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一、“岩石与地貌”篇知识体系分析  

本篇包括:板块运动、岩石与矿物、地貌三个部分,是在初中地理和高中地理第一篇“宇宙与地球”的基础上展开。板块运动、岩石与矿物、各种地貌的形成,都与地球的宇宙环境及地球的运动有密切的联系。同时,岩石与地貌所构成的陆地环境是大气运动、水体循环的重要载体,由于岩石圈、大气圈、水圈及生物圈之间进行着物质循环和能量交换,使地理环境各要素之间产生相互联系、相互影响和相互制约,体现了地理环境的整体性和地域差异性。人类的经济活动离不开陆地环境,岩石与地貌为人类提供了各种矿产资源和经济活动的场所;人类的活动又对陆地环境产生越来越深刻的影响。因此,本篇的教学又是以后自然环境、自然资源和人类的经济活动等各篇教学的重要基础。

1.板块运动属于内力作用中地壳运动的一种,诠释了地球上主要地震、火山分布和高大褶皱山系的基本动力。本专题将在后面作单独讲述。

2.专题6岩石与矿物

专题6由“岩石”和“矿物”两个知识点组成。

“岩石”知识点包括岩石的概念、三大类岩石的形成和性状特点、三大类岩石的形成原理及其与地貌的关系三个部分。首先,要了解岩石的分类,即岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。其次,要了解每一类岩石是怎样形成的。第三,理解三大类岩石——岩浆岩、沉积岩、变质岩之间,及其与岩浆之间的相互转化。第四,从“过程”来看,需要把握转化的起点、终点,以及先后顺序。其中,三大类岩石的形成和性状特点是重点;三大类岩石的形成原理及其与地貌的关系是难点。

 

从三大类岩石的各自形成看

岩浆岩的形成是由

沉积岩的形成是由

变质岩的形成是由

三大类岩石之间还能相互转化,要把握以下两个方面:

(1)从岩浆岩浆岩沉积岩变质岩再回到岩浆,循环往复;

(2)三大类岩石都可在地壳运动作用下,重熔、再生成为新的岩浆,但只有岩浆可以转化为岩浆岩,其他两类岩石都不可能转化为岩浆岩;而沉积岩和变质岩则都可以由另两类岩石转化而成。

为了便于学生理解三大类岩石的形成,有必要补充“地壳内部物质循环示意图”,同时能绘简单的示意图说明地壳物质的循环过程。这样的示意图不仅要绘出三大类岩石及岩浆,还应反映它们之间的转化过程,如岩浆上涌侵入地下或喷出地表转化成岩浆岩,岩石在外力作用下转化成沉积岩,岩浆岩和沉积岩在压力和热力作用下转化为变质岩,各类岩石在地下深处重熔为岩浆等。

组成岩石圈的岩浆岩、沉积岩和变质岩都是一定地质环境和条件下各种地质作用的产物,而地质环境和条件又随着地质作用的进行而发生变化。一旦改变了其所处的环境,岩石也将随着被改造,转化为其他类型的岩石。

各种类型的岩石形成于距地表不同的深度,如喷出岩形成于地表,沉积岩形成于地表至地表以下的风化带至胶结带,火山岩和侵入岩形成于地表以下的不同深度,变质岩由于变质类型的差异形成于不同的深度。这些岩石出露地表后,在大气圈、水圈、生物圈的共同作用下被风化、剥蚀,其产物经过搬运、沉积和固结成岩后形成沉积岩。位于地下深处的沉积岩和岩浆岩,在温度和压力不太高的情况下,可以在基本保持固态的状态下发生变质,形成变质岩。若温度高于变质作用的上限(700℃~850℃),岩石将逐渐熔融,形成岩浆。岩浆在上升过程中,温度降低,成分复杂化,或停留在地下冷凝形成侵入岩,或喷出地表形成喷出岩。在地下形成的岩石,由于构造运动,地壳抬升,风化、剥蚀作用加剧,上覆岩石遭剥蚀后,又成为出露于地表的岩石。

引起岩石发生演化的能量来源包括太阳辐射能、放射性元素衰变产生的热能以及地球的重力能。太阳辐射能是大气圈、生物圈、水圈运动和变异的主要影响因素,它控制了外力作用的进行。由地球内能引起的构造运动和岩浆活动,尤其是构造运动,是岩石循环演化的“启动器”,对其他内力、外力作用都有重要影响。如果没有构造运动,地球表面在准平原化以后,外力地质作用逐渐减弱直至停止;在地下形成的岩浆岩、沉积岩和变质岩就不能上升到地表遭受风化、剥蚀,形成沉积岩。如果没有构造运动,地表就难以形成强烈的隆起和凹陷,就没有快速的剥蚀和堆积;沉积岩和岩浆岩也不能“沉”至地下遭受变质,形成变质岩。此外,构造运动也有助于岩浆的形成和运移,形成岩浆岩和变质岩。

三大类岩石的性状特点比较

 

岩浆岩

沉积岩

变质岩

主要矿物成分

全部从岩浆岩中析出的原生矿物,成分复杂,但较稳定。浅色的矿物有石英、长石、白云母等;深色矿物有黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等

以在地表条件下形成的次生矿物占主要地位,成分较为单一,一般不固定。常见的有石英、长石、白云母、方解石、白云石、高岭土等

除具有变质前原来岩石的矿物,如石英、长石、云母、角闪石、方解石、白云石、高岭石等外,还有经变质作用产生的矿物,如石榴子石、滑石、绿泥石、蛇纹石等

结构

以结晶粒状、斑状结构为特征

以碎屑、泥质及生物碎屑为特征,部分为成分单一的结晶结构,但肉眼不易分辨

以变晶结构等为特征

构造

具斑状、流纹状、气孔状、杏仁状构造

具层理构造

具片理构造

成因

直接由高温熔融的岩浆形成

主要由先成岩石的风化产物经压密、胶结、重结晶等成岩作用形成

由先成的岩浆岩、沉积岩和变质岩经变质作用形成

关于矿物知识点,需讲清两个方面:

(一)化学元素、矿物和岩石之间的关系

(二)常见矿物的特点

1.矿物的形态

一定的矿物具有一定的化学成分和内部结构,有独特的晶体形态,可以根据矿物特有的晶体形态来识别矿物。具有晶体结构的矿物在条件允许时往往能生成具有一定形态的单晶体。有的沿一个方向生长,成为柱状、棒状等;有的沿两个方向生长,成为板状、片状等;有的是三向等长,成为立方体、菱面体等。

2.矿物的颜色

矿物本身固有的颜色叫自色,是矿物中含有的色素离子引起的,通常利用标准色谱(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等)与实物对比的方法来描述矿物颜色的。如:紫色—紫水晶,铅灰色—方铅矿,绿色—孔雀石,铁黑色—磁铁矿,赤铜色—自然铜,红色—辰砂,黄铜色—黄铜矿,褐色—褐铁矿,金黄色—金。

矿物中如含有杂质,便会呈现与自色不同的另一种颜色,叫做他色。矿物表面产生了氧化膜,就会出现与自色不同的假色,如斑铜矿表面的锖色,方解石解理面上的晕色;但最有鉴定意义的是自色。

3.矿物的条痕

条痕是指矿物粉末的颜色,一般用矿物在粗白瓷板上刻划,观察留下的粉末颜色。

4.矿物的透明度

矿物透过光的能力称透明度。通常以矿物碎片的边缘能否透见它物,把矿物的透明度分成三个等级,即:透明矿物,如水晶、黄玉;半透明矿物,如辰砂,闪锌矿;不透明矿物,如黄铁矿、磁铁矿等。

5.矿物的光泽

光泽指矿物表面反光的能力,自强至弱,按拟物类比可分四个等级,即:玻璃光泽,金刚光泽、半金属光泽和金属光泽。

6.矿物的解理和断口

矿物在受到外力打击后,沿一定方向有规律地裂成光滑平面的性质叫解理。如打击后只裂成不规则的表面,就叫断口。解理分成五个等级:极完全解理晶体可裂成薄片,解理面光滑平整,如云母等。完全解理晶体可沿解理面裂成小块,解理面不大但也平整光滑,如方解石等。中等解理矿物受打击后既出现解理面,也出现不规则的断口,如长石、角闪石等。不完全解理矿物受打击后,常常出现不规则的断口,很少出现解理面,如磷灰石等。极不完全解理就是无解理,如石英,打击后只出现贝壳状的断口而没有解理。

7.矿物的硬度

矿物抵抗刻划研磨的能力称矿物的硬度。肉眼鉴别矿物时测试矿物硬度是相对硬度,也就是用与摩氏硬度计中的矿物来相互刻划比较以决定矿物硬度。在野外测试只带摩氏硬度计中的前七种标准矿物就够用了。也可用一些其它代用品来测试,如指甲(硬度为2~2.5),铜钥匙(硬度为3),小钢刀(硬度为5~5.5),玻璃(硬度为7)。测试时应选取矿物的新鲜面,因为矿物暴露在自然环境中容易受风化而使硬度降低。

常见矿物主要特征鉴定表

 矿物名称

形状

颜色

条痕

光泽

硬度

解理和断口

石英

六方柱锥状晶体

无或各种颜色

无色

玻璃

7

贝壳状断口

长石

柱状厚板状晶体

白、肉红

无色

玻璃

6

完全解理

云母

片状

白、黑

无色

玻璃

2~3

极完全解理

方解石

菱面体晶体

玻璃

3

完全解理

普通辉石

短柱状

黑(或带微绿)

浅灰绿

玻璃

5~6

中等解理

普通角闪石

长柱状

黑(或带微绿)

浅灰绿

玻璃

5~6

完全解理

黄铁矿

立方体晶体,集合体为致密块状

淡黄铜色

黑带微绿

金属

6~6.5

无解理

黄铜矿

晶体少见,常见致密块状或散粒状

铜黄色

黑带微绿

金属

3~4

无解理

专题7地貌

专题7由“主要的地貌类型”、“等高线地形图”、“地貌与经济建设”3个知识点组成。这3个知识点都是本专题的重点。

1. 主要的地貌类型

地表形态是由内、外力共同作用下形成的。

关于地表形态,通常有两种理解。其一是从宏观形态上理解的地形,如高原、盆地等,是内力和外力综合作用的结果;其二是从微观成因上理解的地貌,如流水地貌、风沙地貌等,主要是由外力作用形成的。全国自然科学名词审定委员会在其公布的《地理学名词》(科学出版社,1989年)中,将地形和地貌合称为地貌(也称地形)。

地表形态的变化,可从三个层面加以说明。第一是全球大地构造,解释全球海陆、高大山系、大裂谷等的分布和变化。一般通过板块构造学说等全球构造理论加以说明。第二是区域大地构造,侧重于内力作用形成的地质构造与地表形态,以解释地表高低不平的原因。一般通过褶皱、断层及其与地表形态的关系加以说明。第三是在大地构造基础上进一步形成的地表形态,以说明地表形态的再变化。一般主要通过流水、风、冰川等外力作用及其形成的地表形态加以说明。

这里重在地表形态变化的原因分析,以使学生从两方面认识地表形态。一方面以运动、变化的观点看待地表形态,即地表形态一直处于不断的运动和变化之中。另一方面以综合的观点看待地表形态,即内力造就了地表形态的骨架,外力对地表形态骨架作再塑造;其所见到的地表形态是内、外力长期共同作用的产物。同时学会分析常见地表形态及其变化的主要原因(内力或外力)。

关于主要地貌类型知识点,由于流水和风力形成的侵蚀地貌和沉积地貌在地球表面最具普遍意义,因此本节重点分析这两类地貌类型的特征及成因。

(1)所谓“地貌”,也就是地球表面的形态。地貌是在地球内力和外力共同作用下发生、发展的。本课所列举的流水、海岸、黄土、风成、喀斯特等地貌类型,大都是在外力作用下形成的。由于流水、海岸、黄土、风成、喀斯特等地貌类型的表现形态太多,因此,教材中选择了一些典型的、常见的例子。如,流水地貌中的峡谷、曲流和三角洲;喀斯特地貌中的石林、溶洞、石钟乳、石柱、石笋;海岸地貌中的海蚀崖、海蚀洞、海蚀柱和海滩;风成地貌中的风蚀洼地、风蚀柱、风蚀蘑菇、风蚀城堡;黄土地貌中的塬、梁、峁。为了方便起见,将某一类型的地貌集中于较为典型的区域进行分析、讲解。例如:流水地貌选择长江;喀斯特地貌选择广西桂林地区和云南路南;海岸地貌以我国大陆海岸为例;风成地貌选择我国西北内陆地区;黄土地貌选择黄土高原。

(2)对于主要地貌类型,不仅要能识别景观图所反映的地貌类型,还应通过读图,概述这些地貌类型的主要特征。同时要能分析这些地貌类型的成因。

如,流水地貌中的峡谷、喀斯特地貌中的石林、溶洞,海岸地貌中的海蚀洞、海蚀柱,黄土地貌中的塬、梁、峁等,都是受侵蚀作用而形成的。而流水地貌中的三角洲、风成地貌中的沙丘,则主要是由于堆积作用而形成的。至于流水地貌中的各种河型,一方面是受侵蚀作用的影响,另一方面又受堆积作用的影响。

2.等高线地形图

等高线地形图是地貌形态的表示方式,故本知识点与地貌关系密切,且为下一知识点的学习打下基础。重点是掌握等高线原理,培养学生对等高线地形图的判读能力。

(1)等高线地形图的判读

数量上的特性。看等高线的数值,读出任一点的海拔,比较两点的海拔可换算温差,以两地的水平距离测算地面实际距离;

形态上的特性。地表呈现各种各样的形态,每一种地貌形态都有一定的外部特征,在等高线图上会以不同的形态表示出来。看等高线的疏密,可知道坡度的陡缓;看等高线的形状,可确定地貌类型。

(2)要掌握等高线的基本知识,这是识别等高线图的关键

同线等高。同一条等高线上的各点等高,并以海平面作为零米;

等高距全图一致。等高距即指两条相邻等高线之间的高度差。如三条等高线的海拔为500米、600米、700米,则等高距为100米。

等高线是一条封闭的曲线。等高线无论怎样迂回曲折,终必环绕成圈,但在一幅图上不一定全部闭合。

两条等高线不能相交。因为一般情况下,同一地点不会有两个高度。但在垂直壁立的峭壁悬崖,等高线可以重合。

等高线疏密反映坡度缓陡。等高线稀疏的地方表示缓坡,密集的地方表示陡坡,间隔相等的地方表示坡度均匀。

等高线与山脊线或山谷线垂直相交。等高线穿过山脊线时,山脊线两侧的等高线略呈平行状。等高线穿过河谷(山谷线)时,向上游弯曲,成反“V”字形;

两对等高线凸侧互相对称时,为山岳的鞍部。

示坡线表示降坡方向。示坡线是与等高线垂直相交的短线,总是指向海拔较低的方向,有时也叫做降坡线。

几条特殊的等高线。0米线表示海平面,也是海岸线;200米线区分平原和丘陵;500米区分丘陵和山地或高原。

(3)熟练判断等高线地形图上的基本地貌类型

(4)学会等高线图的综合判读与应用

确定水库及坝址的位置。水库库区宜选在河谷、山谷地区或选在“口袋形”的洼地或小盆地,这些地区不仅库容大,而且有较大的集水面积。

确定铁路、公路线。一般情况下,利用有利的地形地势,选择坡度较缓,相对高度较高,距离较短,弯道较少的线路为好。

工厂区位的选择。工厂区位的确定要从多方面进行分析:对环境有污染的厂矿,要选择河流下游,常年主导风向的下方,结合地质、地形条件,宜放在地基坚实,等高线间距较大的地形平坦开阔的地方。

农业生产布局。根据等高线地形图反映出来的地形类型、地势起伏、坡度缓急、综合气候条件,因地制宜地提出农林牧渔业合理布局的方案。种植业宜接近水源地或地下水埋深较浅的地方,上限坡度不超过250。

判读分析与地形有关的地理知识。分析某地气候特点,应结合该地地理纬度,地势高低起伏,山脉走向,阴、阳坡,距离海洋远近等进行综合分析。河流上游海拔高,下游海拔低。结合河流流向判定地形大势,结合迎风坡、背风坡、降水状况、等高线高差及地貌类型的差异分析河流水文、水系特征。

3.地貌与经济建设

“地貌与经济建设”这一知识点反映了自然环境对人类活动的影响。

自然环境对人类活动的影响,可以从自然条件、自然资源、自然灾害三个方面加以认识。学习自然条件对人类活动的影响,需要把握三个递进的观念。第一,自然条件是人类活动的基础。人类总是在一定的自然环境中从事活动的,自然条件对人类活动有着深刻的影响,甚至有制约作用。例如,耕作农业主要分布在中低纬度较为湿润的或有足够灌溉水源的平原地区,不同地区的自然条件不同,种植的农作物、生产方式、作物熟制等业不同。第二,人类可以对自然条件进行改造。在人地关系中,人是具有主观能动性的因素,人类可以并且必须对不利于活动的一些自然条件进行改造,以满足生存和发展的需要。例如坡地不适宜耕作,改造成梯田就可以耕作了。但是要注意,人类对自然条件的改造是有限度的,例如,较陡的山坡也不适宜建梯田。第三,随着经济、技术的发展,人类对自然条件的利用程度在不断加深、利用范围在不断扩展。

地貌与城市发展:需讲清两点:地貌影响城市布局;地貌制约着城市的拓展方向和城市的空间格局。

自然条件是城市形成和发展的重要基础。地形是制约人类活动的一个重要因素,是城市区位选择的自然条件之一。从城市的功能看,地势平坦的地区有利于交通联系,节省建筑和基础设施投资,所以平原是城市建设的理想环境,加上平原地区农业发达,农产品丰富,为城市提供农业保障,所以平原地区城市密度大。山区与平原接合处也是城市形成和发展条件较好的地区。山区与平原地区农业生产类型不同,农副产品不同,不同农副产品之间的交换有利于在两种地形接合处形成集镇,有条件的便发展成城市。

兰州是地形影响城市非常典型的城市,从图上可以看出兰州城市的空间分布是狭长型的,兰州位于黄河河谷地带,是我国西北重镇。因在黄河谷地中,两边有山地限制,结果使得城市沿河谷狭长地发展,东西长30多千米,南北最宽处也只有4~5千米,形成了条带状的城市布局。

地貌与工程建设:地表形态对线路走向的影响。先给出铁路线穿越隧道桥梁、山区之字形线路、平原平直线路形态的一组图片,让学生讨论:山区道路为什么要修成“之”字形?通过活动简单介绍京张铁路的“人”字形和宝成铁路的“8”字形,由此得出结论:交通线的建设是根据产品和销售地的分布及其相应的运输联系确定的;具体线路走向受地形影响明显;平原地形线路直线延伸,山区丘陵地形复杂的地区线路弯曲。工程技术要求高,成本造价也比较高。

组成岩石圈的岩浆岩、沉积岩和变质岩都是一定地质环境和条件下各种地质作用的产物,而地质环境和条件又随着地质作用的进行而发生变化。一旦改变了其所处的环境,岩石也将随着被改变,转化为其他类型的岩石。

小结:地貌的演化过程是地球表层重要的物质迁移和能量转换过程之一。通过地貌演化,地球表层岩石圈的物质得到更新,能量得到转换和分配,岩石圈、水圈、大气圈、生物圈更加紧密地联系在一起。