(jié)理是由水平擠壓作用形成的
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D.?節(jié)理與垂向應(yīng)力有關(guān)
28.?圖 3?是高家邊組（O3S1g）和墳頭組（S1-2f）地層界限處的野外照片，兩地層呈整合接觸關(guān)系。以下說法中能從野外證實它們接觸關(guān)系的有（?）：
A.?它們的產(chǎn)狀幾乎相同
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B.?兩地層的巖性近似
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C.?兩地層中的生物化石類似
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D.?它們之間沒有地層缺失
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29.?圖 4?是墳頭組（S1-2f）地層的露頭照片，圖中一系列白色三角所示的位置應(yīng)是（?）：
A.?節(jié)理 B.?層理 C.?斷層 D.?不整合面
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30.?圖 5?中可觀察到的主要地質(zhì)現(xiàn)象有（?）：
A.?根劈 B.?節(jié)理 C.?斷層 D.?生物化石
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圖 6?是茅山組（S2m）地層的一處野外露頭，請回答第 6-8?題。
31.?圖中可以看到哪些地質(zhì)現(xiàn)象（?）？
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A.?層理 B.?斜層理 C.?斷層 D.?波痕
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32.?露頭上哪一側(cè)的地層較老（形成得更早）？
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A.?左側(cè) B.?右側(cè) C.?幾乎同時形成 D.?無法判斷
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33.?關(guān)于該地層形成的環(huán)境，說法正確的是（ ）：
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A.?深海 B.?淺海 C.?河流 D.?湖泊
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圖 7?是野外某處一斷層面的照片，請仔細觀察，并回答第 9-10?題。
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34.?圖 7?中可以觀察到的地質(zhì)現(xiàn)象有（?）：
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A.?線理 B.?擦痕 C.?階步 D.?反階步
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35.?有關(guān)圖?7?中斷層的性質(zhì)，以下說法最合理的是（ ）：
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A.?正斷層 B.?逆斷層 C.?左行平移斷層 D.?右行平移斷層
圖 8?是五通群（D3w）地層的野外露頭照片，請根據(jù)圖片和野外觀察，回答第 11-12
題。
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36.?圖中一系列白色三角所在的近直立面，屬于（ ）：
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A.?層面 B.?解理面 C.?斷層面 D.?以上都不是
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37.?如圖中每個白色三角所指的一系列大小不一的凹坑，最不可能是以下哪種情況（?）：
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A. 重荷模印跡 B.?大礫石掉落殘留所致 C.?同沉積湍流沖刷痕?D. 大型動物足跡
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圖 9?是石炭系老虎洞組（C1-2l）地層的野外局部露頭，請回答第 13-15?題。
38.?圖中巖石的主要成分為（ ）：
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A.?白云石 B.?方解石 C.?MgCO3 D.?CaMg(CO3)2
39.?圖中似刀砍狀溶溝的形成與下列哪些選項無關(guān)（ ）：
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A.?地下水溶蝕 B.?地表水侵蝕 C.?構(gòu)造節(jié)理 D.?巖石成分差異
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40.?圖中巖石形成之后可能經(jīng)歷過哪些地質(zhì)作用（?）？
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A.?膠結(jié)作用 B.?變形作用 C.?變質(zhì)作用 D.?地殼抬升作用
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圖 10?是野外一處露頭的照片，請回答 16-17?題。
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41.?關(guān)于圖中上半部分的表述，最合理的是（ ）：
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A.?角礫巖 B.?斷層角礫巖 C.?火山角礫巖 D.?礫石堆積物
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42.?圖中上、下兩部分巖層之間的接觸關(guān)系為（ ）：
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A.?整合 B.?平行不整合 C.?沉積不整合 D.?角度不整合
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圖 11?是野外某處露頭的照片，請回答 18-20?題。
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43.?關(guān)于地層 S2m?和 D3w?之間的接觸關(guān)系，說法正確的是（?）：
A.?整合接觸 B.?平行不整合接觸 C.?角度不整合 D.?斷層接觸
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44.?測得S2m?地層的產(chǎn)狀為188∠80，D3w?的產(chǎn)狀為190∠78，則以下說法正確的有（?）：
A.?此處巖層為正常層序
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B.?此處巖層為倒轉(zhuǎn)層序
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C.?兩地層一定是某一背斜的北翼
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D.?兩地層可能是某一向斜的南翼
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45.?結(jié)合區(qū)域地層信息，以下說法正確的是（?）：
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A.?該地區(qū)在志留紀末-中泥盆世期間的地殼運動以垂直升降為主
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B.?該地區(qū)晚志留世-中泥盆世期間先后發(fā)生了海退和海進事件
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C.?地層 S2m?的巖石形成于深海環(huán)境
D.?地層D3w?的巖石形成于淺海環(huán)境
