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

第一节岩石圈物质循环讲义

学习目标

1. 结合实例，说明岩石圈的物质组成，识别常见的矿物，了解矿物的基本特征。
2. 说明三大类岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）的成因、特征与代表性岩石。
3. 绘制并阐释岩石圈物质循环过程，说出岩浆、岩石、沉积物之间的相互转化关系。
4. 运用物质循环的原理解释地表形态、矿产资源和地质灾害的形成，建立综合思维。

探究导入：从一件青铜器说起

翻开教材的“探究”栏目，你会看到一件商代青铜鼎的实物照片。青铜鼎造型浑厚、纹饰精美，是我国商周时期青铜文明的杰出代表。青铜是铜、锡等元素的合金，而铜、锡等金属元素最初都来自地壳中的矿物。

图 1  商代青铜鼎（实物照片）。青铜由铜、锡等金属冶炼而成，这些金属元素最初都来自地壳中的矿物。

从矿物到岩石，从岩石到山体，从山体的风化剥蚀到新的岩石形成——地球上的物质始终处于不断的循环与转化之中。今天这节课，我们就从矿物出发，认识岩石圈的“家族成员”，并理解它们之间的物质循环。

一、矿物——岩石圈物质的基本单元

1. 矿物的概念

矿物是由地质作用形成的、具有一定化学成分和物理性质的天然单质或化合物。它是岩石的基本组成物质，也是地壳中化学元素存在的主要形式。

• 天然形成：区别于人工合成物（如人造金刚石不是矿物）。
• 具有一定的化学成分：如石英为 SiO₂，方解石为 CaCO₃。
• 具有相对固定的物理性质：硬度、颜色、光泽、条痕、解理等。
• 多为固态，液态（如自然汞）和气态（如火山喷出的气体）很少。

2. 矿物的物理性质与鉴定

矿物的物理性质是鉴定矿物的重要依据。其中硬度是最常用的鉴定指标之一。德国矿物学家摩斯（F. Mohs）在 1822 年提出了摩氏硬度计，把 10 种常见矿物按硬度从小到大排列，作为衡量矿物硬度的相对标准。

图 2  摩氏硬度计矿物标本盒。用未知矿物与标准矿物相互刻划，即可大致判定其硬度范围。

摩氏硬度计（1—10）

1 滑石 · 2 石膏 · 3 方解石 · 4 萤石 · 5 磷灰石 6 正长石 · 7 石英 · 8 黄玉（托帕石）· 9 刚玉 · 10 金刚石 生活参照：指甲硬度约 2.5，铜钥匙约 3，玻璃和小刀刃约 5.5。能用指甲刻动的矿物硬度小于 2.5，能被小刀刻动的硬度小于 5.5。

 

3. 常见造岩矿物

地壳中常见的造岩矿物主要有石英、长石、云母、方解石、辉石、橄榄石等。其中石英、长石、云母等是花岗岩等岩石的主要组成矿物。

矿物	主要特征	常见用途
石英	硬度 7，透明至半透明，玻璃光泽，成分 SiO₂	玻璃、陶瓷、电子工业、光学仪器
长石	硬度 6，多呈白色或肉红色，为地壳中含量最多的矿物	陶瓷、玻璃、钾肥原料
云母	硬度 2—3，薄片状，有弹性，易剥成薄片	电气绝缘材料、化妆品
方解石	硬度 3，遇稀盐酸剧烈起泡，成分 CaCO₃	建筑材料、冶金熔剂

 

二、岩石——矿物的天然集合体

岩石是由一种或多种矿物按一定规律组合而成的天然集合体。按照成因，岩石可以分为三大类：岩浆岩（火成岩）、沉积岩和变质岩。

1. 岩浆岩（火成岩）

岩浆岩是由岩浆冷却凝固而形成的岩石，是地壳中分布最广的岩石类型。根据岩浆冷却的位置不同，分为侵入岩和喷出岩。

侵入岩与喷出岩的对比 侵入岩：岩浆在地下缓慢冷却、结晶，矿物晶体颗粒较粗、结构致密。典型代表：花岗岩（主要由石英、长石、云母组成）。 喷出岩：岩浆（熔岩）喷出地表后迅速冷却凝固，矿物晶体细小，甚至形成玻璃质结构。典型代表：玄武岩（多具气孔构造）。