第一节 塑造地表形态的力量

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？ 下载PDF

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。 下载PDF

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。 下载PDF

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？ 下载PDF

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。 下载PDF

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？ 下载PDF

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。 下载PDF

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？ 下载PDF

（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。 下载PDF

（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。 下载PDF