第一节 岩石圈与地表形态教学创新设计

第一节 岩石圈与地表形态

【教学目标】：

1、知识与技能

①了解地球的圈层结构，认识自然环境的组成。

②了解地球内部的圈层结构，认识岩石圈的范围、结构，掌握地壳的组成。

③岩石圈的组成物质及物质循环。

④褶皱、断层与地貌的关系，研究地质构造对人类生产和生活的影响。

⑤外力作用的主要表现形式及形成的主要地貌类型。

2、过程与方法

①运用课本插图和多媒体演示说明地球的圈层结构，岩石圈的位置、范围、结构阅读“地壳内部物质循环示意图”同时能绘制简单示意图说明地壳物质的循环过程。

②让学生自己动手绘制褶皱、断层、向斜、背斜等地质构造简图，培养准确判断地质构造的能力。

3、情感态度与价值观

①通过三大岩石的转化和地壳物质循环知识的学习，使学生树立物质的运动性的辩证唯物主义思想观念，认识世界万物是相互联系的，是发展变化的。

②通过对地质构造意义的学习和人类活动对地表形态的影响，树立正确的人地观，提高科学素养。

【重点难点】：

①地壳内部物质循环

②地质构造与构造地貌的判断

③地貌的变化及其成因

【讲授过程】：

情景创设

地球上地貌各种各样，千奇百怪，读第一节P27的四幅图，看看分别属于什么地貌类型？大家还知道有哪些地貌类型？[来源:学科网ZXXK] 归纳引入：地球有四大圈层，四大圈层相互联系，相互作用，共同形成了人类赖以生存的地理环境，今天，我们先来学习岩石圈与地表形态。

知识点一

地球的内部圈层和岩石圈的结构

背景知识

软流层

软流层是指上地幔上部80—100千米之间的一个薄层。这里放射性元素大量集中，衰变生热，温度很高，使岩石处于塑性状态，局部地区发生熔融流动的结果。该层在地质构造学中称为软流层。

1．地球的内部圈层：从地心向地表依次为地核、地幔和地壳。

2．地球内部圈层结构：

(1)地壳：厚度不不均(平均厚度17Km，大陆地壳平均厚度33Km，大洋地壳厚度5-6Km)，由各类岩石组成。

(2)地幔：莫霍面到古登堡面(地下2900Km深处)之间；地幔上部存在一个由可塑性物质组成，称软流层，是岩浆重要发源地。

走出误区：岩石圈就是地壳

岩石圈和地壳都是由岩石组成的，但范围、大小不同。岩石圈不仅包括地壳，还包括上地幔上部、软流层以上的部分。

(3)地核：古登堡面以下，温度、压力和密度很大。

P26 图2—1—2地球内部圈层结构示意

本图由左右两幅小图组成，从图中我们可以读出以下重要信息。

（1）地震波的传播速度在界面处发生突然变化。人们把地震波波速突然发生变化的面，称为不连续面。三个内部圈层之间共有两个界面（不连续面），界面及其波速的突然变化如下表所示：

界面

深度（km）

地震波速度的变化

分界意义

地壳与地幔

莫霍面

17（33或6）

P波和S波的速度都突然增加

古登面

2900 P波速度突然下降，S波完全消失

地幔与地核

（2）地球内部可以分为地壳、地幔和地核三层，地核又分为外核和内核，地幔也可再分为上地幔和下地幔。

（3）地壳、地幔、内核为固体。外核因为横波不能通过，所以可能逞液态（或接近液态的熔融态。

知识点二

岩石圈的组成与物质循环

1．岩浆岩的形成：地幔中的岩浆上升或喷出、冷凝形成侵入岩（花岗岩）或喷出岩（玄武岩）。喷出岩的气孔构造明显（岩浆喷出后冷凝的速度快，气体溢出后形成的）。

方法与技巧：侵入岩（花岗岩）与喷出岩（玄武岩）的区分

岩浆岩是由岩浆活动形成的。花岗岩是岩浆侵人地壳内部冷却凝固而成，其晶体颗粒比较明显，质地坚硬，常有人说思想固执的人为“花岗岩脑袋”，是一种重要的建筑材料。玄武岩是岩浆喷出地表 (火山活动)冷却凝固而成的。玄武岩多具气孔，这是识别玄武岩的重要标志。

2．沉积岩的形成：已经形成的岩石经过风化作用、侵蚀、搬运、堆积和固结成岩作用形成沉积岩。沉积岩的两个特征：岩层（层理）和化石（包括生物的遗体和遗迹），分别被称为记录地球历史的“书页”和“文字”。

拓展探究：怎样理解岩层和化石是记录地球历史的“书页”和“文字”

由于沉积岩是一层一层地沉积下来的，不同时期、不同环境条件下，沉积物的特点不同，因而形成了不同的岩层。

通过研究沉积岩层和化石，可以恢复地球历史。在正常情况下，沉积岩层总是按顺序排列的。一个未经变动的沉积岩层，下面的岩层总是比上面的岩层古老。依据岩层的顺序，就可以确定其时代。然而，由于地壳运动，岩层往往错综复杂，有的已缺失，有的甚至层序颠倒，层序已遭破坏，这就需要根据化石来确定地层顺序和时代。

化石是已经变成岩石的古生物的遗体（如贝壳、骨骼）或遗迹（如足迹、虫穴）。地球生物总是从低级向高级、由简单到复杂不断进化的。生物进化既有不可逆性，又有阶段性。地质时期的多种生物，在地球上生活了一段时期就灭绝了。因此，不同时代的岩层中一般含有不同的化石，而且同时代的岩层中往往保留着相同或相似的化石。这样，就可以根据岩层中的化石来恢复其顺序，从而确定地质时代。

研究沉积岩层和化石，还可以回溯古地理环境。根据岩层的组成物质和化石特点，可以推知沉积时的地理环境。

3．变质岩的形成：岩石在高温高压下发生的变质作用形成的岩石（例：石灰岩是沉积岩，经过变质作用形成大理岩）。

4．地壳内部物质的循环过程：岩浆冷凝形成岩浆岩；岩石经过风化作用、侵蚀、搬运、堆积和固结成岩作用形成沉积岩；岩石经变质作用形成变质岩；各类岩石经重熔再生变成新的岩浆的过程。

走出误区

三类岩石之间可以直接相互转化

岩浆岩可以直接转化成沉积岩或变质岩，沉积岩和变质岩可以直接相互转化，但沉积岩和变质岩都不能转化为岩浆岩，必须先转化成岩浆后再生成岩浆岩。

方法与技巧

如何理解三大类岩石与岩浆的相互转化关系

地球内部的岩浆，经过冷却凝固形成岩浆岩。岩浆岩又称火成岩，可分为侵入岩和喷出岩，前者如花岗岩，后者如玄武岩；岩浆岩受流水、风、冰川、海浪等的侵蚀、搬运、堆积作用，形成沉积岩，如化学沉积物或生物遗体堆积而成如石灰岩。已生成的岩石，在一定温度和压力等作用下发生变质，形成变质岩，如石灰岩变质形成大理岩。各类岩石在地壳深处或地壳以下发生重熔再生作用，又成为新的岩浆。

5．岩石圈物质循环的意义：①地壳物质在其自身不断循环和转化的同时，与地球内部和地球外部不断地进行着物质交换和能量转化；②地表物质循环对地球表面的自然地理环境具有重大而深远的影响；③地表岩石的形成、地貌变化、土壤层的发育，都与此密切相关。

活动提示

P30 1. 如图

2. 岩石圈为人类的生产、生活提供活动场所；岩石圈表层的土壤是进行农业生产活动的基本要素；建筑、修路所用的石料来自于岩石圈、烧制水泥、石灰的石料也来自岩石圈。

多姿多彩的岩石圈还形成了多种旅游资源。

知识点三

内、外力作用与地表形态变化

1．内力作用与外力作用

分类

能量来源

内力地球本身，主要是放作用

射性元素衰变产生热能

外力地球外部太阳辐射作用

能和重力能

表现形式

地壳运动、岩浆活动、变质作用、地震

风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩

相互关系

内力作用形成高山盆地，外力作用把高山削低、凹地填平，两者同时进行，一般内力作用起主导作用

走出误区

内力作用在地表形态的变化中一直起主导作用

内力作用和外力作用，除了对比它们的区别外，更重要的是要认识它们之间的联系，因为地表形态是内外力共同作用的结果。虽说内力作用对地壳的发展变化起着主导作用，但不可忽视的是在一定的时间和地点往往是某一种作用占优势。比如，我国的华北平原是典型的冲积平原，其形成原因充分说明了内外力的互相作用：内力作用使地壳不断下降，而外力作用（泥沙的堆积），对地壳的下降起补偿作用。又比如，黄土高原的形成，是外力作用的风沙堆积占优势。

2．内力作用的足迹

①地质构造的概念：地壳运动引起的岩层永久性的变形、变位，称为地质构造。

拓展探究：地质构造和地貌类型

地貌是各种各样的地表形态，如平原、高原、盆地、山地等。地貌是内外力共同作用形成的。地质构造是地壳运动的足迹，地质构造形成的地貌为构造地貌。

②地质构造的基本构造类型：褶皱和断层

（1）褶皱

岩层的一系列弯曲变形，叫褶皱，常形成巨大的山系，如喜马拉雅山系、阿

尔卑斯山系。褶皱的基本形态是褶曲，褶曲分背斜和向斜两种构造。

（2）岩体发生破裂，并且断裂面两侧岩块有明显的错动、位移，叫断层。

方法与技巧

褶皱和断层的比较

形式

褶皱

背斜

向斜

断层

从岩石形态上看

向上拱起

向下弯曲

断裂面两侧的岩体发生明显的错动、位移

地貌成因

背斜岩石向上拱起往往形成山岭；但背斜顶部受到张力，被侵蚀成为谷地

向斜岩石向下弯曲往往形成谷地；向斜槽部受挤压，物质不易被侵蚀，反而成山岭

大断层形成裂谷，如东非大裂谷或陡崖；断层一侧上升的岩体，形成块状山地或高地，如庐山、泰山、华山；相对下沉的岩体形成谷地或低地，如渭河平原、汾河谷地；断层构造地带，易受侵蚀作用，常会发育成沟谷、河流

原因或依据

岩层封闭，常有“储油构造”，易于储油、储气

天然拱形，结构稳定，不易储水，易开采

裂隙发育，岩石破碎

③主要地质构造的实践意义及其分析

构造名称

背斜

实践意义

石油、天然气埋藏区

隧洞的良好选址

顶部地带适宜建采石场

向斜

断层

地下水储藏区，常有“自流井”

底部低凹，易汇集水，承受静水压力

分布

泉水、湖泊分布地；河谷发育

岩隙水易沿着断层线出露；岩石破碎，易被侵蚀为洼地，利于地表水汇集

铁路、公路、桥梁、水库等要回避的地方

岩层不稳定，容易诱发断层活动，破坏工程；水库水易渗漏

走出误区

①如果岩层内部结构没变外部缺失，原始地貌形态应是背斜向上拱起成山、向斜向下凹陷成谷，变化了的形态是背斜容易成谷、向斜容易成山。其根本原因是受力不同，受外力侵蚀作用不同造成的；

如果岩层内部结构发生了改变，那就形成新的地质构造。

②断层和断裂的区别是：形成断层，岩石必定断裂，但岩石发生断裂，未必一定断层，关键在于是否沿断裂面有明显的位移。

知识点三

外力作用的表现

1．外力作用的形式

①风化作用：岩石在温度变化、水、大气和生物作用的影响下发生的破坏作用。作用所产生的风化物残留在地表，形成风化壳，为侵蚀作用提供条件。

②侵蚀作用：风力、流水、冰川、海洋等，对地表岩石及其风化物的破坏作用。

搬运作用：风化、侵蚀的产物，被风、流水、冰川、海浪等转移，离开原来的位置。

③沉积作用：岩石风化和侵蚀后的产物，在外力搬运途中，随着风速、流速降低，冰川融化等，被搬运的物质逐渐沉积下来。

④固结成岩作用：沉积物经过物理的、化学的以及生物化学的变化和发展，变成坚硬的岩石。

2．流水作用与风力作用

外力

流水作用

侵蚀地貌

成因

地貌

沟谷加宽加深、坡面破碎，形成瀑布、峡谷

吹蚀、磨蚀

堆积地貌

流水冲刷、切割

成因

地貌

泥沙沉积作用

山麓冲积扇、河口三角洲、冲积平原

风沙沉积

沙丘、沙垄、沙漠外缘黄土沉积

风力作用

成因

地貌

成因

风蚀沟谷、风蚀地貌

洼地、裸岩荒漠、戈壁

方法与技巧

堆积地貌：流水堆积地貌有山麓冲积扇、河口三角洲、冲积平原，它们分布的位置是山口、河口、河边。沙丘、沙垄、沙漠外缘黄土沉积是风力堆积地貌，形成之后也可能受其他外力作用影响。如黄土高原是风力堆积地貌，其千沟万壑的地表却是又受流水侵蚀的结果。

P33 图2—1—18

风积作用形成的沙丘（右）

风在搬运沙尘的过程中，当风力减小或气流受阻时，风沙就会沉积，形成沙丘。沙丘是沙漠地区基本的地表形态，其迎风坡凸而缓，背风坡凹而陡，多呈新月形。

知识点四

人类活动对地表形态的影响

一般从两个角度评价人类活动对地表形态的影响：一是人类活动对地表形态的合理改变，如平整土地、修筑梯田、挖河修渠、修建水库、植树造林。二是人类活动对地表形态的不合理改变，如乱砍滥伐、毁林开荒。评价的标准是看这种改变是否使自然环境向有利于人类生存的方向发展。

综合拓展探究

矿产资源的形成

在人类的文明和进化中，岩石起到了非常重要的作用。早在石器时代，我们的祖先为了生存，就已经开始利用比较坚硬的岩石制作成各种简单的劳动工具，用来打猎、切削食物。考古发现，早在五十万年前，原始人类遗留下来的各种石器就达几万件。恩格斯曾经说过：人能够用他的手把第一块岩石做成石刀，就完成了从猿到人转变的决定性一步。随着人类的进步和采矿业的不断发展，开始对岩石有了记载。我国公元前约在战国初期，就有论述岩石和矿物的著作《山海经》，可以说这是世界上最早记载岩石的书籍之一。

目前发现的很多历史上保留至今的名胜古迹，都是岩石的建筑物。比如举世闻名的万里长城据说是用来自全国各地的石块建立起来的；我国甘肃的敦煌石窟、洛阳的龙门石窟记载了古代劳动人民的聪明才智和高超的艺术水平；西安的碑林、洛阳新安的“千唐志斋”，这些刻在石头上的书画为研究中国的文字和历史提供了宝贵的资料。北京是著名的古都，具有极为丰富的文物资源，石碑、石庙、石兽等石质文物随处可见，构成北京独特的大都市风貌。大量事实足以说明，人类文化的发展和岩石是分不开的。

矿产资源是国民经济发展的物质基础，在岩石中蕴藏着大量矿产，很多岩石和矿产有密不可分的伴生关系。比如，煤、油页岩产在植物化石丰富的沉积岩层中；铁、锰、铝、磷和盐类等矿产也产在沉积岩中。在岩浆岩中的矿产也很丰富，比如铬铁矿、镍矿产在基性、超基性岩石中；很多有色金属和稀土元素矿床产在花岗岩中；此外，原生金刚石只产在金伯利岩中。我国老变质岩地层中，金、银等贵金属比较多，是因为变质作用使它们富集成矿的结果。变质作用也能形成矿床，如炭质页岩或煤经过变质可以成为石墨矿；高铝黏土经变质可以变成刚玉矿。除了以上情况之外，有些岩石本身就是矿产，比如菱镁矿，主要由碳酸镁组成；石灰岩主要由方解石组成；白云岩由白云石组成。人们利用岩石的化学组成和物理性质，经过加工可以将它们用于建筑、装饰、化工、冶金等诸多方面。比如石灰岩可以制造水泥和

塑料；白云石可以用来制造耐火材料；珍珠岩用来做绝热和保温材料；玄武岩可以用来烧铸石灰；黏土可以用来做陶瓷。砂石可以铺路；煤可以做燃料。火山岩沸石可以作为天然分子筛等等。花岗岩、大理岩因为外观华丽和坚硬耐磨，被人们广泛用做建筑装饰石材。

岩石还造就了许多秀丽的自然景观，成为国内外享有盛名的风景游览区。如桂林有“山水甲天下”之称，那是石灰岩地区长期风化侵蚀造成的；昆明的石林，成因也是如此；在火山岩发育的地区也有很多风景区，如长白山的天池、牡丹江的镜泊湖，早已成为人们避暑和旅游的好去处。我们可以毫不夸张地说，岩石几乎涉及了人类生活的各个领域。

典型例题剖析

【例1】

读图，回答下列问题。

（1）字母E代表

，从B→E要经过

作用。

（2）由外力作用形成的岩石有

（字母），按成因称

岩。

（3）C代表

岩，常见的岩石有

。

（4）D代表

岩，与C不同的是，它形成了许多

。

（5）该图反映了地壳物质从

到形成各种

，又到新的产生，构成了

。

【精析】

来自地幔的岩浆是一种黏稠的高温熔融物质，含有大量挥发性气体。岩浆在巨大的压力作用下，沿着地壳薄弱地带侵入地壳上部或喷出地表，并随着温度、压力的变化，冷却凝固而形成侵入型岩浆岩和喷出型岩浆岩（岩浆的性质不同，富含有气体的岩浆爆发力强，以喷出为主）。

裸露在地表的各种岩石（三大岩类均有可能），在风吹、日晒、雨淋以及生物的作用下，逐步成为砾石、沙子和泥土。这种碎屑物质被风、流水等搬运后沉积起来，经过压紧固结作用而形成的岩石叫做沉积岩。地壳中已经生成的岩石，在岩浆活动、地壳运动产生的高温高压条件下，使得原来岩石的成份、性质发生变化，由此形成的岩石称为变质岩。从岩浆到形成各种岩石，又到新岩浆的产生，这个变化过程就是地壳物质的循环过程。

在固体地表，各种岩石组成了地壳。它们也是构成地貌、形成土壤的物质基础和地球上生命赖以生存的必要条件。对于人类来说，岩石的重要性还在于它可提供各种矿产资源、化学元素。

【解答】

（1）岩浆高温熔化（2）A沉积（3）侵入花岗岩（4）喷出气孔（5）岩浆岩石岩浆地壳物质循环

【例2】

读“某地地质构造图”，回答下列问题。

（1）岩层发生弯曲变形而形成的地质构造称为

，产生原因主要是

。

（2）从岩层的形态看，A是

，B是

。

（3）从地貌特点看，A处形成

，B处形成

，图中地貌特点与该地质构造基本形态，通常形成的地貌类型不一致的原因是

。

（4）图中C处的地质构造类型是

，判断的依据是

。

【精析】

该图反映了地质构造的两种类型——褶皱和断层。褶皱有两种基本形态——背斜和向斜。背斜岩层一般向上拱起，向斜岩层一般向下弯曲。因此在正常情况下，背斜地貌为山岭，向斜地貌为谷地或盆地。但是由于背斜和向斜受力不同以及外力差异性侵蚀，常导致地形倒置：背斜顶部因受张力，容易被侵蚀成谷地；而向斜槽部受到挤压，岩性坚硬不易被侵蚀，反而成为山岭。C处出现断层，反映了岩层受地壳运动产生的强大压力或张力，超过了岩石所能承受的程度，岩体发生破裂，并且沿断裂面两侧岩块有明显的错动、位移，形成断层。与褶皱不同的是，断层的岩层失去了连续完整性。另外，要根据岩层错动的情况，正确判断岩块是上升还是下沉。

【解答】

（１）褶皱岩层受到地壳运动产生的强大挤压作用（２）背斜向斜（３）谷地山岭由于背斜和向斜受力不同，以及外力差异性侵蚀，导致地形倒置（４）断层岩层的不连续分布

【例3】

读图，回答下列问题。

（1）判断地貌类型：A

；B

。它们共同的形成原因是

。

（2）A形成于

地带，是由于

。

（3）B形成于

，我国著名的有

、

等。

（4）比较两地的地貌特征：A

；B

。

【精析】

示意图反映了：冲积扇和三角洲，都是流水搬运过程中，由于流速降低，携带的物质沉积下来而形成。但由于所在地区的地形不同，冲积扇和三角洲的特点有明显差异。冲积扇形成于山麓地带。山区河流流出山口，落差相对较大，有大量碎石和泥沙在山前堆积，众多的冲积扇连在一起就形成冲积扇平原。一般该地形地势较高，略倾斜，可自流灌溉。三角洲形成于河流的河口地区，由泥沙淤积而成，地势低平，土壤肥沃，是发达的农业区。但有的河口如亚马孙河口、刚果河河口等并没有形成三角洲。

【解答】

（１）冲积扇三角洲流水搬运过程中，由于流速降低，携带的物质沉积下来而形成（２）山麓山区河流流出山口，大量碎石和泥沙在山前堆积（３）河流河口长江三角洲珠江三角洲（４）地势相对较高略倾斜地势低平

【例4】读某地地质剖面示意图，回答下列问题。

（1）图中甲、乙两处岩层发生弯曲变形的原因是；丙处物质主要是由于作用而形成的。

（2）写出图中各点的地质构造类型：

甲

，乙

，丁

。

（3）如果在该地区进行钻井，有可能在地找到石油、天然气，在地找到地下水。

（4）丁地有一条东西向的河流，该地区计划在此处修建一座水库，你认为合适吗？简述你的理由。

【精析】

岩层受到地壳运动产生的强大挤压力后，发生弯曲变形。岩层向上拱起的是背斜，向下弯曲的是向斜。地壳运动产生的强大压力或张力，使岩层发生断裂，并沿断裂面发生明显的错动、位移的构造是断层。内力作用形成高山盆地，外力作用把高山削低、凹地填平。

【解答】

（1）地壳运动产生的水平挤压力沉积（或外力）（2）背斜

向斜

断层

（3）甲乙（4）不合适。因为丁处位于断层附近，修建水库易漏水，地层不稳定，易滑坡，工程难度大。

学习总结

成山、成谷、储油构造

背斜

褶皱

成谷、成山、储水构造

向斜

岩浆活动

地

变质内上升岩块

断块山或高地

质构地壳运动

力

断层

下降岩块

谷地或低地

岩

造

作

沉

积

岩

岩

浆

岩

用

岩石

岩石圈

外力作用

变质作用

断层带

流水作用

风力作用

侵蚀地貌

沟谷或河流

沟谷、峡谷、瀑布

风化作用

侵蚀作用

搬运作用

堆积作用

固结成岩

堆积地貌

冲积扇、冲积平原、三角洲

侵蚀地貌

堆积地貌

风蚀洼地、风蚀蘑菇

沙丘、沙垄