第一节岩石圈物质循环讲义2026-2027学年高中地理湘教版选择性必修一

本高中地理讲义聚焦岩石圈物质循环核心知识点，从矿物的基本特征与常见类型入手，系统梳理岩浆岩、沉积岩、变质岩的形成过程与特征，进而阐述岩石转化及物质循环的能量来源与地理意义，构建完整的知识支架。 资料通过表格对比、深度解析及“思考”“活动任务”等互动设计，培养学生综合思维，结合岩石与人类关系内容渗透人地协调观，标本及野外构造图片辅助地理实践力。课中助力教师系统授课，课后知识小结与必记要点便于学生查漏补缺。

高中地理讲义 · 岩石圈物质循环 第一节 岩石圈物质循环 讲义 一、岩石圈的物质组成 （一）矿物 ◆ 核心概念 矿物是由地质作用形成的、一般为结晶态的天然化合物或单质。 矿物具有相对固定的化学成分和确定的晶体结构，在一定的物理化学条件下保持稳定，是组成岩石的基本单元。 1. 矿物的基本特征 1. 相对固定的化学成分 1. 确定的晶体结构 1. 在一定的物理化学条件下保持稳定 1. 是组成岩石的基本单元 2. 常见矿物举例 地壳中含量较多的矿物有石英、长石、云母、方解石等。此外，石墨也是常见的矿物之一。 矿物名称 化学成分 主要特征 石英 SiO₂ 硬度高，玻璃光泽，常见无色或白色 长石 KAlSi₃O₈等 架状硅酸盐，硬度较大 云母 KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂ 片状结构，易剥离，具弹性 方解石 CaCO₃ 硬度较小，遇稀盐酸产生气泡 石墨 C 黑色，质软，具滑腻感，导电性好 石墨矿物标本 石英与方解石矿物晶体 3. 矿产与矿石 有用矿物在自然界富集到有开采价值时，就称为矿产。含有矿产的岩石称为矿石。例如，铁矿石、铜矿石等都是重要的矿产资源。 （二）岩石 ◆ 核心概念 岩石是在自然作用下，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。 岩石由一种或多种矿物组成。按照成因，岩石可分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩和变质岩三大类。 ▶ 思考 岩石与矿物的区别是什么？ 提示：岩石是天然形成的由矿物构成的集合体。矿物是具有相对固定化学成分和确定晶体结构的天然化合物或单质。岩石由一种或多种矿物组成。 三大类岩石对比 类型 形成过程 常见岩石 岩浆岩（火成岩） 岩浆冷凝而形成 花岗岩、玄武岩、安山岩 沉积岩 岩石经风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩 砾岩、砂岩、页岩、石灰岩 变质岩 已生成的岩石在温度、压力条件下变质 片麻岩、大理岩、石英岩、板岩 （三）岩浆岩（火成岩） 岩浆岩是由岩浆冷凝形成的岩石。根据岩浆冷凝的位置不同，可分为侵入岩和喷出岩。 类型 形成位置 冷却特点 代表岩石 侵入岩 地表以下（地下） 缓慢冷却，结晶充分 花岗岩 喷出岩 地表（喷出） 快速冷却，常含气孔 玄武岩、安山岩 主要特征： 1. 约占地壳总体积的65%，最主要的成分是SiO₂ 1. 侵入岩：颗粒粗大、致密，如花岗岩 1. 喷出岩：颗粒细小，常有流纹或气孔构造，如玄武岩 花岗岩——典型的侵入岩，颗粒粗大 玄武岩——典型的喷出岩，具气孔构造 📖 深度解析：花岗岩与玄武岩的差异 花岗岩和玄武岩的组成物质相似（均为岩浆产物），但外部形态差异巨大。 原因：玄武岩是在大气（地表）中快速冷却形成，气体从溶解状态游离出来形成气孔；花岗岩是在地壳内部缓慢冷却，岩浆有充分的时间结晶，因此结晶良好、没有气孔。 这正是“形成环境决定岩石特征”的典型例证。 （四）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。 形成过程（外力作用）： 1. 风化侵蚀：岩石在地表外力的作用下崩解、分解 1. 搬运：碎屑物质被流水、风、冰川等搬运 1. 沉积：搬运物质在适宜环境中沉积下来 1. 固结成岩：沉积物经压实、胶结等作用变成坚硬岩石 主要特征： 1. 具有层理构造（沉积岩最突出的特征） 1. 常含有化石（古生物遗迹或印痕） 1. 仅占地壳质量的5%，但分布十分广泛 1. 沉积物粒径由大到小：砾岩 → 砂岩 → 页岩 常见沉积岩 组成/来源 特征 砾岩 粗大的砾石经胶结而成 颗粒最大，磨圆度不一 砂岩 砂粒（石英为主）经胶结 中粒，常见石英砂岩 页岩 粘土颗粒压实固结 细粒，具薄层状页理 石灰岩 方解石（CaCO₃）为主 多由生物化学作用形成，遇酸起泡 常见沉积岩标本（砾岩、砂岩、页岩、石灰岩等） （五）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，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。 形成条件： 1. 温度：地壳深处的高温环境 1. 压力：上覆岩层的重压或构造运动产生的定向压力 1. 化学活动性流体：促进矿物成分重新组合 主要特征： 1. 变质岩的“前身”可以是岩浆岩、沉积岩或变质岩 1. 常含有丰富的金属矿和非金属矿 1. 具有片理构造或变晶结构 原岩 变质岩 变质类型 花岗岩 片麻岩 区域变质 石灰岩 大理岩 接触变质/区域变质 砂岩 石英岩 区域变质 页岩 板岩 区域变质（低级） 变质岩标本（石英岩、片麻岩、大理岩等） 二、岩石转化与岩石圈物质循环 （一）岩石转化 组成岩石圈的岩石不是一成不变的。在一定条件下，不同类型岩石可以相互转化。 1. 岩浆岩风化后的碎屑物质成为沉积岩的“原料” 1. 松散的沉积物经过成岩作用（压实、胶结）变成坚硬的沉积岩 1. 变质岩的“前身”可以是岩浆岩、沉积岩或变质岩 1. 各类岩石在深处高温下可重新熔化为岩浆 岩石圈物质循环示意图 （二）岩石圈物质循环 ◆ 核心概念 从原始地壳形成至今，在漫长的地质历史岁月中，岩石圈和其下的软流层之间存在着大规模的物质循环，称为岩石圈物质循环（地质循环）。 1. 发生范围 岩石圈和其下的软流层之间存在着大规模的物质循环。 2. 能量来源 ◆ 重要结论 地球内部放射性物质的衰变 → 放射能转化为热能 → 热能再转化为推动岩石圈和软流层物质运动的机械能。 此外，太阳辐射能驱动地表的外力作用（风化、侵蚀、搬运、沉积），也是岩石圈物质循环的重要能量来源。 3. 地理意义 1. 是地球上规模最大、历时最长、影响最为深远的地质运动 1. 使岩石圈的物质处于不断的循环转化之中 1. 伴随着大地的苍桑巨变（如山脉隆起、盆地沉降） 1. 形成各种矿产资源，为人类提供物质基础 4. 岩石圈物质循环过程详解 转化方向 作用过程 能量来源 岩浆 → 岩浆岩 冷却凝固（侵入/喷出） 地球内能 岩石 → 沉积物 风化、侵蚀、搬运、沉积 太阳能（外力） 沉积物 → 沉积岩 固结成岩（压实、胶结） 太阳能（外力） 各类岩石 → 变质岩 变质作用（高温高压） 地球内能 各类岩石 → 岩浆 重熔再生 地球内能 岩石圈物质循环过程框图 5. 循环过程的箭头解读 （1）岩浆→岩浆岩（冷却凝固作用） 岩浆在地壳深处或上部形成后，沿薄弱地带上升。在地表以下冷却形成侵入岩（如花岗岩）；喷出地表后冷却形成喷出岩（如玄武岩、安山岩）。 （2）岩石→沉积岩（外力作用） 已形成的岩石出露地表后，经风化、侵蚀作用崩解成碎屑物质，被流水、风、冰川等搬运至低洼处沉积，再经压实、胶结等成岩作用形成新的沉积岩。 （3）岩石→变质岩（变质作用） 已形成的岩石在地壳运动、岩浆活动等影响下，处于高温高压环境中，原有矿物成分和结构发生改变，形成变质岩。 （4）岩石→岩浆（重熔再生） 各类岩石在岩石圈深处或以下（地幔深处）被高温熔化成新的岩浆，完成一个循环。 野外岩层层理构造——沉积岩的典型特征 三、岩石圈物质循环示意图判读技巧 （一）三步判读法 步骤 方法 说明 第一步 找岩浆 岩浆是“三进一出”——只有箭头指出，没有箭头指入 第二步 判岩浆岩 岩浆岩是“一进三出”——只有岩浆一个来源 第三步 区分沉积岩与变质岩 沉积岩有外力箭头，变质岩有变质箭头 （二）“进”“出”关系总结 岩石类型 箭头指入（进） 箭头指出（出） 岩浆 三类岩石重熔再生（三进） 冷却凝固形成岩浆岩（一出） 岩浆岩 岩浆冷却凝固（一进） 风化→沉积物；变质→变质岩；重熔→岩浆 沉积岩 沉积物固结成岩；变质岩退化变质 变质→变质岩；重熔→岩浆 变质岩 三类岩石变质作用（三进） 风化→沉积物；重熔→岩浆 ▶ 活动任务：解读岩石圈物质循环示意图 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。 四、岩石与人类的关系 （一）岩石的实用价值 1. 建筑材料：花岗岩（装饰石材）、大理岩（雕刻、装饰）、砂岩（砌筑） 1. 金属矿产：许多金属矿（铁、铜、金等）赋存于各类岩石中 1. 能源矿产：煤、石油、天然气主要形成于沉积岩中 1. 工业原料：石灰岩（水泥）、石英（玻璃）、石墨（电极） 1. 文化遗产：青铜器（如后母戊鼎）体现了人类对岩石矿物的利用 （二）人地协调观 岩石圈为人类提供了丰富的矿产资源，但矿产资源是非可再生资源，形成周期极长。人类在开发利用矿产资源时，应树立合理利用、节约集约的意识，实现人与自然的和谐发展。 五、本节知识小结 知识结构图 1.岩石圈的物质组成 矿物：地质作用形成的天然化合物或单质 岩石（三大类）： 岩浆岩：侵入岩（花岗岩）、喷出岩（玄武岩、安山岩） 沉积岩：砾岩、砂岩、页岩、石灰岩（层理+化石） 变质岩：片麻岩、大理岩、石英岩、板岩 2.岩石转化与岩石圈物质循环 岩石转化：不同类型岩石在一定条件下相互转化 能量来源：地球内部放射性物质衰变（内能）+ 太阳辐射（外力） 循环过程：岩浆⇋岩浆岩⇋沉积岩⇋变质岩（周而复始） ◆ 必记要点 ① 矿物是组成岩石的基本单元；岩石由一种或多种矿物组成。 ② 岩浆岩是岩浆冷却凝固形成的；侵入岩在地表以下形成，喷出岩在地表形成。 ③ 沉积岩具有层理构造，常含有化石；由风化→搬运→沉积→固结成岩形成。 ④ 变质岩是原有岩石在高温高压下变质形成的。 ⑤ 岩石圈物质循环的能量来源：地球内部放射性物质衰变产生的热能。 ⑥ 判读循环图：岩浆“三进一出”，岩浆岩“一进三出”。 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $