内容正文:
第二讲 岩石圈的组成及物质循环 内力与地表形态的变化
课程标准
素养目标
1.运用示意图,说明岩石圈物质循环过程。
2.结合实例,解释内力对地表形态变化的影响。
1.区域认知:认识主要岩石类型及分布,识记全球板块分布。
2.地理实践力:野外观察与辨识常见的岩石、向斜、背斜、断层与地形。
3.综合思维:结合示意图,理解岩石圈物质循环过程;理解内力因素对地形的影响,学会解释地形成因。
[对应学生用书P60]
岩石圈的组成及物质循环
1.岩石圈的组成
(1)岩浆岩
①形成过程:岩浆在地下巨大的压力作用下,沿着地壳薄弱地带侵入地壳上部或喷出地表,随着温度、压力的变化,冷却凝固而形成岩浆岩。
②常见类型:花岗岩、玄武岩等。
(2)沉积岩
①形成过程
②常见类型:石灰岩、砂岩、页岩等。
③主要特点:一是具有层理构造,二是常含有化石。
(3)变质岩
①形成过程:在高温、高压作用下,地壳中原有岩石的成分、结构、构造发生不同程度的改变而形成新的岩石。
②常见类型
原有的岩石
变质后的岩石
石灰岩
大理岩
石英砂岩
石英岩
2.岩石圈的物质循环
(1)主要的地质作用:①代表冷却凝固作用,②代表固结成岩作用,③代表变质作用,④代表重熔再生作用。
(2)主要的岩石类型
类型
代表岩石
岩浆岩
A侵入岩
花岗岩
B喷出岩
玄武岩
C沉积岩
砾岩、砂岩、页岩、石灰岩
D变质岩
板岩、大理岩
(3)岩石圈物质循环的意义
①形成了地球上丰富的矿产资源,为人类生存提供了必备的物质条件。
②改变了地表形态,塑造了千姿百态的地貌景观。
③实现了地区之间、圈层之间的物质交换和能量传输,并促使自然环境不断演化。
内力与地表形态的变化
1.内力作用主要表现:构造运动、岩浆活动、变质作用等。
2.构造运动的分类:按照构造运动的方向和性质,可以将其分为水平运动和垂直运动,如下表。
分类
运动特点
对地形的影响
水平运动
地壳或者岩石圈块体大致平行于地球表面的运动
常形成巨大的褶皱山系或断裂带
垂直运动
地壳或者岩石圈块体垂直于地球表面方向的上升或下降运动
使地面发生大规模的隆升或下沉
3.地质构造:构造运动引起岩层永久性的变形或变位。
(1)褶皱
①概念:构造运动产生的强大挤压力,使岩层发生弯曲变形,形成褶皱。
②形态
形态
岩层状况
常见地貌
倒置地貌
背斜
向上拱起
山岭
谷地
向斜
向下弯曲
谷地、盆地
山岭
(2)断层
①形成:构造运动产生的强大压力、张力等作用力,超过了岩层所能承受的强度,致使岩层发生断裂,并沿断裂面发生明显的错动、位移。
②常见地貌:断块山、沟谷、陡崖等。
(3)研究地质构造的意义:研究地质构造对于找矿、找水、工程建设等具有指导意义。例如石油、天然气多储存于背斜构造中,向斜构造中容易找到地下水,隧道、水库建设应尽量避开断层。
旁栏边角·做一做
阅读教材选择性必修1 P28图2-2-3 背斜成山、向斜成谷示意,图2-2-4 背斜成谷、向斜成山示意,完成以下问题。
1.试分析背斜成山、向斜成谷的原因。
提示:岩层受到挤压力,发生弯曲变形,向上拱起或向下弯曲,向上拱起的,为背斜,在地貌上形成山岭;向下弯曲的,形成向斜,在地貌上常形成谷地或盆地。
2.试分析背斜成谷、向斜成山的原因。
提示:背斜顶部因受到张力,裂隙比较发育,容易被侵蚀而成为谷地;向斜槽部因受挤压,岩石坚硬,不易遭受侵蚀而形成山岭。
易混易错·辨一辨
1.三大类岩石彼此之间不能直接相互转化。
提示:沉积岩与变质岩可直接相互转化;岩浆岩可直接转化为沉积岩和变质岩,但岩浆岩只能由岩浆形成。
2.构造地貌不是地质构造。
提示:地质构造是地壳运动导致的岩层变形变位,它是地壳运动的“足迹”,主要有褶皱(向斜、背斜)、断层。而构造地貌是由地质构造而形成的地表形态特征,它的主要类型有山地、谷地、平原、盆地、陡崖等。特别注意向斜谷、向斜山、背斜山、背斜谷、断块山均为地貌类型。
3.向斜山不是内力作用形成的。
提示:向斜成山是因为向斜槽部岩石受到挤压,中心岩层坚硬不易被侵蚀,当两侧相对松软的岩石被侵蚀之后,在地貌景观上向斜就会以山岭的形态存在,所以向斜成山是外力侵蚀作用的结果。
析图填图·练一练
在下面示意图中添加箭头,绘制岩石圈物质循环示意图。
提示:
[对应学生用书P62]
考点一 岩石圈物质循环
(2024·甘肃卷)科考队考察某冰川时,发现一块巨石覆于小块冰体上。巨石整体颜色偏浅,质地均匀,棱角分明,无纹理和层理,矿物晶体清晰可辨。右图示意该现象场景。据此完成下题。
图中覆于小块冰体上的巨石为( )
A.玄武岩 B.大理岩
C.花岗岩 D.石灰岩
[考题点睛]
情境
覆于小块冰体上的巨石
考向
岩石的性质与分类
误区
误认为大理岩属于岩浆岩
切记
沉积岩有层理构造,花岗岩矿物晶体清晰
解析:据材料“巨石整体颜色偏浅,质地均匀,棱角分明,无纹理和层理,矿物晶体清晰可辨”可知,该巨石属于花岗岩,C正确;玄武岩是火山喷发形成的,颜色较深;大理岩属于变质岩,有片理结构,且不可见矿物结晶;石灰岩属于沉积岩,有层理结构,A、B、D错误。故选C。
答案:C
知能整合
1.三大类岩石的比较
类型
形成
常见岩石
有用成分举例
岩
浆
岩
侵入
岩
岩浆在地球内部压力作用下,侵入地壳上部,冷却凝固而成
花岗岩
花岗岩是坚固、美观的建筑材料;富含的多种金属矿是工业生产的原料
喷出
岩
岩浆在地球内部压力作用下,沿地壳薄弱地带喷出地表冷凝而成
玄武岩
沉积岩
地表岩石在外力作用下受到破坏,碎屑物质被搬运到低处沉积、固结而成岩石
砾岩、砂岩、页岩、石灰岩
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、压力条件下使原来的成分、结构发生改变而形成新岩石
大理岩(石灰岩变质而成)、板岩等
大理岩是建筑材料
2.岩石圈物质循环图的判断方法
(1)判断三大类岩石和岩浆(以下图为例)
大致可以用进出箭头的多少来区分:
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。
④岩浆岩只能由岩浆生成。
⑤由沉积物形成的岩石是沉积岩。
(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。
对点检测
(2023·江苏模拟)世界奇观“棋盘滩”分布在广西田东县东田山村,“棋盘”分布于河道中,长约210米,宽约150米,由一块块整齐的浮出水面的方块岩石组成,石块之间由水沟分隔,形成了界线分明的天然“大棋盘”。“棋盘滩”是由较坚硬的石英砂岩经过长期内外力共同作用所形成的“地质奇观”。图1为“棋盘滩”景观图,图2为岩石圈物质循环示意图。据此完成1~2题。
1.形成石英砂岩的直接地质作用是图2中的( )
A.① B.③ C.④ D.⑤
2.推断石英砂岩逐渐演化成“棋盘滩”的地理过程是( )
A.沉积作用—地壳抬升—水平挤压—剪切节理—流水侵蚀
B.沉积作用—水平挤压—地壳抬升—剪切节理—流水侵蚀
C.沉积作用—地壳抬升—流水侵蚀—水平挤压—剪切节理
D.沉积作用—水平挤压—流水侵蚀—地壳抬升—剪切节理
1.C 2.A 解析:第1题,根据图示信息可知,①为地壳抬升,岩层出露;③为风化、侵蚀、搬运、堆积作用;④为固结成岩;⑤为变质作用。石英砂岩属于沉积岩,所以形成石英砂岩的直接地质作用是④, C正确;①③是形成沉积物的过程,不是形成石英砂岩的直接地质作用,A、B错误;⑤为变质作用,D错误。故选C。第2题,石英砂岩逐渐演化成“棋盘滩”的地理过程是:首先经沉积作用形成石英砂岩,后石英砂岩被地壳抬升,经过水平挤压,形成许多剪切节理,后经流水侵蚀形成“棋盘滩”景观。A正确,B、C、D错误。故选A。
考点二 内力作用与地貌
(2023·全国乙卷)新西兰南岛上的南阿尔卑斯山脉(约42°S~45°S)位于板块边界附近,呈东北—西南走向,其形态受板块运动和以流水为主的外力作用共同影响。某科研团队对该山脉东西向剖面形态进行研究,观测到目前该山脉仍在升高并向西扩展;模拟研究表明未来该山脉升高速度逐渐放缓,高度将趋于稳定。据此完成(1)~(3)题。
(1)推测目前该山脉仍在升高并向西扩展是由于( )
A.板块挤压 B.火山不断喷发
C.板块张裂 D.岩浆持续侵入
(2)假设不受内力作用,在外力作用下,该山脉( )
A.西坡侵蚀强烈,山脊线东移
B.西坡侵蚀强烈,山脊线稳定
C.东坡侵蚀强烈,山脊线西移
D.东坡侵蚀强烈,山脊线稳定
(3)未来该山脉高度将趋于稳定,是由于随山体升高( )
A.板块运动逐渐加强 B.板块运动逐渐减弱
C.外力作用逐渐加强 D.外力作用逐渐减弱
[考题点睛]
情境
新西兰南岛上南阿尔卑斯山脉东西向剖面形态研究
考向
地壳运动及其影响
误区
不能从材料中获取有效信息判断地质作用形式及对地表形态的影响
切记
内力作用包括构造运动、岩浆活动、变质作用等。岩石是地貌的基础
解析:第(1)题,新西兰南阿尔卑斯山脉地处太平洋板块和印度洋板块的碰撞挤压地带,由于太平洋板块不断地挤压印度洋板块,导致南阿尔卑斯山脉不断抬升且向西扩展,A正确,C错误;火山不断喷发以及岩浆持续侵入只会让局部地区的海拔变高,无法使山脉整体变高,B、D错误。第(2)题,根据材料可知,影响该山脉高度和形态的主要外力作用是流水侵蚀作用,当山体达到一定高度后还会受到冰川的侵蚀作用。南阿尔卑斯山脉地处中纬西风带,山脉西坡是西风的迎风坡,东坡属于背风坡,受地形影响,西坡降水量大于东坡。在流水侵蚀作用下,西坡侵蚀更为强烈,山脊线会向东侧移动。故选A。第(3)题,板块挤压持续进行,山体受内力作用影响海拔会继续升高,但是随着海拔的持续升高,对西侧的水汽阻挡作用越来越强,西侧的降水量会增大,流水侵蚀作用会逐渐加强,且高海拔地区还存在冰川侵蚀与风力侵蚀。在各种外力的综合作用下,内力作用抬升的部分会被外力作用侵蚀掉,最终使山体高度趋于稳定,C正确;根据材料可知板块运动没有减弱,B错误;板块运动逐渐增强和外力作用逐渐减弱只会使山体高度变得更高,而不是趋于稳定,A、D错误。
答案:(1)A (2)A (3)C
知能整合
1.地壳运动——塑造地表形态的主要内力
运动类型
水平运动
垂直运动
岩层运
动方向
地壳运动方向平行于地表,使岩层发生水平位移和弯曲变形
地壳运动方向垂直于地表,使岩层发生大规模的隆起和凹陷
对地形
的影响
形成断裂带和褶皱山脉
常形成高原、断块山及盆地和平原等地貌
举例
东非大裂谷、喜马拉雅山
台湾海峡的形成、意大利那不勒斯海岸的变迁
相互关系
①它们相伴发生;②在不同时期和不同区域,两者常有主次之分;③就全球而言,地壳运动以水平运动为主、垂直运动为辅
2.岩浆活动和变质作用
塑造地表形态的内力作用
对地表形态的塑造
举例
岩浆
活动
岩浆侵入岩石圈上部或喷出地表
岩浆喷出经冷凝形成火山
火山地貌,如富士山、夏威夷群岛、五大连池
变质
作用
岩石在一定温度、压力下发生变质
不能直接塑造地表形态
—
对点检测
阶地是在地壳运动的影响下,由河流下切侵蚀作用而形成,有几级阶地,就对应有几次地壳运动。下图示意某河流阶地的地形(局部),其中等高距为10米。某地质考察队沿剖面线在①②③④⑤处分别钻孔至地下同一水平面,利用样本分析得知①⑤为同一岩层且岩层年龄较新,②④为同一岩层且岩层年龄较老。读下图,完成3~4题。
3.文字材料中的“地壳运动”应是( )
A.地壳水平挤压上升 B.地壳水平挤压凹陷
C.地壳水平张裂上升 D.地壳断裂下陷
4.若在⑤处钻50米到达采集样本水平面,则在③处钻至该水平面有可能的深度是( )
A.40米 B.30米
C.20米 D.10米
3.A 4.B 解析:第3题,题意表明,阶地由河流下切侵蚀作用而形成,因此阶地形成过程中地壳运动应上升;题意表明,利用样本分析得知①⑤为同一岩层且岩层年龄较新,②④为同一岩层且岩层年龄较老,说明以河流为中心,向两翼岩层出现由老到新的变化,说明为背斜构造,应是地壳运动的挤压作用形成,综上所述,文字材料中的“地壳运动”应是地壳水平挤压上升,A正确,B、C、D错误。故选A。第4题,在等高线地形图上,同一条等高线上的海拔相同,相邻等高线的等高距相同(即同图等距)。根据图中等高距可推知,③⑤两地的相对高差介于10米到30米之间,且⑤处海拔较高。若在⑤处钻50米到达采集样本水平面,则在③处钻至该水平面最有可能的深度是20米到40米之间,所以,在③处钻至该水平面有可能的深度是30米,B正确,A、C、D错误。故选B。
考点三 地质构造与地貌
(2024·广东卷)阅读图文资料,完成下列要求。
当气温下降,湿度上升时,硫硝钠会吸水形成芒硝,使得裂隙中的容积增大;当气温上升,湿度下降时,芒硝会脱水产生反硝化。该过程涉及主要化学方程式为:Na2SO4+10H2O⇌Na2SO4·10H2O。 四川仁寿县牛角寨为亚热带季风气候,在岩石表层紫色砂岩以及雕刻石像(牛角寨大佛)的裂缝中均发现了硫酸钠。下图示意仁寿牛角寨地质剖面图。
说明甲、乙两区域的地质构造及地层年代特征,并据此判断甲、乙哪个区域的地表剥蚀作用更强。
[考题点睛]
情境
四川仁寿县牛角寨相关材料
考向
背斜、向斜的成因与形态
误区
误认为高处接受堆积,低处接受侵蚀
切记
沉积岩层下老上新,中部岩层向上拱起的是背斜,背斜顶部易受剥蚀
解析:读图可知,甲区域位于断层下降的一侧,为构造沉降区,地势低洼,易接受沉积;主要为白垩纪和第四纪地层,相较于侏罗纪地层,年代较新;乙区域为断层上升的一侧,为构造抬升区,且位于背斜顶部,岩层较破碎,易受外力剥蚀;乙区域仅有侏罗纪地层,缺失侏罗纪之后的地层,年代相对较老。综上所述, 乙区域遭受的地表剥蚀作用更强烈。
答案:甲区域为构造沉降区,易接受沉积;主要为白垩纪和第四纪地层,年代较新;乙区域为构造抬升区,背斜顶部,易受剥蚀;仅有侏罗纪地层,缺失侏罗纪之后的地层,年代较老。 乙区域遭受的地表剥蚀作用更强烈。
知能整合
1.褶皱与断层
地质
构造
褶皱
断层
背斜
向斜
判断
方法
岩层
形态
向上拱起
向下弯曲
岩层受力断裂并沿断裂面有明显的相对位移
岩层
新老
中心部分岩层较老,两翼岩层较新
中心部分岩层较新,两翼岩层较老
图示
构造
地貌
未侵蚀地貌
常形成山岭
常形成谷地或盆地
断层相对上升的一侧,常成为块状山或高地;相对下沉的一侧,常形成谷地或低地;沿断层线常发育成沟谷,有时形成泉、湖泊
侵蚀后地貌
背斜顶部受张力,常被侵蚀成谷地
向斜槽部受挤压,不易被侵蚀,常形成山岭
图示
2.地质构造的实践意义
对点检测
(2023·苏北四市一模)下图为某区域地形地质简图。据此完成5~6题。
5.沿M到N剖面线最可能位于( )
A.向斜槽部 B.背斜右翼
C.向斜右翼 D.背斜顶部
6.影响图中河流发育位置的主要因素是( )
A.气候 B.土壤
C.岩性 D.植被
5.B 6.C 解析:第5题,根据所学知识可知,岩层中间老,两翼新,为背斜;岩层中间新,两翼老,为向斜。读图分析可知,上二叠统砂岩年龄最老,越向右侧,岩层年龄越小,因此可推测,图示区域岩层年龄由左至右越来越小,则该地右侧可能是向斜槽部,左侧可能是背斜脊部,则沿M到N剖面线最可能位于背斜的右翼、向斜的左翼,B正确,A、C、D错误。第6题,根据等高线分布可知,图中河流从两侧山谷发育,然后汇入中部山谷地带,并向南流。结合岩层的新老关系可知,两侧山谷处岩层分布特点均为中间老,两翼新,为背斜。背斜顶部受张力,岩石破碎,容易被外力侵蚀,从而形成谷地,并发育河流。据此可知,影响图中河流发育位置的主要因素是岩性,图中河流发育位置与气候、土壤、植被关系不大,C正确,A、B、D错误。
[对应学生用书P66]
图表专攻(二) 地质剖面图的判读
地质剖面图是按一定比例尺,表示地质剖面上的地质现象及其相互关系的图形。地质剖面图与地质图相配合,可以获得地质构造的立体概念。
地质剖面图的主要内容应包括剖面方向、地形及地层的岩性、厚度、年代及产状,它可表现出褶皱形态、断层性质、地层形成的先后顺序、地壳运动状况及所受到的地质作用等。
(经典高考题全国卷)下图示意某地质剖面,其中①指断层。据此完成(1)~(2)题。
(1)①②③④中最先形成的是( )
A.① B.② C.③ D.④
(2)砂砾石层的下界为相对平坦而广阔的面。该面形成时期,所在区域可能( )
A.地壳持续抬升,遭受侵蚀
B.地壳持续下降,接受沉积
C.地壳运动稳定,遭受侵蚀
D.地壳运动稳定,接受沉积
[析图攻略]
答案:(1)D (2)C
常考图示
图1
图2
图3
判读方法
1.岩层新老关系的判断
(1)根据岩层层序确定:沉积岩是受沉积作用形成的,因而一般的规律是岩层年龄越老,其位置越靠下,岩层年龄越新,其位置越靠上(接近地表)。如图2中沉积岩Ⅰ的形成时间晚于沉积岩Ⅱ。
(2)根据岩层的接触关系确定:岩浆岩可以按照其与沉积岩的关系来判断。喷出岩的形成晚于其所切穿的岩层,侵入岩晚于其所在的岩层。如图2中岩浆岩的形成时间晚于沉积岩Ⅰ和沉积岩Ⅱ。变质岩是在变质作用下形成的,且多是在岩浆活动的影响下形成的,因而变质岩的形成晚于其相邻的岩浆岩。
2.地质构造和构造地貌的判断
(1)根据岩层是否连续判断褶皱或断层,如图2中甲为褶皱,图3中丙为断层。
(2)根据岩层弯曲形状或新老关系判断背斜和向斜。如图1中M处为向斜、N处为背斜;图2中甲处为背斜;图3中乙处为背斜,丁处为向斜。
(3)根据地表起伏状况判断地貌类型,如背斜山(谷)、向斜谷(山)、断块山、断层谷、陡崖等。如图1中N为背斜谷;图3中乙为背斜山,丁为向斜山。
3.地壳运动过程的判断
(1)根据岩层上下关系。若岩层呈水平状态,并且从下到上依次由老到新连续排列,说明在相应地质年代里,地壳稳定,地质环境没有发生明显变化。
(2)根据岩层的弯曲。若岩层出现弯曲、倾斜甚至颠倒,说明岩层形成后,因地壳水平运动使岩层发生褶皱运动。如图2中甲处岩层弯曲说明其受到了水平挤压作用。
(3)根据岩层的缺失。若岩层出现缺失,可能是缺失岩层所代表的时代地壳发生隆起,使当地的地势抬高,终止了沉积过程;或者原沉积物被剥蚀完毕;也可能是当时当地气候变化,没有了沉积物来源。
(4)根据侵蚀面。若上下两岩层之间有明显的侵蚀面存在,说明下部岩层形成后,遭受到外力侵蚀。若侵蚀面上覆新的岩层,说明之后该地又经历了沉积作用。如图2中甲处上部岩层的不完整说明经历了侵蚀作用,沉积岩Ⅰ的覆盖说明又经历了沉积作用。
(5)根据侵入岩。若地层中有侵入岩存在,说明围岩形成之后又发生了岩浆活动,岩浆活动晚于围岩形成时代。如图2中花岗岩的存在说明经历了岩浆入侵。
学以致用
(2023·江苏徐州三模)不整合面指上下地层间有沉积间断或缺失的地层界面。某区域经历多次地质事件,出露中生代和晚古生代地层。下图为该区域地形地质图及部分地质年代简表。据此完成1~3题。
1.下列地层界面为不整合面的是( )
A.K1-K2 B.C1-C2
C.C3-P1 D.P1-K1
2.该区域经历的显著地壳抬升运动至少有( )
A.1次 B.2次
C.3次 D.4次
3.下列四幅剖面图中,与甲—乙剖面相符的是( )
1.D 2.C 3.A 解析:第1题,据图分析可知,P1地层对应二叠纪早期,K1地层对应白垩纪早期,两个地质年代中间相差三叠纪和侏罗纪,而且在这两个地层之间没有其他地质时期的地层存在,所以出现了不整合面,D正确;K1-K2都是白垩纪的地层,时期连续,并没有缺失,A与题意不符;C1-C2是石炭纪早期和中期的地层,时期连续,并没有缺失,B与题意不符;C3是石炭纪晚期地层,P1是二叠纪早期地层,时期连续,并没有缺失,C与题意不符。故选D。第2题,沉积岩的岩层先形成的在下,后形成的在上,中生代和晚古生代都是古地质时期,这两个地质时期的地层应在地下,但现在出露于地表,首先说明地壳抬升了两次。另外据第1题分析得知,在P1-K1之间有不整合面,这说明在P1对应的二叠纪时期地层抬升到了地表,并且地势较高,无法接收之后时期的沉积物堆积,所以造成由P1到K1的地层缺失,所以推断该区域经历的显著地壳抬升运动至少有3次,C正确,排除A、B、D。第3题,甲—乙剖面之间两次经过河流,而河流所在河谷地区地势相对周边地区较低,也就是说该剖面线应有两处较为明显的相邻海拔低值区域,B、C图中只有一处,B、C错误;据图示地质年代表可知,P2地层晚于P1地层,所以正常的地层应是P2在P1之上,C2在C1之上,A正确,D错误。
[课时素养检测(八)见P419]
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