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請先下載並安裝免費的 Google Earth 6.0 軟體下載程式網頁 http://www.google.com/intl/zh-TW/earth/index.html安裝完畢畫面如下
成岩作用
1. 壓 密:沉積物累積底層物質 承受較大壓力, 沉積物間的孔隙減少。
2. 膠 結:孔隙中液體飽和 沉澱出礦物 使周遭 顆粒物質更緊密結合。常見的膠結物有 二氧化矽、碳酸鈣、 氧化鐵
3. 再結晶:常見於化學 /生物作用形成的沉積物 沉積物中原有礦物顆粒或形態改變, 甚至生成新礦物,使顆粒間更密合
土壤的垂直剖面可分為O 、 A 、 E 、 B 、 C 、 R 等層
O 層 :有機質層,包括未分解的生物殘體及已分解的腐植質
A 層 :表土層(洗出層),因受上層腐植質影響,顏色較深
E 層 :淋洗層,顏色較淺,其出現與否與淋洗強度成正比
B 層 :底土層(洗入層),結構緻密,由大量腐植質、礦物 複合物等聚集而成,若淋洗作用不盛或土壤處於化育 的初期階段,則此層不甚明顯
C 層 :母質層,底岩剛受風化而成的疏鬆土層
R 層 :未受風化的堅硬底岩。
外營力定義 分類 說明 舉例
風化作用
岩石
空氣 水
結構被破壞
破碎鬆散
物理風化
岩石受力作用顆粒間結合力減弱崩解成較小殘塊、岩屑
1.洋蔥狀剝落2.沙漠岩石熱脹冷縮3.極地的低溫凍融
化學風化
氧化作用 與空氣接觸,某些礦物與氧化合成新礦物
黃鐵礦氧化後生成赤鐵礦或針鐵礦
溶解作用 岩石中某些礦物溶於液體 石灰岩溶於酸性液體
水合作用 易吸水礦物,遇水使岩石變鬆軟
硬石膏遇水後變石膏
水解作用 某些礦物和水發生化學反應,溶入水中使岩石變鬆軟
花崗岩中的正長石與水反應後,鈉與鉀溶入水中,形成高嶺石
生物風化
生物在生長和活動過程中,造成岩石的破壞 物理風化 化學風化
1.植物根系深入岩石2.生物在活動或遺骸分解過程,釋出有機酸
( 點選標題連結 youtube 影片 )
石灰岩地表峰林:中國桂林灕江石灰岩地表 : 中國雲南石林石灰岩洞穴 :美國卡爾斯貝石灰岩洞穴 :中國桂林銀子岩
點選標題連結 Google Earth View Online
太魯閣 立霧溪峽谷圖 7-5 受河流侵蝕而形成的太魯閣峽谷
河川侵蝕作用 --美國大峽谷1 2 ( 點選標題連結 Google Earth View Online 與影片 )
內營力 --沉積岩被抬升外營力 -- 河川下蝕作用 ( 科羅拉多河 )
角峰-阿爾卑斯山馬特杭峰
( 點選標題連結 youtube 影片 )
刃嶺
圖片來源 :維基百科
新北市野柳女王頭與蕈岩
( 點選標題連結 Google Earth View Online)
從Google Earth看新北市 野柳 蕈狀岩
( 點選標題連結 Google Earth View Online)
從Google Earth看新北市野柳 燭台石
( 點選標題連結 Google Earth View Online)
通常沉積岩在不受其他外力作用情況下,呈現接近水平狀態,而且下層岩層較上層先沉積,年代較老。因此由地層重疊順序可判斷地層生成先後,了解地層生成的相對年代。
岩層受力後可能產生褶皺或斷層,且通常新地質事件會影響舊地質紀錄。可利用地層的化石來做比對,即可初步找出地層原有順序並推測地層生成年代(圖 7-9 )
圖 7-9 地層比對
1.在圖 7-9 中,從Ⅰ地和Ⅱ地地層出現的化石種類來判斷,哪幾層地層可能為同一時期形成的? ( 提示:將Ⅰ、Ⅱ兩地之地層依化石分布作配對。 )2. 地層中的化石甲、乙、丙、丁、戊出現的先後順序為何?
解答:藉由Ⅰ地和Ⅱ地每個岩層出現的化石種類做比對,可發現:1. 2Ⅰ 和Ⅱ A 、 Ⅰ3 和Ⅱ B 、 Ⅰ4 和Ⅱ C 、 Ⅰ5 和Ⅱ D 、 Ⅰ6 和Ⅱ E 可能屬於相同年代。
2.出現的先後順序為丙→丁→甲→乙→戊。
臺灣有許多呈彎曲的岩層裸露出地表,如右圖所示,下列有關此現象的敘述,何者正確?【 94-2基測】(A)此彎曲現象為泥沙頂著原先高低起伏之地勢沉積形成(B)此彎曲現象發生於地下深處,因岩石受力產生可塑性(C)岩層受侵蝕作用產生下凹,受沉積作用形成突起(D)頁岩因顆粒較小所以填充在礫岩的裂隙中
7-1
解答若未經地層變動,地層沉積接近水平,再經過地質作用後可能產生褶皺。答案為 (B) 。
解答砂岩和頁岩抵抗風化能力不一,表面呈現崎嶇不平現象。頁岩抗風化能力較砂岩弱,因此頁岩層下凹、砂岩層突起。答案為 (B)。
右圖中砂岩層形成尖銳突出的山脊,而頁岩層形成低窪的山谷,下列何者為造成此現象的主要原因?【 94-2基測】
(A)板塊的碰撞將地表擠成波浪狀(B) 砂岩與頁岩抗風化和侵蝕的能力不同(C)構成砂岩和頁岩的組成物質黏性不同(D) 砂岩受侵蝕的時間較頁岩受侵蝕的時間短
7-2
下圖為某地層剖面示意圖,甲、乙、丙分別為三個沉積地層。甲地層中有馬的骨骼化石,乙地層中有恐龍的骨骼化石,丙地層中有三葉蟲的化石,丁為安山岩岩脈,戊為斷層。有關此地層的敘述,下列何者正確?(A) 斷層發生於中生代,岩脈發生於新生代(B) 此地區從來沒有存在海洋環境(C) 此地層曾經因地殼變動而倒轉(D) 此地層地質事件發生的先後順序為 丙→乙→甲→丁→戊
7-3
解答沒有地殼變動狀態下,地層大致接近水平,依老到新的順序由下向上排列 (如圖中甲地層有馬的骨骼化石,應發生在新生代; 乙地層有恐龍的骨骼化石,應發生在中生代; 丙地層有三葉蟲化石,應發生在古生代 )。當有地殼變動或岩漿侵入時,先發生的事件會受到後發生的事件影響 --除非兩者間沒有交集,無法判斷。事件丁 (岩漿侵入形成的岩脈 )受事件戊 (斷層 )截切,可判斷事件丁較事件戊早發生。
(A) 地質事件發生順序為丙→乙→甲→丁→戊,所以斷層較可能發生在新生代時期。(B) 三葉蟲為海洋生物,因此該地區至少在古生代曾是海洋環境。(C) 由於地層的排列順序符合「依老到新的順序由下向上排列」,由此可判斷此地層未經地殼變動而倒轉。(D) 同 (A) 。故答案為 (D) 。
7-3
翰林中學舉辦一場溯溪活動,從下游往上游探險的過程中,記錄到石頭外觀的變化可能為何?
(A)愈往下游顆粒愈圓滑(B)愈往上游顆粒愈細小(C)愈往下游顆粒愈有稜角(D)愈往上游顆粒顏色愈深
解答岩石經流水搬運過程,不斷翻滾、碰撞,形狀愈趨渾圓。答案為 (A)。
岩漿 屬性
二氧 化矽
流動性 特徵 代表
猛烈式噴發
酸性 多 黏度大
流動性小
水蒸氣
碎屑物
熔岩較少
印尼
義大利
寧靜式噴發
基性 少 黏度小
流動性大
水蒸氣少
碎屑物少
熔岩較多
夏威夷
澎湖玄武岩
火山噴發方式
d. 龜山島
火山地形 安山岩質 -- 大屯火山群、基隆火山群 宜蘭外海的龜山島 (圖 7-17d) 臺東外海的蘭嶼和綠島
玄武岩質—澎湖群島是火山島嶼
(圖 7-17b)
噴出物質性質不同,形成地形 景觀不同 目前仍有部分火山後期作用產 物,如溫泉、硫磺氣噴發等
b. 澎湖 桶盤嶼
南部由於板塊作用,將原位於海面下的珊瑚礁抬升至地面,形成如屏東墾丁及高雄壽山等地珊瑚礁地形與石灰岩層
有幾處地區由於透水性低的泥岩膠結不完全而疏鬆,易受雨水沖刷,植物難以固著生長,形成景色荒涼至極的惡地地形,如苗栗火炎山(圖 7-17f )高雄月世界(圖 7-17a )臺東利吉層等
a.苗栗 火炎山
礫質惡地地形
泥岩易受雨水沖刷 ,風雨侵蝕後使礫岩失去支撐而崩落
厚層礫岩 , 薄層泥岩及粉砂岩
圖片來源 :背光的城市角落
礦物自然界中
1.具有一定化學成分 2. 原子排列規則的天然物質 3.通常岩石是由一種或一種以上礦物組成的 集合體,如花岡岩主要由石英、長石、雲 母等三種礦物組成
自然界礦物種類多,常見礦物多存在於地殼,石英就是地殼常見礦物,用於工業製造玻璃、鐘錶零件等
礦物的詳細定義: (補充 )
1.天然產生的均質固體,由單一元素或無機化合物 組成;人為者不能稱為礦物。2.固態為主,用物理方法不能分為更簡單的單位。 故冰是礦物,水不是,但汞例外。3.除自然金 Au 、金剛石 C 、硫黃 S 外,多為兩個 / 兩個以上元素化合成的化合物。4. 由無機作用生成;若由生物作用形成類似礦物的 物質如珍珠、貝殼或體內結石等都不是礦物。5. 構成礦物的原 /離子有一定排列方式,具有一定 內部組織 結晶構造;可用一定化學分子式表 示。若同一元素有兩種以上的結晶構造,如碳有 金剛石與石墨兩種,是因為原子排列不同。
礦物
有美麗且完整結晶的石英稱為水晶,常被加工成裝飾品(圖 7-18 )
圖 7-18 水晶結晶及飾品 石榴子石(圖 7-19 ) 電氣石 (圖 7-20 ) 黃鐵礦 (圖 7-21 )等,
若有機會形成較大結晶時,也有其獨特之美
圖 7-19 在岩石中的石榴子石,與已經琢磨的石榴子石
寶石
質地堅硬、耐磨且稀少的礦物,經琢磨後的成品晶瑩剔透、耀眼奪目,可視為珍貴裝飾品,即所謂的寶石,如金剛石(鑽石)(圖 7-22 )、剛玉(紅寶石和藍寶石)(圖 7-23 )等
產量較多、硬度稍小的礦物,如水晶、石榴子石等,因色澤美麗,也常被做成裝飾品
建材
色澤漂亮的岩石常被當作建材使用,例如:大理岩紋路 / 顏色豐富多變,常見於建築物材料或雕刻品(圖 7-24 )
花岡岩質地堅硬耐磨,常用作建築物牆面或地板(圖 7-25 )
美麗的礦物及岩石,都取自於地層中,一旦挖掘使用,短時間內無法重新補充再生
鑑定礦物的方法 ( 來源:南一出版社 )
物理性質
晶形 硬度 顏色 條痕 解理
定義
平滑界面,形成有規律的多面體
抵抗磨損的能力
礦物外觀的色彩 礦物粉末的顏色 (礦物可能有多種顏色,但條痕顏色只有一種 )
礦物受力時易沿著特定方向產生破裂面
以石英為例
六面角錐柱狀體
摩氏硬度 7
水晶 :白色紫水晶:紫色黃水晶:黃褐色
白色 無
雲 母:一組方解石:三組
化學性質
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O +CO2每個礦物具有不同的化學成分。 Ex方解石為 CaCO3 ,遇稀鹽酸會起泡
化石種類從構成化石的物質來看,可以分為兩大類型:
一、生物體化石:由生物本身的結構形成;大部分由生物的殼體所構成,極少機會由生物的肉體形成化石。
二、生痕化石:生物活動時在沉積物中遺留的痕跡所形成的化石。生痕化石比較易保存,所以在沉積岩中經常可見。 圖文來源 :台大地質系陳文山教授網頁<阿山的地科教室>
圖片來源 : softfocus 部落格
生物體化石:
野柳海膽化石
圖片來源 :菊石的家
菊石化石( 中生代侏儸紀 )約 1 億 9960 萬年前(誤差值為 60 萬年)到 1 億 4550 萬年前(誤差值為 400 萬年)
球狀海膽的砂層表面匍匐痕跡
球狀海膽穿入泥層的攝食構造
底棲或半底棲性的攝食性生物建造永久性或半永久性的居住構造。
生痕化石:
圖文來源 :台大地質系陳文山教授網頁<阿山的地科教室>
由半底棲或底棲性攝食生物在海床表層沈積物中攝取食物時挖掘或爬行的痕跡,具有各種不同型態的結構如管狀、螺旋狀等並與層面呈平行或斜交
底棲性生物於海床上行進時遺留連續無間斷的痕跡。移動方式有走、跑、爬行或蠕行等行為,形成淺凹型的槽狀爬痕,無方向性,無分叉且會重疊;具有直線型與弧狀彎曲型
底棲性生物為了有效攝取沉積物,在海床表面覓食時的爬痕具有蜿蜒彎曲痕跡且不會相互重疊;出現於食物缺乏的半深海 ~深海環境。
生痕化石:
圖文來源 :台大地質系陳文山教授網頁<阿山的地科教室>
摩氏硬度表 (Mohs hardness scale) 硬度為礦物抵抗磨損的能力,當兩塊礦物相互
摩擦,受損的一塊硬度即較另一塊小,所以硬度是由比較得出。
摩氏硬度表是德國礦物學家摩氏 (Frederich Mohs)於西元 1812 年所設計的尺度,利用已給定適當硬度值的十種礦物組成,如下表所示:
摩氏硬度表 (Mohs hardness scale) 在測定硬度的過程中,必須確實地刻劃直到出
現刻痕,而不是如粉筆般可以擦掉的痕跡。如果一種礦物被正長石所刻劃而不被磷灰石所刻劃時,則其摩氏硬度就介於 5 與 6 之間。另外,補充部分常見物體的硬度如下:指甲( 2.5 )、銅幣(約3 )、刀片( 5.5 )以及鋼銼( 6.5 )。
請同學們蒐集任何日常生活中用得到的物品(每人至少 10樣),帶到課堂中與其他同學分享,並共同討論這些物品的原料。
自然資源古今人類賴以生存的物質及能量皆取之於自然界,即所謂的自然資源。日常生活中,我們使用了多少地球上的資源呢?
解答1. 石油化學產品: PET(保特瓶 )、 HDPE(洗髮精瓶 )、 PVC(礦泉
水瓶、清潔劑瓶 )、 LDPE(牛奶瓶 )、 PP( 豆漿瓶 )及 PS(養樂多瓶、保麗龍餐具 )等。
2.金屬製品:金飾、銀飾、銅線、鐵罐、鋁罐、金屬釦子、金屬湯匙、鑰匙及電器材料等。
3.黏土:陶器、瓷器等。4. 石英:玻璃、水晶製品等。5. 植物性纖維:棉、麻等。6. 動物性纖維:毛、皮等。7.鹽:海鹽、鹽岩等。
自然資源
在進行活動與觀察 7-1 的過程中,是否發現所有蒐集來的物品其原料都來自地球
陶器 :黏土礦物加工後的產物(圖 7-26 ) 玻璃 : 由石英砂加熱熔融再製造而成
身上穿的衣服除植物性的棉、麻等製品外,也有動物性毛料、皮革,還有來自石油化學工業產物的人造纖維
自然資源
塑膠製品多來自石化工業(圖 7-27 );金屬加工品,如湯匙、各式電器材料或建築鋼筋等,皆由地殼中的金屬礦物提煉而來(圖 7-28 )
美麗又可保值的金、銀或銅等貴金屬,可做為裝飾及貨幣外,因導電性佳亦可作為導線使用
圖 7-27 石化產品 圖 7-28 金屬製品
自然資源
海水蘊藏豐富資源,如:鹽多數來自海洋,僅有部分來自鹹水湖(圖 7-29 )或鹽岩
海水中的營養鹽提供生物養分及能量,海洋生物提供人類營養和能量自然界生命其實是一種自然資源
圖 7-29 死海是鹹水湖,所含鹽分極高, 故密度較大,因此人可浮在水面上
自然資源
海水蘊藏許多豐富資源,例如:每天都須攝取的鹽,多數來自海洋,僅有部分來自鹹水湖(圖 7-29 )或鹽岩
海水中的營養鹽提供海中生物所需養分及能量來源,海洋生物也提供人類營養和能量的來源。自然界生命其實是一種自然資源
自然資源
大部分自然資源無法在短時間內生成。人類為生活便利,不斷尋找各種可利用資源,而在開發過程中,除資源被消耗掉,也直接間接破壞地球原貌與生態環境,進而影響地球原有的各種循環
身為地球上的一分子,為了地球的永續經營以及後代的生存權利,「如何與大自然共存?」是目前最大課題
我們生活中的哪些行為是會危害大自然?該如何改進?
危害大自然的行為 改進方法
使用汽車、飛機等交通工具,需大量使用石油等能源且造成廢氣排放
盡量使用大眾交通工具、多走路、改騎腳踏車等,以減少能源的耗損與廢氣的排放
使用塑膠等免洗餐具或提袋,會消耗石油且塑膠無法腐化
減少甚至拒用免洗餐具和塑膠袋,自備餐具和環保袋
危害大自然的行為 改進方法
使用冷氣,除了耗電還會將熱氣排放至空氣中,使都市的平均溫度上升
攝氏 28 度以上再開冷氣,並配合電風扇使用
土地的開墾與開發加速侵蝕、風化等地質作用
減少無謂的開發,重視森林保育
步驟:1.將全班同學分成數組,分別在校園中尋找
石材。2.利用放大鏡觀察岩石中的礦物結晶或岩石
的結構,如有層狀結構者可能是沉積岩類(如圖 a);有礦物鑲嵌的可能是火成岩類(如圖 b);礦物像被壓扁的則可能是變質岩類(如圖 c)。
步驟:3.再利用滴管將鹽酸溶液滴數滴在找到的岩石
上,觀察是否有氣泡冒出。若有氣泡冒出,則可能是碳酸鹽類的岩石或礦物(如圖 d、e)。觀察後,請用衛生紙或乾布將觀察物擦拭乾淨。
4.待觀察、記錄完畢,返回教室和同學分享觀察結果及討論問題。