6. 地球各圈层之间进行物质和能量交换 7. 地球表面存在复杂的物质分异
8.地表是人类活动的场所。人类活动正在深刻地作用和改变地表物质作用过程。人为作用对地表过程的改造正在遭到来自大自然的惩罚。
如2004年12月26日的南亚海啸，泰国海滨度假胜地因为对抵挡涛浪的天然屏障—珊瑚礁和红树林的破坏，遭到海啸的猛烈袭击。
又如2005年8月24日“卡特里拉”飓风，导致新奥尔良市成为一片汪洋。 新奥尔良市的建设始于地势较高的法国区，这是建一个城市的合理选址。但由于城市的发展，住宅区不断扩大，人们不希望定期被洪水淹湍城区向低洼地带不断扩展的同时，复杂的大坝系统也建成了。但与此同时，三角洲越来越少，城市地势越来越低，周围的水位慢慢升高。这是新奥尔良市在飓风袭击下惨遭不测的主要原因。
因为三角洲湿地是城市抵御海浪袭击的“天然缓冲”屏障，另外，在全球变暖的情况下，温度升高，导致海水体积膨胀，海平面因此而提高警惕，从而增加了飓风的能量来源，使飓风变得更具破坏性。
可是，美国政府仍然怀疑全球变暖和气候变化的科学。这种立场是绝无仅有的。 在我国，城市化热正在热潮之中，前车之鉴，是否应该引起重视？是。
二 地球表层系统
1 地球表层
最初确定地球表层是仅将岩石圈的外壳称为地球表层。后来扩大到地壳的上层和下层，并认为是地理学研究的核心。但有关地球表层的界线仍没有明确的规定。上世纪80年代，有人将其界定其上界为大气同温层的底部或对流层的上限；下界为陆地表面往下5~6公里的岩石圈中，海洋往下平均4公里左右。这个层圈范围即是地球表层的环境。
2 地球表层系统
● 地球表层系统是一个开放系统：
（1）地球不断地接受来自太阳的能量（辐射能）； （2）地球接受来自太阳的带电粒子流，引起磁暴；
（3）地球表层不断获得来自地球深部物质和能量的补充；
（4）南北半球冬半年与夏半年太阳高度角的变化，造成太阳辐射能收支不平衡，影响中高纬地带之间能量输送及其平衡关系。
● 地球表层的基本特征：
（1）受地心引力作用，地球表层物质分层； （2）继续获得来自地球内部的物质和能量； （3）接受太阳辐射能和少量宇宙物质的输入； （4）地球表层有物质和能量输出。
思考题：
1. 名词：日食与月食，恒星日与太阳日，科里奥利力，太阳高度角，地壳，海沟与
岛屿，慧星，莫霍面
2. 地球自转的速度越来越慢，从地球形状特征、地球自转和公转的地理意义的角度
出发，设想地球若停止自转将是一幅什么样的景象？ 3. 简述地球的内部和外部构造特征。 4. 简述地球形状的地理意义。
5. 简述地球自转和公转的特征及其地理意义。 6. 谈谈你所理解的地球表层系统。 7. 地球表面的形态有哪些？
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第5讲：（第三章第一节）地壳：地壳的物质组成及其运动 ( The crust)
课时：2课时 课型：理论教学 目的要求：
1 要求学生掌握地球/地壳物质组成特征；
2 要求学生认识矿物的光学性质和物理性质及其应用。
重点、难点：常见矿物的识别 方法手段：课堂讲解、实验观察 教学内容：
地壳是地球表面以下到莫霍面之间由各种岩石构成的一个地球圈层/壳层。大陆地壳厚35公里，大洋地壳厚5公里。由康拉德面将地壳分成上地壳和下地壳。上地壳主要为沉积岩、花岗岩、和变质岩组成，下地壳则主要为玄武质岩石。 一、地壳及其运动的作用
（1）地壳上部的沉积岩石圈是组成自然地理环境的四个基本地圈之一。
（2）地壳是地球内部圈层结构的最外层，它与大气圈、水圈、生物圈等地球外部圈层的联系最为密切。
(3)地壳运动使地球内部物质和能量参与地壳外部形态的塑造，从而奠定自然地理环境的基本骨架。
（4）具有刚性特点的地壳，可抑制岩浆不致大量无规则地涌出地表，对自然地理环境起着调节和保护作用，从而使人类获得一个较为安宁的自然环境。
二、 地壳的物质组成( The composition of the crust)
地壳是由岩石组成的。组成地壳的岩石有沉积岩、火成岩、变质岩三大类，属于岩石学的研究范畴。岩石是由矿物组成的，矿物一般有造岩矿物、矿石矿物之分。矿物是由化学元素组成的，元素有主量元素、微量元素之分，另外还有造岩元素、生物元素、放射性元素、重金属元素、轻元素等不同类别。属于地球化学的研究范畴。
1 地壳中的元素
地壳的化学组成和结构 （一） 地壳的化学组成
地壳中已发现90多种化学元素，以O、SI、AL、FE、CA、MA、H、TI、P、C、MN为主，其总量占地壳总重量的99%以上。
克拉克值（元素丰度）——元素在地壳中的平均重量百分比称克拉克值，亦称元素丰度。 1、不同元素在地壳中的含量极不平均： （1）地壳中含量最多的是氧 （近1/2），其次是硅（1/4强），在此时铝（1/13），仅这三者总合就占地壳总重量的82%以上。
（2）许多重要的有用元素在地壳中含量甚微，如铜只占0.01%，金5*107 A 组成地壳的主量元素 (Major elements)
存在于地壳中的元素有92种和300余种同位素。不同学者对地壳中的化学元素有不同的分类。地壳常量元素组成特征及其与地球的对比见表3-1。可见，地壳元素含量特征与地球有明显的区别，地壳中含量大于5%的元素包括O、Si、Al、Fe等元素，而整个地球含量大于5%的元素则是Fe、O、Si、Mg等。
在研究元素含量时，克拉克值这个概念常常被使用，它是指元素在地壳中的平均含量。
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Table 3-1 Most common elements in the crust and earth
Crust Element
Whole earth Element
Wt% Wt%
O 46.6 Fe 32.4 Si 27.7 O 29.9 Al 8.1 Si 15.5 Fe 5.0 Mg 14.5 Ca 3.6 S 2.1 Na 2.8 Na 2.0 K 2.6 Ca 1.6 Mg 2.1 Al 1.3 All others in total 1.5 All others in total 0.7 B 微量元素 (Trace elements)
微量元素是地壳中含量低于0.1%的元素。微量元素的含义是相对的，在某一地质体是微量元素，而在另一地质体中则可能是常量元素。
微量元素具有重要的地球化学指示意义，被广泛用于天体演化、矿床成因、地壳演化、环境变迁等方面的研究，并取得了很好的效果和成果。如全球近50个地方，在白垩系/第三系地层界线中发现了铱(In)异常，而对陨石的分析发现，陨石中铱(In)的含量是地球的1000倍。故目前很多学者认为，白垩纪/第三纪之间大约65百万年的时期，发生的恐龙灭绝和大量生物灭绝事件，可能与陨石撞击地球有关。因为可能是由于陨石撞击了地球，才导致出现白垩系/第三系地层界线中的铱(In)异常。
人体中的元素有60多种，其丰度曲线与地壳丰度曲线惊人地相似，说明人的生活与地质环境之间的密切关系。
2 矿物(Minerals)
由化学元素组成的具有特定的物理化学性质的化合物。矿物是构成岩石的基本单元。
杨达源（2001）定义矿物为由元素组成的固态颗粒。这种定义有局限性。因为矿物应包括固态、液态、气态三种状态的化合物。除常见的造岩矿物、矿石矿物外，单质汞、石油、天然气等都为非固态矿物。
1）矿物的种类：
依据矿物的化学组成，矿物的种类见表3-2。
表3-2 矿物的种类 矿物种类 单质矿物
亚类
自然元素
特征
实例
Au、Cu、Ag、S、C、Hg等
化合物矿物
硫化物类
氧化物及氢氧化物类 卤化物类 碳酸盐类 硫酸盐类 磷酸盐类 硅酸盐类
含及类似阴离子 含O2-、H- 含ClFBr
含CO32-及类似离子 含SO42- 含(PO4) 3- 含(SiO4) 4-
黄铁矿(FeS2) 赤铁矿(Fe2O3) 食盐(NaCl) 方解石(CaCO3) 重晶石(CaSO4) 磷灰石(CaF(PO4) 3) 长石(Na,K)2(Si3O8)、橄榄石(Mg,Fe) 2(SiO4)
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2）矿物的性质特征
A） 化学性质
矿物化学性质指矿物的化学活性，如锂、钠、钾、硫、氟、氯、溴等是活动性很强的化学元素，由这些元素形成的矿物具有很强的化学活性，溶解度大，已被风化分解，稳定性差。
矿物常有如下一些基本化学性质/特点：
（1）矿物的化学成分基本固定，可用分子式来表示，如表3-2；
（2）矿物中常含有一定量的杂质元素。矿物形成过程中，由于地质作用，使矿物存在晶格缺陷，产生粒间裂隙和裂纹，一些杂质元素通过内质同象等方式进入到矿物晶格内部；如石英可含K、Na、Mg、 Au等多种化学组分；
（3）矿物在地表条件下具有自身化学稳定性。由活泼元素以金属键、离子键缔合的矿物常常容易被风化分解，稳定性差；
常见矿物的稳定性（由不稳定到稳定）顺序为：
暗色矿物系列：橄榄石-辉石-角闪石-黑云母-白云母-石英 浅色矿物系列：斜长石-钠长石-钾长石-白云母-石英
值得指出的是，地质条件变化，矿物的稳定性也发生变化。
B）光学性质 (Optical characteristics)
矿物有颜色、光泽、透明度、条痕等光学特性。 颜色（Colour）：
矿物吸收可见光后是矿物呈现颜色的原因。矿物的颜色是矿物的化学性质和结构构造决定的。如黄铁矿呈黄色、孔雀石呈翠绿色，辉钼矿呈铅灰色等。
光泽（Luster）：
矿物光泽是矿物表面对光的反射能力。反射率越高，矿物的光泽越强。矿物的光泽也是由其化学成分和结构构造而决定的。
常分：金属光泽、 半金属光泽
非金属光泽 金刚光泽
玻璃光泽 油脂光泽 枯脂光泽 丝绢光泽 珍珠光泽 土状光泽
透明度（Transparency）：
也是由矿物的成分和结构构造决定的。 常分：透明矿物 半透明矿物 不透明矿物 条痕（Strip）：
是矿物粉末的颜色，代表矿物的真实颜色。
C）矿物的力学性质
包括矿物的硬度解理断口弹性等 硬度（Hardness）： 常用硬度计来衡量：摩氏硬度计是选用标准矿物来确定矿物的相对硬度，这些标准矿物硬度由小到大的顺序为：
滑石（1）石膏（2）方解石（3）萤石（4）磷灰石（5）正长石（6）石英（7）黄玉（8）刚玉（9）金刚石（10）
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解理（Cleavage）：
矿物沿结晶方向可分裂的面，叫解理。 可划分：极完全解理：如云母 完全解理：如方铅矿
中等解理：如长石 不完全解理：如橄榄石 极不完全解理：如石英
断口（Broken section）：
矿物受外力作用断裂后的断面形状。
有贝壳状（石英）参差状（方解石）锯齿状 平坦状（方铅矿）
D）其它性质
导热性 导电性 磁性 放射性 溶解度等
第6讲：第一节：地壳中的常见矿物
课时：2课时 课型：实验教学 目的要求：
1 要求学生了解常见矿物的性质；
2 要求学生了解常见矿物的一般鉴别方法。 重点、难点：常见矿物的鉴别 方法手段：课堂讲解、实验观察 教学内容： 矿物
矿物是岩石的基本单位，广泛分布于地壳中。 1、谈谈对矿物的感性认识
在日常生活中，我们对开矿物或多或少都有一定的感性认识。例如： （1）盐是白色透明的四方颗粒，有咸味；
（2）石墨是黑的，常呈鳞片状，有滑感，污手等等。 2、谈谈对矿物的科学认识
经过无数次考察、实验与研究，人们对矿物的概念逐步形成了科学的认识。
（1）矿物是地壳及其水圈、生物圈和大气圈所进行的各种地址作用的自然产物，且成分和构造比较均一，是岩石和矿石的基本单位。
（2）从上述概念出发，可知矿物是地壳各种元素的存在形式，可以是化合物业可以使单质。不过绝大多数是化合物。
（3）自然界绝大多数矿物呈固态出现，如各种金属矿物以及石英、长石等。但也有些矿物如石油、自然汞等呈液态产出，而天然气呈现为液态。
（4）矿物成分和构造比较均一，说明每一种矿物都具有特有的化学、物理性质，这种性质的具体体现是矿物的成分和构造。
矿物成分——指化学元素的种类和构造。
矿物构造——是元素的原子、离子或离子团的空间排列形式。
(5)自然界已发现的矿物达3000种之多，其中构造岩石的常见矿物仅三四十种。 （6）各种矿物的表面形态、物理和化学性质可作为鉴定矿物的依据。 3 常见的造岩矿物（Rock-forming minerals） 石英 SiO2(quartz)
常呈单晶或晶簇或集合体产出。纯净的石英为无色透明，称之为水晶。石英因含杂质而
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