专题14岩石圈的物质构成

1、专题 6 岩石与矿物岩石一、教学目标：1、知识目标：能说出矿物的概念、存在形态及其分类。并能利用肉眼和简单的工具， 识别一些常见的矿物。能说出岩石的概念，并能按照成因将岩石进行分类、列举常见的具有代表性的岩石；同时能分析说明沉积岩的两个特征。能指出岩石圈在地球上的位置；说出岩浆岩、沉积岩、变质岩的成因；岩石与人类生产、生活的关系2、技能目标： 能解释地质循环的能量来源，并总结说出外力作用和内力作用共同作用下物质循环。通过绘制三大类岩石转化示意图，分析地壳物质循环的过程。3、情感目标：通过科学地分析地质循环过程，树立辩证唯物主义观念，提高科学素质，强化科学的人地观念。在小组合作中，培养学生合作意

2、识和共同学习的能力。二、教学重点：岩浆岩、沉积岩、变质岩的成因三、教学难点：岩浆岩、沉积岩、变质岩的成因四、教学方法：讲解法、讨论法、多媒体演示法五、教学过程：【引入 】说起石头，同学并不陌生。在地质学术语中，人们通常所说的石头被称为岩石。"岩 " 有高山陡崖之意，而 " 岩石 " 就是形成这些高山峭壁的石头。实际上，岩石的含义已远不止只形成高山，岩石在我们生存的地球上广泛分布，山脉、丘陵、岛屿、江河湖海以及平原的基底，都是由岩石组成的。我们的祖先注意到石头之初，可能开始是把它们当成了玩具。岩石大小不同、形状不同、颜色不同， 他们放在手中把玩或相互投来掷

3、去，岩石的质量使身体被触部位有痛感，我们的祖先感到可以用它们作武器，在围猎时掷向动物。再后来， 他们发现用尖锐的石块可以削剥树枝。不起眼的岩石成了人类的工具，我们的先辈在狩猎和屠宰中一刻也离不开它。大约在250 万年前，原始人掌握了用石头碰击起火的办法。由此，岩石在人类文明史上产生了巨大的作用。我们的祖先越来越依赖岩石：他们住在岩洞中，用石头做切割工具，把碎石串起来戴在胸前、手腕做装饰， 在岩壁上作画表达自己的情感。他们在利用石块时必须要选择， 那些可用的石块也不是随处可得的，他们必须去寻找，到很远的地方去探查和采集，人类就这样与岩石结下了不解之缘并获得了最初关于岩石的认识。现在，让我们更进一

4、步地来了解岩石。【岩石的概念】岩石看上去比较坚硬，好象差别不大，似乎很简单，其实不然。它们的成因非常复杂， 可以说每种岩石的成分和结构等特征都各不相同。因此，要给岩石下一个普遍而准确的定义是很困难的。从十八世纪出现"岩石 "这个地质术语开始，一直到现在，岩石的概念都在不断地修改和完善。目前比较公认的岩石定义包括了以下一些内容：岩石是自然形成的产物；岩石是由一种或几种矿物组成的固态集合体。这两句话就是岩石的基本概念。岩石是天然产出的，可以说岩石是大自然的宠儿，每一种岩石都有自己的发生、发展和破坏的历史。岩石不包括人工合成的工艺岩石，比如陶瓷是由含高岭石的瓷土烧制而成的，不能称

5、为岩石； 浇注混凝土里面虽然有很多大小不等的石块，也只是建筑材料， 而不是岩石。【岩石圈的概念】岩石是在地壳中形成的，是机械作用、 物理化学作用和生物作用等综合地质作用的产物， 也是地壳和上地幔顶部的重要组成部分。于是，我们把地壳和上地幔顶部的坚硬部分称为岩石圈。顾名思义， 岩石圈是由岩石组成的，包括地壳和上地幔顶部。我们要理解岩石圈的概念，首先要了解什么是地壳和上地幔？读图“岩石圈位置示意图”。地球是一个半径有6370 多公里的椭球体，它从表面向地心可以分为地壳、地幔和地核三部分。地壳是地球的最表层，由于地球表面有陆地和海洋，因此，又有大陆地壳和大洋地壳之分。大陆地壳一般厚度为33-35 公

6、里，最厚地区大约为50-70 公里。我国青藏高原是世界上地壳厚度最大的地区之一，平均厚度可以达到70 公里。大陆地壳通常分为三层，由三种不同成分的岩石组成。最上面是沉积岩层，向下依次是花岗岩层和玄武岩层；大洋壳的厚度很小，平均仅为6-8 公里；大洋地壳最上面是很薄的海底沉积物，向下是玄武岩。在地球结构中，地幔厚约2800 公里，分为上地幔和下地幔两部分。上地幔主要由橄榄岩类组成，下地幔是由密度高的铁镁氧化物组成。根据地球物理测量的研究成果，上地幔顶部主要是由镁铁质和超镁铁质成分的岩石组成的，只是橄榄岩类岩石比地壳中的硅铝质和硅镁质岩石的比重要大。由于地壳和上地幔顶部都是由岩石组成的，所以，地质

7、学家们把它们统称为岩石圈。岩石圈厚度不均一，通常认为在大洋中脊处岩石圈厚度接近于零，到大陆下部大约100-150 公里处， 岩石圈厚度和地球的半径比较起来，只是薄薄的一层，几乎可以忽略不计。小结：岩石圈的物质构成：不同的化学元素矿物岩石岩石圈【岩石的成因分类】从岩石形成的环境，也就是从成因上来划分，可以把岩石分为三大类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。【岩浆岩】岩浆岩也叫火成岩，是在地壳深处或在上地幔中形成的岩浆，在侵入到地壳上部或者喷出到地表冷却固结并经过结晶作用而形成的岩石。读图“岩浆岩形成示意图”。根据岩浆冷凝结晶的位置不同，分为侵入岩和喷出岩。侵入岩：矿物颗粒粗如：花岗岩（华山、衡山、普陀山、

8、黄山）岩浆岩喷出岩：矿物颗粒细、多气孔如：玄武岩（大洋底部岩石如印度德干高原长白山、日本富士山）【沉积岩】沉积岩是在地表或近地表不太深的地方形成的一种岩石类型。它是由风化产物、火山物质、 有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用， 最后形成的岩石。沉积岩的物质来源主要有几个渠道，风化作用是一个主要渠道，它包括机械风化、化学风化和生物风化。 机械风化是以崩解的方式把已经形成的岩石破碎成大小不同的碎屑；化学风化是由于水、氧气、二氧化碳引起的化学作用使岩石分解形成碎屑；细菌、真菌、藻类等生物风化作用也能分解岩石。此外，火山爆发喷射出大量的火山物质也是沉积物质的来源之一；植物和动物有机质

9、在沉积岩中也占有一定比例。不论那种方式形成的碎屑物质都要经历搬运过程，然后在合适的环境中沉积下来，经过漫长的压实作用，石化成坚硬的沉积岩。风化、剥蚀搬运、沉积岩石碎屑物质沉积岩最典型的构造是水成的沉积岩层理 。好像一本本不同颜色和厚薄的书叠置在一起，层与层之间有明显的界限。层理有水平的，有波状的，交错的等等。因此，沉积岩形成的山丘具有明显的成层状外貌。煤就产在这种成层叠置的岩石中。碎屑岩类陆地碎屑沉积而成如：砾岩、砂岩、粉砂岩沉积岩粘土岩类页岩、泥岩化学岩岩石成分经化学分解沉淀而成如：石灰岩、白云岩、煤生物化学岩阅读专栏化石地球历史的见证【变质岩】在地壳形成和发展过程中，早先形成的岩石，包括沉

10、积岩、岩浆岩，由于后来地质环境和物理化学条件的变化， 在固态情况下发生了矿物组成调整、 结构构造改变甚至化学成分的变化， 而形成一种新的岩石， 这种岩石被称为变质岩。 变质岩是大陆地壳中最主要的岩石类型之一。【岩石相互转化与地壳物质循环】看似稳定坚固的地壳，其实每时每刻都在发生变化。从前面所述各类岩石的形成过程中不难看出， 三大类岩石可以相互转化， 组成地壳的物质处于不断的运动和变化之中。 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。岩浆岩在地表外力的侵蚀、搬运、推积作用下，形成沉积岩。同时，这些已生成的岩石经变质作用形成变质岩。各类岩石在地壳审处或地壳以下被高温熔化，又成为岩浆

11、回到地球内部。从岩浆到形成各种岩石，又到新岩浆的产生，这一运动变化过程，构成了地壳物质循环。【讨论：岩石与人类生产生活的关系】说到岩石与人类的关系， 应当承认， 在人类的文明和进化中，岩石起到了非常重要的作用。岩石和我们人类确实形成了十分密切的联系。早在石器时代，我们的祖先为了生存，就已经开始利用比较坚硬的岩石制作成各种简单的劳动工具，用来打猎、 切削食物。 通过考古发现，早在五十万年前，原始人类遗留下来的各种石器就达几万件。恩格斯曾经说过：人能够用他的手把第一块岩石做成石刀，终于完成了从猿到人转变的决定性一步。随着人类的进步和采矿业的不断发展， 开始对岩石有了记载。我国公元前约在战国初期，就

12、有论述岩石和矿物的著作山海经 ，可以说这是世界上最早记载岩石的书籍之一。目前发现的很多历史上保留至今的名胜古迹，都是岩石的建筑物。比如举世闻名的万里长城据说是用来自全国各地的石块建立起来的；我国甘肃的敦煌石窟、洛阳的龙门石窟记载了古代劳动人民的聪明才智和高超的艺术水平；西安的碑林、洛阳新安的"千唐志斋 " ，这些刻在石头上的书画为研究中国的文字和历史提供了宝贵的资料。北京是著名的五朝古都，具有极为丰富的文物资源，石碑、石庙、石兽等石质文物随处可见，构成北京独特的大都市风貌。大量事实足以说明，人类文化的发展和岩石是分不开的。人类对自然界的不断认识， 促进了岩石学研究的不断深入

13、和发展，人们对岩石性能日益了解，利用岩石为人类造福也越来越广泛。矿产资源是国民经济发展的物质基础，丰富的矿产是国家科学技术发展和进步十分重要的后备资源。 在岩石中蕴藏着大量矿产，很多岩石和矿产有密不可分的伴生关系。矿床通常生长在岩石中，大部分情况下岩石围绕着矿体呈不规则地分布，形成矿体的围岩。比如，煤、油页岩产在植物化石丰富的沉积岩层中；铁、锰、铝、磷和盐类等矿产也产在沉积岩中。在岩浆岩中的矿产也很丰富，比如铬铁矿、镍矿产在基性、超基性岩石中；很多有色金属和稀土元素矿床产在花岗岩中；此外，原生金刚石只产在金伯利岩中。我国老变质岩地层中，金、银等贵金属比较发育， 是因为变质作用使它们富集成矿的结

14、果。变质作用也能形成矿床，如炭质页岩或煤经过变质可以成为石墨矿；高铝黏土经变质可以变成刚玉矿。除了以上情况之外，有些岩石本身就是矿产。 比如菱镁矿， 主要由碳酸镁组成； 石灰岩主要由方解石组成；白云岩由白云石组成。人们利用岩石的化学组成和物理性质，经过加工可以将它们用于建筑、 装饰、化工、冶金等诸多方面。 比如石灰岩可以制造水泥和塑料； 白云石可以用来制造耐火材料； 珍珠岩用来做绝热和保温材料；玄武岩可以用来烧铸石；黏土可以用来做陶瓷。砂石可以铺路； 煤可以做燃料。火山岩沸石可以作为天然分子筛等等。花岗岩、大理岩因为外观华丽和坚硬耐磨，被人们广泛用做建筑装饰石材。我国各地的的很多重要建筑，如大会堂、纪念堂、图书馆、大剧院、体育馆等都是用岩石做石材修