2.1岩石圈物质循环讲义2025--2026学年高二地理湘教版选择性必修一

2.1岩石圈的物质循环 【教材探究】 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鼎，重达875千克，是迄今世界上出土的最大、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。 1.为什么人类使用铁器要晚于铜器? 2.想一想，化学元素、矿物、岩石、岩石图四者之间，具有怎样的关系? 【教材探究答案】 1.人类最早利用的铜来自孔雀石，历史上孔雀石在人类居住地比较常见，但天然铁矿石非常稀少，人类最早发现的铁来自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。 2. 【教材活动】 P24 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?。 P27 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? P30 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所示的岩石图物质循环示意图，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A、B、C、D所代表的含义。 ③岩石图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。 【教材活动答案】 P24 1.石膏：硬度低，指甲可刻动，可撕成薄片，呈纤维状粒状。方解石：小刀易刻动，经锤击可成菱形碎块滴加稀盐酸后冒泡。石英：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。 2.赤铁矿带红色，磁铁矿显黑色。用磁铁能吸引的是磁铁矿。 3.表面颜色：黄铁矿为浅铜黄色，黄铜矿常带绿色调，自然金常带红色调。条痕颜色：自然金为金黄至浅黄，黄铁矿为黑色，黄铜矿为黑色。摩斯硬度：自然金2.5～3,小刀极易刻画；黄铜矿3.5～4,小刀易刻画，性脆；黄铁矿6～6.5,小刀不能刻画，性脆。相对密度:黄铜矿最小(4.1～4.3),黄铁矿次之(4.9～5.2),自然金最大(15.6～19.3)。 P27 1.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。 2.（1）在点苍山变质岩中，大理岩是富含钙镁质碳酸盐类的岩石(如石灰岩、白云岩等)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，在各种合力作用下呈纹层条带或团块排列，构成绮丽的花纹和多样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、抛光等，大理石画便成为名贵的天然图画艺术品。 （2）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。 3.（1）贵州中西部石灰岩和板岩分布较多。石灰岩是由化学或生物化学作用形成的岩石，主要成分是CaCO₃;板岩是一种具有板状结构，基本没有重结晶的岩石，是一种变质岩。 （2）当地板岩分布广泛，可就地取材。板岩具有板状结构，沿板理方向可以剥成薄片，厚度均匀，加工方式简单，加工成本低，用作房屋的砌块或瓦片，能防潮、抗风，具有保温性。 （3）贵州气候湿润，降水丰富，用作瓦片和墙面的板岩长期暴露在外，易被风化和侵蚀，因此需要更换。 P30 1.（1）①形成条件：侵入岩是岩浆上升到一定位置，停留在地壳之中冷却凝固而成；而喷出岩是岩浆喷出地表冷却凝固而成。分布位置：侵入岩最初的分布位置较深，在地壳之中；而喷出岩最初分布在地表。 ②沉积物必须经过埋藏和固结成岩作用才能变成沉积岩。 ③变质岩形成的条件：原先形成的岩石在岩浆活动、地壳运动等作用下满足一定的温度和一定的压力，出现变质作用。 ④要使岩石实现转化，需要具备的条件包括能量来源(地壳内部的放射能转化而成的热能和外部的太阳能)物质运动(地质循环和外力的搬运等)地质作用(外力作用、变质作用、岩浆上升冷却、地壳运动、高温熔化等)。 （2）①从左到右，从上到下依次为：岩浆岩、沉积岩、岩浆、变质岩。 依据：岩浆岩只能由岩浆冷凝而成；岩浆岩、沉积岩和变质岩在变质作用条件下可形成变质岩；出露地表的各类岩石在外力作用下可以形成新的沉积岩。 ②A:岩浆上升冷却凝固，B:外力作用(或变质作用),C:变质作用(或外力作用),D:重熔再生。 ③ 2.（1）按时间排序为：②白云岩、④白云质大理岩、⑤和田玉石、①和田玉山料、③和田玉籽料。 （2）变质岩。从高中水平看，两者的矿物成分相同，因为和田玉石是白云质大理岩受到岩浆侵入影响，经过一系列变质作用形成的。但从更高知识层面看，两者存在明显区别，白云质大理岩是柱状粒状细粒变晶结构，主要成分是约80%的方解石和约20%的透闪石，和田玉石矿物组成以透闪石和阳起石为主，具有典型的纤维变晶结构，化学成分是含水的钙镁硅酸盐。 （3） 【定点变式训练】 下图是太行山大峡谷局部岩层景观图。 1.图中岩层基本上呈水平状态，下列说法正确的是( ) A.经历过水平挤压作用 B.基本没有经历地壳运动 C.上面的岩层形成较早 D.具有明显的层理结构 2.图中岩层( ) A.一定含有化石 B.绝对没有化石 C.可能含有化石 D.含有相同的化石 下图为某中学研学小组在浙江山区考察时,在山坡上发现的一片由大小不等、棱角较分明的石块组成的地貌的照片,他们给这种地貌命名为“石海”。读图完成下面小题。 3.推测“石海”形成的主要地质作用是( ) A.物理风化作用 B.风力搬运作用 C.冰川侵蚀作用 D.流水沉积作用 4.研学小组同学判断该岩石的类型,下列方法正确的是( ) A.若有层理构造,一定是侵入岩 B.若有板状构造,一定是变质岩 C.若由砾石组成,一定是喷出岩 D.若有气孔结构,一定是沉积岩 大理苍山世界地质公园位于云贵高原与横断山脉接合部位，是喜马拉雅造山带南缘，被称为“世界屋脊的屋檐”，以大理命名的大理岩最为著名。大理岩裁切后的石板常有独特的花纹，呈现出类似天然的山水画画面。天然石画在当地古玩行里俗称“老石片儿”。图a为岩石圈物质循环示意图（甲、乙、丙、丁、戊代表三大类岩石和岩浆），图b为一幅“老石片儿”照片。据此完成下面小题。 5.若图a中A表示沉积物，云南大理岩的岩石类型是( ) A.丁 B.乙 C.丙 D.戊 6.下列关于“老石片儿”的叙述正确的是( ) A.其“山水”是古生物遗体 B.富含有色矿物质致色 C.具有明显的层理构造 D.岩层中可能找到煤炭 根据岩石的质地，如矿物颗粒的大小、有无气孔、气孔疏密程度、形状等可以推测岩石的形成过程和形成环境。据此回答下题。 7.某山体由岩浆岩组成。该岩浆岩表面无气孔，矿物颗粒粗大，对其成因的合理推测是( ) ①岩浆冷却较快 ②岩浆冷却较慢 ③在地表形成 ④在地下形成 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 8.翡翠是在极高压力条件下（岩层强烈挤压）重新结晶形成的。翡翠属于( ) A.喷出岩 B.侵入岩 C.沉积岩 D.变质岩 “棋盘滩”分布在广西田东县的河道中，长约210米，宽150米，由一块块整齐的浮出水面的方块石英砂岩组成，流水侵蚀岩石，形成了界线分明的天然“大棋盘”。图a为“棋盘滩”景观图，图b为岩石圈物质循环示意图。据此完成下面小题。 9.图b中序号与其代表的地质作用对应正确的是( ) A.①—外力作用 B.②—重熔再生 C.③—变质作用 D.④—冷却凝固 10.塑造“棋盘滩”景观的岩石类型为( ) A.沉积岩 B.变质岩 C.侵入岩 D.喷出岩 我国西北干旱区有一种特殊砂岩地貌，这种绚丽的红层地貌遍布在天山山麓、西部山岭、盆地边缘甚至沙漠腹地。下图为岩石圈物质循环示意图，甲、乙、丙、丁代表岩石类型，①—⑦表示地质作用。据此完成下面小题。 11.构成这种红层地貌的主要岩石类型及其成因与上图对应正确的是( ) A.甲—⑥ B.乙—⑤ C.丁—① D.丙—③ 12.下列说法正确的是( ) A.丙岩石主要经熔融作用形成 B.因温压条件变化使丁变成乙 C.火山熔岩主要源自下地幔 D.乙岩石可能是由花岗岩组成 【变式训练答案】 1.答案：D 解析：图中岩层基本呈水平状态，说明受水平挤压作用较小；该岩层垂直上升，形成山地，经历了强烈的地壳运动；水平状态的地层，一般是先沉积形成的在下，后沉积形成的在上；从图中可以看出，该处岩层有非常明显的层理结构。 2.答案：C 解析：化石一定分布在沉积岩中，但不是所有的沉积岩都含有化石，因此只能说图中所示沉积岩可能含有化石。即使有化石，不同年代形成的地层中的化石种类可以是不同的。 3.答案：A 解析：从图片及文字信息可以看出,该处石块大小不等、棱角较分明,不符合流水沉积和风力搬运作用,BD错误。由于浙江纬度较低、无海拔较高山地,且冰川侵蚀作用形成的主要是U形谷、冰斗、角峰等地形,排除冰川作用,C错误。可以推测该地是崩落作用造成的石块堆积,而崩落作用是指岩石块体以急剧快速的方式与基岩脱离、崩落、沿斜坡滚滑并在坡脚堆积的整个过程。崩落作用是一种最为常见的重力地质作用,也是物理风化作用的表现之一。A正确。故选A。 4.答案：B 解析：由所学知识可知,有层理构造的一般是沉积岩,A错误。变质岩具有板状构造,B正确。若由砾石组成的,则是沉积岩,C错误。有气孔构造的,一般为喷出岩,D错误。故选B。 5.答案：A 解析：本题考查岩石圈的物质循环过程。图中A为沉积物，沉积物指向的一定是沉积岩，所以戊是沉积岩，丁为变质岩，A正确，D错误；丙为岩浆，三大类岩石可重熔再生后形成岩浆，甲为侵入岩，可转化为变质岩，乙为喷出岩，B、C错误。 6.答案：B 解析：本题考查变质岩的特征。据材料可知“老石片儿”是大理岩，属于变质岩，其“山水”实质上是大理岩内部的花纹，与古生物遗体关系不大，A错误。由于其内部存在有色矿物质，因此岩石中存在不同颜色，B正确。具有明显层理构造的是沉积岩，C错误。煤炭应在沉积岩中寻找，D错误。 7.答案：D 解析：本题考查岩石类型的判定及其特征。岩浆岩分侵入岩和喷出岩。侵入岩是岩浆侵入岩石圈在地表以下缓慢冷却形成的，在冷却过程中矿物充分结晶，矿物结晶体巨大，肉眼清晰可见，②④正确。而喷出岩是岩浆喷出地表快速冷却形成的，表面往往有气孔，①③错误。D正确。 8.答案：D 解析：本题考查岩石类型的判断。根据所学内容可知，“重新结晶”意味着岩石成分和性质发生变化，所以翡翠应属于变质岩，D正确；喷出岩、侵入岩是岩浆冷凝形成的，沉积岩是沉积物经压实、固结作用形成的，均没有重新结晶过程，A、B、C错误。 9.答案：D 解析：本题考查岩石圈物质转化。根据图示信息可知，岩浆经过④作用形成丙，则④为冷却凝固，丙为岩浆岩；乙经过③作用形成岩浆，则③为重熔再生，乙为沉积岩或变质岩；若乙为沉积岩，则①为外力作用，②为变质作用；若乙为变质岩，则①为变质作用，②为外力作用。综上，D正确，A、B、C错误。 10.答案：A 解析：本题考查岩石类型的判读。根据材料信息可知，“棋盘滩”是由石英砂岩组成的，石英砂岩为沉积岩，A正确，B、C、D错误。 11.答案：A 解析：由材料信息“图1是我国西北干旱区的一种特殊砂岩地貌”可知，砂岩属于沉积岩；据图可知，甲由沉积物在⑥固结成岩的作用下形成的沉积岩，乙是各类岩石在⑤变质作用下形成的变质岩，丙是岩浆侵入地表在③冷却凝固形成的为侵入岩，丁是岩浆喷出地表在①冷却凝固作用下形成的喷出岩，砂岩属于沉积岩，对应甲，形成丁的作用为⑥，故选A。 12.答案：B 解析：结合第1题分析可知，丙是岩浆侵入地表在③冷却凝固形成的为侵入岩，A错误；如果温度和压力条件的变化，因温压条件变化使丁变成乙，B正确；一般认为软流层可能是火山熔岩的物质发源地，软流层位于上地幔的上部，所以火山熔岩的物质主要来源于上地幔，C错误；如果温度和压力条件的变化，可能使丙侵入岩变质形成乙变质岩，D错误。故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $$