2.1塑造地表形态的力量——以庐山为例说课稿(教学设计,3课时)——高中地理人教版(2019)选择性必修1

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名称 2.1塑造地表形态的力量——以庐山为例说课稿(教学设计,3课时)——高中地理人教版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 地理
更新时间 2023-10-11 07:36:34

文档简介

选择性必修一《塑造地表形态的力量》第1课时——以庐山为例逐字说课稿教学设计
关键词:
庐山、地表、岩层、地貌、断裂、岩石、岩浆、地球、开阔地、地壳、变形、地势、坡度、力量、山峰、地表形态、地壳运动、悬崖峭壁
同学们好,今天让我们一起来学习第二章地表形态的塑造。第一节塑造地表形态的力量。第一课是在这节课的学习任务当中,我给同学们布置了一个课前学习任务,请同学们阅读教材18页中的这段话。依据这段话的描述,尝试绘制一幅庐山的简图,平面图或立体图均可,用简单的几笔线条能体现出庐山的形态特征即可。同学们,你们完成了吗?我想从这段话中找出庐山的形态特征应该不难,那就是山体拔地而起,四周陡立,在海拔1100米左右,却有一片较为平坦的开阔地。这两句话的描写应该就是了。那么你们描绘的庐山简图是这样的吗?现在屏幕上显示的这幅手绘图就是出自咱们同学之手。画面中庐山险峻的姿态正如文中的描述,栩栩如生。同学们,你们画出来的是这样吗?真实的庐山又是什么样子的?为了让同学们能更好地观察庐山的整体地貌特点,在大家看过教材18页中这张庐山与鄱阳湖的航拍照片之后,我们利用谷歌地球软件,带着同学们一起来更加真切地感受庐山的三维遥感影像。同学们,你们能从这样的遥感影像图像中找到庐山的位置吗?刚才的那段文字里,介绍了庐山的地理坐标,它位于长江南岸鄱阳湖之滨,也就是在我国江西省的北部。先找到江西的位置,庐山北临长江,东临鄱阳湖,现在画面中位于九江市南面的这片深绿色的区域就是庐山了。现在我们正从空中俯视庐山和它周围的江湖平原。
画面中位于庐山上的牯岭镇,就是前面文字中提到的建于海拔 1100 米左右的小城镇。借助这个软件,我想让同学们去观察庐山整体的地貌特点。高一时我们学习了观察地貌的重要内容,它包括高度和坡度。请同学们注意屏幕的右下方,随着我鼠标的移动,对应的经纬度及海拔高度会发生相应的变化。牯岭镇的海拔高度大约在 1160 米左右,在它周围海拔有高有低,周围的山峰大约海拔在 1200 米以上。庐山的最高峰位于它南部的汉阳峰,海拔超过1400米,读取了高度之后,我们再来量算一下庐山的坡度。我们沿着从九江西侧的九江市柴桑区,经牯岭镇再到庐山东侧的海汇镇,绘制一幅地形剖面图,来观察一下庐山整体的坡度变化情况。
现在这个视角下,同学们应该能很容易体会到庐山拔地而起,四周斗力的险峻姿态了。我们看到庐山东西两侧的平原地表非常平缓,孤岭镇和周围的山峰之间地势起伏也相对较小,但是在山区和平原之间的地方坡度陡增,尤其是东侧,坡度可达 50 度以上。那么在这么大坡度的位置,究竟会是什么样的景观?让我们稍稍走近一些去看一看。虽然画面的分辨率还有限,但是我们应该还可以看出这些深黑色的区域应该就是陡峻的悬崖峭壁,局部地区坡度超过 70 度甚至接近 80 度。除了观察到这些陡崖的坡度特点,同学们还能看出哪些特征?
是不是还可以看出这些陡崖横向延伸的规模非常之大,并且在这面山坡的不同高度上,还有类似阶梯式豆芽景观。这里就是庐山非常著名的一处景观,叫做吴老峰。这张吴老峰的照片是中国国家地理专业摄影师拍摄的,让我们更加清晰地看到了该处地貌景观的特点。诗人李白曾经赞美他,庐山东南吴老峰,青天削出金芙蓉。九江秀色可揽结,吴江此地朝云松。不管是李白诗中的青天薛出金芙蓉,还是毛主席赞叹的一山飞至大江边,相信同学们一定已经在思考,究竟是什么力量形成庐山如此险峻。在高一我们学习过喀斯特地貌的特点,从景观上看上去,这两处山地都有拔地而起的姿态,请同学们对比两处地貌景观特点,推测他们的成因会相同吗?相信同学们应该还记得,喀斯特地貌主要分布在可容性岩石广部地区,那五老峰这里的岩石是这样的特点吗?事实上,庐山五老峰的基岩以花岗岩和沙岩等为主,并不可溶,那么成因应该是不同的。
既然并不是喀斯特地貌这样的流水作用,把原本这里的岩层削下去变陡峭,那会不会是原本这里并没有山,后来慢慢堆高成山?我们将教材中印尼的火山与五老峰的景观特点再试试对比一下,看看他们的成因会相同吗?同学们应该也观察到了,火山呈锥形的形态特点,恐怕与五老峰的样子相差甚远,这样悬崖峭壁应该也不会是火山形成的。
那它还有可能是怎么形成的?让我们结合下面两段文字的介绍,来推测庐山究竟经历了一个怎样的过程。首先,庐山的目前红土发育高度在海拔 300 米左右,但古红土在山上分布的高度为 800- 1200 米,这一现象说明了什么?高一时,我们学习了土壤的知识,同学们知道土壤它的发育条件与自然地理环境各要素之间存在着密切联系,包括气候、生物延时等等因素。古洪土的分布高度较目前土壤洪土发育高度上升了 500- 900 米,说明 800 米以上的洪土是形成之后又随地壳上升而成的,这就意味着庐山是在抬升中的。
再接着看庐山山路四周广泛堆积了第四纪的砾石层,这一现象又说明了什么?通过高一河流地貌的学习,我们知道砾石会堆积在地势较低平的地方。该现象表明,第四纪以来庐山山路一直处在地势低平状态,而前面已经知道庐山目前是在抬升中的,说明庐山与其周围平原在山路的地方存在断裂,庐山山体是断裂抬升,而四周平原相对下陷,这样山路四周由于接受了广泛历史堆积而形成了砾石层。
如果庐山真的是断裂抬升而成的话,就能解释我们为什么能在庐山四周看到这么多悬崖峭壁了,这些陡崖就应该是断裂抬升而形成的断层崖。可是断裂如何发生?能量又来自哪里?只有把这两个问题也找到答案,我们前面的推测才能成立。请同学们先来看一段视频,视频中是老师在地理实验室完成的模拟水平岩层被挤压变形过程的实验,请同学们注意观察实验过程中的现象。
通过观看这个视频,同学们是不是可以更加直观的感受和观察到组成地壳的水平岩层在被挤压的过程中发生了强烈变形?模拟实验中我们利用的材料是沙子,而自然界组成 b 超的物质是坚硬的岩石,不难想象,当强大的挤压力超过了岩石所能承受的最大程度时,岩石就会发生破裂。如果庐山也是经历了这样的挤压过程,很可能局部地面抬升时岩层断裂,就会在庐山四周形成众多陡崖。
那如此强大的能量又会来自哪里?关于地球上的能量,在高一的学习中,我们知道太阳辐射能是巨大的,为地球提供了光和热,维持着地表温度,但是它是地球上水大气运动和生命活动的主要动力。而导致岩石圈地壳发生运动的能量,科学家们推测是来自地球内部圈层上地幔中的软流层,它也是沿江的主要发源地。
那么在庐山地区,我们能发现来自地球内部如此强大的能量释放吗?在刚才观察庐山的遥感影像时,不知道同学们有没有注意到,山麓四周分布了很多的城镇,在庐山的东南方位有一个叫温泉镇的地方,被誉为江南第一温泉,这就说明当地热资源非常丰富,是地球内部能量释放的重要体现。而且进一步验证了我们前面对庐山山麓四周存在断裂带的推测。那么庐山的形成究竟是不是这样?让我们一起走进庐山博物馆。
关于庐山的地质演变历史,博物馆的一个展示中有下面这段文字的介绍。在距今8亿年前,庐山地区还是一片浅海,到了距今21年的时候,地球变得活跃起来,地壳深处炙热的岩浆把厚厚的地层顶得高高的,形成了巍峨的庐山。目前,庐山周边的陡峭崖壁就是被顶托起来的证据。看来,我们前面对庐山险峻形态形成的推测是已经被科学家们验证过的。借用这张示意图,同学们就能更好地理解文字描述中的过程。实际上,地下炙热的岩浆并不一定都会喷出地表,如图中右侧所示,岩浆并没有喷出地表,而是在地壳当中上升。可以看到,在其周边地区,随着岩浆的上升,会对最初已经形成的岩层造成挤压和顶托,最终造成岩层的破裂和抬升。
庐山就是在这样的地壳挤压抬升过程中,岩层发生断裂而隆起形成的断块山,它周围断层颇多,因此,庐山多奇峰峻岭,悬崖峭壁,千姿百态。这节课我们以庐山为例,从观察它的地貌特点出发,探究其形成的力量。我们把塑造地表形态的力量来自地球内部,我们称之为内力作用。庐山就是在这样的内力作用下拔地而起。庐山所发生的断裂、抬升过程,就是内力作用中的一种表现形式,即地壳运动。它是指岩石圈因内力作用而发生的变位或变形,也叫构造运动。内力作用还有多种表现形式,伴随着地壳运动的发生,岩石圈往往出现破裂,深处的岩浆岩破裂带上升,侵入岩石圈或喷出地表,这过程叫做岩浆活动。
我们看到的庐山地区多温泉,也是沿江活动的表现。那么在炙热岩浆进入地层时,岩石往往受温度、压力等因素影响,其成分结构发生改变,这时又会发生变质作用。庐山山体中就有很多岩石在岩浆活动的影响下,发生了这样的变化,形成了新的岩石种类。一般来说,变质作用发生在地壳深处,不能直接塑造地表形态,岩浆也只有喷出地表的时候才可以直接影响地表形态。因此,在内力作用中,地壳运动是塑造地表形态的主要方式。庐山是地壳运动的结果,同学们有没有发现这种导致庐山地貌形成的过程还表现出什么特点?是的,地壳运动塑造地貌的过程极其缓慢,可能需要经历上亿年的时间,所以它不易被人们察觉。但是有些内力作用,像火山喷发或者地震,他们就表现得非常激烈,仅仅几天甚至几秒钟就可以瞬间改变地表形态。因此,在自然界中,内力作用塑造地表形态的时间有快有慢。
地壳运动往往是需要经过漫长的地质年代,才会使地表形态发生显着的变化,就如庐山一样。那么,地壳运动除了可以塑造庐山这样的地表形态,还可以形成什么样的地貌?请同学们自己尝试设计一个探究实验,并动手做一做。同学们可以利用生活中的简易材料,比如橡皮泥或者废旧报纸垒成一后落,甚至可以是同学们喜爱的零食,如山楂糕或云片糕等等。通过模拟实验,探究不同形式的地壳运动会对地表形态产生怎样的影响,并完成学习任务单中的表格进行总结归纳。相信同学们在动手实践的过程中,能更加准确和清晰的理解地壳运动对地表形态的塑造过程。同学们都完成探究实验了吗?下面我们一起来看看同学们总结归纳的是否准确。在地壳运动过程中,岩层在水平方向上的受力会有两种情况,即压力和张力,从而使岩层发生变位或变形。当岩层受到两侧向中心的挤压时,忌压力作用。通过同学们的模拟实验,岩层是不是发生了如图示这样的变位变形,最终对地表形态产生了什么样的影响?结合实验在观察绘制的示意图,我们可以清楚的看到中间地表被抬升隆起而形成了山地或高地,庐山就是在这样的挤压过程当中,进一步岩层发生断裂而形成了断块山。
那么当岩层受到中心向两侧的拉张,即张力作用时,同学们在模拟实验中又有什么样的发现?你们绘制的示意图和屏幕上显示的一样吗?对地表形态产生了什么影响?通过实践我们是不是可以看到,在这样的受力作用下,最终中间的地表沉降凹陷,形成了谷地或低地?简单的动手操作之后,相信同学们在实践中体会出地壳运动会使地表变得高低不平。
我们现在看到的庐山,其基本形态骨架就是由内力作用塑造出来的,因此内力作用为我们奠定了地表形态的基本格局,总的趋势是使地表变得高低不平。本节课我们学习了内力作用的基本概念,其能量来自地球内部,其表现形式包括地壳运动、岩浆活动和变质作用。我们以庐山为例,分析了内力作用对地表形态的影响,即作用结果使地表变得高低不平。庐山的四周布满断崖峭壁,桎梏幽深,但从孤岭镇至汉阳峰及其他山峰的相对高度却不大,地势起伏较小,谷地宽广,形成外陡里平的奇特地形。如照片中我们看到的样子。下节课我们将继续来探究位于庐山顶上的牯岭镇所处的平坦开阔地又是如何形成的。祝同学们学习愉快,同学们再见。选择性必修一《塑造地表形态的力量》第3课时——以庐山为例逐字说课稿教学设计
关键词:
岩石、岩浆、庐山、地表、沉积物、花岗岩、砂岩、地壳、变质岩、高温、夏威夷、地质、庐山地区、冷却凝固、外力作用、物质循环、地质作用、高压作用
同学们好,今天我们来继续学习第二章第一节,塑造地表形态的力量。一山飞至大江边,月上葱龙四百玄。这是毛泽东主席的诗句,他赞美了庐山的险峻。庐山以雄奇显秀闻名于世,素有匡庐奇秀甲天下之美誉。庐山是世界地质公园,也是我国著名的旅游避暑胜地。当每一位游客在位于古岭镇芦林湖畔的庐山博物馆参观当中,都会看到这么一段关于庐山地质演变历史的介绍。【材料:“庐山的岩石大多是由细颗粒石子组成,像是海里的沙子胶结成的石块,这就是砂岩,它形成于8亿年前的海洋环境。那是的庐山地区是浅海,海沙经历沉积交结作用,在京数亿年的地质作用,形成了巨厚坚硬的沙岩。距今2亿年中生代史,地球变得活跃起来。地壳深处,灼热的岩浆把厚厚的沙岩地层顶得高高的,形成了巍峨的庐山。目前庐山周边的陡峭悬崖就是被顶托起来的证据。直到2000万年新生代新近纪前,这股炽热岩浆才停止上涌,开始冷却,形成了花岗岩。】在这两段材料介绍中,有哪些内外力作用的表现形式?内力作用,如地壳运动、岩浆活动等。那么在这些力量的作用之下,参与运动的地壳物质是什么呢?依据资料,有砂粒,也有砂岩、花岗岩等岩石。岩石是构成地貌、形成土壤的物质基础,它由不同矿物包括多种化合物或单质组成。同学们,你们是否还记得小学科学课本中学过的岩石和矿物吗?是否好奇这些岩石是怎么来的,又是怎么分类的?它们之间有什么联系?本节课我们就一起来探究这些问题。首先完成任务一、依据庐山的文字材料推测砂岩的形成过程。砂岩具体的形成过程是,沙砾在浅海海底不断沉积,沉积物不断增厚,上腹沉积物的巨大压力使沉积物孔隙度减小,不断被压实固结。另外,沉积物孔隙中也会被一些矿物质如化学沉淀物或胶体物质所填充,最终交结在一起。而这些沉积在前海中的沙粒从何而来?是的,我们上节课刚刚学习了外力作用,可以推断出它们曾经是裸露在地表岩石中的一部分。这些裸露岩石后来经过外力作用的风化侵蚀,逐渐成为了砾石、沙子、泥土等碎屑物质。而这些碎屑物质被风流水、冰川、海浪搬运后沉积下来,经压实固结而形成沉积岩。这是自然环境中的一大类岩石,地球大陆地表出露的岩石约75%都是沉积岩。
下面我们给大家展示一些常见的沉积岩岩石标本,有砾岩、砂岩、页岩、石灰岩。其中砾岩、砂岩、页岩是按照沉积物的颗粒大小来划分的,而石灰岩则是由化学沉淀物或生物遗体堆积形成的。提到沉积岩,我们曾经在高一的课堂上学习过,下面为大家展示必修一课本当中第 14 页的图片,太行山王莽岭的沉积岩地层,请同学们完成任务。二、思考沉积岩地层有哪些特点?
我们来总结一下沉积岩的地层特点有层里构造,上下 d地层为新老岩层关系,可能发现化石。通过对沉积岩的学习,我们可以看到岩石的分类是按照形成原因进行划分的,除了沉积岩,还有哪些岩石类型,我们可以继续探究。接下来我们完成任务3:庐山资料的第二段介绍中提到了什么岩石?请依据材料推测它的形成过程。依据材料,我们判断提到的岩石是花岗岩,推测花岗岩的形成过程由高温炽热的岩浆冷却凝固形成的,我们把这一成音形成的岩石都叫做岩浆岩。在本节课本中,有一幅图片,夏威夷基拉韦厄火山流淌的岩浆,这座位于夏威夷岛上的火山至今仍然频繁喷发。请同学们思考岩浆的源地在哪里?在这幅地球内部圈层局部结构示意图中,岩浆的原地位于上地漫上部的软流层。请同学们继续思考庐山地区的岩浆是否和夏威夷岛上的岩浆在冷却条件上相似。
我们可以结合这幅岩浆活动示意图来思考。通过刚才阅读材料第二段推测,庐山地区的岩浆始终未喷出地表,而是在厚层沙岩的底下缓慢冷却凝固。我们把未喷出地表而冷却的岩浆岩叫侵入型,而夏威夷岛上的岩浆是喷出地表后冷却的,叫喷出型,所以两者的冷却条件是不同的。下面为大家展示的是两类典型的岩浆岩岩石标本。
在高温高压作用下,岩浆沿着岩石圈的薄弱地带向上流动,如果最终喷出地表如夏威夷岛上的基拉韦厄火山,岩浆会较为快速的冷却凝固,而且岩石表面也会多气孔构造,这反映了熔岩中挥发气体散溢的过程。所形成的这种岩石叫喷出岩,也称火山岩。常见的代表类岩石是玄武岩,如果最终没能喷出地表如庐山地区,而是岩浆在地下缓慢冷却凝固形成的岩石,叫侵入岩。
常见的代表类岩石是花岗岩,由于质地坚硬,也是一种优质的建筑材料。那么除了沉积岩、岩浆岩外,还有其他成因的岩石类型吗?让我们一起继续探究,下面我们完成任务四:结合示意图地质时期,庐山地下高温高压的岩浆在未冷却之前与上覆的厚层砂岩接触,请推测这两类物质,高温的岩浆与砂岩的接触面可能会有什么现象?
砂岩的接触面由于温度、压力等因素的影响,其成分结构会发生改变,从而发生变质作用,产生新的一类岩石,也就是我们今天要讲到的第三类岩石:变质岩。这种因为变质作用而使得已有的岩石成分结构发生改变而形成新的岩石类型,统称为变质岩。庐山地区的砂岩会因为高温变质而形成新的岩石类型:石英岩,石英岩就是一种变质岩,庐山地区常见有两类变质岩,除了砂岩变质形成的石英岩外,刚才我们提到的花岗岩变质后会形成片麻岩。其他的常见代表类变质岩,例如沉积岩中的页岩石灰岩,经过变质之后会形成板岩和大理岩,这是板岩和大理岩的标本。
至此,我们已经通过阅读分析庐山地质历史资料,总结出自然界有沉积岩、岩浆岩、变质岩这三大类按成因划分的岩石,岩石按成因分为三大类,它们之间有什么关系?是如何进行转化的?除了我们在庐山看到的沉积物变为沉积岩,如砂岩、砾岩、花岗岩、砂岩会在变质作用下形成变质岩,如片麻岩、石英岩等 3 大类岩石的转化普遍存在吗?它们的转化有什么规律?又会带来怎样的结果和影响?接下来我们完成活动任务,以庐山地区为例,绘制物质循环示意图。同学们,你们绘制完成了吗?让我们一起来总结一下。
上地幔上部的软流层中的岩浆在地质时期不断向上涌动,这个过程是内力作用当中的岩浆活动的表现。有些地区的岩浆会喷出地表,形成喷出岩,如夏威夷岛上的基拉韦厄火山。而庐山地区并没有喷出岩浆现象。虽然最终并未喷出地表,但它将其上的巨厚砂岩层高高的顶起,造成其隆起抬升,形成巍峨险峻的庐山。这是地壳垂直运动中的地壳抬升过程,它仍然属于内力作用。后来地下岩浆活动减弱,在地下逐渐冷却凝固,形成了侵入岩。
庐山地区发现的花岗岩即为侵入岩,同时暴露于地表的岩石在外力作用下发生着风化侵蚀、搬运,并在低地沉积,再经压实固结形成沉积岩。在庐山地区,主要以砾岩、砂岩为主,而深埋地下的侵入盐和部分沉积盐由于高温高压的条件,经过变质作用会形成变质岩,如庐山地区石英岩、片麻岩。地层深处的岩石,如侵入岩、沉积岩和变质岩,它们可以通过地壳的抬升升至地表接受外力作用,形成新的沉积岩。它们也可能被高温炽热的岩浆再次重融,又变为岩浆。那么三大类岩石是否可以完全相互转化?我们再通过绘制一幅简图,把这个过程梳理一遍。岩浆岩、浆岩、沉积岩、变质岩。首先岩浆通过冷却凝固形成岩浆岩。变质岩。岩浆岩经过外力作用包括风化、侵蚀、搬运、堆积、固结形成沉积岩。岩浆岩,沉积岩通过高温高压的变质作用形成变质岩。三大类岩石都可能重新融于岩浆当中。通过绘制这幅简图,我们发现岩浆岩比较特殊,它只能由岩浆冷却凝固形成,而不能由已有的岩石转化而成。所以说三大类岩石完全的相互转化是表述不太准确的。
接下来在课本第 24 页有两句关于岩石圈物质循环的表述。【有人认为岩浆岩是遇火而生的岩石,沉积岩是沉积物经压实固结而来的,岩石变质研是由老变新的产物,也有人认为一类岩石是由另一类岩石转化而来的。】你怎么理解这两种说法?这两句表述中,第一句说法是正确的,但是第二句说法,岩浆岩是由岩浆冷却凝固形成,并不是由另一类延时形成。沉积炎是地表已有岩石类型经过外力作用形成碎屑沉积物,后经压实固节形成,也不是直接由另一类岩石形成。只有变质岩是由另一类岩石变质形成的,所以第2句话的表述不准确。
通过今天这节课的学习,我们知道了组成岩石圈的三大类岩石,岩浆岩、沉积岩、变质岩在内力、外力共同作用之下,通过与岩浆之间的物质循环,使得岩石圈的物质处于不断循环转换中。三大类岩石的转化过程既是岩石圈物质循环的过程,本质上也是内力、外力共同塑造地表形态的过程。在本节课的案例中,庐山地区不论是内力作用为主形成的陡峭五老峰,还是外力作用为主形成的平坦牯岭镇,它们地表形态的形成也是岩石圈物质循环过程的一种体现。今天这节课我们就上到这里,同学们再见。选择性必修一《塑造地表形态的力量》第2课时——以庐山为例逐字说课稿教学设计
关键词:
剖面、庐山、介质、地表、冲沟、力量、岩石、冰川、地层、外力作用、地表形态、外力介质、自然环境、侵蚀作用、地质学家、地壳运动、作用介质、海浪侵蚀
同学们好,今天我们来继续学习第二章第一节塑造地表形态的力量。这节课我们先来欣赏一张庐山的美景,这是庐山著名的五老峰。通过景观照片我们可以看出庐山山体的特点,相对于周边的平原地区,庐山山体拔地而起,四周陡立。通过上节课的学习,我们已经知道了这些拔地而起的山峰,它的形成都跟地球内部能量释放出的力量及内力作用有关,并且主要是与内力作用的表现之一,地壳运动中的垂直上升运动有关。
刚才我们欣赏是庐山局部的山体景观,接下来我们利用谷歌地球软件截图来全景展示一幅庐山地区的三维遥感影像,我们发现在庐山的四周地势都很陡峭,与周边的长江中下游平原形成了悬殊的落差。不过我们也会发现,在 1100 米左右的庐山顶端有一片开阔之地,并建有牯岭镇,图片中红色的屋顶就是各种旅游接待服务设施的建筑。
牯岭镇主体味于西谷,地势起伏相对较小,它的平坦与四周陡峭的庐山山体形成了庐山外斗里平的特殊地形。那么牯岭镇所在的平坦开阔之地是如何形成的?是什么力量塑造了这里相对平坦的地形?下面就让我们通过本节课的学习来一起探究答案。我们的视角变换成芦林湖所在的东谷,这里有一片洼地,积水成湖,在它的东北方有一条冲沟,大教场冲沟,这里海拔高度约 1028 米,此处位置恰好处于上游冲沟与下游盆地的交汇之处。我们为什么要来到这样一个普通的沟谷中?这是因为我们要探究庐山顶部形态的成因,就需要寻找一处合适的地点,获取它的地下垂直地层信息去寻找答案。在大校场冲沟的沟口位置,地质学家们就发现了一处出露完好的地层剖面,也就是图中三角形的位置。经过科学测定,它属于晚第四纪地质剖面,我们今天的探究就从这个地层剖面开始研究。这是一副出露剖面的景观照片,同学们仔细观察图片,看看有什么特点。
我们可以从剖面的厚度、剖面顶部的起伏状况、剖面的颜色、剖面组成物质等方面来概括。我们可以看到剖面厚度达数米,这可以用树木的高度作参照。剖面的上方相对平坦,起伏小,生长着森林表层,发育了森林土壤。剖面的颜色方面,不同深度地层的颜色有差异,且有一定的变化规律。剖面组成物质方面,沟底堆积着大量的巨大的砾石,在剖面当中也夹杂着一些粒径大小不一的砾石。为了更清晰地了解冲沟地层剖面的信息,我们来看一张针对该剖面绘制的专业地质图。大校场地层剖面是牯岭地区地质剖面的一个缩影,我们将通过探究该剖面试图解答牯岭镇平坦地形的成因。我们先从底层开始,同学们仔细看图并思考底层的基岩,也就是完整的岩体,它有什么特征?
我们发现底层基岩表面有很多裂隙出现,目前这些裂隙已深埋地下,因为这些裂隙的出现,使得原本完整的掩体被破坏了。那么在自然环境中,岩石表面这种裂隙的出现是普遍发生的吗?我们来看一组图片,左侧的图片中是一块砾石表面掩体剥落、破碎的状况,右侧图片是植物根系在岩石裂缝中不断生长的状况。这是在庐山北部拍摄到的一块儿砂岩,它的表面岩体剥落且变得浑圆似球状。以上这些岩石遭破坏、破碎、崩解的过程叫做风化作用。看来这种现象在自然界是普遍存在的,那么风化是在什么条件下发生的?在我们教材中,用完整的 4 幅小图展示了物理风化的过程。岩石是热的不良导体,由于自然界的温度变化,岩石表层与内部受热不均,产生差异膨胀和收缩,就很容易崩解破碎。此外,岩石中水的冻融、水的化学溶解、植物根系的生长等也都会对岩石起到分化、破坏的作用。我们来总结一下,风化作用会使岩石破坏发生崩解、破碎。分解在分类上有物理风化,它是由于自然界中温度、压力、湿度等条件的变化而引起。还有化学风化或分解,它是指自然环境中水溶液可以通过溶解等方式促使岩石分化。还有一种生物分解,它是植物根系的生长过程,如根劈作用,由于导致风化的温度、水、生物、空气等均为外界环境条件,所以它们的作用也被称为外力作用。分化就是外力作用的一种形式。
外力作用还有哪些形式?让我们继续探究,我们再继续来观察这个剖面。在底层风化基岩之上的地层中,它的构成物质有哪些?首先,地质学家已经按照直观的颜色进行了分层,颜色差异主要与组成的化学物质差异有关,从下到上依次有橙黄色、暗棕色、红色、棕黄色和棕色。并且我们发现在这些不同颜色的地层中,显著地分布着一些粒径大小不一的砾石、沙石、土层等。因此,地质学家对每个地层就是按照颜色加组成物质来进行命名的,比如从下到上依次为橙黄色巨砾层、暗棕色砂砾层、暗棕色砂砾石层、红土层、棕黄色土层及块砾层、现代棕色森林土。
那么这些大小不一的砾石为什么会分布在这里?是本地产生的吗?不是,因为这是冲沟的沟口,沟内有明显的落差,肯定会有物质的流动。如果不是本地产生,那么它们从何而来?又是怎么来到这里的?要回答这些问题,我们通过大校场冲沟所在的地势图来思考。在这幅图中,我们可以看到大校场冲沟位于庐山北部中段最高峰大月山和与其平行排列的女儿城山脊,两者所加持而形成的沟谷。所以这些沙砾石很可能是来自两侧山地大月山女儿城山脊上的掩体,那么是什么力量促使它们运移到了沟口处?同学们首先可能会想到的是重力,它导致砾石滚落下来。
还有吗?除了重力会有什么样的外力作用介质?有些同学想到了冰川作用,因为我们探讨的这个剖面是第四纪以来形成的。地质学家李四光先生认为,在这一时期的部分阶段,庐山地区是发育了冰川的,所以这些沙砾石极有可能是被冰川搬运,并在沟口较低海拔处因为冰川的消融而堆积。当然,也有一些同学可能想到了是流水作用,因为庐山地区气候湿润,降雨充沛,由降雨产生的地表径流也能完成这个过程。沙粒时被流速较快的流水搬运起来到沟口处,由于水流流速减慢,沙粒时就地堆积。当然,具体是什么外力作用介质,同学们如果感兴趣,还可以进一步去研究。
对于这些沙粒石,是经过了外力介质的搬运堆积而到了沟口这个位置,而搬运堆积也是外力作用的两种基本形式,我们继续追溯在大月山,这些沙砾石在运移之前,又是如何与山地的岩体分离的呢?风化作用。的确,搬运的物质一部分来自于基岩破碎分解后的风化产物,在自然环境中还存在着一种破坏地表岩体的外力作用形式。我们看到的图片就是庐山大月山山体,它在外力作用下,山体也会不断被侵蚀,形成侵蚀冲沟。侵蚀作用是各种外力介质,包括流水、风力、冰川、海浪在运动状态下对岩石及风化产物的破坏作用。侵蚀的本质特征在于物质离开原地,因此侵蚀过程会改变地表形态,形成各种侵蚀地貌。我们把外力作用的主要形式总结一下,它包括了风化、侵蚀、搬运、堆积的过程。接下来我们看一组课本上的图片,同学们判断一下它们的成因。第一幅,金沙江虎跳峡,外力作用的介质是流水,外力作用的形式是侵蚀,所以金沙江虎跳峡应该是流水侵蚀作用形成的。第二幅,阿联酋利瓦沙漠的新月形沙丘,外力作用的介质是风力,外力作用的形式是堆积,因此利瓦沙漠的新月形沙丘是风力堆积作用形成的。第三幅,墨尔本海岸,外力作用的介质是海浪,外力作用的形式是侵蚀,因此,墨尔本海岸是海浪侵蚀作用形成的。第四幅,新西兰库克山,外力作用的介质是冰川,外力作用的形式是侵蚀,因此,新西兰库克山是冰川侵蚀作用形成的。第五幅,法国卢瓦尔河沿岸,外力作用的介质是流水,外力作用的形式是堆积,因此,法国卢瓦尔河沿岸是流水堆积形成的。最后一幅,敦煌雅丹,外力作用的介质是风力,外力作用的形式是侵蚀,因此敦煌雅丹是风力侵蚀作用形成的。下面我们通过示意图来梳理一下外力作用的形式与外力作用的介质之间的关系。外力作用的表现形式有风化侵蚀,搬运,堆积,岩石在自然环境中被外力不断破坏,发生着风化侵蚀的过程,而它们产生的碎屑物再经过外力介质进行搬运。当外力介质运动速度减缓或由于温度升高而冰川消融,外力介质携带碎屑物的能力减弱而将搬运物进行堆积,并最终形成沉积物。在这个过程中,风化作用会受到外界的温度、水、空气、生物等因素的影响,而侵蚀、搬运、堆积也会受到外界的风力、流水、冰川、海浪等因素的影响,而这些因素的能量均来自太阳辐射,它们均是外力作用的各种介质。现在就让我们再次回到开篇的思考问题,牯岭镇所处的平坦开阔地是如何形成的?牯岭镇所在地区在地质时期,经过了外力作用的风化、侵蚀、搬运、堆积等基本过程,使得地表趋于平缓,形成了相对平坦开阔的地形特征。下面我们把这两节课所讲授的内力、外力作用来进行一下列表比较。
根据力量能量来源的不同,分为内力作用和外力作用,它们的能量来源分别来自地球内部的热能和地球外部的太阳辐射能。在表现方式上,内力作用主要有地壳运动、变质作用、岩浆活动的表现。外力作用有风化、侵蚀、搬运、堆积等表现。在作用结果上,内力作用奠定了地表形态的基本格局,总的趋势是使地表变得高低不平,如同粗毛胚,而外力作用则使地表起伏状况趋于平缓。把粗毛胚进行再塑造,塑造地表形态的力量。
这一课的前两节内容,我们均选用了庐山的案例来进行分析。我们在登上庐山之前,位于鄱阳湖畔,仰望到了由于内力作用的地壳抬升而显得陡峭壁立五老风,感受到了一山飞至大江边的气势。而当我们跃上葱龙四百玄之后,也看到了在海拔 1000 多米之处相对平坦开阔的牯岭镇,而这是外力作用的结果,而地表形态的塑造正是这两种内力、外力作用共同作用下的结果,这也使我们地球表面的形态更加丰富多彩。本节课就到这里,同学们再见。