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第一节 岩石圈物质循环
必备知识 清单破
知识点1 岩石圈的物质组成
1.矿物
(1)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。
(2)基本形态:绝大多数矿物以固态形式存在。
(3)识别方法:可通过结晶形态、颜色、条痕、透明度、光泽、硬度、密度、磁性等进行简
易识别。
知识点 1
2.岩石
(1)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。
(2)分类: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。
①岩浆岩
岩浆岩由炽热的岩浆冷凝形成。常见类型有花岗岩、玄武岩和安山岩。花岗岩是坚
固、美观的建筑材料。
②沉积岩
沉积岩是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。常见类型有砾岩、砂岩、页岩、石灰岩。沉积岩有两个突出特征:具有层理构造、
常含有化石。
③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,就是变质岩。常
见类型有片麻岩、大理岩、石英岩。变质岩多含有丰富的金属矿和非金属矿。
3.岩石圈物质构成的层次结构
化学元素组成矿物;矿物按一定方式结合在一起组成岩石;各类岩石构成岩石圈。
知识点2 岩石转化与岩石圈物质循环
1.岩石转化
在漫长的地质历史中,组成岩石圈的岩石不是一成不变的。在一定的条件下,不同类型
的岩石之间可以相互转化。
(1)松散的沉积物经过成岩作用形成沉积岩。
(2)岩浆岩风化后的碎屑物质是沉积岩的“原料”。
(3)变质岩的“前身”是岩浆岩、沉积岩、变质岩。
2.岩石圈物质循环
(1)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。在岩石圈物质循环过程中,在一些地方岩石圈不断诞生,在另一些地方岩
石圈则逐渐消亡。
知识点 2
(2)能量来源
推动岩石圈物质循环的能量,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。
(3)地理意义
导致大地的沧桑巨变,以及岩石圈物质形态的持续转化。
关键能力 定点破
知识点1 岩石特征及形成顺序判读
1.岩石特征
岩石特征受其物质“原料”和形成环境的影响。
定点 1
岩石 物质 “原料” 形成环境和岩石特点
岩浆岩 侵入岩 岩浆冷却凝固,在此
过程中,矿物结晶 形成于地下,岩浆冷却缓慢,矿物结晶时间长,因此侵入岩晶粒粗大,具有明显晶质结构
喷出岩 形成于地表,岩浆冷却速度快,矿物结晶时间短,结晶颗粒较细小;一些气体逸出, 导致岩石中多气孔
岩石 物质 “原料” 形成环境和岩石特点
沉积岩 原有岩石的碎屑物固结在一起 形成于地表,不同碎屑层层堆积,故岩石具有层理构造;碎屑固结为整体,故沉积岩中可见大大小小不同的碎屑;古生物的遗体遗物或遗迹可以和碎屑一起被堆积起来,故沉积岩中常含化石
变质岩 已经生成的岩石经变质作用形成 原有岩石在一定的温度、压力等条件下 (一般在地壳内部),矿物成分或者结构发生改变,所以变质岩既受原岩的影响,具有一定的继承性,又因经受了变质作用,在矿物成分和构造上具有新生性(如片理构造)
续表
2.岩石形成顺序判断
(1)一般情况下,岩石上覆为新
在未发生地层倒转的情况下,就沉积岩而言,岩层形成越早,埋藏越深,年龄越老;越向表层,岩层形成越晚,年龄越新。例如,图中岩层①位于岩层③之上,则岩层①比岩层③形成的时间晚。
(2)侵入在后
侵入岩一定形成于被侵入岩石之后。如图中岩石②和岩石⑤都为侵入岩,且都侵入了岩
层①,所以其形成都晚于岩层①。
(3)变质在后
岩浆活动造成的高温、高压环境会使得一些岩石变质,故变质岩形成晚于其“前身”岩
石,也晚于岩浆活动所形成的岩浆岩。如图中岩层③与侵入岩②交界处受高温、高压作用,
岩石变质形成了岩石④,故岩石④形成时间晚于岩石②和岩层③。
典例 下图为岩层相互关系图(图中①②③④为沉积岩且岩层顺序未发生倒转,⑤⑥为岩浆
岩)。读图,完成下题。
图中岩层形成的先后顺序为( )
A.④③②①⑥⑤ B.④③②①⑤⑥ C.①②③④⑤⑥ D.⑤⑥④③②①
A
信息提取 (1)图中①②③④为沉积岩,⑤⑥为岩浆岩;(2)沉积岩的位置由下而上依次为④③
②①;(3)岩浆岩⑥侵入了沉积岩①②③④;(4)岩浆岩⑤侵入了岩浆岩⑥。
解析 在未发生岩层倒转的情况下,沉积岩中先形成的在下,后形成的在上,故图中沉积岩形
成的先后顺序为④③②①;岩浆岩⑥侵入了沉积岩④③②①,其形成较沉积岩晚;岩浆岩⑤又
侵入了岩浆岩⑥,其形成最晚。
知识点2 岩石圈物质循环图及其判读
1.岩石圈物质循环图
岩石圈的物质在内外力共同作用下不断运动和变化,从岩浆到各种岩石,又到新岩浆的
产生,周而复始,构成岩石圈的物质循环过程。可归纳为下面的模式图:
定点 2
2.岩石圈物质循环图判读方法
(1)读准箭头的指向
判读三大类岩石和岩浆,大致可以用进出箭头的多少来进行,一定要读准箭头的指向。
a.岩浆:“三进一出”。
岩浆是“岩石之本”,岩石圈物质循环源于岩浆,岩浆也是岩石圈物质循环中各类岩石
的归宿,三类岩石都可转化为岩浆。
b.岩浆岩:“一进三出”。
岩浆岩可形成沉积岩和变质岩,也能转化为岩浆,但只有岩浆能形成岩浆岩。
c.变质岩和沉积岩:“二进二出”和“自我转化”。
变质岩能转化为岩浆和沉积岩,沉积岩和岩浆岩能转化为变质岩。沉积岩能转化为岩浆
和变质岩,变质岩和岩浆岩能转化为沉积岩。变质岩在高温、高压的条件下可以继续变质,
形成新的变质岩;沉积岩在外力作用下被破坏成碎屑,可以继续沉积、固结形成新的沉积
岩。
(2)判断箭头的地质含义
a.指向岩浆岩的箭头——冷却凝固,如上面图中箭头①。
b.指向沉积岩的箭头——外力作用(风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩作用等),如上面图
中箭头②。
c.指向变质岩的箭头——变质作用,如上面图中箭头③。
d.指向岩浆的箭头——熔融(重熔再生)作用,如上面图中箭头④。
典例 下图中甲、乙、丙、丁代表不同类型的岩石,箭头表示地质作用。读图,完成下题。
图中( )
A.甲类岩石的典型代表是花岗岩
B.乙类岩石中很可能找到化石
C.丙类岩石一般具有气孔构造
D.丁类岩石具有明显的层理构造
D
信息提取 (1)甲、乙、丙、丁代表不同类型的岩石;(2)箭头表示地质作用;(3)甲类岩石可直
接形成沉积物;(4)岩浆可以直接形成甲类岩石和乙类岩石;(5)沉积物可以直接形成丁类岩石;
(6)甲、乙、丁三类岩石都可以形成丙类岩石。
解析 岩浆可以直接转化为甲类岩石和乙类岩石,说明这两类岩石属于岩浆岩,且甲类岩石
可以直接转化为沉积物,说明甲类岩石出露地表,则甲类岩石为喷出岩,可推知乙类岩石为侵
入岩。花岗岩是侵入岩的典型代表,侵入岩中不可能找到化石,A、B错误。沉积物直接转化
为丁类岩石,说明丁类岩石为沉积岩,则可推知丙类岩石为变质岩,变质岩质地细密,没有气孔
构造,C错误。沉积岩具有层理构造,D正确。第二章 岩石圈与地表形态
第一节 岩石圈物质循环
基础过关练
题组一 岩石圈的物质组成
端砚产自广东省肇庆市端溪一带,具有易雕刻、研墨不滞、贮水不涸等特点,被称为“中国四大名砚之首”。端砚石前身本为泥质沉积岩,石眼(如图)是端砚石特有的石品特征之一,是由火山喷发时含铁小团岩浆迅速冷凝而成。据此完成下面两题。
1.端砚石属于( )
A.沉积岩 B.侵入岩 C.变质岩 D.喷出岩
2.端砚能“研墨不滞、贮水不涸”的主要原因是其石质( )
A.坚硬、多孔 B.多孔、致密
C.细腻、致密 D.细腻、坚硬
题组二 岩石转化与岩石圈物质循环
我国黑龙江省德都县五大连池火山,在公元1719—1721年间,曾先后喷发数次。据《宁古塔记略》中记载:“于康熙五十九年六、七月间,水荡周围三十里,忽烟火冲天,其声如雷,昼夜不绝,声闻五、六十里,其飞出者皆为黑石、硫黄之类。终年不断,热气迫人三十余里。”据此完成下面两题。
3.形成“黑石”的物质主要来自地球内部圈层中的( )
A.地壳 B.上地幔 C.下地幔 D.地核
4.下列有关岩石形成和相互转化的叙述,正确的是( )
A.甲类岩石经过固结成岩作用而形成
B.乙类岩石可以在地下深处重熔再生为新的岩浆
C.丙类岩石在高温高压条件下可转化为乙类岩石
D.丙类岩石是由岩浆喷出地表后冷却凝固形成的
我国某登山小组在攀登珠穆朗玛峰的过程中,发现了花岗岩、片麻岩和石灰岩。结合所学知识,完成下面两题。
5.该地区一定发生过的地质作用包括下图中的( )
A.①②③④ B.②③④⑤
C.①②④⑤ D.①②③⑤
6.下列有关甲岩石的说法,错误的是( )
A.甲岩石是在风化、侵蚀、搬运、沉积和固结成岩等作用下形成的
B.具有层理构造,常含有化石
C.常含有有色金属
D.一般来说,老岩层在下,新岩层在上
能力提升练
题组一 岩石类型的判读
“精灵烟囱”位于土耳其安纳托利亚高原。数亿年前喷发而出的火山灰和熔岩分别形成凝灰岩和玄武岩层,后经
期的风化侵蚀作用,形成头带玄武岩“帽子”的圆锥形尖塔,被当地人称为“精灵烟囱”。当地人在岩面上开凿“窑洞”作为客栈。下图为“精灵烟囱”景观图。据此完成下面两题。
1.凝灰岩属于( )
A.变质岩 B.沉积岩 C.喷出岩 D.侵入岩
2.在“精灵烟囱”上开凿“窑洞”建设客栈,其有利条件是( )
A.玄武岩面多气孔,利于通风透气
B.凝灰岩质地松软,易于开凿
C.塔形外表坡度大,利于排水
D.岩体层理清晰,结构稳定
题组二 岩石圈物质循环与地表形态
石绳(图甲)又名绳状熔岩,是因岩浆喷出地表,顺坡而下,冷却表皮受到内部尚未凝固仍在流动的岩浆的作用,推挤、扭动、卷曲,沿流动方向呈弧形弯曲或呈链形排列而成的岩石。图乙为岩石圈物质循环示意图。据此完成下面三题。
3.推测图甲中石绳内部应具有( )
A.层理构造 B.片理构造
C.流线构造 D.气孔构造
4.图乙中能够反映石绳形成过程的数码是( )
A.① B.③
C.④ D.⑤
5.(易错题)石绳的延伸方向( )
A.与岩浆流动的方向一致
B.指向地势低洼的方向
C.垂直于岩浆流动的方向
D.与地表坡向大体一致
题组三 岩石形成的先后顺序
下图示意某地区地质构造剖面。据此完成下面两题。
6.下列对①②③岩层形成的先后顺序的推断,正确的是( )
A.①→②→③ B.③→②→①
C.①→③→② D.③→①→②
7.下列对②岩层形成后该地地质作用的叙述,正确的是( )
A.该地地壳稳定,未发生地壳上升或下降
B.该地地壳活跃,但只发生了地壳上升
C.该地地壳活跃,但只发生了地壳下降
D.该地地壳活跃,发生了地壳上升和下降
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 结合材料可知,端砚石前身为泥质沉积岩,其内部存在的石眼说明其后该处又发生过岩浆活动,受岩浆活动的影响,沉积岩会变质形成变质岩。
2.C “研墨不滞”说明端砚石质细腻,“贮水不涸”说明其透水性差,即石质致密。
3.B 结合材料可知,形成“黑石”的物质为岩浆,其主要来自上地幔中的软流层。
4.B 甲、丙属于岩浆岩;乙属于沉积岩。玄武岩由岩浆喷出地表冷凝而成;沉积岩在地下深处可以重熔再生为岩浆;花岗岩是由岩浆侵入地壳冷凝形成的,其在高温高压条件下可以转化为变质岩。
5.A 图中④代表侵入作用和冷却凝固作用,⑤代表喷出作用和冷却凝固作用,①代表外力作用,②代表沉积和固结成岩作用,③代表变质作用。花岗岩属于侵入岩,说明该地区发生过④地质作用;片麻岩属于变质岩,说明该地区发生过③地质作用;石灰岩属于沉积岩,说明该地区发生过①②地质作用。故选A。
6.C 甲岩石由沉积物形成,应为沉积岩,沉积岩是在风化、侵蚀、搬运、沉积和固结成岩等作用下形成的,具有层理构造,常含有化石,一般老岩层在下,新岩层在上,A、B、D不符合题目要求。常含有有色金属的岩石是岩浆岩,C符合题目要求。
能力提升练
1.B 结合材料可知,凝灰岩是火山灰堆积后形成的,应为沉积岩。
2.B 结合材料可知,玄武岩为“烟囱”的“帽子”,客栈不是开凿在玄武岩上,而是开凿在凝灰岩上;凝灰岩由火山灰堆积形成,质地松软,易于开凿;此处降水较少,排水不是需要考虑的主要因素;层理清晰只是凝灰岩的特点,并不是整个“烟囱”的特点。
3.D 结合文字材料可知,石绳属于喷出岩,喷出岩常有流纹或气孔构造。
4.A 石绳是由岩浆喷出地表冷凝形成的。图中沉积物经④环节形成Ⅳ,可推知④表示固结成岩作用,Ⅳ为沉积岩;③指向沉积物,对应风化、侵蚀、搬运、堆积等外力作用;②在③之前,对应地壳上升;Ⅱ、Ⅲ、V都可以直接或者上升后被风化、侵蚀,应对应岩石,则Ⅰ应为岩浆,①表示冷却凝固作用,Ⅱ和Ⅲ分别为侵入岩和喷出岩;V可以转变为岩浆,则V为变质岩,⑤表示变质作用,⑥表示重熔再生。
5.C 根据图文材料可知,石绳弧顶多指向岩浆流动方向,即地势低洼的方向,因此石绳的延伸方向应垂直于岩浆流动的方向。
易错分析
错因分析 本题难度较大,难点在于不能准确理解石绳的形成过程,导致无法想象出石绳的具体扭曲状况和延伸方向
突破方法 ①梳理文字信息“冷却表皮受到内部尚未凝固仍在流动的岩浆的作用”,说明岩浆表皮接近凝固状态,然而内部岩浆仍在流动,内部流动的岩浆会带动表皮继续向前位移,从而发生扭曲。 ②借用生活常识,岩浆流动类似于液态水的流动,可以想象水流动时带动水面物质,流速快的地方水面物质位置会前移,流速慢的地方水面物质会落后,从而使得处于同一“起跑线”上的水面物质出现前后偏移,类似石绳的扭曲。显然,这条扭曲的曲线与水流方向垂直。
一题多解 本题还可以采用排除法,地表坡向由坡顶指向坡底,即指向地势低处,岩浆流动会顺坡向由高处往低处流,故题目中A、B、D选项表示的方向相同,可以全部排除。
6.D 图中②③为沉积岩,②岩层在③岩层之上,可知③岩层形成时间早于②岩层。①为玄武岩,是岩浆喷出地表后冷却凝固形成的,读图可知①岩层覆盖于③岩层之上,说明当时③岩层为地表,①岩层形成时还未有②岩层,因此①岩层形成于③岩层之后、②岩层之前。D正确。
7.D 读图可知,②岩层上面覆盖了石灰岩,说明该地发生了沉积及成岩作用,当地应发生过地壳下降;又因为②岩层、①岩层以及石灰岩在①岩层顶端处都有缺失,说明该地遭受了外力侵蚀,当地应发生过地壳上升。故选D。
7专题强化练4 岩石圈物质循环图的判读
“石蛋”地貌是花岗岩岩体的球状风化产物。图a为岩石圈物质循环示意图,其中戊岩石形成于高温高压环境;图b为澳大利亚“石蛋”地貌景观图。据此完成下面两题。
1.图中序号中,属于外力作用的是( )
A.① B.② C.③ D.④
2.图中可能形成“石蛋”地貌的岩石是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
(经典题)北京时间2019年4月17日,联合国教科文组织正式批准安徽九华山地质公园成为联合国教科文组织世界地质公园。九华山主体为花岗岩山岳型地貌,其南缘为石灰岩地貌。下图为九华山景观图(图1)和岩石圈物质循环示意图(图2)。读图,回答下题。
3.九华山主体的岩石类型对应图2中的( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
4.(教材习题改编)阅读图文材料,完成下列要求。(16分)
距今十几亿年,现在的昆仑山脉北部边缘位置是一片浅海地带,海底沉积大量的碳酸盐岩,其中含有镁质的白云岩,就成了和田玉形成的基础材料。玉龙喀什河盛产和田玉,该玉形成于地下高温高压环境,按其产出环境可分为山料、山流水料、籽料和戈壁料。其中,山流水料是经自然风化、泥石流或雨水冲刷后形成的,颗粒较籽料更大。图1为玉龙喀什河周边区域图。图2为岩石圈物质循环示意图,图中甲、乙、丙、丁代表不同类型的岩石。
(1)判断图中①②③④处和田玉的类型。(4分)
(2)从形成条件和分布位置角度,说明甲、丁岩石的差异。(4分)
(3)从岩石圈物质循环的角度,简述和田玉山料形成的地质作用过程。(8分)
答案与分层梯度式解析
1.C 图中甲只能指向乙,乙、丁、戊都可以指向甲,符合“三进一出”的特征,故甲为岩浆;乙由甲转变而成,对应岩浆岩,丙和喷出岩都属于岩浆岩,可知丙为侵入岩;喷出岩可以转变为戊,且戊形成于高温高压环境,可知戊为变质岩;则丁为沉积岩,沉积岩由外力作用形成,可进一步推知③为外力作用。
2.C 由材料知,形成“石蛋”地貌的岩石为花岗岩,花岗岩属于侵入岩,图中丙为侵入岩。
3.B 根据岩石圈物质循环过程判断,图2中丙为沉积岩,甲为沉积物,乙为岩浆岩,丁为岩浆,戊为变质岩。九华山主体为花岗岩,属于岩浆岩,B正确。
4.答案 (1)①处位于河流上游山区,其和田玉为山流水料;②处位于戈壁,其和田玉为戈壁料;③处位于河流下游,其和田玉为籽料;④处位于山区,其和田玉为山料。
(2)甲为侵入岩,是岩浆沿裂隙侵入岩层中冷却凝固而成的,一般分布在地下较深处;丁为喷出岩,是岩浆沿断裂带喷出地表后冷却凝固而成的,分布于地表。
(3)海洋矿物沉积、固结成岩形成沉积岩;岩浆侵入,在高温高压条件下形成变质岩;随地壳抬升;受外力风化、侵蚀作用,上覆岩石被剥蚀,和田玉出露。
解析 (1)读图可知,该地南部为山地,河流大致由南向北流。④处位于山区且没有受到河流的影响,其和田玉应为山料;①处位于河流上游沟谷,和田玉会受到自然风化、泥石流或雨水冲刷,其和田玉为山流水料;③处位于河流下游,其和田玉应经历了更长时间的河水搬运和磨蚀,颗粒会变小,应为籽料;②处位于戈壁,其和田玉应为戈壁料。
(2)岩浆岩是岩浆冷却凝固后形成的岩石,读图2可知,甲形成位置较低,应为侵入岩;丁形成于地表,应为喷出岩。
(3)①文字信息提取整合
A.第一个时期
②调用地理原理推导
A.山料的物质变化过程
含有镁质的白云岩—玉石—山料
B.环境变化过程
浅海地带海底—高温高压—山区地表(山料产出,说明其出露地表)
C.推导过程
a.突破物质转变节点
物质转变节点 调用原理 具体成因分析
白云岩的形成 沉积岩的形成原理 外力沉积、固结成岩形成白云岩
玉石的形成 变质岩的形成原理 高温高压(说明接触岩浆,并受到岩浆作用影响)环境下,白云岩变质
山料产出 地下岩石出露原理 变质岩应位于地下较深处,山料产出于山区,说明此处曾发生过地壳抬升运动;玉石为变质岩,其上应覆盖其他岩石,山料产出,说明玉石上部覆盖岩石被剥蚀
b.总结物质演变路径
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