科学：小学教师指南/岩石、地震和侵蚀
地球地壳的岩石根据其成因分为三类。沉积岩是由沉积物形成的，如沙丘中的物质以及沉积在湖泊和海洋底部的物质。沉积岩是由砾石、沙子和粘土等物质形成的，这些物质由河流和小溪带到湖泊和海洋中，沉降到底部并在长时间内积累。另一种类型的沉积岩是由海洋中动植物的遗骸形成的。第三种类型的沉积岩包括盐和碳酸钙等化学物质，这些化学物质从水中沉淀出来，并在海底堆积，最终硬化成岩石。 岩浆岩是由来自地球表面内部的岩浆形成的。喷出岩冷却速度很快，以至于大型晶体来不及形成，因此喷出岩通常是玻璃状或由非常细小的晶体构成。侵入岩具有大型、粗糙的晶体，这是由于岩浆缓慢冷却造成的。变质岩是由经历过形态变化的岩浆岩或沉积岩形成的，这种变化是由于极端的高温造成的。 硅酸盐矿物 是指含有硅元素的矿物。 这组矿物包括石英、长石、云母、辉石和滑石。非金属矿物 这类矿物含有金属，如钙或镁。 这组矿物包括硫磺、岩盐、石膏、方解石、白云石、萤石和石墨等众所周知的矿物。金属矿物 这类矿物包括金、银、铜、铁、铅、锌、铝、汞和钛。 宝石矿物 被制成贵重宝石和半宝石，包括钻石、祖母绿、红宝石和黄玉。 在地质学中，岩石或石头是天然存在的由一种或多种矿物或类矿物组成的固体集合体。例如，常见的岩石花岗岩是由石英、长石和黑云母矿物组合而成的。地球的外部固体层，即岩石圈，是由岩石构成的。
纵观历史，人类一直使用岩石。从石器时代开始，岩石就被用作工具。岩石中发现的矿物和金属对人类文明至关重要。
岩石主要分为三类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。这些岩石经历岩石循环，并在一段时间内能够从一种形式转变为另一种形式。对岩石的科学研究称为岩石学，它是地质学的重要组成部分。
岩浆岩
通过岩浆或熔岩的冷却和凝固形成。这种岩浆可以来自行星地幔或地壳中先前存在的岩石的部分熔融。通常，岩石的熔化是由以下三个过程中的一个或多个引起的：温度升高、压力降低或成分变化。
岩浆岩的两种类型
- 喷出岩：由熔岩（到达地球表面的岩浆）形成。喷出岩浆岩类型：玄武岩、安山岩、流纹岩、黑曜岩。
- 侵入岩：由在地表下冷却和凝固的岩浆形成。侵入岩浆岩类型：闪长岩、辉长岩、花岗岩。
沉积岩
在地球表面形成，由早期岩石、矿物和生物的碎片积累和胶结而成，或作为水中化学沉淀物和有机生长物（沉积作用）。此过程导致碎屑沉积物（岩石碎片）或有机颗粒（碎屑）沉降和积累，或矿物质从溶液中化学沉淀（蒸发岩）。然后，颗粒物质在中等温度和压力下（成岩作用）经历压实和胶结。
沉积岩的三种类型
- 碎屑沉积岩：沙子、砾石、淤泥、粘土等材料胶结在一起；砂岩
- 生物沉积岩：植物或动物遗骸胶结在一起；海洋贝壳和煤。
- 化学沉积岩：溶解在水中的化学物质沉淀出来；盐和石灰石。
变质岩
通过使任何类型的岩石——沉积岩、岩浆岩或其他更古老的变质岩——承受与原始岩石形成条件不同的温度和压力条件而形成。这个过程称为变质作用；意思是“形态变化”。结果是石头物理性质和化学性质的深刻变化。原始岩石，称为原岩，通过重结晶转变为其他矿物类型或相同矿物的其他形式。变质岩类型：大理石、板岩、石英岩、片岩。
看看这个很棒的实验或活动，可以与小学生一起完成
巧克力岩石循环伦敦地质学会活动来源：伦敦地质学会。经许可改编。
这个活动有多有趣？它是使用巧克力介绍岩石循环！
巧克力可以研磨成小颗粒（风化）、加热、冷却和压缩——就像岩石一样。与岩石不同，巧克力可以在安全且合理的温度下经历这些过程。
用你的巧克力制作“沉积岩”、“变质岩”和“岩浆岩”巧克力。最后，制作美味的零食！
材料
黑巧克力和白巧克力的块状铝箔和/或铝箔纸杯蛋糕托架热水和盛放它的容器塑料刀或其他简单的刮擦工具程序
首先，制作“沉积岩”巧克力
1. 从你的巧克力块上刮下一些小刨花。
2. 将这些刨花收集到一块铝箔上，然后压在上面。你可能会折叠铝箔，然后压在巧克力刨花上。你甚至可以站在封闭的锡箔包装上。
3. 观察锡箔中连接在一起的巧克力刨花堆，它现在类似于沉积岩。
其次，制作“变质岩”巧克力
1. 将一小堆沉积岩巧克力、一些你最初未使用的刨花和几块你最初的巧克力块放入铝箔或纸杯蛋糕托架中。
2. 将这种混合物漂浮在温水中。
3. 观察水中的热量如何传递到锡箔和巧克力，巧克力应该开始融化。
4. 当巧克力摸起来柔软时取出锡箔（为了安全起见，使用塑料刀，而不是手指）。
5. 让巧克力冷却。部分融化和冷却的巧克力现在类似于变质岩。
第三，制作“岩浆岩”巧克力
1. 将一小堆沉积岩和变质岩巧克力以及一些最初的巧克力块放入你的铝箔或纸杯蛋糕托架中。
2. 将这种混合物漂浮在非常热的水中。
3. 观察热量如何从水中传递到锡箔和融化的巧克力。让巧克力融化直至形成光滑的液体。
4. 小心取出熔化的巧克力并使其冷却，仍然放在铝箔中。你融化并冷却的巧克力现在类似于岩浆岩。
不仅有趣，而且美味！
地震（也称为震动、震颤或地震）是地球表面可感知的震动，是由地球地壳中能量的突然释放引起的，这种能量会产生地震波。地震的强度足以将人抛来抛去并摧毁整个城市。一个地区的震动性或地震活动是指一段时间内发生的地震频率、类型和规模。
断层主要有三种类型，它们都可能导致板间地震：正断层、逆断层（冲断层）和走滑断层。
正断层和逆断层是倾滑断层的例子，其中沿断层的位移是沿倾斜方向的，并且断层上的运动涉及垂直分量。正断层主要发生在地壳正在伸展的区域，例如发散边界。逆断层发生在地壳正在缩短的区域，例如汇聚边界。走滑断层是陡峭的构造，断层两侧水平滑动；转换断层是一种特殊的走滑断层。许多地震是由具有倾滑和走滑分量的断层运动引起的；这被称为斜滑。
逆断层，特别是沿汇聚板块边界的逆断层，与最强大的地震——巨型逆冲地震有关，包括几乎所有震级 8 或更高的地震。走滑断层，特别是大陆转换断层，可产生高达约 8 级的大地震。与正断层相关的地震一般小于 7 级。对于每增加一个震级单位，释放的能量大约增加 30 倍。
地震学是关于地震产生的地震波的科学研究。地震学是一门年轻的科学，只有大约 150 年的历史。在科学研究开始之前，关于地震的想法主要基于神话和迷信。北美第一个地震仪安装在加利福尼亚州圣何塞附近的利克天文台。这种仪器后来记录了 1906 年旧金山地震。计算机在 20 世纪 60 年代开始应用于更大的数据集和问题：常规地震定位反问题理论地震图
地震是由板块移动产生的冲击波引起的。这些板块可以以三种方式相互作用
- 汇聚运动板块相互推挤
- 发散运动板块相互推开
- 转换运动板块相互滑动
在地球科学中，**侵蚀**是指地表过程（如流水或风吹）从地球地壳的一个位置移除土壤、岩石或溶解物质，然后将其运输到另一个位置的作用。岩石或土壤的颗粒分解成碎屑沉积物被称为**物理侵蚀**或**机械侵蚀**；这与**化学侵蚀**形成对比，化学侵蚀是指土壤或岩石物质通过溶解到溶剂（通常是水）中而从一个区域移除，然后该溶液流走。被侵蚀的沉积物或溶质可能仅运输几毫米，也可能运输数千公里。侵蚀是分解事物过程。就我们而言，侵蚀是大洲和周围土地的分解。分解和风化土地的总体效果称为**剥蚀**。剥蚀是侵蚀的过程。在自然界中，大的东西被分解成小的东西。巨石变成沙子。山被雨淋而变成丘陵。山的一部分变成更小的碎片并沿着山坡向下移动。风化和侵蚀总是朝着下坡方向发生。侵蚀是一个很容易理解的概念。如果你看到一块石头，把它从山上拔出来。然后把它扔到地上。你现在是这座山侵蚀的一部分。你已经拿了一个大的物体（一座山）并开始用它制造小的物体（一块石头）。当那块石头落到地上时，它可能会破裂并产生一些细小的岩石碎片（沙子）。侵蚀就是这么简单。下雨时，同样的过程就会发生。岩石被冲下山或冲下溪流。土壤被冲走。海洋冲击悬崖并将其分解。它们都是剥蚀的例子。
风化导致地球表面附近岩石的崩解。植物和动物生命、大气和水是风化的主要原因。风化分解并松动岩石的表面矿物质，以便它们可以被侵蚀介质（如水、风和冰）带走。风化有两种类型：机械风化和化学风化。
机械风化 机械风化是指岩石分解成越来越小的碎片。冻融作用是有效的机械风化形式。当水渗入岩石的裂缝和孔隙中然后冻结时，其体积会增加近 10%。这会在-7.6 华氏度时产生约 30,000 磅/平方英寸的向外压力。冻融作用导致岩石破裂成棱角分明的碎片。爱达荷州高海拔地区的极端温差导致冻融作用成为一种非常重要的风化形式。
剥落是机械风化的一种形式，其中岩石的弯曲岩板从下面的岩石剥离。这会导致剥落穹丘或穹丘状丘陵和圆形巨石。剥落穹丘沿着称为节理的分离面发生，这些节理或多或少与表面平行弯曲。这些节理在表面附近相距几英寸，但随着深度的增加，距离增加到几英尺。这些层一层一层地剥落，形成圆形或穹顶状的岩石形态。大多数人认为剥落是由地表压力急剧降低导致的不稳定性造成的，这使得岩石得以膨胀。
剥落穹丘在花岗岩中发育得最好。优胜美地国家公园有非凡的剥落穹丘例子。爱达荷州在奥克利附近的寂静岩石城以及花岗岩爱达荷岩基的许多地方都有很好的例子。事实上，这些特征性的圆形形态使花岗岩爱达荷岩基的岩石露头易于识别。
另一种剥落发生在巨石呈球状风化的位置。这些巨石被岩石的同心壳层圆化剥落，类似于从洋葱上剥离壳层的方式。外壳是由某些矿物质化学风化成比原始材料体积更大的产物形成的。例如，花岗岩中的长石转化为粘土，其占据的体积更大。岩浆岩非常容易受到机械风化的影响。
化学风化 化学风化将原始物质转化为具有不同成分和不同物理特性的物质。新物质通常比原始物质软得多，也更容易受到侵蚀介质的影响。化学风化的速率在温暖的温度和湿度的存在下大大加快。此外，一些矿物质比其他矿物质更容易受到化学风化的影响。例如，长石比石英反应性强得多。
差异风化是指岩石的某些部分风化速率不同于其他部分。蛇河平原的艾达瓦达硅质火山岩中出现了差异风化的极好例子。平衡岩和古丁岩石城是差异风化的突出例子。
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