2.1岩石圈物质循环（第一课时）-【高效教学】2024-2025学年高二地理同步教学课件（湘教版2019选择性必修1）

第一节 岩石圈物质循环 （第一课时） 第二章岩石圈与地表形态 课程标准 运用示意图，说明岩石圈物质循环过程。 素养目标 主干知识· 宏观把握 1. 通过野外观察及岩石景观图、结合实物，识别、描述常见矿物和岩石。(地理实践力) 2. 运用示意图，分析三大类岩石的成因、特征及代表岩石。掌握岩石圈的物质循环判读方法。(综合思维) 3. 绘制岩石圈物质循环示意图，说明岩石圈的物质循环过程。(地理实践力) 4.结合实例，说出岩石与人类的关系，树立合理利用自然资源的意识。(人地协调观) 目 录 岩石圈的物质组成 第一部分 1.矿物 2.岩石 岩石转化与岩石圈物质循环 第二部分 1.岩石转化 2.岩石圈物质循环 岩石圈物质循环 软流层以上部分 岩石圈: 地壳+上地幔顶部 由岩石组成 知识回顾 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（ wù ）鼎，重达875千克，是迄今为止世界上出土的最大、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。 为什么人类使用铁器要晚于铜器？ 化学元素、矿物、岩石、岩石圈四者之间，具有怎样的关系？ 合作探究 人类最早利用的铜来自孔雀石，这在历史上人类居住地比较常见，但天然铁矿石非常稀少，人类最早发现的铁是从天空落下来的陨石； 铜的熔点比铁低很多，当时主要燃料燃烧提供的温度不能达到炼铁的程度；铁容易氧化生锈；冶炼技术比铜复杂；生铁质地脆，只能做粗笨的器具，铜加工相对简单。 1.为什么人类使用铁器要晚于铜器？ 合作探究 矿物 化学元素 岩石 矿产 矿石 结合 聚集 包含 有用 富集 依托 2.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 形成 合作探究 化学元素 矿物 岩石 岩石圈 单质 化合物 结合体 相互转化 水晶矿 矿产 有 富 用 集 特点： 聚集 有开采价值 由地质作用形成的、一般为结晶态的天然化合物或单质。是组成岩石的基本单元。 概念： 构成矿床的基本单元 矿床 矿石 1.具有相对固定的化学成分。 （一）矿物 一、岩石圈的物质组成 方解石晶体 斜方六面体 食盐晶体 透明的正方体 透明的六棱体 石英晶体 特点：2.具有确定的晶体结构。 特点：3.在一定的物理化学条件下保持稳定。 （一）矿物 一、岩石圈的物质组成 天然气 石油、天然汞 绝大多数矿物 基本存在形态 气态 液态 固态 （一）矿物 一、岩石圈的物质组成 随科技的发展将会利用更多种类的矿物 自然界已发现矿物达3000多种 利用状况： 自然界最多的矿物是石英(SiO2)、（硅酸盐类矿物在地壳中分布最广） 50~60种 常见的矿物 固态 绝大多数形式存在 200多种 目前能利用矿物 （一）矿物 一、岩石圈的物质组成 黑色金属: 磁铁矿、黄铁矿 有色金属：黄铜矿 贵金属：黄金、白银 稀有金属：锆、钼等 金属矿物 常见矿物：石英、长石、云母、滑石 、石膏、方解石 非金属矿物 能源类矿物：煤、石油、天然气 宝石类矿物：金刚石、玉石等 矿物分类 拓展补充 （一）矿物 赤铁矿 磁铁矿 自然金 黄铁矿 褐铁矿 黄铜矿 矿物的分类（金） （一）矿物 一、岩石圈的物质组成 长石 云母 磷灰石 方解石 滑石 石英 矿物的分类（非金） （一）矿物 一、岩石圈的物质组成 钻石 红宝石 祖母绿 蓝宝石 猫眼石 世界五大名贵宝石 （一）矿物 一、岩石圈的物质组成 花岗岩：石英、长石、云母； 石灰岩和大理岩：方解石 黑云母 长石 石英 花岗岩 常见岩石的矿物组成 石灰岩和大理岩 （一）矿物 一、岩石圈的物质组成 16 长石 黑云母 依据：不同的矿物，物理化学性质不同，表现在结晶形态、颜色、透明度、光泽、硬度、密度磁性等方面。 石英 方铅矿 滑石 常见矿物的简易识别 （一）矿物 一、岩石圈的物质组成 利用肉眼和简单的工具，识别一些常见的矿物。 看：光泽（金属光泽、非金属光泽）→滑石：蜡质光泽 17 透明六棱柱，两端呈六棱锥状 石英晶体 食盐晶体 方解石晶体 透明正方体 斜方六面体无色透明的方解石俗称“冰洲石” （1）利用肉眼鉴别 常见矿物的简易识别 如何区分下列矿物？ 晶体形态 （一）矿物 一、岩石圈的物质组成 磁铁矿 赤铁矿 铁黑色 有磁性，能吸引小铁钉 钢灰色或暗红色 无磁性，但能被磁铁吸 （1）利用肉眼鉴别 常见矿物的简易识别 如何区分下列矿物？ （一）矿物 一、岩石圈的物质组成 孔雀石 红宝石 （1）利用肉眼鉴别 常见矿物的简易识别 金刚石 看颜色 如何区分下列矿物？ （一）矿物 一、岩石圈的物质组成 长石 （硬度为6） 方解石 （硬度为3） （2）利用指甲和简单的工具 常见矿物的简易识别 滑石 （硬度为1） 硬度 如何区分下列矿物？ （一）矿物 一、岩石圈的物质组成 代表矿物 硬度等级 简要说明 滑石 1 指甲能轻易地在其上划出痕迹 石膏 2 指甲能较容易地在其上划出痕迹 方解石 3 多为透明或半透明品体，指甲在其上划不出痕迹，但由别针可以划出痕迹 萤石 4 常为多种颜色的半透明品体，小刀可以轻易地在其上刻画出痕迹 磷灰石 5 小刀可以在其上刻画出痕迹 长石 6 一般小刀很难刻画，但玻璃可以在其上刻画出痕迹 石英 7 能够在玻璃和普通钢铁上刻画出痕迹 黄玉 8 多为晶体，宝石类矿物，能在石英上刻画出痕迹 刚玉 9 多为晶体，宝石类矿物，能在黄玉上刻画出痕迹 金刚石 10 自然界最硬的矿物，宝石，能在其他矿物上刻画出痕迹 摩斯硬度计 长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石 萤石 方解石 石膏 磷灰石 滑石 （一）矿物 一、岩石圈的物质组成 1.区分石膏、方解石、石英等矿物，可使用哪些方法？ 石英 方解石 先根据透明度把矿物分为两类：一类是透明或半透明的方解石、石英；另一类是不透明的石膏。然后用相互刻画的办法再进行区分；方解石刻不动石英，而石英能刻动方解石。 石膏 硬度低，指甲可刻动， 可撕成薄片， 呈纤维状、粒状。 小刀易刻动， 锤击成菱形碎块， 滴加稀盐酸后冒泡。 不能被小刀划出刻痕，滴加稀盐酸后 不会冒泡。 在实验室环境下，还可以通过偏光显微镜观察内部结构来区分它们。 合作探究 观察颜色 磁铁反应 磁铁矿 铁黑色 有磁性，能吸引小铁钉 赤铁矿 钢灰色或暗红色 无磁性，但能被磁铁吸 磁铁矿 赤铁矿 2.用观察颜色和对磁铁的反应方法，区分磁铁矿与赤铁矿。 合作探究 3.自然金、黄铁矿和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，故称为“愚人金”。如何区分上述三种矿物？ 黄铁矿 黄铜矿 自然金 自然金：表面颜色带红色调 条痕金黄色至浅黄，小刀极易刻画，（硬度2.5~3），具延展性。 黄铁矿：表面颜色带绿色调 条痕黑色，晶形完好，小刀不能刻画，（硬度6~6.5），性脆。 黄铜矿：表面颜色浅铜黄色 条痕黑色，小刀易刻画，（硬度3.5~4），性脆。 合作探究 矿物是具有确定化学成分、物理属性的单质或者化合物，是化学元素在岩石圈中存在的基本单元。常见的矿物有煤、石油、天然气、石英等。据此，完成1～2题。 1．下列地质事物名称按其形成及相互关系，排列正确的是 ①岩石　②化学元素　③矿床　④矿物　⑤矿产　⑥地壳 A.②-⑤-①-④ B．②-④-⑥-① C.②-④-①-⑥ D．②-④-③-⑤ 2．下列关于矿物的叙述，错误的是 ①不同矿物的化学成分一定不同 ②所有矿物都为固体 ③常见的造岩矿物有长石、石英、云母、方解石等 ④在目前所知的矿物中，金刚石硬度最大 A.①② B．②③ C．①③ D．②④ C A 基础过关 第2题，不同矿物的化学成分有可能相同，例如，金刚石和石墨的物理性质有很大差异，是两种性质不同的矿物，但它们的化学成分相同，都是由碳元素组成的。矿物有不同的存在形式，并不都是固体，例如，天然气为气态矿物，石油和天然汞为液态矿物。 27 岩浆岩 沉积岩 变质岩 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，可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩和变质岩三大类。 （二）岩石 概念： 分类： 一、岩石圈的物质组成 |||||||||||||||||||||||||||||| 岩浆侵入岩层 形成侵入岩 岩浆喷出地表 形成喷出岩 海洋 火山喷发后的岩浆 （二）岩石 岩浆岩形成示意图 一、岩石圈的物质组成 岩浆岩是由炽热的岩浆冷凝形成的岩石 岩浆岩 （二）岩石 软流层的岩浆 分布及特点：约占地壳总体积的65%，最主要的成分是SiO2 。 喷出岩一般形成高原、台地 侵入岩许多山脉的核心部分 冷却凝固 一、岩石圈的物质组成 岩浆岩 岩石类型 形成原因 岩石特点 常见岩石 侵入岩 喷出岩 岩浆侵入地壳，在地表以下冷却凝固 ①矿物结晶颗粒较粗；②密度大，质地坚硬。 花岗岩 岩浆喷出地表，在地表以上冷却凝固 ①矿物结晶颗粒较细；②疏松，有流纹或者是气孔。 玄武岩 流纹岩 安山岩 （二）岩石 岩浆岩分类 一、岩石圈的物质组成 流纹岩 安山岩 花岗岩 玄武岩 岩浆岩的代表性岩石 岩浆岩 （二）岩石 一、岩石圈的物质组成 岩石在生产生活中的用途广泛。据此，完成相关任务。 花岗岩的哪些特征使其成为重要的建筑材料？ 硬度高，岩石致密，抗压能力强； 耐磨不褪色，抗风化能力强； 稳定性好，不易受外界温度影响，且抗腐蚀能力强； 颜色多样，色泽美丽，装饰性好。 合作探究 流纹岩 岩浆岩的代表性景观 玄武岩石柱（柱状节理） 岩浆岩的代表性景观 华山山脉是深成侵入岩体的花岗岩浑然巨石 岩浆岩的代表性景观 合作探究 玄武岩 花岗岩 ①二者都是岩浆活动的产物。 ②玄武岩是在大气中冷却形成,气体会从溶解状态游离出来而形成一个个气泡,最后留有气孔。 ③花岗岩是在地壳内部缓慢移动而冷却,岩浆有充分的时间和压力来降温,这样结晶良好,没有气孔。 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? 岩石在风吹、日晒、雨淋以及生物的作用下被破坏 特点：具有层状纹理（层理构造） 常含有化石 埋藏及成岩作用 沉积作用 在流水、风等 外力作用下搬运 （二）岩石 沉积岩 沉积岩形成示意图 一、岩石圈的物质组成 常见的岩石：砾岩、砂岩、页岩、石灰岩(由化学或生物化学作用形成） 沉积岩 （二）岩石 形成：裸露在地表的各种岩石被破坏，破坏产物经沉积、成岩作用而形成 任何岩石都可以转变为沉积岩。 一、岩石圈的物质组成 沉积岩的主要特征 1、具有层次，称为层理构造。 地球历史的“书页” 沉积岩 （二）岩石 2、许多沉积岩中有“石质化”的古代生物的遗体、遗物或生存、活动的痕迹----化石。 新 老 一、岩石圈的物质组成 地层的顺序：先形成的在下，后形成的 40 鱼化石 三叶虫 古植物 恐龙化石 化石类型 珊瑚化石 破碎的贝壳 含煤地层 沉积环境 滨海环境 清澈温暖的浅海环境 森林茂密的湿热环境 沉积岩的主要特征 （二）岩石 含有化石 地球历史的“文字” 一、岩石圈的物质组成 化石——地层中的文字。 41 静水环境→页岩地层 浅海环境→石灰岩地层 沉积岩 （二）岩石 地层或岩石中的化石是确定地层或岩石的地质年代和研究古地理环境的重要依据。 恐龙是中生代岩石化石,三趾马、猛玛象属新生代岩石化石 古生代、中生代是重要的成煤期,中生代、新生代是石油形成期。 一、岩石圈的物质组成 为什么说沉积岩是地球历史的记录，岩层和化石是记录地球历史的“书页”和“文字”？ 在正常情况下，沉积岩层总是按顺序排列的。一个未经变动的沉积岩层，下面的岩层总是比上面的岩层古老依据岩层的顺序可以确定其时代。 化石是已变成岩石的古生物的遗体或遗迹。生物是从低级到高级、由简单到复杂不断进化的，生物进化有不可逆性和阶段性。不同时代的岩层中一般含有不同的化石，同时代的岩层中往往保存着相同或相似的化石。可以根据岩层中的化石来恢复其顺序，从而确定地质时代。根据沉积岩层的组成和化石特征，可以推知沉积时的地理环境（化石恢复古地理环境）。 自主探究 分布：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 沉积岩的代表性岩石 砾 岩 砂 岩 页 岩 石灰岩 石灰岩(由化学或生物化学作用形成） 沉积岩 （二）岩石 45 石灰岩—喀斯特地貌 沉积岩的代表性景观 桂林象鼻山---石灰岩地貌 常常根据组成沉积岩的物质组成来命名。如以小砾石为主则称为砾岩；以砂粒为主就叫砂岩；由细小黏土颗粒组成、有清晰页片状层理的叫页岩。 46 张家界--砂岩地貌 沉积岩的代表性景观 图示沉积岩的层理为水平层理。这种层理主要是在水动力条件微弱、平静环境条件下形成的，多形成于闭塞海湾、较深的海、湖泊、沼泽等较为稳定的沉积环境。 沉积岩的代表性景观 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 各类岩石 变质岩 变质岩 （二）岩石 一、岩石圈的物质组成 变质作用：地壳中的已生成的岩石，在地球内部高温高压的环境下发生结构和组分变化的过程。 石灰岩 岩浆 石灰岩 岩浆 大理岩 变质 接触带 变质带 (高温) 变质岩 （二）岩石 已成岩石 高温高压 变质作用 变质岩 一、岩石圈的物质组成 变质岩 岩石类型 形成原因 岩石特点 常见岩石 变质岩 已经形成的岩石已经生成的岩石(岩浆岩、沉积岩)，在地壳运动垂直下沉过程中，接近岩浆，在高温高压环境下发生变质作用，形成变质岩。 片麻岩 大理岩 石英岩 板岩 ①具有片理结构②富含金属矿。 （二）岩石 变质岩 一、岩石圈的物质组成 花岗岩 片麻岩 (石英)砂岩 石英岩 石灰岩 白云岩 大理岩 页岩 板岩 变质岩的代表性岩石 变质岩 （二）岩石 一、岩石圈的物质组成 变质岩分布广泛，多含有丰富的金属矿和非金属矿 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。 变质岩 （二）岩石 一、岩石圈的物质组成 只能由岩浆生成 如花岗岩(侵入岩) 和玄武岩(喷出岩) 侵入岩坚硬致密 喷出岩常有气孔 岩浆岩 外力作用生成 如石灰岩/砂岩/页岩 有明显层理，可能含有化石 沉积岩 岩石在高温高压下变质生成 如大理岩/板岩/石英岩/片麻岩 变质岩 （二）岩石 三大类岩石对比 一、岩石圈的物质组成 花岗岩是坚固、美观的建筑材料 多种金属矿是工业生产的原料 喷出岩可做观赏石 岩浆岩 石灰岩是建筑材料和化工原料； 钾盐是化工原料； 煤、石油是当前世界最重要的能源 沉积岩 大理岩是建筑材料 铁矿石是钢铁工业的重要原料 变质岩 （二）岩石 岩石与人类活动 类型 成因 特点 常见岩石 开发利用 岩浆岩 侵入岩 在地球内部巨大压力作用下，岩浆沿着岩石圈薄弱地带侵入岩石圈上部或喷出地表，冷却凝固 岩浆在地表以下冷凝形成的岩石 冷却(结晶)慢，矿物结晶颗粒较粗，结构致密 花岗岩 花岗岩是质地坚硬、色泽美丽的建筑材； 许多有色金属矿物的形成和分布与岩浆活动有关。 喷出岩 岩浆喷出地表冷凝形成的岩石 冷却(结晶)快，物结晶颗粒较细，有流纹或气孔 玄武岩、 安山岩、 流纹岩 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 ①具有层状纹理，称为层理构造。②许多沉积岩中含有化石 砾岩(颗粒大)、砂岩(颗粒较小)、 页岩(颗粒小)、石灰岩 石灰岩是建筑材料和化工原料； 钾盐是化工原料； 煤、石油是当前世界最重要的能源 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，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 片理构造 片麻岩、 大理岩、 石英岩、 板岩 ①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。 ②大理岩是建筑材料 三大类岩石归纳 本课时小结 活动-云南点苍山大理石 产自云南点苍山的大理石，载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” 图2-21大理石天然画面 合作探究 议一议，“老石片儿”是怎样形成的？ 岩石在生产生活中的用途 在点苍山变质岩中，大理岩富含钙镁质碳酸盐类如石灰岩、云灰岩及白云岩等，是受到强烈的地壳运动应力场和热力场的复杂变质作用后形成的。 大理岩呈白色，但由于富含有色矿物质(矿物元素或矿物离子)致色，呈现的颜色较为丰富，经过亿万年的地质变化，任各种合力作用下呈纹层、条带或团块排列，构成绮丽的花纹和变幻莫测的图像。 凭借各种矿物质相互渗透晕染的天然画面，经锯片、切割、打磨、抛光等，大理石画便成为名贵的天然图画艺术。 合作探究 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？ 只有沉积岩中才有可能存在化石。 因“老石片儿”是大理石画， 大理石为变质岩，所以其中不可能含有古生物的遗体或遗迹。 合作探究 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 布依石寨 合作探究 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？ 泥质灰岩。主要特征略。 泥质灰岩层理分明，易剥离成片状。 (挑选好合适的开采地点，按需要的尺寸画线，然后用凿子沿线凿出凹槽，等下雨过后石层之间浸透了水，用工具一撬即可成材。) 图2-22贵州布依族石板房 查找资料，了解当地岩石的类型及主要特征。 合作探究 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？ 泥质灰岩致密而不透水，能有效地阻挡雨水的侵袭。 在降雨多、湿度大的环境下，泥质灰岩易风化，石板多年后需要更换。 合作探究 $$