第一节 塑造地表形态的力量
课前引入
对庐山的险峻，毛泽东有诗赞道：“一山飞峙大江边，跃上葱茏四百旋。”庐山位于长江南岸、鄱阳湖之滨，山体拔地而起，四周陡立（图2.1）。在海拔1 100米左右，却有一片较为平坦的开阔地，并建有一座城镇。是什么力量让庐山“飞峙”于这江环湖绕的平原上？险峻的庐山上为什么会有一片较为平坦的开阔地？
内力作用
内力作用的能量主要是来自地球内部的热能。在自然界中，有些内力作用进行得很快，如火山喷发（图2.2）和地震，可以瞬间改变地表形态；有些内力作用则进行得极其缓慢，不易被人们所察觉，但是，经过漫长的地质年代，会使地表形态发生显著的变化。
内力作用主要表现为地壳运动、岩浆活动和变质作用。
地壳运动是指岩石圈因受内力作用而发生的变位或变形，也称构造运动。当岩石圈破裂时，深处岩浆沿破裂带上升，侵入岩石圈或喷出地表，这一过程称为岩浆活动。岩石受温度、压力等因素的影响，其成分、结构发生改变，这一过程称为变质作用。
变质作用一般发生在地壳深处，不能直接塑造地表形态；岩浆也只有喷出地表时才可以直接影响地表形态。因此，在内力作用中，地壳运动是塑造地表形态的主要方式。
在地壳运动过程中，岩层在水平方向上受到压力、张力等，从而发生水平或垂直方向上的变形或变位（图2.3）。大陆漂移、地面抬升和沉降、地震等都是地壳运动的反映。庐山就是由于岩层受到挤压，局部地面抬升时岩层断裂而形成的。
内力作用奠定了地表形态的基本格局，总的趋势是使地表变得高低不平。
活动：识别塑造地表形态的内力作用
内力作用或和缓或剧烈，总会在地表或地下岩层中留下一定的痕迹。科学家通过这些痕迹，推测地表形态变化的过程。下面三段描述从不同的视角记录了这些痕迹。
a.我国宋代学者朱熹在《朱子语类》中写道：“常见高山有螺蚌壳，或生石中，此石即旧日之土，螺蚌即水中之物。下者却变而为高，柔者变而为刚……”
b.塞拉比斯神庙位于意大利的那不勒斯海滨，建于古罗马时代。79年，神庙在一场突如其来的灾难中被毁坏，只留下3根大理石柱。18世纪，神庙遗址重见天日，人们发现大理石柱3.6米至6.3米高处有海生贝壳动物蛀蚀的痕迹。
c.1943年2月20日，墨西哥一位农民正在田里耕作，忽然脚下的大地隆隆作响，地面隆起并迅速开裂，喷出蒸汽和火焰，浓重的硫黄味从地下升起。他跑到附近的镇子躲避。第二天一早，当他回来时，田地已经不存在，那里矗立着9米高的锥体。该锥体到中午已经升至45米，一周后，长高到135米。
1.以上描述的现象分别是哪种内力作用造成的？
2.推测a、b现象发生的过程。
3.比较这些现象形成的时间长短。由此谈谈你对地表形态变化“很快”和“极其缓慢”的认识。
外力作用
外力作用的能量来自地球外部，主要是太阳辐射能。外力作用对地表形态的塑造主要有风化、侵蚀、搬运、堆积等方式。外力通过风化、侵蚀作用不断地对地表进行破坏，并把风化、侵蚀的产物搬运并堆积起来。
在温度、水、大气、生物等因素的作用下，地表或接近地表的岩石发生破碎崩解、化学分解和生物分解等，这一过程叫作风化作用。物理风化（图2.4）和化学风化是风化作用的两种基本类型。风化作用产生的松散物质残留在地表，为其他外力作用创造了条件。流水、波浪、风、冰川等外力也对地表进行破坏，这一过程称为侵蚀作用。
风化或侵蚀的产物，在流水、波浪、风、冰川等外力的作用下，被搬运离开原来的位置。随着流速降低、风力减小或者冰川融化等，被搬运的物质逐渐沉积下来，形成堆积地貌。
风化、侵蚀、搬运和堆积是外力塑造地表形态的基本过程。在不同的地区，水热组合状况不同，塑造地表形态的主要外力及其作用的方式、强度等存在差异，从而形成具有不同特征的地表形态。例如，降水充沛的热带、温带地区，以流水作用为主，流水地貌发育；在干旱地区，风力作用强劲，风沙地貌广布。
外力作用总的趋势是使地表起伏状况趋于平缓。庐山上城镇所在的平台就是地质历史时期外力作用的结果，后来随着山体隆升而到达现在的高度。
地表形态是内力和外力共同作用的结果。如果说内力作用形成地表形态的“粗毛坯”，外力作用则不断地把“粗毛坯”进行再塑造，使地表形态更加丰富多彩。
案例：冰川作用
冰川是塑造地表形态的一种重要外力。在高山和高纬地区，冰川作用尤为显著。冰川是数百年乃至数千年形成的巨厚冰块，具有强大的侵蚀和搬运能力。山地冰
川在重力作用下一般处于缓慢移动的状态。它在移动中能够拔起大块岩石，加速岩石裂解，并挟带这些物质一起运动。当冰川消融时，挟带的物质就会堆积下来。冰川不断地侵蚀、搬运、堆积，形成各种冰川地貌（图2.5）。
活动：认识海水侵蚀作用对地表形态的影响
澳大利亚墨尔本海岸曾经矗立着12根巨大的海蚀柱（图2.6），这里是澳大利亚著名的旅游景点。这些海蚀柱最高约45米。近些年来，陆续有5根海蚀柱倒塌。
1.这些海蚀柱是如何形成的？
2.海蚀柱为什么会倒塌？
3.预测未来这一景观的演变趋势。
岩石圈的物质循环
岩石是构成地貌、形成土壤的物质基础。岩石按照成因可以分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类，它们之间可以相互转换，使得岩石圈的物质处于循环转化中。不同的岩石具有不同的形成过程及特点，从而进一步影响地表形态。地表形态的塑造过程也是岩石圈物质的循环过程。
在地球内部巨大压力作用下，岩浆沿着岩石圈的薄弱地带侵入岩石圈上部或喷出地表，随着温度、压力的变化，冷却凝固形成岩浆岩（图2.7）。常见的岩浆岩有花岗岩、玄武岩等。
裸露在地表的岩石，经风化、侵蚀作用，逐渐成为砾石、沙子、泥土等碎屑物质。这些碎屑物质被风、流水等搬运后沉积下来，经压实、固结形成沉积岩（图2.8）。按照沉积物的颗粒大小，沉积岩可分为砾岩、砂岩、页岩等。有些沉积岩是由化学沉淀物或生物遗体堆积而成的，如石灰岩。大陆地表出露的岩石约75%都是沉积岩。
地壳中已生成的岩石，在地球内部的高温、高压等条件下，成分、性质发生改变，形成变质岩（图2.9）。例如，页岩变质成为板岩，石灰岩变质成为大理岩。
这三类岩石在岩石圈深处或岩石圈以下高温高压的条件下熔化，又成为新的岩浆回到地球内部。岩浆在一定的条件下再次侵入或喷出地表，形成新的岩浆岩，并在此基础上形成其他岩石（图2.10）。岩石圈的物质就这样处于不断的循环转化之中。
思考：有人认为岩浆岩是“浴火而生”的岩石，沉积岩是沉积物经压实、固结而来的岩石，变质岩是由老变新的产物；也有人认为一类岩石是由另一类岩石转 化而来的。你怎么理解这两种说法？
自学窗：现在是了解过去的一把钥匙
相对于漫长的地质历史，人类有文字记载的历史只是短暂的一瞬。那么，科学家如何才能知晓地球上曾经发生的地质过程呢？
18世纪后期，英国科学家赫顿通过分析他在英国考察时掌握的大量资料，认为地质历史时期发挥作用的地质过程如今仍在发生，可以利用现在的地貌特征等解释地质历史时期的情况。赫顿的这种观点为地质科学的研究打开了一扇大门。英国科学家莱伊尔进一步提出：现在是了解过去的一把钥匙。莱伊尔认为，一切过去所发生的地质作用都和现在正在进行的作用方式相同，所以研究现在正在进行的地质作用，就可以了解地球的历史。尽管今天我们不能观察到一些重要的地质演化过程，但它们发生的证据早已存在。例如，现代珊瑚多生活在温暖、平静、水质清洁的浅海环境中，若在岩层中发现珊瑚化石（图2.11），科学家便推断该岩层形成于温暖、洁净的浅海环境。又如，科学家通过研究喷出岩，推断具有相同岩石的地区，在地质历史时期也发生过火山喷发事件。
这一思想也被称为“将今论古”，是科学家在研究地球演化时的重要方法和有效手段。
探索：冰川如何改变地表形态？
1.在一小塑料杯中放入一些沙和小石粒，铺满杯底。
2.往杯中加满水，并放入冰箱冷冻室，冷冻一天以上。
3.水结成冰后，把冰块从杯中取出来。
4.戴上手套，拿着冰，让有沙和小石粒的一端朝下，放在一块肥皂的平面上用力擦一擦。5.观察肥皂表面的变化。
思考：移动的冰川会怎样改变地表形态？
学习指南
◆内力作用和外力作用各有哪些类型？
◆内力作用和外力作用是如何塑造地表形态的？
◆地表形态对人类活动有哪些影响？
◆人类活动对地表形态会产生哪些影响？
提示：通过实例来理解各种内外力作用对地表形态的影响，以及人类活动与地表形态的相互关系。本节的主要概念是内力作用、外力作用。
地球从形成到现在大约经历了46亿年。在这漫长的历史过程中，组成地壳的物质一直处于不断运动的状态，地表形态和内部结构也在不断地变化着。这种由自然力引起的地壳的物质组成、内部结构和地表形态发生变化的各种作用统称为地质作用。
地质作用按照其能量来源的不同，可以分为内力作用和外力作用。内力作用主要是由地球内能引起的，其力量十分巨大，对地貌的影响也最为深刻，造成地球表面的巨大起伏，但它的作用过程除火山和地震之外都非常缓慢。外力作用则主要是由太阳辐射能和重力能等引起的，与内力作用相比，外力作用一般较为迅速、明显，通过削平山岭、填塞低地等方式改变地表形态。内外力的共同作用，塑造了地表多种多样的形态。
内力作用及其对地表形态的影响
思考：内力作用与外力作用对地表形态的影响有何不同？
造成地表形态变化的内力作用主要包括岩浆活动、地壳运动、变质作用等。
岩浆活动：上地幔上部物质在高温高压条件下，成为熔融状态的岩浆。岩浆在内压力作用下沿着地壳的薄弱地带向上运动，其活动方式主要有两种：一种是岩浆上升到一定位置，由于上覆岩层的外压力大于岩浆的内压力，迫使岩浆停留在地壳之中冷凝而结晶；另一种是岩浆冲破上覆岩层喷出地表，形成火山。岩浆活动的结果形成了各种岩浆岩，也伴随着地震和其他形式的地壳运动。
地壳运动：地壳运动类型复杂多样。按照运动的方向，地壳运动一般分为水平运动和垂直运动两大类，前者指平行于地球表面方向的运动，后者则指沿地球半径方向的上升或下降运动。水平运动和垂直运动的划分并不是绝对的，二者常相伴存在。地壳运动会造成岩层的永久变形，这种变形保留在岩层中成为地壳运动的证据。
地震：地震是地球内部能量急剧释放的表现，是地球内部变动引起的地壳震动。地震的发生有多种原因。地壳的构造运动，特别是断裂构造运动是引起地震的最主要原因，它所产生的地震称为构造地震。火山活动产生的地震称为火山地震。
地震释放能量的大小用震级表示，震级越高，表示地震释放的能量越大。地面受地震影响的强弱程度用烈度表示。
变质作用：地壳中原有的岩石，由于经受构造运动、岩浆活动或地壳内的热流变化等内动力的影响，使其矿物成分、结构和构造发生不同程度的变化，统称为变质作用。变质作用一般发生于地壳深处，不直接参与地表形态的塑造。陨石冲击也影响着变质作用。
风化作用
外力作用及其对地表形态的影响：造成地表形态变化的外力作用主要包括风化作用、侵蚀作用、搬运作用和沉积作用等。
风化作用指地表岩石和矿物在太阳辐射、大气、水和生物参与下物理性状和化学性质发生变化的过程。风化作用的类型主要有物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。
●物理风化作用。物理风化作用是由物理原因使岩石破碎、崩解的作用和过程。它会使岩石由整体破裂为碎屑，物理性状发生显著变化。
岩石是热的不良导体，受气温变化的影响，其表层和内部因受热不均而产生膨胀或收缩的程度不同，长期作用的结果使岩石发生崩解、破碎。在气温日变化和年变化都较大的地区，岩石中的水分不断冻融交替。融化时，水分向深处渗透；冰冻时，体积膨胀，就像一把把楔子插入岩石体内直到把岩石劈开，使其崩解、破碎。
思考：除气候外，影响物理风化的因素还有哪些？
●化学风化作用。化学风化作用是指岩石在氧、二氧化碳、水以及生物的作用下发生分解，使其化学成分发生变化，形成新物质的过程。这些新物质有的被水溶解，随水流失，不被水溶解的物质残留在原地。
●生物风化作用。生物风化作用是生物在生长、活动过程中对岩石的破坏过程。生物风化作用分为生物物理风化作用和生物化学风化作用。在生物物理风化作用中，植物根系的生长、洞穴动物的活动等可以松动岩石或使岩石破裂。在生物化学风化作用中，动植物死亡后分解形成的腐殖酸，低等藻类、菌类和苔藓类植物经过复杂的有机过程产生的酸性物质，都会使岩石分解，改变岩石的状态。
思考：比较三种风化作用的差异。
风化作用的结果使得地壳表层坚硬的岩石变成松散的碎屑状风化物。风化作用后的风化产物是土壤母质的来源，对土壤的形成起到了一定的作用。
侵蚀作用
侵蚀作用指地表岩石和土壤等物质受到自然作用力而发生松散、溶解和破坏，而且从原地搬运到他处的现象，是许多作用的总和。其自然作用力包括风力、流水、冰川和波浪等。
●风力侵蚀作用。风力对地面物质的吹蚀和风沙的磨蚀作用，统称风力侵蚀作用，简称风蚀作用。在干旱和半干旱荒漠地区，风蚀作用塑造了各种各样的风蚀地貌，形成了很多独特的景观。
●流水侵蚀作用。流水侵蚀作用指流水破坏地表和攫取地表物质的作用。根据侵蚀作用方式分为机械侵蚀和化学溶蚀。机械侵蚀指流水及其携带的泥沙、砾石等物质对所经地区产生的冲刷和摩擦作用。化学溶蚀指流水经过石灰岩或其他可溶性岩石地区时对可溶性岩石的破坏和改造作用。在流水的侵蚀作用下，会形成各种各样的流水地貌，如河谷、沟壑等。
思考：风化作用与侵蚀作用的区别有哪些？
●冰川侵蚀作用。冰川在运动过程中对地表岩石的破坏作用，叫作冰川侵蚀作用。它分为拔蚀和磨蚀两种。拔蚀指冰川下松动岩块的突出部分，可能与冰冻结在一起，冰川移动时把岩块拔出带走。磨蚀指冰川移动时，冻结在冰川底部的岩块与冰床之间发生的摩擦作用。
冰川对地表具有巨大的侵蚀破坏作用。冰川对地面的侵蚀破坏力比河流强5～20倍。
强烈的冰川侵蚀作用还会将山体雕刻成冰斗和角峰等，使峰体形态更加清晰壮观。
思考：冰川侵蚀作用下形成的地貌还有哪些？
●海水侵蚀作用。波浪对海岸进行撞击、冲刷，波浪携带的碎屑物质的研磨以及海水对海岸带基岩的溶蚀，统称为海水侵蚀作用。
侵蚀海岸的最主要作用力是海浪。海浪侵蚀海岸的主要方式是冲击。海浪通过不断撞击岸边的岩石，加大岩石裂缝，最终使岩石破碎。海浪还可以通过磨蚀来侵蚀海岸，海浪在浅水区掀起沉积物，如沙和砾石，当海浪击打岩石时，这些沉积物就会磨蚀岩石。
在海水侵蚀的作用下，海岸带会形成各种各样的地貌，如海蚀崖、海蚀柱等。
活动：观察认识风蚀城堡
水平岩层经风蚀形成的城堡式山丘，叫作风蚀城堡，又称为“风城”，多见于岩性软硬不一的地层，以准噶尔盆地西北部乌尔禾一带最为典型。
在长期风蚀作用下，这里形成了大量状如城堡的风蚀城堡地貌。风蚀城堡的相对高度大多有二三十米，高者可达50米。风蚀城堡除了方形的，还有塔状、柱状等多种形状。从高处远眺，高低起伏，宛如一座古城废址中相连的断垣残壁。
■查找资料，说出风蚀地貌还包括哪些。
搬运作用
搬运作用指经风化、侵蚀的物质被风、河流、冰川、海浪等转移而离开原来位置的作用。
●风力搬运作用。风力搬运作用有两种主要形式：一种是悬浮形式，以尘粒和粉沙粒为主；另一种是滚动及跳动形式，以砂砾为主。风力搬运作用有时候非常强烈，可用“飞沙走石”“天昏地暗”来形容。沙尘暴就是一种比较典型的形式。风力搬运作用在干旱、半干旱地区和海滨地区表现突出。
●河流搬运作用。河流搬运作用有两种主要形式：一种是悬浮形式；另一种是跳动、滚动和滑动形式。河水可以搬运泥沙和石块。河水的搬运作用可以使地表物质发生远距离的移动。河流搬运作用在湿润、半湿润地区表现突出。
●冰川搬运作用。冰川的搬运方式特殊，有在冰床上被推移的，有夹持在冰川内或叠置冰面上随冰川的运动一起被搬运的。冰川具有巨大的搬运作用，能将成千上万吨的岩块搬运到千里之外。
思考：冰川的搬运和河流的搬运有何不同？
沉积作用
沉积作用是指被搬运的物质由于搬运的物理、化学条件的改变，而有规律地沉淀、堆积的现象。这里只讲机械沉积作用。
●风力沉积作用。当风速减小、风沙流运行过程中遇到障碍物或下垫面性质发生改变时，使风携带的沙粒沉积下来，这种作用叫作风力沉积作用。沉积过程中，颗粒大、比重大的物质先沉积下来，颗粒小，比重小的后沉积。干旱、半干旱地区的各种类型的沙丘都是风力沉积作用的结果。
●流水沉积作用。当流水水量减少，或流速减慢，含沙量增加时，流水的搬运能力减弱，所携带的泥沙等物质先后沉积下来，这种作用叫作流水沉积作用。对于河流来说，动力自河流上游到下游逐渐减小，沉积物分布的基本规律是上游颗粒最大、中游次之，下游最小。在河流中、下游往往形成宽广平坦的三角洲和冲积平原，这些地区通常成为土壤肥沃、灌溉便利的农耕地区。
●冰川沉积作用。当冰川融化以后，所携带的物质就会堆积下来，这种形成各种堆积物的过程，叫作冰川沉积作用。冰川堆积物结构疏松、大小悬殊。冰川沉积作用形成各种各样的冰川沉积地貌。
思考：沉积作用的三种形式各有什么特点？
风化、侵蚀、搬运和沉积相互作用形成了一个塑造和重建地表形态的循环。其中风化、侵蚀和沉积作用直接影响地表形态，形成各种地貌类型。而搬运作用对地表形态的影响是使物质发生迁移，它是风化、侵蚀作用的继续，同时又为沉积作用准备了物质来源。
阅读：探究月牙泉的成因
月牙泉位于甘肃省敦煌市西南5千米的鸣沙山北麓，处于党河洪积扇和西水沟洪积扇的扇间洼地，因其形似一弯新月而得名。
第四纪以来（距今约258万年）的地壳运动，使党河和西水沟不断形成和发育，导致南部山区大量的碎屑物质源源不断地被搬运到盆地中沉积下来，奠定了此区域松散、单一的地质结构基础。
低洼的地形条件也是月牙泉形成的重要因素。月牙泉的东西两侧分别是党河洪积扇和西水沟洪积扇。洪积扇的地形特点是山顶及轴部较高，向边缘地面逐渐降低并趋于平缓，两个洪积扇之间存在一个相对低洼区域，此区域一般很难接收到大量的沉积物。该洼地为月牙泉的形成提供了有利的地形条件。第四纪，该区域气候逐渐趋于干旱，风力侵蚀和风力沉积作用加强。风力沉积作用使月牙泉南部及周边堆积了大量的松散风积沙层，在地貌上形成了一个向南弯曲的弧形沙丘；风力侵蚀作用使沙丘内弯部分的洼地不断加深。
月牙泉的地质结构和洼地的形成，为该区域地下水提供了空间和地形条件，而此区域的地下水位较高也是月牙泉形成的重要原因。在高地下水位的条件下，西北部平原区地下水通过地下径流进入此区域后，在地形较低的洼地溢出地表，便形成了月牙泉。
综上所述，月牙泉是在松散的地质结构、低洼的地形和区域性高地下水位的条件下形成的，而地壳运动是其形成的内力因素，流水和风力的侵蚀作用和沉积作用是其形成的外力因素。
案例研究：科罗拉多大峡谷
科罗拉多大峡谷位于美国科罗拉多高原，从亚利桑那州境内的里斯渡口开始，一直延伸到内华达州的米德湖，全长349千米，最大深度约1800米，是世界上最长的峡谷之一。峡谷呈V字形，谷底最窄处仅120米。
科罗拉多大峡谷因地理景观错综复杂、色彩丰富而驰名。在峡谷中，从谷底向上，沿崖壁出露着大约6亿年前（元古代）至今所有地质年代的岩层。由于当地为沙漠气候区，不适宜花草树木的生长，因此所有岩层都裸露在外。这些岩层无声地记载了北美大陆早期地质形成和发展的过程，此过程中既有内力作用，也有外力作用。
科罗拉多高原所在的地区本来是一片略微倾斜的平原，一条河流自东向西贯穿其间。由于发生构造运动，地表被慢慢抬高，地表升高使河流的流速加快，河流的侵蚀作用加强，河道不断加深，并不断侵蚀两侧河岸。大雨和积雪融水又加剧了这个过程。当然，塑造科罗拉多大峡谷的动力不只这些，除河流、雨、雪之外，温度变化和风等也都参与了科罗拉多大峡谷地貌的塑造。不过，科学家估计这样的塑造过程需要300万～600万年的时间。
思考：1.描述科罗拉多大峡谷的形成过程。
2.试以科罗拉多大峡谷的形成为例，说明内力作用和外力作用对地表形态的影响以及二者之间的关系。
作业题
1.野柳地质公园位于我国台湾省。观察右图，判断该地貌类型是什么，并分析其形成的主要原因。
2.根据给出的材料和图片，说出形成西藏札达土林地貌景观的主要地质作用是什么。
西藏阿里地区的札达盆地是我国土林发育最为典型的地区之一，现被列为国家地质公园。札达土林地貌是受内力作用持续抬升、盆地的沉积地层受到强烈物理风化和暴雨冲刷，并受地表水系的剧烈切割而形成的一种特殊地貌。
3.阅读给出的材料和图片，分析形成通天河蛇曲的内力作用和外力作用分别是什么。
在青海省称多县称文镇的热喔拉山上，能看到通天河的多个连续拐弯。这种连续拐弯，被称为“嵌入式蛇曲”。在长江干流河段上，通天河蛇曲是最为密集和壮观的。
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探究
铜是大自然对人类的馈赠。对铜进行加工，如加入适量的锡变成青铜，就可以用来制作工具和礼器。河南安阳殷墟出土的后母戊鼎，重达875千克，是迄今世界上出土的最大、最重的青铜礼器。在自然界，更多的化学元素以化合物的形式存在，它们为人类提供了丰富的生产生活资料。
1.为什么人类使用铁器要晚于铜器？
2.想一想，化学元素、矿物、岩石、岩石圈四者之间，具有怎样的关系？
岩石圈是自然环境中众多要素的基本载体，了解岩石圈的物质组成与物质循环，可以帮助我们更好地理解自然地理过程。
一、岩石圈的物质组成
（一）矿物：矿物是由地质作用形成的、一般为结晶态的天然化合物或单质。矿物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。自然界已发现的矿物达3000多种，常见的有五六十种。绝大多数矿物以固态形式存在。自然界最多的矿物是石英（SiO2）。目前，能被利用的矿物有200多种。随着科学技术的发展，我们能够利用更多种类的矿物。
（二）岩石：岩石是在自然作用下，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。按照成因，岩石可分成岩浆岩（火成岩）、沉积岩和变质岩三大类。
岩浆岩：岩浆岩是由炽热的岩浆冷凝形成的岩石。岩浆岩约占地壳总体积的65%，最主要的成分是SiO2。岩浆在地表以下冷凝形成的岩石，称为侵入岩，花岗岩是最常见的侵入岩。岩浆喷出地表冷凝形成的岩石，叫作喷出岩，玄武岩和安山岩是常见的喷出岩。
沉积岩：裸露在地表的各种岩石，在风吹、日晒、雨淋以及生物的作用下被破坏，破坏产物（包括碎屑物质和溶解物质）在原地或经搬运后沉积下来，再经过复杂的成岩作用而形成的岩石，称为沉积岩。沉积岩仅占地壳质量的5%，但分布十分广泛。在大陆部分，有75%的面积出露沉积岩。沉积岩有两个突出特征：一是具有层状纹理，称为层理构造。在没有发生地层倒转的情况下，下面岩层的年龄比上面岩层要古老。二是许多沉积岩中常含有化石。
变质岩：已经生成的岩石，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一种新的岩石，就是变质岩。变质岩分布广泛，多含有丰富的金属矿和非金属矿。例如，全世界70%以上的铁矿就储藏在前寒武纪古老的变质岩中。
太古宙时，岩浆活动剧烈，火山喷发频繁。太古宙地层大都是变质很深的岩石，我国的泰山，就是由这些古老岩层构成的。太古宙是形成铁矿的重要时代。
二、岩石转化与岩石圈物质循环
（一）岩石转化在漫长的地质历史中，组成岩石圈的岩石不是一成不变的。在一定的条件下，不同类型的岩石之间可以相互转化。沉积岩的层理构造和其中的化石告诉我们，它们曾经是松散的沉积物，经过成岩作用才变成坚硬的岩石。在岩浆岩地区，如花岗岩山地和丘陵，也经常可以清楚地看到，岩浆岩风化后的碎屑物质成为沉积岩的“原料”。同样，在变质岩中，总能够找到它的“前身”——岩浆岩、沉积岩、变质岩的一些痕迹。
（二）岩石圈物质循环岩石圈物质循环，是地球上规模最大、历时最长、影响最为深远的地质运动。研究表明，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。推动岩石圈物质循环的能量，主要来自地球内部放射性物质的衰变，放射能转化为热能，热能再转化为推动岩石圈和软流层物质运动的机械能。
根据板块构造学说，人们了解到，当岩石回到地幔深处时，被熔融成新的岩浆，它们作为岩石的生命就暂时结束了。岩浆在一定的条件下再次侵入或喷出地表，形成新的岩浆岩，并与其他岩石一起再次接受外力的风化、剥蚀、搬运和沉积。如此，周而复始，使岩石圈的物质处于不断的循环转化之中。
在岩石圈物质循环过程中，在一些地方岩石圈不断诞生，在另一些地方岩石圈则逐渐消亡。与之相伴的则是大地的沧桑巨变，以及岩石圈物质形态的持续转化。
阅读：常见矿物的简易识别
不同矿物，物理、化学性质多不相同，如结晶形态、颜色、条痕、透明度、光泽、硬度、密度、磁性等。如石英晶体为透明的六棱柱，两端呈六棱锥状；食盐晶体多为透明的正方体；方解石晶体通常为斜方六面体，无色透明的方解石俗称“冰洲石”。利用肉眼和简单的工具，可以识别一些常见的矿物。
活动
根据所学知识，并查阅资料，完成相关任务。
1.区分石膏、方解石、石英等矿物，可使用哪些方法？
2.观察磁铁矿、赤铁矿的颜色，以及它们对磁铁的反应，再区分这两种矿物。
3.自然金、黄铁矿、黄铜矿是容易混淆的矿物。黄铁矿因其浅黄铜色和明亮的金属光泽，常被误认为黄金，故又称“愚人金”。议一议，若要区分上述三种矿物，可使用哪些方法？
阅读
认识常见的岩浆岩
花岗岩：多呈肉红色或灰白色，略具黑色斑点，主要矿物有石英、长石、角闪石和黑云母等，矿物结晶颗粒较粗，肉眼明显可见。
玄武岩：多呈黑、黑灰等色，主要矿物有辉石和长石，矿物结晶颗粒较细，需用放大镜或显微镜才能看见，岩石中常见气孔。
安山岩：多呈灰、灰绿、紫红等色，主要矿物有角闪石和斜长石，岩石中常见气孔。“安山岩”一词来源于南美洲安第斯山脉。
认识常见的沉积岩
砾岩：由直径在2毫米以上的碎屑（含量大于50%）胶结而成的岩石。根据碎屑的磨圆程度，可分为砾岩和角砾岩。砾岩多由次圆状或圆状的砾组成，角砾岩由带有棱角的砾组成。
砂岩：由直径0.05～2毫米的碎屑（含量大于50%）胶结而成的岩石。其中，石英颗粒含量在90%以上者称为石英砂岩。
页岩：由直径小于0.005毫米的微细颗粒（含量大于50%）胶结而成的岩石，称为黏土岩。其中，具有薄层状页理构造的称为页岩。页理主要是鳞片状黏土矿物层层累积、平行排列并压紧而成。页岩致密而不透水，往往成为地下水的隔水层。但是，页岩性质柔软，抵抗风化能力较弱。
石灰岩：由化学或生物化学作用形成的岩石，主要成分是CaCO3。
认识常见的变质岩
片麻岩：典型特征是具有片麻状构造，即一种在定向压力下由浅色矿物和深色矿物组成的不连续的条带。
大理岩：由碳酸盐岩（石灰岩、白云岩等）经变质作用重结晶形成，质纯者为白色，含杂质者呈现各种颜色。我国云南大理所产最为有名，大理岩即由此得名。
纯白而致密的大理岩通称汉白玉。
石英岩：由石英砂岩经变质作用重结晶形成，通常硬度大，坚硬致密。质纯者颜色洁白，含铁质者呈红、紫红等色，或具铁矿斑点。
活动1
岩石在生产生活中的用途广泛。据此，完成相关任务。
1.花岗岩的哪些特征使其成为重要的建筑材料？
2.产自云南点苍山的大理石，裁切后的石板常有独特的波纹，呈现出类似天然的山水画、水墨画画面。唐宋以来，天然石画就被当作居室装饰或文房用品广泛使用。在当地，天然石画又称石板画、大理石画，古玩行里口语称“老石片儿”。
（1）议一议，“老石片儿”是怎样形成的？
（2）有人认为，“老石片儿”的波纹是古生物的遗体或遗迹，你认同这种说法吗？
3.贵州布依族石板房建筑具有浓郁的民族特色，是布依族人民将传统生态观融入地方民居的杰作，多见于布依族聚居的黔中西部。布依族“石头寨”，石屋、石地板、石路、石围墙，从墙壁到门窗，再到屋顶的“瓦面”，全部由青白色石头铺砌而成。石板房的修建，与当地广泛分布的岩石密切相关。
（1）查找资料，了解当地岩石的类型及主要特征。
（2）当地岩石稍作加工，即可作为房屋的砌块或瓦片，其原因是什么？
（3）贵州降雨日数多，相对湿度大。作为瓦片和墙面，石板能够有效阻挡雨水的侵袭，但多年后需要更换，其原因是什么？
活动2
1.读图2-23，完成相关任务
(1)按照下列步骤，解读图像信息。
①就形成条件和分布位置来看，侵入岩与喷出岩有何差别?
②沉积物沉降下来以后，要经过哪些过程才能变成沉积岩?
③变质岩形成的条件是什么?
④要使岩石实现转化，必须具备哪些条件?
⑤你还可以提出其他问题吗?提出来，与同学共同探讨。
（2）为评价自己的学习效果，丹霞根据图2-23的信息，设计了如图2-24所示的岩石圈物质循环示意图，以及三项活动任务。据此，完成相关任务。
①在图中方框内填出岩浆和三大类岩石的名称，并说出填写的依据，
②说出图中箭头4、B、C、D所代表的含义。
③岩石圈物质循环示意图有多种形式，在确保科学性的前提下，设计一幅富有创意的图示。
2.阅读下列材料，完成相关任务
在距今十几亿年的地质时期，新疆南部还是一片海洋，白云岩广泛沉积。在区域变质作用中，白云岩变质形成白云质大理岩。3亿~4亿年前，岩浆侵入白云质大理岩，经过一系列变质作用，白云质大理岩最终形成玉石。喜马拉雅运动开始后山脉隆起，经过长期的剥蚀破坏，渐渐使埋藏在山体中的玉石裸露在地表，这就是和田玉山料。小块的和田玉山料被冰川、流水等挟带至河流中，在流水搬运过程中被不断打磨，玉石变得浑圆，并最终沉积在河床或河漫滩上，成为和田玉籽料.
(1)根据材料内容，将①和田玉山料、②白云岩、③和田玉籽料、④白云质大理岩、⑤和田玉石按形成时间进行排序。
(2)按成因分类，和田玉石属于哪类岩石?和田玉石与白云质大理岩的矿物成分相同吗?为什么?
(3)设计一个示意图，说明和田玉籽料的形成过程。
探究
野柳地质公园地处我国台湾岛北部海岸，大自然在这里造就了许多奇特的地质景观，其中最具代表性的岩石就是“女王头”。“女王头”的颈部修长，脸部线条优美，形象犹如昂首静坐的女王。从图2-26可以看出，经过18年时间，“女王”的颈部明显变细了。过去人们还能依偎在“女王”的肩上合影留念，而现在“女王”已经被保护起来了，游人不能再接近。
1.是什么原因使得“女王”的颈部在短时间内发生如此明显的变化？
2.目前，“女王头”面临着“断颈危机”。到底是通过人为手段保存，还是让她自然逝去，一直存在着争议。对此，说一说你的看法。
出门旅游，常常可以看到千姿百态的地形：一望无际的平原、高大连绵的山脉……这些地形是怎样形成的呢？
内力作用与外力作用
导致地表形态发生变化的力量主要来自两个方面，一是内力作用，二是外力作用。内力作用的能量来自地球本身，主要包括地球运动旋转能和引力能，以及地球内部放射性元素衰变产生的热能等，它表现为地壳运动、岩浆活动、变质作用、地震等。外力作用的能量来自地球外部，主要是太阳辐射能，它能造成地壳表层物质的破坏、搬运和堆积。今天我们所看到的各种地表形态，如平原、高原、山地、丘陵和盆地，都是内力与外力长期共同作用的结果，是地球漫长演化历史中的一个片段。
外力作用与地表形态
我们平时所看到的地表形态，并不是内力作用下地表形态的“本来面貌”，因为地表每时每刻都受到外力作用的塑造。外力作用
的主要表现形式有风化、侵蚀、搬运、沉积等。塑造地表形态的外力主要有流水、风、冰川等。风化侵蚀的产物，经搬运作用离开原来的位置，随着河流流速降低、风力减小或冰川融化等，这些物质又在地表沉积下来。在此过程中，形成了多姿多彩的地表形态。
（一）风化作用与地表形态
外力塑造地表形态始于风化作用。风化作用是指地表或接近地表的岩石，在温度变化、水、大气及生物的影响下原地发生的破坏作用。风化作用分为三种类型，即物理风化、化学风化和生物风化。物理风化使岩石发生机械破碎，化学风化则伴随着岩石化学成分的改变。生物风化是生物参与下的风化作用，是通过物理风化和化学风化进行的。
（二）流水作用与地表形态
在内力作用的基础上，地球表面大多数地区受到流水作用的塑造。在构造抬升区，河流以侵蚀切割作用为主，如青藏高原在抬升的同时，周边区域受流水作用不断下切，造就了高原周边山高谷深、水拍云崖的雄奇景观。在构造稳定区或构造沉降区，则以沉积作用为主，形成开阔的冲积平原，在河口地区出现三角洲。
1.水蚀作用：水蚀作用包括下切侵蚀、溯源侵蚀和侧向侵蚀。下切侵蚀是指水流垂直地面向下的侵蚀，其结果是加深河床或沟床。下切侵蚀多发生在构造抬升的山区，常形成深切的V形谷。
溯源侵蚀是指在河流或沟谷底部地形变陡之处，因流水冲刷作用加剧，受冲刷的部位不断向上游方向移动的现象。例如，发育在东北黑土区的沟谷，其沟头因溯源侵蚀每年可向源头方向推进数米至十数米不等。溯源侵蚀可使沟谷或河流的长度不断增加。
侧向侵蚀是指受横向环流的作用，弯曲河段的凹岸不断受到侵蚀而崩塌后退，形成陡峻的河岸。与此同时，水流从上游搬运而来的泥沙及凹岸侵蚀所产生的碎屑物，被带到凸岸堆积，导致河流侧向发展。在山区，河流侧向发展可使河谷不断展宽。在平原地区，河流侧向发展导致凹岸侵蚀后退、凸岸堆积前伸，河曲不断向下游移动，形成曲流带。当河床弯曲越来越大时，便会发生裁弯取直，形成牛轭湖。
2.沉积作用：河流中挟带的泥沙，在流速降低时，会发生机械沉积作用，在河床上沉积下来。河流流速较大时，可挟带比较粗的碎屑颗粒，如山区河床上常沉积有砾石；河流流速较小时，只能挟带比较细的泥沙。从上游到下游，河流沉积物逐渐变细。在构造沉降区，河流可形成冲积平原，如华北平原自新生代以来的沉积物厚度，最大的达5000米以上，最小的也有1500米左右。
（三）风力作用与地表形态
1.风蚀作用风蚀作用是指风力对地表岩土的破坏作用。风蚀作用包括吹蚀作用和磨蚀作用。地表的松散沙粒或基岩上的风化产物，在气流作用下被吹扬，这种作用称为吹蚀作用。含有大量沙粒的气流在运动过程中，沙粒对地表物体进行撞击和摩擦，或者在岩石裂隙和凹坑内进行旋磨，这种作用称为磨蚀作用。上述两种作用会造成地表物质的损失，使地表遭到破坏，从而形成各种风蚀地貌。
2.风积作用风所搬运的沙粒由于条件改变而发生堆积，称为风积作用。在风沙搬运的过程中，当风力变弱，或遇到障碍物（如山体阻挡，或地面草丛、建筑物阻碍），或下垫面性质改变时，会对风沙流产生影响，导致沙粒从气流中跌落堆积，从而形成各种形态的沙丘。
当挟沙气流在运行过程中遇到较冷的气流时，会向上抬升，这时一部分沙粒不能随气流上升而沉降，这种情况大多发生在湖盆附近。
阅读：风沙运动
风沙运动主要有蠕移、跃移和悬移三种形式。蠕移是沙粒沿地表滚动或滑动。跃移是在风力和沙粒的冲击下，沙粒上扬进入空中，顺气流向前运动，达到一定高度再行下落的运动方式，通常90%以上的跃移沙粒在地表30厘米的范围内运动。悬移是沙粒在一定时间内悬浮于空中，顺着气流向前运动。
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一、岩石圈的组成
地球上多姿多彩的岩石不仅构成了美丽的景观，而且被广泛用作建筑材料。上图建筑所采用的岩石分别属于三大类岩石中的哪一类？各类岩石是怎样形成的？它们之间可以相互转化吗？
在地球表面，岩石无处不在，它形成了山脉、丘陵、山谷、洋底，它是人类生存必备的物质基础。组成岩石圈的岩石按其成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类型。
岩浆岩
岩浆岩是岩浆活动的产物。岩浆在地下巨大的压力作用下，沿着地壳薄弱地带侵入地壳上部或喷出地表，随着温度、压力的变化，冷却凝固而形成岩浆岩。常见的岩浆岩有花岗岩、玄武岩等。
沉积岩
裸露在地表的岩石，在风吹、日晒、雨打以及生物作用下，逐渐成为砾石、沙子和泥土。这些碎屑物质被风、流水等搬运后沉积下来，经过固结就形成了沉积岩。水中的化学物质，在一定条件下发生化学反应，形成不溶于水的化合物而沉淀下来，经过固结也可以形成沉积岩。常见的沉积岩有石灰岩、砂岩、页岩等。沉积岩的岩层在漫长的地质时期一层层沉积而成，具有层理构造。在岩层中有时能找到已经成为化石的古生物遗体（如贝壳、骨骼）或遗迹（如足迹、虫穴）。
变质岩
在高温、高压作用下，地壳中原有岩石的成分、结构、构造发生变化的过程，叫作变质作用。变质作用形成的岩石叫作变质岩。常见的变质岩有大理岩、板岩、片麻岩等。
活动：收集岩石标本
收集身边的岩石标本（或岩石标本照片），并对其开展研究，完成以下任务。
1.你所收集的岩石（或照片中的岩石）属于哪种类型？它可能的形成过程是什么？
2.你所收集的岩石（或照片中的岩石）有什么显著特征？它对我们的生活有什么作用？
3.开展小组合作学习，制作岩石标本的说明卡，全班举办一次岩石标本（或岩石标本照片）展览。
知识窗：世界地质公园
联合国教科文组织于2000年提出在全球范围内遴选500个地质公园加强保护。这些地质公园是以具有一定规模和分布范围的地质遗迹景观为主体，并融合其他自然景观与人文景观而构成的一种独特的自然区域，具有特殊的地质科学意义、稀有的自然属性、较高的美学价值。
2004年，联合国教科文组织公布了首批世界地质公园名单，我国的安徽黄山、江西庐山、河南云台山、云南石林、广东丹霞山、湖南张家界、黑龙江五大连池、河南嵩山等8处地质公园入选。至2017年，世界地质公园共有127个，我国有35处地质公园进入名录。
地质公园的壮美景象与其组成岩石的长期演化息息相关。例如，泰山片麻岩的凝重浑厚、黄山花岗岩的峻峭多姿、石林石灰岩的秀丽幽静、五大连池玄武岩的原始粗犷，都构成了独特的地貌景观。
二、岩石圈的物质循环
组成岩石圈的三大类岩石是可以相互转化的，这种转化称为岩石圈的物质循环。地球内部的岩浆，在岩浆活动过程中上升冷却凝固，形成岩浆岩。地表岩石在阳光、流水、风、海浪等外力作用下，被风化、侵蚀、搬运、堆积，并经过固结成岩作用形成沉积岩。已经生成的岩石，在高温、高压等条件下，发生成分和性质的改变，形成变质岩。各类岩石在地下深处发生重熔，又形成新的岩浆。如此周而复始，形成一个完整的岩石圈物质循环过程。岩石圈的物质循环是自然界重要的物质循环之一。在这个循环过程中，形成了地球上丰富的矿产资源，为人类生存提供了必备的物质条件；改变了地表形态，塑造了千姿百态的地貌景观；实现了地区之间、圈层之间的物质交换和能量传输，并促使自然环境不断演化。
活动：绘制“岩石圈物质循环示意简图”
- 在合适的位置标注岩浆、岩浆岩、沉积岩和变质岩等关键词。
2.用不同的箭头表示物质循环过程，并注明各箭头含义。
3.议一议岩石圈的物质循环对人类活动的影响有哪些。
知识窗：大理苍山多姿多彩的岩石
大理苍山世界地质公园位于云贵高原与横断山脉结合部位，是喜马拉雅造山带南延部分，被称为“世界屋脊的屋檐”。
该公园三大类岩石均有出露，尤以变质岩最为齐全，被誉为“变质岩的博物馆”。10亿年前，这里的古海盆中沉积了厚厚的砂岩、泥岩和石灰岩，地球早期的火山活动还形成了大量的火山岩。这些岩石不断地叠置加厚，在高温、高压下，处于深部的岩石发生变质作用，形成大陆基底，后来经过强烈隆升、挤压等作用，形成苍山。
这里的岩石原岩结构复杂，变质环境多样，变质程度有浅有深，既有在地下高温高压环境下产生的区域变质，也有遭到强烈挤压引起的动力变质，还有因岩浆侵入形成的热动力接触变质，因此苍山的变质岩种类丰富、色彩绚丽，其中以大理地名命名的大理岩最为著名。
三、外力与地表形态的变化
外力是指地球外部的作用力，其能量主要来自于太阳能、地球重力能等，主要通过风、流水、冰川、海浪、生物等作用改造地表形态，其表现形式主要有风化、侵蚀、搬运、堆积等。外力通过风化、侵蚀作用对地表进行破坏，并将破坏了的物质从高处搬运到低处堆积起来，从长时间、大范围来看，其结果往往使地表由起伏趋向和缓。
风化
地球表层的岩石在太阳辐射、水、大气及生物的作用下，其物理、化学性质发生变化的过程叫风化作用。风化作用通常分为物理风化、化学风化和生物风化三种类型。
物理风化是指岩石在外力作用下其物理性状发生变化的过程。化学风化是指岩石在外力作用下其化学性质发生变化的过程。生物风化是指岩石受生物活动的影响发生物理性状、化学性质变化的过程。
风化作用的结果是使岩石变成松散的碎屑风化物，如果风化物残留原地，则称为风化壳。风化作用为侵蚀作用准备了条件。风化产物也为土壤的形成提供了物质基础。
侵蚀和搬运
侵蚀作用是指地表岩石和土壤等物质受到外力作用而发生松散、溶解和破坏，且发生位移的过程。风化和侵蚀作用产生的各种物质，在自然力作用下，发生进一步较长距离位移的过程，就是搬运作用。
流水侵蚀作用是一种常见的侵蚀作用。在河流中，除流水本身的冲蚀作用外，其挟带的泥沙等物质也对河床和地表进行撞击和磨蚀。山区河流坡度较大，河床下蚀作用强；在河流转弯处，侧蚀作用加强。一般情况下，凹岸侵蚀，凸岸堆积，导致河流越来越弯曲。坡面水流冲刷地面并下切，会形成沟谷，如黄土高原千沟万壑的地表形态，就是流水强烈侵蚀的结果。
风可以吹扬起岩石的碎屑，并挟带碎屑磨蚀岩石，这说明风力侵蚀是与风力搬运相伴而行的。风沙流是一种常见的近地面沙粒搬运现象。由于沙粒集中分布于距地表较低的高度内，故磨蚀作用在近地面最为明显。
除常见的流水和风力作用外，冰川和波浪等也会产生侵蚀和搬运作用。其中，冰川的侵蚀、搬运作用主要发生在高纬度地区和高原、高山地区。
堆积
岩石风化和侵蚀后的产物在外力的搬运途中，由于搬运能力减弱等原因不再继续搬运而发生沉淀、沉积的过程，称为堆积作用。在沉积过程中，通常颗粒大、比重大的物质先沉积，颗粒小、比重小的物质后沉积，形成砾石、砂、粉砂、黏土等颗粒或大小不同的沉积物。但是，冰川消融后的沉积物颗粒大小不分，常杂乱地堆积在一起。
总之，千姿百态的地表形态是内力与外力长期共同作用的结果。
知识窗：地貌的“侵蚀循环”理论
在内力和外力的共同作用下，地表形态处在不断的变化之中。根据美国地貌学家威廉·莫里斯·戴维斯的研究，当一个地块在内力作用下抬升达到相当的高度之后，由于该地块与周边的高差增大，流水侵蚀作用加强。地面受到流水侵蚀切割，相继经历山平谷窄的幼年期、山高谷深的壮年期，最后进入山缓谷宽、地面平坦的老年期。如果该地块再次被抬升，又会再次经历类似的变化过程，因而称其为“侵蚀循环”。戴维斯的“侵蚀循环”理论，对人类认识地表形态的时间演变过程，具有重要的意义。
活动：1.结合自己的所见所闻，列举自然界中的实例，说明图2-2-10、图2-2-11、图2-2-12、图2-2-13所展示的外力作用表现形式，阐释该作用塑造的地表形态特征。
2.读中国地形图，并根据“知识窗”中戴维斯“侵蚀循环”理论讨论分析，哪些地形区处在老年期？哪些地形区处在幼年期或者壮年期？