高中地理湘教版 (2019)选择性必修1 自然地理基础第一节 岩石圈物质循环导学案

第一节　岩石圈物质循环

一、岩石圈的物质组成

1．矿物

(1)概念：是由地质作用形成的、一般为结晶态的天然化合物或单质。

(2)特征：具有相对固定的化学成分和确定的晶体结构，在一定的物理化学条件下保持稳定，是组成岩石的基本单元。

(3)存在形式：绝大多数矿物以固态形式存在。

2．岩石

(1)概念：是在自然作用下，按一定方式结合而成的矿物集合体，是构成岩石圈的主要物质。

(2)分类：按照成因，可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩和变质岩三大类。

二、岩石转化与岩石圈物质循环

1．岩石转化

(1)沉积岩是松散的沉积物，经过成岩作用变成的。

(2)岩浆岩风化后的碎屑物质成为沉积岩的“原料”。

(3)变质岩的“前身”是岩浆岩、沉积岩、变质岩。

2．岩石圈物质循环

(1)概念：从原始地壳形成至今，在漫长的地质历史岁月中，岩石圈和其下的软流层之间存在着大规模的物质循环。

(2)能量来源：放射能→热能→机械能。

(3)地理意义

①是地球上规模最大、历时最长、影响最为深远的地质运动。

②使岩石圈的物质处于不断的循环转化之中。

(1)地表岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积作用变成沉积岩。 (　　)

(2)岩石圈物质循环的能量主要来自地球内部的放射热。 (　　)

(3)三大类岩石之间可以直接相互转化。 (　　)

(4)变质岩是沉积岩经变质作用形成的。 (　　)

(5)地球上岩浆的发源地一般认为是在 (　　)

A．外地核     B．岩石圈上部

C．地壳下部     D．软流层

[提示]　(1)×　沉积物要经过固结成岩作用才能形成沉积岩。

(2)×　岩石圈物质循环的能量主要来自两个方面，一方面是地球内部的放射热，一方面是太阳能。

(3)×　岩浆岩只能由岩浆生成，沉积岩和变质岩不能直接转化为岩浆岩。

(4)×　岩石(包括沉积岩、岩浆岩和已生成的变质岩)经变质作用都可以形成变质岩。

(5)D　[软流层是岩浆的主要发源地。]

岩石圈的物质组成

材料　下图为山东省济南市某学校在野外地质考察中拍摄的岩石照片。

图1　　　　　　　图2

问题1　(综合思维)组成图中岩石的最基本单元是什么？两图分别属于哪一类岩石？试说出判断的依据。   

提示：矿物。图1属于沉积岩，该岩层是一层层分布的，具有明显的层理构造。图2属于岩浆岩(玄武岩)，具有明显的气孔构造。

问题2　(综合思维)请分析两图所示岩石的成因分别是什么？

提示：图1所示岩石是风化、剥蚀、搬运、沉积和固结成岩作用形成的；图2所示岩石是岩浆喷出地表后温度、气压降低，岩浆迅速冷凝，导致岩浆中的气体挥发形成的。

[归纳提升]　三类岩石的形成及特点

1．矿物是人类生产资料和生活资料的重要来源之一，是构成岩石的物质基础。地球上已发现的矿物有3 000多种，其中组成岩石的造岩矿物约有几十种。据此回答(1)～(2)题。

(1)组成花岗岩的主要矿物是(　　)

A.长石、石英、方解石     B．长石、石英、云母

C.云母、辉石、石英     D．长石、云母、辉石

(2)下列岩石中都有可能找到化石的是(　　)

A.砾岩、大理岩     B．页岩、石灰岩

C.砂岩、玄武岩     D．石英岩、花岗岩

(1)B　(2)B　[第(1)题，组成花岗岩的矿物是长石、石英角闪石和云母等。第(2)题，石灰岩、页岩均为沉积岩，有可能找到化石。A项中大理岩为变质岩，C项中玄武岩为岩浆岩，D项中石英岩为变质岩，花岗岩为岩浆岩。]

岩石转化与岩石圈物质循环

材料　据报道，陕西省清涧县无定河沿岸发现古植物化石，初步推断为距今2.5亿年的芦木化石。芦木是一种古植物，属木贼纲，出现于石炭二叠纪，现已灭绝。芦木与鳞木、封印木共同组成北半球热带沼泽森林。

问题1　(综合思维)你能推断出形成芦木化石的岩层属于哪类岩石吗？

提示：沉积岩。

问题2　(综合思维)该类岩石是如何形成的？

提示：裸露在地表的岩石在外力作用下，逐渐崩解为砾石、沙子和泥土。这些碎屑物质被外力搬运沉积下来，在沉积过程中，一些芦木被掩埋在下面，经过固结成岩作用，形成沉积岩。

[归纳提升]　岩石圈物质循环过程

在岩石圈物质循环过程中，构成岩石圈的岩石处在不断地变化之中，任何一种岩石都有诞生和消亡的过程，并且三大类岩石是可以相互转化的。

岩石圈物质循环示意图的判读方法

(1)三个突破口

①各类岩石在地球内部经重熔再生作用都可以变成岩浆。

②岩浆岩只能由岩浆转化而来。

③岩浆岩、沉积岩可以经变质作用变成变质岩，岩浆岩、变质岩可以经外力作用变成沉积岩，但沉积岩、变质岩不可以直接变成岩浆岩。

(2)两个技巧

①被三个箭头所指的肯定是岩浆。

②只被一个箭头所指的肯定是岩浆岩。

2．我国某登山小组在攀登珠穆朗玛峰的过程中，分别发现了花岗岩、片麻岩和石灰岩。结合所学知识回答(1)～(2)题。

(1)珠峰地区一定发生过的地质作用包括下图中的(　　)

A.①②③④     B．②③④⑤

C.①②④⑤     D．①②③⑤

(2)有关甲岩石的说法，错误的是   (　　)

A.岩石是在风化、剥蚀、搬运、沉积和固结成岩作用下形成的

B.具有层理构造，常含有化石

C.常蕴含有色金属

D.一般来说，老岩层在下，新岩层在上

(1)A　(2)C　[第(1)题，花岗岩属于侵入岩，片麻岩属于变质岩，石灰岩属于沉积岩，所以珠峰地区一定发生过的地质作用包括岩浆侵入、变质作用、外力作用等，但是不能推断出有火山喷发(⑤)。第(2)题，从图中可以看出甲岩石属于沉积岩，而有色金属多分布在岩浆岩中。]

地理实践力：观察岩石形成的先后顺序

(1)一般情况下，岩石上覆为新。就沉积岩而言，形成越早，埋藏越深，年龄越老；越向表层形成越晚，年龄越新。如下图中岩层①位于岩层③之上，则岩层①比岩层③后形成。

(2)侵入在后。侵入型的岩石一定形成于其他岩石之后。如图中岩层②和岩层⑤都为侵入性岩石，且都在岩层①中有分布，所以形成都晚于岩层①。岩层③与岩浆交界处受高温、高压作用，变质形成岩层④，故岩层④形成晚于岩层②。

读地质剖面示意图，回答(1)～(2)题。

(1)岩层A、B、C、D按由老到新的关系排列应是(　　)

A.A、B、C、D     B．A、C、B、D

C.A、C、D、B     D．A、D、C、B

(2)下列关于图中各处岩石的叙述，正确的是(　　)

A.若A层含有珊瑚化石，E处岩石可能是大理岩

B.B处岩石中发现有花岗岩和玄武岩

C.C岩层主要受外力作用形成，A岩层在高温、高压作用下形成

D.A、B、C、D各处的岩石中都有可能发现化石

(1)B　(2)A　[第(1)题，从图示内容看，A、C属于成层分布的岩层，有层理构造，可推断为沉积岩，其形成主要是外力作用，并且A层在下，C层在上，这说明A层形成年代早于C层；B层穿透了A、C两层，且没有层理构造，可推断B层是由于岩浆活动而形成的岩浆岩，其形成年代晚于A、C层；D层为上覆岩层，与B层成垂直接触，可判断其形成年代晚于B层。第(2)题，从图示内容看，A、C、D岩层是沉积岩，是由外力作用形成。若A层含有珊瑚化石，可能为石灰岩，E处是A岩层的变质岩，可能为大理岩。B岩层是岩浆岩，未喷出地表，所以是花岗岩。沉积岩中常含有化石。]

[素养立意]　该题通过图示观察判读各类岩石形成的先后顺序，体现了地理学科的地理实践力。

题组1　岩石圈的物质组成

1．在野外鉴别常见矿物的简易方法主要是通过肉眼和简单工具识别矿物的下列哪些特征   (　　)

①透明度　②化学成分　③光泽　④颜色　⑤晶体形状

A.①②③④     B．②③④⑤

C.①③④⑤     D．①②④⑤

C　[在野外鉴别矿物，不仅要看颜色、光泽、透明度、晶体形状，还应结合简易工具如小刀等大致确定矿物硬度。化学成分用肉眼和简单工具不易得出。]

(生活中的地理)某校学生到野外郊游，发现此地的人利用当地的石灰岩建了一座水泥厂。据此，完成2～3题。

2．石灰岩属于(　　)

A.岩浆岩     B．沉积岩

C.变质岩     D．花岗岩

3．该地岩石具有的特点是(　　)

A.具有片理构造

B.有流纹或气孔

C.具有层理构造，有可能找到化石

D.主要矿物成分是石英、长石、云母

2．B　3.C　[第2题，石灰岩属于沉积岩。第3题，片理构造指变质岩；气孔构造指喷出岩；石灰岩的主要成分是方解石；石英、长石和云母是花岗岩的主要矿物成分。]

题组2　岩石转化与岩石圈物质循环

读喜马拉雅山某处石块照片(图甲)和岩石圈物质循环示意图(图乙)，完成4～5题。

图甲　海螺化石

图乙

4．图甲中石块所属的岩石类型是(　　)

A.变质岩     B．沉积岩

C.侵入型岩浆岩     D．喷出型岩浆岩

5．图乙中箭头标注错误的是(　　)

A.①②     B．④⑤

C.③⑤     D．⑦⑧

4．B　5.D　[第4题，沉积岩具有两个特征，一个是含有化石，一个是具有层理构造。图甲石块中有海螺化石，为沉积岩。第5题，岩浆不能直接转化为变质岩，箭头⑦错误；岩浆也不能直接转化为沉积岩，箭头⑧错误。]

教材P23活动

1．(1)指甲能划动的为石膏；指甲划不动但曲别针能滑动的是方解石；曲别针划不动的是石英。

(2)用相互刻画的办法区分，方解石能刻动石膏而刻不动石英。

(3)不透明的是石膏，透明、呈六棱柱状的是石英，透明、呈斜方六面体的是方解石。

2．如下表所示

3.(1)用小刀进行刻画，最易刻画的是自然金；不能刻画的是黄铁矿；易刻画的是黄铜矿。(2)条痕金黄色的是自然金。(3)用相互刻画的方法区分，黄铜矿能刻动自然金而刻不动黄铁矿。

教材P26－27活动

1．(1)结构致密，抗压强度高，吸水率低，表面硬度大，化学稳定性好，耐久性强，但耐火性差。(2)呈粒状结构，或似斑状结构，其颗粒均匀细密，间隙小，吸水率不高，有良好的抗冻性能。(3)硬度高。(4)一般规模都比较大，分布也比较广泛，开采方便，易出大料，并且其节理发育有规律，有利于开采形状规则的石料。(5)花岗岩成荒率高，能进行各种加工，板材可拼性良好。(6)不易风化，能用做户外装饰用石。花岗岩的质地纹路均匀，色彩相对变化不大，适合大面积的使用。

2．(1)“老石片儿”是由原有的岩石，受地壳运动、岩浆活动，或者陨石冲击的影响，在一定的温度、压力等条件下，使原来岩石的矿物成分、结构等发生改变而形成的。(2)“老石片儿”的波纹是由于大理石中含有不同杂质而呈现出来的。大理石是变质岩，不含有古生物的遗体或遗迹。

3．(1)岩石的主要类型是页岩。其主要特征为致密而不透水，性质柔软，抵抗风化能力较弱。(2)因为页岩具有薄层状页理构造。(3)页岩致密而不透水，所以能够有效阻挡雨水侵袭。页岩性质柔软，抵抗风化能力较弱，石板多年后需要更换。

教材P29－30活动

1．(1)①形成条件

分布位置

②沉积物沉降下来以后，必须经过埋藏及成岩作用，才能变成沉积岩。

③变质岩形成的条件：原先形成的岩石随着地壳运动下沉，或者与炽热的岩浆接触，温度和压力升高，从而发生变质作用。

④要使岩石实现转化，必须具备以下条件

a.能量来源：地球内部的放射能和外部的太阳能，是岩石转化的动力；b.物质运动：地质循环和外力搬运，是岩石转化的链条；c.地质作用：外力作用、变质作用、岩浆上升冷凝、高温熔化等是岩石转化的基本条件。

(2)①如图。(注意：该图中“沉积岩”和“变质岩”的位置可以互换，互换后B与C的相应内容也应该互换)

②A.冷凝

B.风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩作用

C.变质作用

D.重熔再生作用

③略

2．(1)②④⑤①③

(2)变质岩。　早期，白云岩变质形成白云质大理岩，后来，岩浆侵入白云质大理岩后变质形成和田玉石。由于和田玉石与白云质大理岩的原有岩石矿物成分及变质环境不同，所以二者的矿物成分不同。

(3)