《地壳的物质组成和物质循环》文字素材3（湘教版必修1）

地壳的结构和物质组成地壳的结构 地壳是由许多化学元素组成的。据地球化学分析表明，地壳中有90多种自然存在的化学元素，其中氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等8种元素的含量，约占地壳总重量的97.13；其余几十种元素的总含量还不到3。地壳中含量最多的元素是氧，约占地壳总含量的一半；其次是硅，占四分之一强。地壳的厚度和物质组成各处并不相同。大陆地壳较厚，大洋地壳较薄。根据地壳化学组成的差异和地震波传播速度的不同，地壳可以分成两层，上层叫硅铝层，含硅和铝较多，主要由比重较小的花岗岩类组成；下层叫硅镁层，这一层硅、铝成分相对减少，镁、铁成分增多，主要由比重较大的玄武岩类组成。硅铝层在大洋地壳中很薄，甚至缺失，硅镁层则是普遍存在的。地壳厚度的不均和硅铝层的不连续分布状态，是地壳结构的主要特点。地壳中的矿物 地壳中的化学元素，在一定的地质条件下，结合成具有一定化学成分和物理性质的单质或化合物，就是矿物。矿物是人类生产资料和生活资料的重要来源之一，是构成岩石的物质基础。它在地球上的分布十分广泛，几乎到处可以见到。比如我们吃的盐，做铅笔芯用的石墨，制玻璃用的石英，炼铁用的铁矿石，等等，都是矿物。地球上已发现的矿物有3000多种，其中组成岩石的造岩矿物约有几十种，常见的有石英、长石、云母、方解石等；可供冶炼提取金属的矿物有赤铁矿、黄铜矿等等。各种矿物都有一定的化学成分和物理性质，例如石英是由硅和氧组成的透明或半透明的矿物，硬度较大，常呈柱状、锥状晶体；食盐是由氯和钠组成的，它是无色透明的四方颗粒。也有些矿物，化学成分相同，由于内部原子排列不相同，形成了性质完全不同的矿物。例如金刚石和石墨，化学成分都是碳，但两者的性质截然相反：金刚石是最硬的透明的矿物；石墨则是非常软的不透明的矿物。岩石和矿床 自然界里的矿物很少单独存在，它们常常三三两两按照一定的规律聚集在一起。由一种矿物或几种矿物组成的集合体，叫做岩石。例如花岗岩是由长石、石英、云母组成的，大理岩主要是由方解石组成的。岩石是地球发展过程中的产物。它的种类很多，按其成因可以分为岩浆岩（又叫火成岩）、沉积岩、变质岩三大类。在岩石形成过程中，一些有用矿物在地壳中或地表富集起来，达到工农业利用的要求，就是矿产。在一定地质作用下，矿产的富集地段，称为矿床。矿床按成因可分为内生矿床、外生矿床、变质矿床三大类。岩石和矿床的关系十分密切，因为大部分矿床存在于岩石中，有的岩石，如石灰岩，本身就是矿产。地壳物质的循环 地壳是由岩石组成的，岩石又是由矿物组成的。构成地壳的物质处于不断的运动和变化之中。地球内部的岩浆，经过冷却凝固形成岩浆岩，岩浆岩受到流水、风、冰川、海浪等的侵蚀、搬运、堆积作用，形成沉积岩。同时，这些已生成的岩石，在一定温度和压力等作用下发生变质，形成变质岩。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。从岩浆到形成各种岩石，又到新岩浆的产生，这个变化过程也是地壳物质的循环运动过程。岩石与矿床的关系：（一）岩浆岩与内生矿床 在地壳深处或软流层形成的岩浆，是一种成分非常复杂的熔融体，它含有大量气体，内压力很大。岩浆在巨大的内压力作用下，沿着地壳薄弱地带侵入地壳上部或喷出地表，随着温度、压力的变化，岩浆逐渐冷却凝固而形成了岩石，这种岩石叫做岩浆岩。岩浆岩按其产状可以分为喷出岩和侵入岩：喷出岩是岩浆直接喷出地表冷却凝固形成的岩石；侵入岩是岩浆未上升到地面，停留在地下缓慢冷却凝固形成的岩石。喷出岩由于岩浆迅速冷却凝固，矿物结晶的颗粒细小，甚至用肉眼不能分辨，有的具有流纹或气孔构造。常见的喷出岩有玄武岩、流纹岩等。侵入岩因温度冷却较慢，岩浆有充分条件结晶，因而形成晶体较大的矿物颗粒。常见的侵入岩有花岗岩等。花岗岩的分布比较广泛，我国许多名山，如华山、黄山、北京八达岭，都由花岗岩构成。花岗岩的质地坚硬，抗压力大，是一种坚固、美观的建筑材料。在岩浆活动过程中，岩浆中有用物质富集起来而形成的矿床，称为内生矿床。内生矿床的形成过程是很复杂的，例如，岩浆中熔点高低、比重大小不同的化学成分，在高温、高压条件下，能混熔在一起。但在岩浆上升过程中，由于温度、压力逐渐降低，熔点高的先结晶，熔点低的后结晶；比重大的下沉，比重小的上浮。这样有些先结晶的、比重大的有用矿物就富集在一起，形成矿床。又如，在岩浆活动后期，从岩浆分泌出来的含矿气体和热液，沿着周围岩石裂缝上升，其中有用成分依次冷凝，也可形成矿床。世界上许多金属矿，特别是有色金属和稀有金属矿，就是这样形成的。还有一些非金属矿床，如石英、长石、云母等，也属于内生矿床。内生矿床提供的矿产资源，在国民经济中起着非常重要的作用。（二）沉积岩和外生矿床 裸露在地表的各种岩石，在风吹、雨打、日晒以及生物的作用下，逐渐破碎成为砾石、砂子和泥土。这些碎屑物质被风力、流水等搬运后沉积固结而形成的岩石，叫做沉积岩。还有些沉积岩是由化学沉淀物质或生物遗体堆积而成的。沉积岩在地壳中的体积仅占5，但面积却占地壳表面的75左右。由于沉积岩的生成是一层一层地沉积下来的，所以常能明显地看出层次，叫做层理构造。有些沉积岩中常常能找到已经变成石头的古生物遗体或遗迹，即化石。一般地说，具有层理构造和常含有化石是沉积岩的两个重要特征。沉积岩的种类很多，有的是由砾石或砂子胶结起来形成的，如砾岩、砂岩等；有的则是由颗粒非常细小的粘土压紧固结而成的，如页岩；有的是经化学沉积或生物沉积而成的，如石灰岩。沉积岩的用途也很广，许多沉积岩可用作建筑材料，如石灰岩是烧石灰、制水泥和化学工业的原料，质地纯净的还可用作钢铁冶金方面的重要熔剂。地表岩层中的有用元素或成矿物质，在外力作用下，发生迁移和富集而形成的矿床，叫做外生矿床。如有些岩石受到风化破碎后，其中较轻的岩石碎屑被流水冲走，较重的有用矿物沉积下来，富集成矿。还有些矿床是由沉积作用形成的，如沉积在河床、海滨而形成的金、金刚石等矿床；在内陆湖泊和浅海中，因水分蒸发，从过饱和溶液中沉淀出来形成的钾盐、石膏等矿床；以及生物遗体堆积下来，经过复杂的生物化学和物理化学作用而形成的石油、煤等矿床。（三）变质岩和变质矿床 变质岩是已经生成的岩石，由于地壳运动和岩浆活动的影响，在一定的温度、压力等条件下，使原来岩石的成分、结构发生改变而形成的一种新的岩石。岩石在一定的温度条件下，有些矿物成分可以进行重结晶；有些矿物成分之间进行化学反应，从而产生新矿物。岩石在压力增大时，可以产生体积减小、比重增大的新矿物，又可以使一些岩石中的矿物产生定向排列，从而使岩石具有片理构造，即能剥成薄片、薄板或外观上呈条带状的构造。常见的变质岩有石灰岩变质成的大理岩，砂岩变质成的石英岩，页岩变质成的片岩、板岩等。在岩石的变质过程中，岩石中的有用矿物相对富集，形成更适于工业开采的矿床，或者使原来的矿物成分和矿石结构等都发生变化，形成新的矿床，这都叫做变质矿床。实际上许多矿床是多成因矿床。例如我国的鞍山铁矿，最初是沉积铁矿，后来固地壳变动又发生变质，形成条带状铁矿附录 人们根据矿物的外表特征和物理性质，如颜色、光泽、硬度、条痕、解理和断口等的不同，可以对矿物进行肉眼识别和鉴定。高考学习网中国最大高考学习网站Gkxx.com | 我们负责传递知识！