地壳的物质组成和物质循环

第一节地壳的物质组成和物质循环

知识点一地壳的物质组成

矿物

(1)概念：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。

(2)与矿产的关系

(3)

(4)分类：金属矿、非金属矿。

(5)自然界中最多的矿物：石英。

岩石

(1)概念：岩石是岩石圈(地壳)中体积较大的固态矿物集合体，由一种或多种矿物组成。

(2)按成因分类

①岩浆岩

③变质岩

结构、矿物成分等发生变化而成,举例：片麻岩、大理岩、石英岩、板岩等)) 【思考】

1．矿物、矿产和岩石之间的关系是怎样的？

提示：有用矿物在自然界富集到有开采价值时，称为矿产；矿物聚集成岩石，岩石中存在矿产。

2．为什么只有沉积岩中才可能含有化石？

提示：沉积岩是地表物质沉积、固结形成的，生物遗体、遗迹可能会被沉积物所埋没。岩浆岩是高温的岩浆冷凝形成的，不可能含有化石。变质岩是经高温、高压变质形成的，化石也不可能存在于此。

[图表导读]

读教材图2－4、2－5、2－6，思考下列问题。

(1)山谷中峭壁上露出的沉积岩表现出的直观特征是什么？

提示：成层分布，具有明显的层理构造。

(2)花岗岩与片麻岩有何关系？

提示：片麻岩是由花岗岩变质而成的。

(3)花岗岩、片麻岩的质地如何？有何用途？

提示：花岗岩、片麻岩质地紧密、坚硬，是良好的建筑材料。

材料下面两图是某校学生在野外考察中拍摄的岩石照片。

结合材料探究：

(1)组成图中岩石的最基本单元是什么？

(2)两图分别属于哪一类岩石？试说出判断的依据。

(3)两图岩石中能找到生物化石的是哪类？为什么？

提示：(1)矿物。

(2)甲图岩石有层理构造，为沉积岩。乙图岩石有气孔，为岩浆岩(喷出岩)。

(3)甲。具有层理构造和含有化石是沉积岩的两个特征，所以甲类岩石可以找到生物化石。

1．矿物与矿产的含义

(1)矿物的含义有三点：

①矿物是岩石圈中的化学元素存在的形式，以区别于大气或生物体中的化学元素；

②矿物是在一定的地质条件下结合而成的，以区别于人工合成的；

③矿物有稳定的化学组成和物理性质，以区别于杂乱无章的混合物，例如泥沙不是矿物。

(2)矿产是有用矿物的富集，并且富集的程度要达到能够被人类开采利用的要求，否则就不能称为矿产。它是一个相对的概念，随着科技的进步，人们对矿产利用的范围和深度将不断增加。

[方法技巧]图解法记忆化学元素、矿物、矿产的关系

2．三大类岩石的形成及特点

[特别提醒](1)图解沉积岩的两大突出特征

(2)化石的地质意义

一是可以确定地层的顺序和时代；二是能够帮助推测古地理环境。下图为“某地地层剖面示意图”，读图回答(1)～(3)题。

(1)图中岩层，最晚形成的是()

A．①②B．②③

C．①⑤D．④⑥

(2)如果④是砂岩，则⑤可能为()

A．花岗岩B．石英岩

C．大理岩D．板岩

(3)①处岩石在地表的部分常具有的特征是()

A．含有生物化石B．有较多的气孔

C．由方解石组成D．有明显的层理

解析：本题组考查了岩石的成因、特点及岩层的新老关系。第(1)题，①岩层侵入②、③、④、⑥岩层，其形成年代最晚，⑤岩层是岩浆喷发产生的高温、高压条件下使④岩层变质形成的，其形成时间也较晚。第(2)题，据上题分析，如果④是砂岩，则⑤可能为砂岩变质形成的石英岩。第(3)题，①岩层为岩浆喷出地表冷却形成的喷出岩，常具有较多的气孔构造。

答案：(1)C(2)B(3)B

知识点二地壳的物质循环

1．地质循环

(1)概念：从35亿～36亿年前原始地壳形成至今，在漫长的地质历史岁月中，岩石圈及其下的软流层之间存在着大规模的物质循环。

(2)能量来源：主要来自地球内部放射性物质的衰变。

(3)影响

2．岩石的转化

(1)岩浆上升发生侵入作用和喷出作用形成岩浆岩。

(2)各类岩石经风化作用、搬运作用、沉积作用及成岩作用形成沉积岩。

(3)各类岩石发生变质作用形成变质岩。

(4)各类岩石回到地幔深处，被熔融成岩浆。

[图表导读]

读教材图2－7，思考下列问题。

三大类岩石之间都可以相互转化吗？为什么？

提示：不可以。三大类岩石中变质岩与沉积岩之间可以相互转化，岩浆岩可以转化为变质岩或沉积岩，但变质岩和沉积岩却不可以直接转化为岩浆岩。

材料一晶晶和亮亮是两滴岩浆，它们生活在地球内部的岩浆之家。一天，它们得到批准，一起到地面旅行，它们飞快地奔向地表，半路上晶晶觉得累了，于是就与亮亮约好在地表会合。亮亮没有停步，与其他的伙伴一起跳出地表，并沿着山坡向低处流，忽然发现自己不能再动了，不禁问旁边的同伴：“这是怎么回事？”同伴笑着说：“别担心，只不过你已经不再是岩浆了。”

材料二经过了好长一段时间，亮亮发现自己的个头变小了，并随着风儿和流水向前奔走。亮亮边走边欣赏着地表美丽的风光，忽然发现一个熟悉的身影，仔细一看，原来是晶晶。亮亮惊讶地问：“你是怎么来到地表的？”

材料三亮亮和晶晶又一起踏上旅程。不知过了多久，它们觉得累了，便在一处低地停下来休息。不久它们发现越来越多的伙伴也停了下来，并且开始压在自己的身上，慢慢地它们的身体变得坚硬起来。又过了一些日子，它们商量着回家去，但怎样才能回到岩浆之家呢？这时，身边的一位老者笑着说：“要回家，你们至少还要经历一次大的变化，而且还要具备一定的条件才可以。”依照老者的指引，亮亮和晶晶终于回到可爱的岩浆之家，并向没有到过地表的伙伴讲述了它们的地表之旅。

结合材料探究：

(1)材料一中，为什么同伴说亮亮已经不再是岩浆了？

(2)你认为亮亮个头变小的原因是什么？

(3)请你简要推测晶晶来到地表的过程。

(4)亮亮和晶晶在低地变成了哪类岩石？

(5)亮亮和晶晶要回到可爱的岩浆之家至少要经历哪次大的变化？

(6)下图是亮亮和晶晶地表之旅的路线图，“可爱的岩浆之家”是____________；“随着风儿和流水向前奔走”的阶段是____________。(均填写数字或字母) 提示：(1)因为亮亮已经冷却凝固成岩浆岩了。

(2)受到风化、侵蚀等作用。

(3)随着地壳隆起，晶晶上面覆盖的岩层被剥蚀而出露地表。

(4)沉积岩。

(5)重熔再生作用。

(6)①c

地壳的物质循环包括地质循环和岩石的转化，结合起来可用下图表示：

依据地壳物质循环模式图可总结基本规律如下表：

[方法技巧]判读地壳物质循环示意图的三个突破口及两个技巧

1．三个突破口

(1)各类岩石在地球内部经重熔再生都可以变成岩浆。

(2)岩浆岩只能由岩浆转化而来。

(3)岩浆岩、沉积岩可以经变质作用变成变质岩，岩浆岩、变质岩可以经外力作用变成沉积岩，但沉积岩、变质岩不可能直接变成岩浆岩。

2．两个技巧

(1)被三个箭头所指的肯定是岩浆。

(2)只被一个箭头所指的肯定是岩浆岩。

下图中甲、乙、丙、丁代表岩石类型，箭头①～④表示地质作用。读图，完成(1)～(3)题。

(1)上图各岩石中，可能是花岗岩的是()

A．甲B．乙

C．丙D．丁

(2)关于各类岩石特征的叙述，正确的是()

A．甲类岩石具有明显的气孔构造

B．乙类岩石中可能找到化石

C．丙类岩石一般具有层理构造

D．丁类岩石的典型代表是大理岩

(3)④表示的地质作用是()

A．外力作用B．重熔再生

C．变质作用D．冷却凝固

解析：根据岩石转化关系，可以判断出甲为喷出岩，乙为侵入岩，丙为变质岩，丁为沉积岩，花岗岩属于侵入岩。①表示的地质作用是外力作用，②表示的地质作用是冷却凝固，③表示的地质作用是重熔再生，④表示的地质作用是变质作用。甲类岩石(喷出岩)，具有明显的气孔构造；丁类岩石(沉积岩)中可能找到化石，并且具有层理构造；大理岩是典型的变质岩，不是沉积岩。

答案：(1)B(2)A(3)C

[学生用书P36]) 知识点一地壳的物质组成

1．下列关于矿物的叙述，正确的是()

A．矿物是化学元素在岩石圈中存在的基本单元

B．矿物与人类生产、生活关系密切，炼钢用的生铁就是矿物

C．矿物就是由化学元素组成的化合物

D．矿物在自然界富集起来时，就称为矿产

解析：选A。矿物是由化学元素组成的单质或化合物；有用矿物在自然界富集到有开采价值时，称为矿产。

2．作为重要建筑材料的花岗岩和大理岩按成因分，分别属于()

A．岩浆岩沉积岩

B．岩浆岩变质岩

C．沉积岩变质岩

D．变质岩沉积岩

解析：选B。花岗岩属于岩浆岩中的侵入岩，大理岩属于变质岩。

3．某校学生到野外郊游，发现此地的人利用当地的石灰岩建了一座水泥厂。该地岩石具有的特点是()

A．具有片理构造

B．有流纹或气孔

C．有层理构造，可能找到化石

D．主要矿物成分是石英、长石、云母

解析：选C。该地石灰岩属沉积岩，其特征是具有层理构造，可能找到化石，其主要矿物成分是方解石。

知识点二地壳的物质循环

4．地质循环的能量主要来自()

A．太阳能

B．风能

C．放射性物质的衰变

D．地球运动产生的机械能

解析：选C。推动地质循环的能量主要来自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。

读“地壳物质循环示意图”，回答5～6题。

5．图中B、D代表的岩石分别是()

A．侵入岩、沉积岩B．沉积岩、侵入岩

C．变质岩、喷出岩D．沉积岩、变质岩

6．图中②表示的是()

A．外力作用B．变质作用

C．上升冷却凝固作用D．重熔再生作用

解析：第5题，根据图示可知，A为岩浆，E为喷出岩，B为侵入岩，D为沉积物固结作用形成的沉积岩，C为变质岩。故A选项正确。第6题，②指向变质岩，表示变质作用。

答案：5.A 6.B

[学生用书单独成册]) 1．下图中A、B、C、D分别是元素、矿产、矿石及岩石中的一种，下列对应正确的是()

A．A是岩石B．B是岩石

C．C是矿产D．D是矿石

解析：选B。化学元素组成矿物，矿物组成岩石；在岩石形成过程中，有用矿物富集起来达到人类利用要求的就是矿产；含有矿产的岩石是矿石，有的岩石本身就是矿产，也是矿石。

冰壶也称“冰上溜石”，其形状为圆壶状，由天然花岗岩制成。完成2～3题。

2．在岩石圈物质循环过程中，制作冰壶的岩石属于()

A．喷出岩B．侵入岩

C．沉积岩D．变质岩

3．下列岩石按成因与制作冰壶的石材属于同一类型的是()

A．大理岩B．石灰岩

C．砂岩D．玄武岩

解析：本题组考查了岩石的分类。第2题，冰壶是用天然花岗岩制成，此类岩石是侵入岩。第3题，侵入岩是岩浆岩的一种，是岩浆在地下长时间冷却凝固形成，如果岩浆在地表迅速冷却凝固就会形成玄武岩。

答案：2.B 3.D

4．下列岩石中都有可能找到化石的是()

A．砾岩、大理岩B．页岩、石灰岩

C．砂岩、玄武岩D．石英岩、花岗岩

解析：选B。含有化石的岩石应为沉积岩，四个选项中砾岩、砂岩、页岩、石灰岩为沉积岩。

下图为一幅“地层分布图”。读图完成5～6题。

5．岩层①②③按从老到新排序正确的是()

A．①②③B．③②①

C．②③①D．②①③

6．岩层①②③④中不．可能含有生物化石的是()

A．①②B．③④

C．②③D．①④

解析：第5题，①、②都是沉积岩层，下面的先形成，因此②形成时间早于①。

③是侵入岩，③“冲破”了②并侵入到①，其形成时间晚于①和②。第6题，只有沉积岩层中有可能含有化石。

答案：5.D 6.B

读“岩石圈物质循环示意图”，完成7～8题。

7．图中数字与地质作用对应正确的是()

A．①—变质作用B．②—重熔再生

C．③—固结成岩D．④—上升、冷凝

8．经图中④作用形成的岩石可能是()

A．石灰岩B．花岗岩

C．大理岩D．玄武岩

解析：本题组考查了地质作用及岩石的分类。第7题，图中①为固结成岩，②为风化、侵蚀、搬运等外力作用；③为重熔再生；④为上升、冷凝作用。第8题，④为上升、冷凝作用，形成喷出岩，玄武岩为喷出岩。花岗岩属于岩浆岩中的侵入岩，石灰岩为沉积岩，大理岩为变质岩。

答案：7.D8.D

9．读下图，完成下列问题。

(1)a、b为岩浆岩，颗粒结晶明显的是________，含有气孔构造的是________。a 属于________，b属于________。

(2)如果d原来是________岩，现在有可能成为大理岩，位于d处的岩石属于

________岩。

(3)c处岩层层次分明，是在外力作用参与下形成的________岩，这种岩层中有可能发现________。

解析：a、b均为岩浆岩，但图中显示其位置不同。a处于地表，b处于地下，因此可以判断a为喷出岩，冷却速度快，没有充分的结晶时间；b为侵入岩，冷却速度慢，有充分的结晶时间，故b颗粒结晶明显。d位于岩浆岩的附近，且形成年代早于岩浆岩，因此可能受岩浆的作用发生变质形成变质岩，从大理岩的形成来看，与石灰岩有关。此外，从图中c岩层的特点来看，层次分明，由外力作用形成，可以判断为沉积岩，沉积岩中常含有化石。

答案：(1)b a喷出岩侵入岩(2)石灰变质

(3)沉积化石

10．读“三类岩石转化示意图”，完成下列各题。

(1)在图中相应的方框内注出：岩浆岩(喷出岩)、岩浆岩(侵入岩)、变质岩和沉积岩。

(2)写出图中数字编号表示的地质作用：

①，②，③，

④，⑤，⑥。

(3)④⑤⑥三种地质作用，其能量来自地球内部的是(填数码)。

解析：地质循环是一种经历若干地质历史时期且遍及全球的自然过程。陆地上岩石经过风化作用，其风化产物通过各种不同的物质运动形式，汇入湖泊、海洋，再经过长期的地质作用，形成岩石。能量来自地球内部的是内力作用，变质作用属于内力作用。

答案：(1)A岩浆岩(侵入岩)B变质岩C岩浆岩(喷出岩)D沉积岩

(2)熔化喷出作用岩浆上升崩解、分解、溶解作用搬运作用和沉积作用埋藏及成岩作用变质作用(3)⑥

下图中①为石灰岩，③为页岩，②④为在不同的地质条件下两种岩石发生变化形成的新岩石。据此回答1～2题。

1．形成①、③岩石的地质作用为()

A．风化作用B．沉积作用

C．变质作用D．固结成岩作用

2．②岩石的形成需具备的条件有()

①高压②石灰岩分布

③岩浆活动④风化侵蚀作用强

A．①③B．②③

C．②④D．③④

解析：第1题，石灰岩和页岩都是沉积岩，是沉积作用形成的。第2题，石灰岩在高温条件下可以发生变质作用形成大理岩，岩浆活动具备高温高压条件。

答案：1.B 2.B

读下图(图中序号代表地质作用)，完成3～4题。

3．上图所示的地质作用中，相同的是()

A．①③⑤B．②⑥⑧

C．②④⑨D．⑥⑦⑧

4．从地质大循环完整性看，图中缺失的过程是()

A．沉积物变成变质岩的过程

B．变质岩变成岩浆岩的过程

C．沉积岩变成岩浆的过程

D．岩浆岩变成沉积岩的过程

解析：第3题，箭头①③⑤指向沉积物，表示三大类岩石的风化、侵蚀、搬运、沉积过程。第4题，三大类岩石都可以经过重熔再生作用形成岩浆，而图中缺少沉积岩指向岩浆的箭头。

答案：3.A 4.C

5．读“地壳物质循环简略图”，回答下列问题。

(1)写出图中字母所代表的岩石类型名称：A________；B________；C________。

(2)图中序号代表的地质作用：

①______________________________________________________________________ __，

②____________________。

(3)C岩石的形成过程中，地面有时会发生________活动和________。

(4)①和②两种地质作用，其能量来自地球内部的是________(填数码)。

(5)正确反映三大类岩石互相转化的模式图是()

解析：本题以地壳物质循环示意图为切入点，重在考查学生的读图能力及灵活运用所学知识解决实际问题的能力。(1)地球内部的岩浆在岩浆活动过程中上升冷却凝固，形成岩浆岩。在地壳内部冷凝形成的为侵入岩，喷出地表冷凝形成的为喷出岩。已生成的岩石经变质作用形成变质岩。故A为变质岩，B为侵入岩，C为喷出岩(火山岩)。(2)图中②由沉积岩到变质岩应为变质作用；各种岩石到沉积岩应为外力作用。(3)岩浆活动地带可能会有岩浆(火山)活动和地震。(4)①是外力作用，其能量主要来自于地球外部，如太阳辐射。②是内力作用，其能量主要来自于地球内部放射性元素的衰变。(5)解题的关键在于两个方面：①岩浆只能形成岩浆岩，不能直接形成其他类岩石。②岩浆岩也只能是由岩浆冷却凝固而成，其他岩石不能直接转化为岩浆岩。

答案：(1)变质岩侵入岩喷出岩(火山岩)

(2)风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩(外力作用)变质作用

(3)岩浆(火山)地震(4)②(5)C