第4章 岩石圈与土壤圈

石灰岩地区喀斯特地貌
桂林芦笛岩
重碳酸钙淀积作用形成的喀斯特地貌
岩溶侵蚀作用形成的喀斯特地貌
石灰岩地区喀斯特地貌
层 状 喀 斯 特 溶 洞 和 天 坑
重碳酸钙淀积作用形成的喀斯特地貌
石灰岩地区喀斯特地貌
石灰岩地区喀斯特地貌
桂林芦笛岩
石灰岩地区喀斯特地貌
桂林叠彩山
3.其他侵蚀作用
★风力侵蚀
3.沉积岩Leabharlann Baidu
砾 、 砂 、 页 、 灰
砂岩
石灰岩
4.变质岩
★ 定义： 地壳中原有的岩石受构造运动、岩浆活动或地 壳内热流变化等内营力影响，使其矿物成分、结构 构造发生不同程度的变化而形成的岩石。 对火成岩的作用（高压使矿物定向排列） 对沉积岩的作用（使矿物重结晶）
4.变质岩
这块岩石有沉积层理吗？
岩石圈的厚度因地而异。一般而言，大陆地壳的岩 石圈厚度大于海洋地壳的岩石圈厚度，但是其具体深度 存在争议。
2.岩石圈的运动变化和物质循环
①内力地质作用：地壳运动——增大地形起伏 造山运动、造陆运动、陆块分裂等等
内力地质作用的产物
地壳抬升形成山地、高原
地壳陷落形成海峡、盆地等
火山喷发形成山地、岛屿 地震形成断裂、地层位移 形成多种矿产
地球与空间
第四章 岩石圈与土壤圈
曹奇刚
地球与空间科学知识领域的主题和核心概念
领域 主题 核心概念
太阳系只是宇宙中很小很小的部分， 太阳系中的星球按一定的规律运动， 地球与太 地球是太阳系中的一颗行星。 阳系 地球自转并围绕太阳运动，因此形 成了昼夜和季节。 地球与 空间科 地球以及围绕地球形成的独特圈层 学 构造，包括大气圈、生物圈、水圈 自然环境 和岩石圈，提供了人口和其他生物 保护 物赖以生存的自然环境（生存空 间）。 人类活动必须注意保护自然环境。
见 讲义P179图4-11、图4-12
见讲义P180图4-13、图4-14
海底扩张部位 （大洋中脊或中央裂谷带） 的岩浆活动和火山喷发现象。
了解海底扩张的动力来源
3.板块构造学说 是在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上提出 的。根据这一新学说，地球表面覆盖着不变形且坚固 的板块(地壳)，这些板块确实在以每年1厘米到10厘 米的速度在移动。 4.板块间相互作用的三种类型 由于地球表面积是有限的，地球板块分类为三种 状态：其一为彼此远离的分离型板块边界；其二为彼 此接近的汇聚型板块边界；其三为彼此平错的转换型 板块边界。板块本身是不会变形的，地球表面活动便 都在这三种状态下集中发生。
⑶海底火山在形成，并随海底扩张而移动。
4.地震视频（日本地震灾难现场全纪录）
人类无法抗力的自然力量
2009年8月5日，台风莫拉克，降水3000mm
台湾高雄县小林村遭遇泥石流毁村
进入西藏为何舍近求远：川藏公路塌方、滑坡 2008年5月，纳吉斯台风席卷缅甸14万人死亡。 还有2008年5月12日，汶川的8级地震。 日本地震后海啸全程直击视频
板块构造理论指出，地球上板块挤压碰撞区域是 最不稳定的地区。那里有频繁的地震活动和火山爆发 现象。
地震活跃区的地壳运动规律应该成为公民必须了 解的地理知识。不仅国家建设、国防安全等方面需 要考虑这些问题；国民未来的基本生活和投资行为等 也要参考这些因素。
1.大陆漂移
2.海底扩张
由于海底扩张，洋壳在与陆壳碰撞挤压时，将产 生俯冲现象。这时，不仅会发生地震，而且低熔点的 洋壳岩石将迅速熔化成为岩浆，并且沿地壳裂隙等薄 弱地带喷出地表，形成火山。
药用矿物：朱砂、白垩土
电子工业材料：硅、稀土等等
3.我国矿产资源及其开发利用的特点
我国地质条件复杂，矿产资源丰富，具有探明储量的矿 产153种，矿产地 2.3万多处，矿产开发总规模居世界第3位。
⑴矿种比较齐全、矿产储量相当可观。但总量大、人均资 源少，未来的矿产资源形势十分严峻。
⑵石油、天然气、铜、钾盐、煤、铁等6种支柱性矿产的 探明储量不足，或是地质工作程度不够，进入21世纪，45种 主要矿产中约有1／4不能满足需要。 ⑶矿产地区分布不均匀
分解概念
举例
学习内容目标 知道地壳主要是由三大类岩石构 成的 了解三大类岩石的成因和形成过 程是不同的
19.5 地壳主要由三大类 岩浆岩、沉积岩、变 岩石构成 质岩 19.6 地壳中不同类型岩 加热、冷却 石的形成经历了不同的 沉积 过程 变质
19.7 不同的岩石有不同 颜色、纹理、矿物的硬 的特征和特性 度、成分、磁性
造岩矿物：石英、长石、 由花岗岩变质而成。造岩矿 熔融 风化搬运沉积 变质作用 角闪石、黑云母。结晶状 物的晶体有方向性且与岩层 由石灰岩变质而成，黑色、 况好，晶体无方向性 由方解石 CaCO3矿物组成， 压力方向垂直，称片麻理。 矿物结晶细且好。滴稀盐 青灰色、颗粒极细难以分辨。 酸后会起泡。纯白色的称 滴稀盐酸后会起泡。 花岗岩 片麻岩由页岩变质而成，颜色多 为汉白玉。 由细粒粘土物质组成，有 灰、黑、红、棕、黄等颜 样，有压力变质形成的片 石灰岩 大理岩理。敲击后有砰声 色。层理明显，较软。
2.侵蚀作用及流水侵蚀 ★坡面流水侵蚀
地形破碎、沟壑纵横
黄土高原上的坡面流水侵蚀作用
★河流流水侵蚀——机械侵蚀
河 流 下 切 科 罗 拉 多 大 峡 谷
-
坡面侵蚀（面状侵蚀）
线状侵蚀
细沟-浅沟-切沟-冲沟-坳沟
见讲义P191
★流水化学侵蚀
石灰岩地区喀斯特地貌
天生桥
石灰岩地区喀斯特地貌
石灰岩地区喀斯特地貌
Fla sh 声 频
大陆与大陆板块碰撞常形成巨大褶皱山脉。
二、岩石圈整体运动变化的其他表现
1.褶皱构造
2.断裂构造
3.火山和岩浆活动
前面三个视频片段分别展示陆地与海底火山
⑴陆地上的火山表面覆盖着火山灰、火山熔岩。
火山还会形成沸泉。 ⑵看看令人恐怖的火山岩浆的奔突，再了解一下海 底的熔岩通道。
3.“岩石圈”与“地壳”两词的使用
①岩石圈范围大 岩石圈包含地壳和部分上地幔
②地壳范围小
陆壳——厚，双层结构
洋壳——薄，单层结构
硅铝层 硅镁层 分别形成花岗岩和橄榄岩（喷出的玄武岩）
二、矿物和岩石 1.矿物——指由地质作用所形成的天然单质或化合物。 它们具有相对固定的化学组成，在一定的物理化学条 件范围内稳定，是组成岩石和矿石的基本单元。 红宝石：主要化学成分氧 化铝(Al2O3)，其红色来自 铬(Cr)。
日本海啸惊魂一刻
道路阻塞
三、地表形态的变化
地层受到内力地质作用的影响，再次变形—— 形成各种褶皱
褶皱被侵蚀破坏后，形成单斜岩层
角度大的，成为直立岩层
嵩山书册崖
角度大的直立岩层
1.风化作用
黄山花岗岩的球状风化
花岗岩地貌 黄山梦笔生花
黄山玉屏楼
黄山花岗岩的球状风化
不同岩层岩石的抗风化能力不 同，上部形成厚厚的风化壳。 表层有薄层土壤。
③岩石圈物质循环：
大趋势是外力夷平作用——削高填低
局部也可以是河流下切：使地形破碎加大高差
外力地质作用过程
风化（物理风化、化学风化）作用 冻融交替、热胀冷缩、化学溶解； 侵蚀（剥蚀、冲刷、切割、削磨） 流水、冰川、风力、波浪作用；
搬运（水力、冰川、风力）作用；
堆积（沉积）作用；
固结成岩（压紧、脱水、胶结、重结晶）作用。
知道岩石破碎后可以形成碎石， 为土壤的形成提供了条件[参见 19.8]
比较黏土、沙和腐殖质的特征； 调查本地区土壤的成分，了解它 对植物生长的影响
第一节
一、岩石圈总观 1.岩石圈的概念
岩石圈
岩石圈是地球的表层，薄而坚硬。岩石圈在上地幔 软流圈之上，包含地壳和部分上地幔，地壳浮在地幔之 上，由莫氏不连续面作为分界。根据板块构造学说，岩 石圈并非整体一块，而是由许多板块组成。
★冰川沉积
★波浪沉积
第三节 土壤圈
一、土壤和土壤圈综述
1、土壤和土壤圈的基本概念
⑴土壤——地球陆地表层具有肥力，能够生长植物的疏松层。
⑵土壤肥力——土壤所具有的能够连续、稳定地供应和协调植物 生长需要的水、肥、气、热等因素的能力。
⑶岩石风化壳物质是成土母质
土壤形成需要地质大循环和生物小循环的双重作用 地质大循环指物理和化学风化，矿物元素迁移等等过程 生物小循环指生物生长、死亡残体的生成、积累和转化的过程 有机质的矿质化和腐殖化都属于生物小循环。
②外力地质作用：
大趋势是外力夷平作用——削高填低
局部也可以是河流下切：使地形破碎加大高差
外力地质作用过程
风化（物理风化、化学风化）作用 冻融交替、热胀冷缩、化学溶解； 侵蚀（剥蚀、冲刷、切割、削磨） 流水、冰川、风力、波浪作用；
搬运（水力、冰川、风力）作用；
堆积（沉积）作用；
固结成岩（压紧、脱水、胶结、重结晶）作用。
⑷大宗矿产质量不高
⑸单一矿少，伴生矿多 ⑹能源资源煤多油气少，构成不合理
四、地层、化石和地质年代 1.重建古地质事件 时间序列的方法 化石
生物进化
地层的相 2.地质年代表和地 壳演变
请判断以上地层的地质年代
第二节 岩石圈的运动和变化
一、板块运动和板块构造学说 了解大陆漂移、海底扩张与板块构造
19．地球是太阳系中一颗很有特色的行星
分解概念 举例 学习内容目标
知道月球围绕地球转动 参见[18.1， 18.5] 知道包围着地球的大气圈是地球 具有生命的必要条件，这也是我 们判断其他星球上有否或曾经存 在过生物的依据[参见3.1、11.3] 描述水循环的主要过程，说明水 循环对天气变化的影响。 [参见2.8、2.9] 知道地球外壳是一层固体硬壳， 知道地壳的运动是地震、火山爆 发的成因；了解我国地震带的分 布，了解抗震防灾的基本常识 19.1 地球是太阳系中的 太阳系有八颗行星，人 一颗行星，月球是地球 类只有一个地球 的卫星 19.2 地球由一层适宜生 包围着地球的大气圈包 物生存的大气圈包围着 含着氮气、氧气、二氧 化碳、水蒸气和微粒等 19.3 地球上约 70％的 江、河、湖、海、洋 表面被液态水覆盖，水 的循环影响地球上的天 气变化 19.4 地球是一个球体， 地球和火星的外壳是固 地球的外壳是一层固体 体，而木星的外层是气 的硬壳，称为地壳。地 体 壳至今还在缓慢地运动；喜马拉雅山在缓慢升高 在缓慢运动的地壳中， 、红海在缓慢扩张 能量积累到一定程度时， 会发生地震、火山爆发
矿物具有颜色、条痕、 硬度、光泽、透明度和 晶体形状等等鉴定特征
瓷土钾纳长石 六棱柱状晶体石英
白云母
普通角闪石
透辉石
橄榄石
2.岩浆岩
⑴定义：是由岩浆凝结形成的岩石。岩浆是在地壳深 处或上地幔产生的高温炽热、粘稠、含有挥发分的硅 酸盐熔融体。也称火成岩，约占地壳总体积的65% 。 ⑵分类：根据岩浆岩中的二氧化硅SiO2 含量分为四种 酸、中、基、超基。 见讲义P166图4-3 ⑶花岗岩是地球上分布最广的侵入岩
页岩
板岩、片岩
岩浆岩、沉积岩、变质岩三类岩石， 哪种最多？哪一种分布最广？
三、矿产资源
1.矿产资源的概念： 由地质作用形成的，在当前和可预 见将来的技术条件下，具有开发利用价值的、呈固态、液态和 气态的自然矿物。 品位：矿石中有用元素或有用矿物含量的百分率。 2.矿产资源的分类 按矿物属性分类—— 金属矿物：黑金属、有色金属、贵重金属 非金属矿物：石盐、石墨、石膏、硫磺 能源矿物：煤炭、石油、天然气 按用途分类——建筑材料：石灰石 金属材料：铁、铝、铜、铅、锌
★冰川侵蚀
★波浪侵蚀
野柳地质公园的女王头像
野柳地质公园的海水冲刷剥蚀作用
4.搬运作用
★流水搬运——P197
★风力搬运——P198 ★冰川和波浪搬运——P198
西北沙漠中的风力搬运作用
敦 煌 月 牙 泉 鸣 沙 山
·
黄河 水土流失、泥沙俱下
5.沉积作用
★流水沉积
尼罗河三角洲
★风力沉积
花岗岩
玄武岩
橄榄岩
3.沉积岩
★ 沉积岩的形成过程： 风化（物理风化、化学风化）作用
冻融交替、热胀冷缩、化学溶解；
侵蚀（剥蚀、冲刷、切割、削磨） 流水、冰川、风力、波浪作用； 搬运（水力、冰川、风力）作用； 堆积（沉积）作用； 固结成岩（压紧、脱水、胶结、重结晶）作用。 ★沉积岩的成分和分类：碎屑岩、化学岩石
19.8 岩石可以用不同的 物理风化、水溶解、化 方法破碎 学侵蚀、机械、爆炸
认识常见的岩石，比较不同岩石 的主要特征和特性 [参见19.5]
了解岩石可以通过自然的和人为 的方法破碎[参见19.6]
19.9 岩石破碎以后形成 砂、小鹅卵石、土壤 了碎石和土壤
19.10不同土质的土壤 砂质土、壤土、黏质土 含有不同比例的黏土、 沙和腐殖质