内容正文:
第二节 岩石圈的物质组成及循环
地表形态的变化
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课程标准 学习目标 知识结构
运用示意图,说明岩石圈物质循环过程。 1.结合图文资料,识别常见的岩石类型,分析其特点和形成过程,了解岩石的开发和利用。(综合思维)
2.通过读图、析图、绘图等,理解岩石圈物质循环示意图,描述各类岩石之间、岩石和岩浆之间的相互转化过程。(地理实践力)
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内容索引
任务一 岩石圈的物质组成
任务二 岩石圈的物质循环
课时作业 巩固提升
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任务一 岩石圈的物质组成
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1.岩石圈的组成
(1)岩石圈的概念:是由______组成的,包括地壳和上地幔顶部。
(2)岩石的概念:是______的集合体,是由造岩矿物按一定的结构结合而成的。
新知学习
岩石
矿物
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2.岩石的分类
(1)岩浆岩
①概念: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______形成的岩石。
②分类及常见岩石:侵入岩,如花岗岩;喷出岩,如_______ 。
冷凝
玄武岩
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[思考] 为什么花岗岩和玄武岩的组成物质相似而外部形态差异巨大?
提示:二者都是岩浆活动的产物,但玄武岩是岩浆在大气中冷却形成,气体会从熔融状态的岩浆中游离出来而形成一个个气泡,最后留有气孔。花岗岩是岩浆在地壳内部缓慢移动而冷却形成,岩浆有充分的时间和压力来降温,这样结晶良好,没有气孔。
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(2)沉积岩
①概念: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______而形成的岩石。
③常见的沉积岩:砾岩、________、页岩和石灰岩。
固结
化石
砂岩
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(3)变质岩
①概念:由变质作用形成的岩石。
②常见的变质岩:石英岩、片麻岩、________等。
大理岩
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[连线] 将原有岩石与其变质后的岩石用直线连接起来。
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一、组成岩石圈的三大类岩石
知识总结
类型 形成过程 特点 常见岩石 应用举例
岩浆岩 侵入岩 地下岩浆在内压力作用下,侵入地壳上部,冷却凝固而成 矿物结晶颗粒较大 花岗岩 建筑材料;工业生产的原料
喷出岩 地下岩浆在内压力作用下,沿地壳薄弱地带喷出地表冷凝而成 矿物结晶颗粒细小,有流纹或气孔 安山岩、玄武岩、流纹岩
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沉积岩 地表岩石在外力作用下受到破坏,变成碎屑物质,被搬运到低处沉积、固结而成的岩石 具有层理构造,可能含有化石 石灰岩、砂岩、页岩、砾岩 石灰岩是建筑材料和化工原料
变质岩 岩石受地壳运动、岩浆活动等影响,在一定温度、压力条件下,使原来成分、结构发生改变而形成的新岩石 片理
构造
大理岩、板岩、石英岩、片麻岩 大理岩是建筑材料
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二、判断岩层形成的顺序
1.岩浆岩地层形成顺序
应先判定是侵入岩还是喷出岩。
(1)如果是侵入岩,则其与其他地层的关系是侵入与被侵入的关系,则被侵入的地层应先于侵入地层存在。
(2)如果是喷出岩,则判断时应分析其起点和终点,该喷出岩应晚于起点和终点之间的地层。
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2.沉积岩地层形成顺序
一般地,我们按照沉积规律:老的在下,新的在上,即先形成的在下,后形成的在上。
3.变质岩地层形成顺序
先观察变质岩的存在位置,分析产生变质的原因,一般地,变质岩形成所需要的高温、高压条件往往是岩浆活动提供的。故变质岩地层应晚于相应岩浆岩形成。
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对点训练
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到长白山天池游玩的人们会发现这样一种石头:遍身气孔,看上去满目疮痍,入水不沉,这就是著名的长白山浮石。下图为某同学拍摄的天池自然风光及天池周边“浮石”图片。据此完成1~2题。
1.长白山天池的形成源于( )
A.火山活动
B.溶洞塌陷
C.地壳下陷
D.岩石崩塌
A
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第1题,长白山天池是火山湖。
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2.关于“浮石”的说法正确的是( )
A.“浮石”中能找到动植物化石
B.“浮石”孔隙源于外力侵蚀
C.“浮石”与大理岩岩性相同
D.“浮石”源于岩浆喷发
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D
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第2题,火山口附近的岩浆岩遍身气孔,为喷出型岩浆岩;能找到动植物化石的是沉积岩;岩浆岩源于内力作用;大理岩是变质岩。
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“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。粉骨碎身浑不怕,要留清白在人间。”这首诗是明代于谦的《石灰吟》。据此完成3~4题。
3.诗中描述的岩石按成因分类属于( )
A.喷出岩 B.沉积岩
C.变质岩 D.侵入岩
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B
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第3题,根据古诗的描述可确定该岩石为石灰岩,按成因分类属于沉积岩。
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4.有关该类岩石的叙述,正确的是( )
①该类岩石含有大量气孔 ②该类岩石具有片理构造 ③该类岩石中多含有煤、石油、天然气等资源 ④该类岩石的特征是具有层理,常含有化石
A.①② B.②③
C.①③ D.③④
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第4题,含有大量气孔的岩石为喷出岩,代表岩石为玄武岩;具有片理构造的是变质岩,代表岩石为大理岩、石英岩;沉积岩的特征是具有层理、富含次生矿物、有机质并含有生物化石。
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任务二 岩石圈的物质循环
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1.岩石圈物质循环的基础物质:A岩浆、B______________、C____________。
2.岩石圈物质循环的环节:a外力作用、b_________、c重熔再生、
d冷却凝固。
新知学习
喷出型岩浆岩
沉积岩
变质作用
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特别提示 并不是所有岩石均可直接转化
岩浆岩可直接转化为沉积岩和变质岩,沉积岩和变质岩可以相互转化,但沉积岩和变质岩不能直接转化为岩浆岩,要先转化为岩浆后再生成岩浆岩。
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3.人类对岩石的开发利用
(1)岩石的开发和利用是人类____________的基本条件。
(2)岩石和矿物是人类生产和__________资料的重要来源。
(3)岩石还形成了许多秀丽的自然景观,成为享誉世界的__________区。
生存与发展
生活
风景游览
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岩石圈物质循环的判读技巧
1.判断三大类岩石和岩浆,大致可以用进出箭头的多少来区分(以下图为例):
知识总结
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(1)岩浆:三进一出。
(2)岩浆岩:一进三出。
(3)变质岩和沉积岩:二进二出。
注:沉积物指向的一定是沉积岩,沉积岩一般含有化石并具有层理构造。
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2.判断箭头含义
(1)指向岩浆岩的箭头——冷却凝固,是内力作用。
(2)指向沉积岩的箭头——风化、侵蚀、搬运、堆积、固结成岩作用,是外力作用。
(3)指向变质岩的箭头——变质作用,是内力作用。
(4)指向岩浆的箭头——重熔再生作用,是内力作用。
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3.岩石圈物质循环变式图举例
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巨蟒峰,又名巨蟒出山,位于国家重点风景名胜区——江西省上饶市三清山中心景区,是江西三清山的标志性景观,海拔1 200多米,相对高度128米,是由风化作用和重力崩解作用形成的巨型花岗岩石柱。它身上有数道横断裂痕,看上去颇有些大蟒破山而出的意味。
情境探索
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[问题探究]
1.(综合思维)巨蟒峰的岩石有什么特点?是怎么形成的?
提示:岩石坚硬、致密,是由岩浆侵入地壳冷凝形成的。
2.(综合思维)描述巨蟒峰的形成过程。
提示:巨蟒峰是巨型花岗岩石柱,首先岩浆侵入地壳冷凝形成岩浆岩,然后岩块随地壳抬升出露地表形成山地,最后受外力风化和侵蚀形成此景观。
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在一定的地质作用下,某些有用的矿物富集形成了矿产。读岩石圈物质循环示意图,完成1~3题。
1.图中与煤炭资源形成相关的地质作用过程是( )
A.①②
B.④⑤⑧
C.②④
D.③⑥⑦⑨
对点训练
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第1题,煤炭资源存在于沉积岩中,沉积岩是地质时期的古代植物在特定条件下,埋藏沉积在地下形成的,所以应先是形成沉积物,再形成沉积岩。读图,根据物质循环的环节分析,①是风化、侵蚀、搬运、沉积作用,形成了沉积物,②是固结成岩作用,形成了沉积岩。其他作用过程形成的不是沉积岩。
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2.图示各相关地质作用中,能表示大理岩形成的是( )
A.② B.③
C.⑦ D.⑨
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第2题,大理岩是由石灰岩经过变质形成的,石灰岩是沉积岩,所以能表示大理岩形成的是③。②作用形成的是沉积岩。⑦和⑨是岩浆岩变质过程,但不会形成大理岩。
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3.下列有关岩石圈物质循环的叙述,错误的是( )
A.各类岩石都能形成岩浆岩
B.各类岩石都能形成沉积岩
C.各类岩石都能形成变质岩
D.变质岩能形成新的岩浆
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第3题,在岩石圈物质循环过程中,只有岩浆能够形成岩浆岩,其他岩石都不能。各类岩石都能形成沉积岩。各类岩石都能经过变质作用,形成变质岩。变质岩在高温、高压条件下熔化,能形成新的岩浆。
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如图为岩石圈物质循环示意图,图中甲、乙、丙、丁代表岩石类型,箭头①~⑦表示地质作用,其中⑦表示地壳上升作用。读图,回答4~6题。
4.图示岩石中,花岗岩属于( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
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B
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第4题,图中甲、乙都为岩浆岩,而甲不需经过地壳上升作用,直接经过外力作用形成沉积物,可推测甲为喷出岩,乙为侵入岩,花岗岩为侵入岩的典型代表。
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5.图中序号与其代表的地质作用组合正确的是( )
A.②——外力作用
B.③——固结成岩作用
C.④——变质作用
D.⑤——重熔再生作用
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第5题,图中①和③均为冷却凝固,②为外力作用,④为重熔再生作用,⑤为变质作用,⑥为固结成岩作用。
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6.下列关于岩石特征的叙述,正确的是( )
A.甲类岩石具有明显的气孔构造
B.乙类岩石中可能找到化石
C.丙类岩石具有层理构造
D.丁类岩石的典型代表是大理岩
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第6题,喷出岩具有明显的气孔构造,甲类岩石为喷出岩;乙类岩石为岩浆岩,不含化石;层理构造为沉积岩的特征,丙类岩石为变质岩,不具有层理构造;大理岩属于变质岩,而丁类岩石为沉积岩。
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课时作业 巩固提升
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【基础过关】
研究认为南京雨花石形成于新生代新近纪晚期到第四纪早期,先由岩浆中的残余热液填充在火山岩空隙中形成玛瑙球,后出露地表受外力作用,表面趋于光滑,磨圆度逐渐提高。据此完成1~2题。
1.下图是雨花石、石灰岩、砾岩(砾块胶结而成)和浮石(岩浆喷出地表快速冷却而成)四种岩石,以下判断正确的是( )
A.①为石灰岩,②为雨花石
B.③为砾岩,④为浮石
C.①为砾岩,④为石灰岩
D.②为浮石,③为雨花石
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第1题,雨花石纹理图案独特,常可呈现山水、人物、鸟兽、树木等景象,③为雨花石;浮石是岩浆喷出地表快速冷却而成,表面多气孔,②为浮石。砾岩是由砾块胶结而成,④为砾岩,所以①为石灰岩,故选D。
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2.根据材料推测,南京雨花石的形成过程为( )
A.岩浆侵入—变质作用—地壳下沉—流水沉积
B.岩浆侵入—变质作用—地壳抬升—流水侵蚀
C.岩浆喷出—变质作用—地壳下沉—流水沉积
D.岩浆喷出—变质作用—地壳抬升—流水侵蚀
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第2题,结合材料“先由岩
浆中的残余热液填充在火山
岩空隙中形成玛瑙球,后出
露地表受外力作用,表面趋于光滑,磨圆度逐渐提高”可知,先由岩浆侵入已形成的火山岩空隙中,经过高温高压的变质作用形成玛瑙球(此时尚位于地下深处),之后地壳抬升,玛瑙球出露地表,经过流水搬运侵蚀,逐渐磨圆,形成雨花石。所以其形成过程为岩浆侵入—变质作用—地壳抬升—流水侵蚀,故选B。
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甘肃省张掖市七彩丹霞景区(如图)是由白垩纪砾岩和砂岩“红层”发育而成的最典型丹霞地貌,其色彩缤纷、观赏性强。据此完成3~4题。
3.张掖丹霞地貌的岩石属于( )
A.侵入岩
B.沉积岩
C.变质岩
D.喷出岩
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第3题,根据材料可知,丹霞地貌是由白垩纪砾岩和砂岩“红层”发育而成,结合所学知识可知,砾岩和砂岩是沉积岩,B正确,A、C、D错误。
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4.张掖丹霞地貌形成的地质作用过程是( )
A.固结成岩—地壳抬升—风化侵蚀
B.固结成岩—变质作用—风化侵蚀
C.地壳抬升—风化侵蚀—岩浆侵入
D.岩浆侵入—地壳抬升—变质作用
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第4题,该地貌景观岩层是沉积岩,形成过程可能是先由外力作用固结成岩形成沉积岩层,然后受水平挤压作用,发生褶皱运动,后来地壳抬升,表层受外力风化侵蚀形成丹霞地貌景观,A正确。与岩浆活动和变质作用无关,B、C、D错误。
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灵璧石产于安徽省灵璧县,该地在元古宙晚期为一片浅海海滨,在海相沉积作用(海洋环境下,近海海洋动力过程产生的一系列沉积)下发育成各类岩石矿体。进入古生代发生了燕山运动,伴有火山喷发活动,原有岩石在高温作用下形成现在的灵璧石。下图为灵璧石景观图和岩石圈物质循环示意图。据此完成5~6题。
5.灵璧石按成因所属岩石类型以及形成过程搭配正确的是( )
A.甲—④
B.乙—⑤
C.丙—⑥
D.丁—②
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第5题,读岩石圈物质循环示意图可知,
乙是由沉积物形成的,故乙为沉积岩;
丁是岩石圈各类岩石均可形成,可判断
为岩浆;丙由丁形成,判断为岩浆岩;故综合判断甲应为变质岩。材料中的灵璧石是在高温作用下形成的,应为变质岩,故灵璧石对应的岩石类型应为变质岩甲,其形成过程是海相沉积形成沉积岩后在高温作用下形成变质岩,形成过程符合的为④,甲—④搭配正确。
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6.形成灵璧石的地质作用过程由先到后依次是( )
A.①②③
B.①③②
C.⑤④⑥
D.⑤⑥④
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第6题,据岩石圈物质循环示意图可判
断,①③为重熔再生作用,②为沉积作
用,④为变质作用,⑤为固结成岩作用,
⑥为岩浆喷发冷却作用。从材料中我们可知灵璧石的前身是海相沉积作用形成的岩石,即为沉积物形成沉积岩的过程,从图中来看,应为⑤;进入古生代发生了构造运动,并伴有火山喷发,火山喷发属岩浆喷发冷却作用,应是⑥;而后沉积岩在高温作用下形成灵璧石应属变质作用,应是④。
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【能力提升】
某区域经历多次地质事件。下图为该区域地质剖面图。据此完成7~9题。
7.该区域岩浆活动的次数至少有( )
A.1次
B.2次
C.3次
D.4次
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第7题,读图可知,图中有花岗岩、斑状花岗岩及玄武岩分布,而且分布于不同位置,说明该区域岩浆活动的次数至少有3次,C正确,A、B、D错误。
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8.千枚岩属变质岩,该地千枚岩的原岩可能为( )
A.黏土岩 B.花岗岩
C.玄武岩 D.石灰岩
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第8题,图中玄武岩是产生变质作用的因素之一,不可能是原岩,花岗岩变质后形成片麻岩,石灰岩变质后为大理岩,B、C、D错误;图中千枚岩分布于砂岩等沉积岩与岩浆岩之间,最有可能是黏土岩经高温变质而成,A正确。
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9.该地断层形成( )
A.晚于玄武岩 B.早于千枚岩
C.晚于花岗岩 D.早于砂岩
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第9题,玄武岩附近的砂岩出现断
层,由此可知,断层发生在砂岩之
后,D错误;玄武岩穿过了断层,
说明断层发生在玄武岩之前,A错
误;千枚岩在砂岩下层,说明砂岩
晚于千枚岩,断层晚于砂岩,所以断层发生晚于千枚岩,B错误;花岗岩没有穿过砂岩,说明砂岩晚于花岗岩,断层晚于砂岩,所以断层晚于花岗岩,C正确。
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太姥山位于福建省东北部福鼎市,是一处以花岗岩峰林岩洞为特色,融山、海、川、岛和人文景观于一体的风景旅游胜地。图1为福建太姥山峰林景观图,图2为岩石圈物质循环简图。据此完成10~12题。
10.组成太姥山峰林景观的岩石类型对应图2中的( )
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
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第10题,福建太姥山峰林景观属于典型的花岗岩风化侵蚀形成的地貌,花岗岩为侵入型岩浆岩。读图2可知,甲“三进一出”,为岩浆,丁为岩浆岩,丙和乙为沉积岩或变质岩。综上所述,组成太姥山峰林景观的岩石类型对应图2中的丁,D正确,A、B、C错误。
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11.该峰林地貌形成过程中,所受地质作用按照先后顺序依次是( )
A.沉积作用—地壳抬升—风化侵蚀
B.沉积作用—风化侵蚀—地壳抬升
C.岩浆侵入—地壳抬升—风化侵蚀
D.岩浆喷出—地壳抬升—风化侵蚀
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第11题,花岗岩为侵入型岩浆岩,该地应先经历岩浆侵入地壳,冷凝形成花岗岩,后来地壳抬升,露出地表,被外力作用侵蚀,形成峰林地貌景观。因此该景观的形成过程为岩浆侵入—地壳抬升—风化侵蚀,C正确,A、B、D错误。
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12.推测下列微地貌景观最符合太姥山地貌发展进入老年期的是( )
A.方山 B.峰丛
C.残丘 D.造型石
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第12题,随着外力侵蚀的继续发展,峰林的石头会进一步变小,彼此分离,形成造型独特的奇石,D正确,A、B、C错误。
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13.阅读图文材料,完成下列要求。
据报道,2015年9月14日日本气象厅监测到南部九州地区阿苏山的一个火山口突然爆发,喷出的浓烟高达2 000米。
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(1)下图为岩石圈物质循环示意图,代表此次火山活动的地质过程及形成的岩石分别是什么?
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答案:(1)箭头3。b岩浆岩。
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第(1)题,火山活动是地下岩浆喷出地表的过程,所以它产生的岩石是岩浆岩,而岩浆岩只能由岩浆生成,所以岩石圈物质循环示意图中只有一个箭头指向的b就是岩浆岩,则箭头3就是形成它的地质过程。
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(2)是否所有的岩石之间都能直接相互转化?
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答案:(2)不是。岩浆岩可以转化为沉积岩或变质岩,沉积岩和变质岩也可以相互转化,但岩浆岩只能是岩浆冷却凝固形成。
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第(2)题,岩浆岩可以直接转化成沉积岩或变质岩,沉积岩和变质岩可以直接相互转化,但沉积岩和变质岩都不能直接转化为岩浆岩,必须先转化为岩浆后再生成岩浆岩。
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【素养培优】
14.阅读图文材料,完成下列要求。
九华山位于安徽省池州市青阳县境内,素有“东南第一山”之称,断裂构造发育,是主体为花岗岩的山岳型地貌,锥状峰、柱状峰等花岗岩峰丛地貌遍布,不少山峰在海拔1 000米以上。九华山物华天宝,森林植被茂盛,珍奇树种众多,生物多样性复杂。下图为九华山景观图。
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(1)简述九华山花岗岩的形成过程。
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答案:(1)地下熔融的岩浆在地球内压力的作用下,沿岩层裂隙侵入到地壳表层;熔融的岩浆经过缓慢的冷却凝固结晶,形成花岗岩。
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第(1)题,花岗岩为侵入型岩浆岩,地下熔融的岩浆在地球内部压力的作用下,沿岩层裂隙侵入到地壳表层,熔融的岩浆侵入岩层后,经过缓慢的冷却凝固结晶,形成花岗岩。
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(2)花岗岩能够出露地表并隆起为九华山,说明其主要原因。
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答案:(2)花岗岩形成之初深埋于地表之下,因地壳抬升运动,花岗岩上覆岩层上升,遭受风化、侵蚀和搬运,变薄且缺失,导致花岗岩出露地表;随着地壳的进一步抬升,花岗岩体隆起形成九华山。
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第(2)题,花岗岩属于侵入岩,形成于地表以下,后来因为地壳抬升运动,花岗岩上覆岩层上升,遭受风化、侵蚀和搬运等外力作用,逐渐变薄且缺失,导致花岗岩出露地表;随着地壳进一步抬升,出露地表的花岗岩逐渐隆起抬升形成九华山。
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(3)说明塑造九华山峰丛地貌的主要外力作用。
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答案:(3)花岗岩岩体裂隙发育,易遭受物理、生物风化作用,使裂隙加宽加深;在雨水和流水的侵蚀作用下,发生重力崩解,使岩体形成山坡陡峻的锥状、柱状山峰。
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第(3)题,花岗岩出露地表后,岩体裂隙发育,易遭受物理风化和生物风化作用,使裂隙不断加宽加深;裂隙加宽加深后,在雨水和流水的侵蚀作用下,发生重力崩解,风化和侵蚀相互促进,使岩体逐渐形成山坡陡峻的锥状、柱状山峰。
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②特点
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