《地殼的物質(zhì)組成和物質(zhì)循環(huán)》文字素材3（湘教版必修1）

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地殼的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)組成 地殼的結(jié)構(gòu) 地殼是由許多化學(xué)元素組成的。據(jù)地球化學(xué)分析表明，地殼中有90多種自然存在的化學(xué)元素，其中氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂等8種元素的含量，約占地殼總重量的97.13％；其余幾十種元素的總含量還不到3％。地殼中含量最多的元素是氧，約占地殼總含量的一半；其次是硅，占四分之一強(qiáng)。 地殼的厚度和物質(zhì)組成各處并不相同。大陸地殼較厚，大洋地殼較薄。根據(jù)地殼化學(xué)組成的差異和地震波傳播速度的不同，地殼可以分成兩層，上層叫硅鋁層，含硅和鋁較多，主要由比重較小的花崗巖類組成；下層叫硅鎂層，這一層硅、鋁成分相對減少，鎂、鐵成分增多，主要由比重較大的玄武巖類組成。硅鋁層在大洋地殼中很薄，甚至缺失，硅鎂層則是普遍存在的。地殼厚度的不均和硅鋁層的不連續(xù)分布狀態(tài)，是地殼結(jié)構(gòu)的主要特點。 地殼中的礦物 地殼中的化學(xué)元素，在一定的地質(zhì)條件下，結(jié)合成具有一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的單質(zhì)或化合物，就是礦物。礦物是人類生產(chǎn)資料和生活資料的重要來源之一，是構(gòu)成巖石的物質(zhì)基礎(chǔ)。它在地球上的分布十分廣泛，幾乎到處可以見到。比如我們吃的鹽，做鉛筆芯用的石墨，制玻璃用的石英，煉鐵用的鐵礦石，等等，都是礦物。地球上已發(fā)現(xiàn)的礦物有3000多種，其中組成巖石的造巖礦物約有幾十種，常見的有石英、長石、云母、方解石等；可供冶煉提取金屬的礦物有赤鐵礦、黃銅礦等等。 各種礦物都有一定的化學(xué)成分和物理性質(zhì)，例如石英是由硅和氧組成的透明或半透明的礦物，硬度較大，常呈柱狀、錐狀晶體；食鹽是由氯和鈉組成的，它是無色透明的四方顆粒。也有些礦物，化學(xué)成分相同，由于內(nèi)部原子排列不相同，形成了性質(zhì)完全不同的礦物。例如金剛石和石墨，化學(xué)成分都是碳，但兩者的性質(zhì)截然相反：金剛石是最硬的透明的礦物；石墨則是非常軟的不透明的礦物。 巖石和礦床 自然界里的礦物很少單獨存在，它們常常三三兩兩按照一定的規(guī)律聚集在一起。由一種礦物或幾種礦物組成的集合體，叫做巖石。例如花崗巖是由長石、石英、云母組成的，大理巖主要是由方解石組成的。巖石是地球發(fā)展過程中的產(chǎn)物。它的種類很多，按其成因可以分為巖漿巖（又叫火成巖）、沉積巖、變質(zhì)巖三大類。 在巖石形成過程中，一些有用礦物在地殼中或地表富集起來，達(dá)到工農(nóng)業(yè)利用的要求，就是礦產(chǎn)。在一定地質(zhì)作用下，礦產(chǎn)的富集地段，稱為礦床。礦床按成因可分為內(nèi)生礦床、外生礦床、變質(zhì)礦床三大類。 巖石和礦床的關(guān)系十分密切，因為大部分礦床存在于巖石中，有的巖石，如石灰?guī)r，本身就是礦產(chǎn)。 地殼物質(zhì)的循環(huán) 地殼是由巖石組成的，巖石又是由礦物組成的。構(gòu)成地殼的物質(zhì)處于不斷的運動和變化之中。地球內(nèi)部的巖漿，經(jīng)過冷卻凝固形成巖漿巖，巖漿巖受到流水、風(fēng)、冰川、海浪等的侵蝕、搬運、堆積作用，形成沉積巖。同時，這些已生成的巖石，在一定溫度和壓力等作用下發(fā)生變質(zhì)，形成變質(zhì)巖。各類巖石在地殼深處或地殼以下發(fā)生重熔再生作用，又成為新的巖漿。從巖漿到形成各種巖石，又到新巖漿的產(chǎn)生，這個變化過程也是地殼物質(zhì)的循環(huán)運動過程。 巖石與礦床的關(guān)系： （一）巖漿巖與內(nèi)生礦床 在地殼深處或軟流層形成的巖漿，是一種成分非常復(fù)雜的熔融體，它含有大量氣體，內(nèi)壓力很大。巖漿在巨大的內(nèi)壓力作用下，沿著地殼薄弱地帶侵入地殼上部或噴出地表，隨著溫度、壓力的變化，巖漿逐漸冷卻凝固而形成了巖石，這種巖石叫做巖漿巖。 巖漿巖按其產(chǎn)狀可以分為噴出巖和侵入巖：噴出巖是巖漿直接噴出地表冷卻凝固形成的巖石；侵入巖是巖漿未上升到地面，停留在地下緩慢冷卻凝固形成的巖石。噴出巖由于巖漿迅速冷卻凝固，礦物結(jié)晶的顆粒細(xì)小，甚至用肉眼不能分辨，有的具有流紋或氣孔構(gòu)造。常見的噴出巖有玄武巖、流紋巖等。侵入巖因溫度冷卻較慢，巖漿有充分條件結(jié)晶，因而形成晶體較大的礦物顆粒。常見的侵入巖有花崗巖等。花崗巖的分布比較廣泛，我國許多名山，如華山、黃山、北京八達(dá)嶺，都由花崗巖構(gòu)成?；◢弾r的質(zhì)地堅硬，抗壓力大，是一種堅固、美觀的建筑材料。 在巖漿活動過程中，巖漿中有用物質(zhì)富集起來而形成的礦床，稱為內(nèi)生礦床。內(nèi)生礦床的形成過程是很復(fù)雜的，例如，巖漿中熔點高低、比重大小不同的化學(xué)成分，在高溫、高壓條件下，能混熔在一起。但在巖漿上升過程中，由于溫度、壓力逐漸降低，熔點高的先結(jié)晶，熔點低的后結(jié)晶；比重大的下沉，比重小的上浮。這樣有些先結(jié)晶的、比重大的有用礦物就富集在一起，形成礦床。又如，在巖漿活動后期，從巖漿分泌出來的含礦氣體和熱液，沿著周圍巖石裂縫上升，其中有用成分依次冷凝，也可形成礦床。世界上許多金屬礦，特別是有色金屬和稀有金屬礦，就是這樣形成的。還有一些非金屬礦床，如石英、長石、云母等，也屬于內(nèi)生礦床。內(nèi)生礦床提供的礦產(chǎn)資源，在國民經(jīng)濟(jì)中起著非常重要的作用。 （二）沉積巖和外生礦床 裸露在地表的各種巖石，在風(fēng)吹、雨打、日曬以及生物的作用下，逐漸破碎成為礫石、砂子和泥土。這些碎屑物質(zhì)被風(fēng)力、流水等搬運后沉積固結(jié)而形成的巖石，叫做沉積巖。還有些沉積巖是由化學(xué)沉淀物質(zhì)或生物遺體堆積而成的。沉積巖在地殼中的體積僅占5％，但面積卻占地殼表面的75％左右。 由于沉積巖的生成是一層一層地沉積下來的，所以常能明顯地看出層次，叫做層理構(gòu)造。有些沉積巖中常常能找到已經(jīng)變成石頭的古生物遺體或遺跡，即化石。一般地說，具有層理構(gòu)造和常含有化石是沉積巖的兩個重要特征。 沉積巖的種類很多，有的是由礫石或砂子膠結(jié)起來形成的，如礫巖、砂巖等；有的則是由顆粒非常細(xì)小的粘土壓緊固結(jié)而成的，如頁巖；有的是經(jīng)化學(xué)沉積或生物沉積而成的，如石灰?guī)r。沉積巖的用途也很廣，許多沉積巖可用作建筑材料，如石灰?guī)r是燒石灰、制水泥和化學(xué)工業(yè)的原料，質(zhì)地純凈的還可用作鋼鐵冶金方面的重要熔劑。 地表巖層中的有用元素或成礦物質(zhì)，在外力作用下，發(fā)生遷移和富集而形成的礦床，叫做外生礦床。如有些巖石受到風(fēng)化破碎后，其中較輕的巖石碎屑被流水沖走，較重的有用礦物沉積下來，富集成礦。還有些礦床是由沉積作用形成的，如沉積在河床、海濱而形成的金、金剛石等礦床；在內(nèi)陸湖泊和淺海中，因水分蒸發(fā)，從過飽和溶液中沉淀出來形成的鉀鹽、石膏等礦床；以及生物遺體堆積下來，經(jīng)過復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)作用而形成的石油、煤等礦床。 （三）變質(zhì)巖和變質(zhì)礦床 變質(zhì)巖是已經(jīng)生成的巖石，由于地殼運動和巖漿活動的影響，在一定的溫度、壓力等條件下，使原來巖石的成分、結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而形成的一種新的巖石。 巖石在一定的溫度條件下，有些礦物成分可以進(jìn)行重結(jié)晶；有些礦物成分之間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生新礦物。巖石在壓力增大時，可以產(chǎn)生體積減小、比重增大的新礦物，又可以使一些巖石中的礦物產(chǎn)生定向排列，從而使巖石具有片理構(gòu)造，即能剝成薄片、薄板或外觀上呈條帶狀的構(gòu)造。常見的變質(zhì)巖有石灰?guī)r變質(zhì)成的大理巖①，砂巖變質(zhì)成的石英巖，頁巖變質(zhì)成的片巖、板巖等。 在巖石的變質(zhì)過程中，巖石中的有用礦物相對富集，形成更適于工業(yè)開采的礦床，或者使原來的礦物成分和礦石結(jié)構(gòu)等都發(fā)生變化，形成新的礦床，這都叫做變質(zhì)礦床。 實際上許多礦床是多成因礦床。例如我國的鞍山鐵礦，最初是沉積鐵礦，后來固地殼變動又發(fā)生變質(zhì)，形成條帶狀鐵礦 附錄 人們根據(jù)礦物的外表特征和物理性質(zhì)，如顏色、光澤、硬度、條痕、解理和斷口等的不同，可以對礦物進(jìn)行肉眼識別和鑒定。 高考學(xué)習(xí)網(wǎng)－中國最大高考學(xué)習(xí)網(wǎng)站Gkxx.com | 我們負(fù)責(zé)傳遞知識！