第一节 塑造地表形态的力量
探索：观察岩石，分析成因
观察下面的两幅图片，分析岩石的成因。
思考：1.上面两幅图片中的岩石，各有什么特点？
2.通过观察，分析上面两幅图片中各是哪一类岩石。
学习指南
◆说出岩石的类型及每类岩石的形成过程。
◆阐述岩石圈的物质循环，并用简易示意图表示出来。
提示：可以去地质博物馆参观，将本节知识与参观内容相结合。本节的主要概念是岩浆岩、沉积岩、变质岩和岩石圈物质循环。
岩石圈的物质组成
岩石圈包括地壳和上地幔顶部。地壳分为大陆型地壳和大洋型地壳，简称陆壳和洋壳。洋壳的厚度较小，平均为5～10千米。陆壳的厚度较大，平均为39～41千米，最厚处的厚度为70千米。岩石圈是由岩石组成的。岩石是矿物的集合体，是由造岩矿物按一定的结构结合而成的，依据成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。
岩浆岩：岩浆岩是岩浆顺着某些地壳软弱地带或地壳裂隙运移和聚集，侵入地壳或喷出地表，最后冷凝形成的岩石。当岩浆沿着岩石圈的破裂带上升侵入地壳时，冷凝结晶形成侵入岩，如花岗岩；喷出地表迅速冷却凝固，形成喷出岩，如玄武岩。
沉积岩：沉积岩是经由水、空气或冰的搬运，沉积在河、海、湖水盆地中或陆地上的沉积物质经固结而形成的岩石。沉积岩具有层理，富含次生矿物、有机质，并含有生物化石。常见的沉积岩有砾岩、砂岩、页岩和石灰岩等。
名词链接:次生矿物:原生矿物受化学变化后形成的矿物。
变质岩:变质岩是由变质作用形成的岩石。常见的变质岩有石英岩、片麻岩和大理岩等。
思考：石英岩、片麻岩和大理岩分别由什么岩石经变质作用而形成的？
在整个地壳中，岩浆岩约占地壳质量的89%，变质岩约占6%，沉积岩只有5%左右。沉积岩占陆地面积的75%，岩浆岩和变质岩占25%。沉积岩中所含有的矿产占世界矿产蕴藏量的80%。
思考：走访你所在学校附近的大型建筑，看看它们都使用了哪些种类的岩石。
阅读：矿物、矿产和矿床
矿物是具有特定物理化学性质的单质或化合物，是构成岩石的基本单元。自然界中单质矿物极少，绝大多数矿物为化合物。
矿物的形态、光学性质和力学性质，既是矿物的特征，也是鉴别矿物的重要依据。矿物的光学性质包括透明度、光泽、颜色和条痕等。矿物的力学性质包括硬度、节理、断口和弹性等。通常采用莫氏硬度计，分10级测定矿物的相对硬度，以滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石，石英、黄玉、刚玉和金刚石分别作为硬度1～10级的代表矿物。主要造岩矿物有石英、长石、云母、普通角闪石、普通辉石和橄榄石。
矿产是埋藏于地下或分布于地表的可供人类利用的天然矿物或岩石资源。矿床是由地质作用形成的，有开采利用价值的有用矿物聚集体。
岩石圈的物质循环
岩石圈的物质循环过程，也是地表形态形成和变化的过程。它们存在的基础是岩石圈中岩浆岩、沉积岩和变质岩的相互转化。
地下深处熔融状态的岩浆在强大压力作用下喷出地表或侵入到地壳之中，冷却凝结形成岩浆岩。出露地表的岩石经过风化、侵蚀作用变成碎屑物质；碎屑物质经过搬运作用迁移到地势相对较低的地区，再经过沉积作用形成沉积物；沉积物在固结成岩作用下形成沉积岩。沉积岩、岩浆岩在地下深处高温、高压条件下，发生变质作用，形成变质岩。沉积岩、岩浆岩和变质岩在地球内力作用下上升到地表，再次经受风化等外力作用，或者重新深入到地下重熔再生形成新的岩浆。这一过程便是岩石圈的物质循环过程。在岩石圈物质循环过程中，内力作用使地表变得高低不平，差异加大；外力作用则可夷平地表，使地表差异减小。正是在内外力的共同作用下，岩石圈的物质才会不停地循环运动。
思考：读图2-2-19，岩石圈的物质循环对地表形态形成有怎样的影响？
人类对岩石的开发利用
人类对岩石的开发利用，对人类社会文明的发展与进步产生了巨大的、无可替代的促进作用。
岩石的开发和利用是人类生存与发展的基本条件。人类的祖先利用比较坚硬的岩石制作简单的工具，用来狩猎和切削食物等，并选择天然岩洞作为主要的居住场所，以适应生存需要。目前发现的很多历史遗迹，例如埃及金字塔等，也都是用岩石建造的。
岩石和矿物是人类生产和生活资料的重要来源。随着对矿产资源的开采、加工与使用，人们对岩石的利用达到了更高、更深的层次，岩石与人类生产、生活的关系也变得越来越密切。首先，矿产资源是人类生活资料的重要来源。我们居住的房屋、做饭用的炊具、电子设备和交通工具等，几乎所有的生活用品都离不开对矿产资源的利用。其次，矿产资源是人类生产资料的重要来源。尽管太阳能、风能等新型能源的开发利用越来越广泛，目前天然矿物燃料仍是世界上最主要的能源。假如没有足够的石油、天然气和煤炭供应，大部分生产设备、交通工具和照明设备都将无法正常使用。岩石还形成了许多秀丽的自然景观，成为享誉世界的风景游览区。
思考：举例说明岩石、矿物在生产、生活中的其他用途。
阅读：三峡大坝基石
花岗岩质地坚硬，力学强度高，抗震、抗压能力强，岩体透水性微弱，是修建水利大坝的理想岩石。位于宜昌市三斗坪镇中堡岛的三峡大坝，其底部基岩即为岩浆侵入地壳形成的天然花岗岩。
作业题
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阅读：物理风化
物理风化主要是因温度变化引起的。寒暖季节和昼夜之间的温度变化，可使岩石膨胀和收缩。岩石是热的不良导体，白天受太阳光曝晒，温度升高，表层体积膨胀，但内部很少受到热力的影响；夜间，岩石表层逐渐冷缩，内部却因受到白天传导进来的热力影响而膨胀。岩石表里反复地、不均匀地膨胀与收缩，会使岩石产生裂隙，彼此脱离，层层剥落，岩石就破碎了。填充于岩石裂隙和孔隙中的水分，因冰冻使岩石发生机械破碎，称为寒冻风化。在高寒、高山及季节变化显著的地区，常在一年或一日之内，发生冰冻及解冻现象。水结冰后体积约增加1/11，在裂隙或封闭孔隙中会产生约960千克/厘米2的巨大压力，从而可以撑开和扩大裂隙；气温上升，冰融成水，继续向裂隙深处渗透，这样一冻一解，反复进行，足以使岩石崩解破碎。因此，裂隙中的冰冻作用犹如一把凿石利斧，也称为冰劈作用。
活动
阅读下列材料，完成相关任务。风化壳是指由岩石风化产物在大陆岩石圈表层所构成的、呈不连续分布的疏松表层。它是岩石圈、水圈、大气圈、生物圈相互作用的产物。物理风化的产物是粗细不等、棱角分明的碎块。在干旱地区或寒冷地区，物理风化产物常在坡度较平缓的坡麓地带堆积形成倒石堆（岩屑堆）。化学风化的产物一部分溶解于水，随水流失；部分难溶物质，如Al2O3、Fe2O3等，则多残留在原地。
1.风化作用与气候有什么关系？哪些地区物理风化比较强烈，哪些地区化学风化比较强烈？
2.风化壳的厚度与哪些条件有关？哪些地区的风化壳比较厚？为什么？
阅读
瀑布与河流的溯源后退
河流中瀑布位置的不断后退，也是溯源侵蚀的结果，如美国与加拿大交界处的尼亚加拉瀑布，在溯源侵蚀的作用下不断向上游后退。观测资料表明，该瀑布在加拿大一侧后退的速度约为1.3米/年，瀑布形成至今已经后退了12千米。我国黄河壶口瀑布也处在不断向上游移动的过程中，其后退速度约为1.2米/年，但后退速度在逐渐变慢，这可能与黄河水量变小有关。
横向环流
河水流过弯曲的河谷，其主流线因惯性作用而向凹岸偏移，受到较强离心力作用的上层河水会加速流向凹岸，使凹岸水面变高，产生向下水流。凹岸下降水流沿河床底部向凸岸推移，即底层水流由凹岸流向凸岸，以维持水流的连续性，这样就使河床水流构成连续的螺旋状推进的横向环流系统。底层水流由凹岸流向凸岸时，把泥沙也带到了凸岸。
活动4
1.水蚀作用会造成一些特殊的地理现象。例如，当河流源头向上游溯源侵蚀到达并切穿流域分水岭后，有可能发生分水岭一坡的河流夺取另一坡河流上游段的现象，这种水系演变现象称为河流袭夺。在图2-44中，原来流入另一条河流的支流在地淤沟以南突然转向流入恶沟。据此，完成相关任务。
(1)读图2-45，从水蚀作用角度，解释图2-44中的水系演变现象。
(2)旋峰峪附近的河谷非常宽浅，径流量很小，却充填着大量的河流冲积沙砾石及亚沙土。试对这一现象进行合理解释
(3)议一议，发生袭夺后，恶沟的径流量及地貌会发生什么变化?
2.当河流进入海洋时，河水很快分散，由于流速突然降低而产生沉积作用，同时河水与海水混合，海水中的离子使河水中不易沉积的胶体物质絮凝沉降。在大河河口，尤其是河流泥沙含量高的河口，因泥沙大量沉积而形成三角洲。据此讨论三角洲形成的物质条件和动力条件。
活动5
1.阅读下列材料，完成相关任务。黄土呈灰黄或褐黄色，是一种质地均一的第四纪土状堆积物，具有多孔性、垂直节理（断裂两侧的岩块沿着破裂面没有发生或没有明显发生位移的断裂构造）发育等特点。黄土物质的颗粒以粉沙（0.005～0.05毫米）为主，富含CaCO3。全球黄土主要分布在中纬度干旱或半干旱的大陆性气候区；我国黄土主要分布在黄土高原，呈东西向带状分布。我国黄土区的西面和北面与沙漠相连，从西北向东南依次为戈壁、沙漠、黄土。
黄土地貌以地面破碎、沟谷众多为主要特征。它可分为黄土沟谷地貌、黄土沟（谷）间地地貌等类型。按沟谷的发育阶段，黄土沟谷地貌可依次分为纹沟、细沟、切沟、冲沟四种类型。坡面上最常见的是细沟和切沟。细沟的规模较小，可以横跨耕作；切沟的宽度和深度都较大，不能横跨耕作。黄土沟（谷）间地地貌可分为塬、墚、峁三种类型。黄土塬是顶面平坦宽阔、面积较大的黄土高地，黄土墚为长条状的黄土高地，黄土峁是一种孤立的穹状或馒头状黄土丘。
（1）黄土的物质组成和分布特征反映了黄土的成因。列举黄土是风成的证据。
（2）推测黄土墚和黄土峁的形成过程。
（3）根据黄土高原的区域特征，提出治理水土流失的对策措施。
2.绝大多数地震是由地壳深处断层的运动引起的，如果运动足够强烈，地表就会产生裂缝。随着岁月的流逝，沉积物会慢慢将地表的裂缝覆盖，下一次地震又在地表形成新的裂缝，然后再堆积新的沉积物。经调查，图2-46所示地区的地层无层序颠倒和缺失现象。读图，完成相关任务。
（1）该地区地质历史上至少发生过几次地震？判断这几次地震发生的先后顺序，并说明理由。
（2）该地区的地面上，难以找到古地震留下的痕迹。这是什么原因造成的？
（3）结合所学知识，议一议，该地区大致经历了怎样的地质演化过程？
3.阅读下列材料，结合前述河流弯道横向环流原理，完成相关任务。都江堰位于四川省都江堰市西北的岷江中游，始建于秦昭王末年（约公元前256—公元前251），是蜀郡太守李冰父子组织修建的大型水利工程。由于工程设计科学合理，2000多年来一直发挥着防洪灌溉的作用，使成都平原成为水网纵横、沃野千里的“天府之国”。都江堰由分水鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大主体工程组成。分水鱼嘴位于河流进入弯曲河段处，把岷江分成内江和外江。宝瓶口位于该弯曲河段凹岸中部，是内江河水进入灌区的入口，入口处窄而深。在宝瓶口的右侧，是宽而浅的飞沙堰，飞沙堰的泄洪水道上建有一座溢流低坝。
（1）在洪水期，为什么都江堰能保证灌区不受洪水威胁？在枯水期，又如何保证有足够的水量进入灌区？
（2）为什么都江堰能最大限度地减少泥沙通过宝瓶口进入灌区？
4.大自然的创造力令人叹为观止，天长日久，岩石被“雕刻”成各种奇妙的地貌，真可谓鬼斧神工。读图2-48，完成相关任务。
（1）上网查找资料，了解上述地质景观的特点及形成原因。
（2）制作PPT，向同学介绍若干中外地质美景，并说明其景观特点及形成原因。
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