一、認(rèn)識(shí)“主角”：石英巖與砂巖的基本特征演講人01認(rèn)識(shí)“主角”：石英巖與砂巖的基本特征02深入“拆解”：石英巖與砂巖的礦物組成分析03對(duì)比分析：石英巖與砂巖礦物組成的核心差異04聯(lián)系生活：礦物組成差異帶來(lái)的用途不同05總結(jié)：從礦物組成看石英巖與砂巖的“本質(zhì)區(qū)別”目錄2025小學(xué)四年級(jí)科學(xué)下冊(cè)石英巖與砂巖礦物組成對(duì)比課件同學(xué)們，當(dāng)我們走在公園的石板路上，或是觀察博物館里的巖石標(biāo)本時(shí)，有沒(méi)有注意到不同巖石的“長(zhǎng)相”和“性格”大不相同？今天，我們要認(rèn)識(shí)兩種常見(jiàn)的巖石——石英巖和砂巖。它們都可能出現(xiàn)在我們的生活中，但你知道嗎？它們的“內(nèi)在”（礦物組成）差異很大！接下來(lái)，我們將像小地質(zhì)學(xué)家一樣，從“認(rèn)識(shí)它們”到“拆解它們”，一步步揭開(kāi)石英巖與砂巖的礦物組成秘密。01認(rèn)識(shí)“主角”：石英巖與砂巖的基本特征認(rèn)識(shí)“主角”：石英巖與砂巖的基本特征要對(duì)比礦物組成，首先得明確這兩種巖石“從哪里來(lái)”“長(zhǎng)什么樣”。就像了解同學(xué)要先知道他的家庭和外貌一樣，巖石的形成過(guò)程和宏觀特征，會(huì)直接影響其礦物組成。1石英巖：變質(zhì)作用的“結(jié)晶產(chǎn)物”我第一次見(jiàn)到石英巖，是在秦嶺的一次地質(zhì)考察中。那里的山體裸露著大片灰白色巖石，表面光滑如鏡，用地質(zhì)錘敲擊時(shí)，會(huì)發(fā)出清脆的“叮叮”聲。當(dāng)?shù)叵驅(qū)дf(shuō)，這就是石英巖。從科學(xué)定義看，石英巖是一種變質(zhì)巖，它的“前身”通常是石英含量很高的砂巖或硅質(zhì)巖。在地球內(nèi)部高溫高壓的環(huán)境下（比如地殼運(yùn)動(dòng)時(shí)，巖石被深埋地下），原巖中的石英顆粒會(huì)發(fā)生重結(jié)晶——原本松散的石英顆粒像被“重新熔鑄”一樣，緊密結(jié)合成一個(gè)整體，甚至連原來(lái)的層理（沉積巖的“年輪”）都消失了。宏觀特征上，石英巖顏色多為灰白色、乳白色或淺紅色（若含少量鐵礦物會(huì)呈紅色），質(zhì)地堅(jiān)硬（莫氏硬度7，和玻璃差不多），斷口呈貝殼狀（像打碎的玻璃邊緣），表面很少能看到明顯的顆粒感——因?yàn)橹亟Y(jié)晶讓礦物顆粒融合了。2砂巖：沉積作用的“時(shí)光膠囊”說(shuō)到砂巖，大家可能更熟悉。小區(qū)里的景觀石、有些建筑物的外墻，甚至沙漠中的某些巖石，很多都是砂巖。我曾在黃河邊撿到過(guò)一塊砂巖，用手輕輕搓表面，竟有細(xì)小的沙粒掉落——這正是砂巖的典型特征。砂巖是一種沉積巖，由直徑0.0625-2毫米的碎屑顆粒（主要是礦物或巖石碎片）經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的沉積、壓實(shí)和膠結(jié)作用形成。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就像把一把沙子放進(jìn)模具里，再倒入“膠水”（膠結(jié)物），等“膠水”凝固后，沙子就粘成了巖石。宏觀特征上，砂巖顏色豐富（白色、黃色、紅色、灰色都可能），表面能看到明顯的顆粒感（用放大鏡觀察更清楚），質(zhì)地相對(duì)較軟（莫氏硬度多在6以下），有些砂巖用指甲劃會(huì)留下痕跡，敲擊時(shí)聲音較沉悶——因?yàn)轭w粒間有膠結(jié)物填充，但結(jié)合不如石英巖緊密。1232砂巖：沉積作用的“時(shí)光膠囊”過(guò)渡思考：通過(guò)上面的介紹，我們發(fā)現(xiàn)石英巖和砂巖的“出身”不同（一個(gè)是變質(zhì)巖，一個(gè)是沉積巖），這會(huì)如何影響它們的礦物組成呢？接下來(lái)，我們就深入“拆解”它們的礦物成分。02深入“拆解”：石英巖與砂巖的礦物組成分析深入“拆解”：石英巖與砂巖的礦物組成分析礦物是巖石的“積木”，不同礦物的種類、含量和排列方式，決定了巖石的性質(zhì)。要對(duì)比石英巖與砂巖，關(guān)鍵是搞清楚它們由哪些礦物組成，以及這些礦物的“角色”（主要礦物、次要礦物、膠結(jié)物等）有何不同。1石英巖的礦物組成：以石英為主的“純血統(tǒng)”石英巖的礦物組成相對(duì)簡(jiǎn)單，就像“主角明確的劇組”——石英是絕對(duì)的核心礦物，其他礦物多為“配角”甚至“客串”。1石英巖的礦物組成：以石英為主的“純血統(tǒng)”1.1主要礦物：石英（含量＞85%）石英的化學(xué)成分為二氧化硅（SiO?），是自然界最常見(jiàn)的造巖礦物之一。在石英巖中，石英的含量通常超過(guò)85%，有些甚至高達(dá)95%以上。這是因?yàn)樗摹扒吧怼保ㄔ瓗r）本身就是高石英含量的砂巖或硅質(zhì)巖，而變質(zhì)作用不僅沒(méi)破壞石英，反而讓石英顆粒重新生長(zhǎng)、相互鑲嵌，形成更緊密的結(jié)構(gòu)。舉個(gè)例子，就像把一把松散的玻璃珠（原巖中的石英顆粒）加熱后，玻璃珠融化再凝固，變成一塊透明的玻璃（石英巖中的石英集合體）——雖然本質(zhì)還是玻璃（石英），但結(jié)構(gòu)更致密了。1石英巖的礦物組成：以石英為主的“純血統(tǒng)”1.2次要礦物：少量其他穩(wěn)定礦物03云母：黑云母或白云母，可能是原巖中的碎屑，也可能是變質(zhì)過(guò)程中新生的礦物（比如原巖中的黏土礦物在高溫下轉(zhuǎn)化為云母）。02長(zhǎng)石：主要是鉀長(zhǎng)石或斜長(zhǎng)石，多為原巖中殘留的碎屑。但由于變質(zhì)作用中長(zhǎng)石容易分解，所以石英巖中的長(zhǎng)石含量一般比原巖（砂巖）低很多。01石英巖中偶爾能見(jiàn)到少量其他礦物，但含量通常不超過(guò)15%，且多為化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫高壓的礦物。常見(jiàn)的有：04鐵礦物：如赤鐵礦、磁鐵礦，含量極微，卻可能讓石英巖呈現(xiàn)紅色或褐色（比如某些紅色石英巖）。1石英巖的礦物組成：以石英為主的“純血統(tǒng)”1.3特殊點(diǎn)：幾乎無(wú)膠結(jié)物石英巖是變質(zhì)巖，其礦物顆粒通過(guò)重結(jié)晶直接連接，沒(méi)有“膠水”（膠結(jié)物）。這和砂巖形成鮮明對(duì)比——砂巖需要膠結(jié)物把碎屑顆粒粘在一起，而石英巖的顆粒是“自己長(zhǎng)在一起”的。2砂巖的礦物組成：碎屑+膠結(jié)物的“混合團(tuán)隊(duì)”砂巖的礦物組成比石英巖復(fù)雜得多，就像“多元組合的團(tuán)隊(duì)”——既有“主角”（碎屑礦物），又有“粘合劑”（膠結(jié)物），甚至還有“雜質(zhì)”（基質(zhì)）。2砂巖的礦物組成：碎屑+膠結(jié)物的“混合團(tuán)隊(duì)”2.1碎屑礦物：砂巖的“骨架”碎屑礦物是砂巖中最主要的固體顆粒，相當(dāng)于“骨架”，決定了砂巖的基本性質(zhì)。根據(jù)來(lái)源，可分為：陸源碎屑礦物：來(lái)自地表巖石的風(fēng)化產(chǎn)物，最常見(jiàn)的是石英、長(zhǎng)石和云母。石英：砂巖中最常見(jiàn)的碎屑礦物，含量通常為50%-90%（比石英巖低，但仍是主要成分）。石英化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易風(fēng)化，所以在搬運(yùn)過(guò)程中能“存活”下來(lái)，成為砂巖的“主力”。長(zhǎng)石：含量次之（一般＜25%），常見(jiàn)鉀長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石。長(zhǎng)石比石英容易風(fēng)化，所以在搬運(yùn)距離遠(yuǎn)的砂巖中，長(zhǎng)石含量較低（比如河流入?？诘纳皫r）；在搬運(yùn)距離近的砂巖中（比如山麓的沖積扇砂巖），長(zhǎng)石含量較高。云母：多為白云母（黑云母易風(fēng)化），呈薄片狀，含量通常＜5%。2砂巖的礦物組成：碎屑+膠結(jié)物的“混合團(tuán)隊(duì)”2.1碎屑礦物：砂巖的“骨架”巖屑：巖石的碎片，如花崗巖屑、片巖屑等，含量一般＜15%，常見(jiàn)于靠近母巖區(qū)的砂巖中（比如火山附近的砂巖可能含火山巖屑）。2砂巖的礦物組成：碎屑+膠結(jié)物的“混合團(tuán)隊(duì)”2.2膠結(jié)物：砂巖的“粘合劑”黏土膠結(jié)物（黏土礦物，如高嶺石）：膠結(jié)強(qiáng)度低，砂巖質(zhì)地疏松（用手搓可能掉沙粒），容易被水侵蝕。05鈣質(zhì)膠結(jié)物（碳酸鈣）：遇稀鹽酸會(huì)冒泡（這是鑒別鈣質(zhì)砂巖的小技巧?。?，膠結(jié)強(qiáng)度中等，砂巖較易被風(fēng)化。03膠結(jié)物是填充在碎屑顆粒之間的化學(xué)沉淀物質(zhì)，相當(dāng)于“膠水”，把碎屑顆粒粘成巖石。常見(jiàn)的膠結(jié)物有：01鐵質(zhì)膠結(jié)物（氧化鐵或氫氧化鐵）：常使砂巖呈紅色或褐色（比如常見(jiàn)的“紅砂巖”），膠結(jié)強(qiáng)度較高，但易氧化生銹。04硅質(zhì)膠結(jié)物（二氧化硅）：膠結(jié)強(qiáng)度高，形成的砂巖質(zhì)地堅(jiān)硬（比如石英砂巖）。022砂巖的礦物組成：碎屑+膠結(jié)物的“混合團(tuán)隊(duì)”2.3基質(zhì)：砂巖的“細(xì)粉”基質(zhì)是碎屑顆粒之間的細(xì)粒物質(zhì)（粒徑＜0.0625毫米），多為黏土礦物或細(xì)粉砂，相當(dāng)于“填充在骨架和膠水之間的細(xì)粉”?；|(zhì)含量高的砂巖（如雜砂巖）質(zhì)地較軟，結(jié)構(gòu)松散；基質(zhì)含量低的砂巖（如純凈砂巖）質(zhì)地較硬，結(jié)構(gòu)緊密。過(guò)渡思考：現(xiàn)在我們分別“拆解”了石英巖和砂巖的礦物組成，一個(gè)以石英為主、幾乎無(wú)膠結(jié)物，另一個(gè)由碎屑+膠結(jié)物+基質(zhì)組成。接下來(lái)，我們通過(guò)表格對(duì)比，更清晰地看它們的差異。03對(duì)比分析：石英巖與砂巖礦物組成的核心差異對(duì)比分析：石英巖與砂巖礦物組成的核心差異為了更直觀地理解兩者的礦物組成差異，我們從“主要礦物類型”“次要礦物含量”“膠結(jié)物存在性”“結(jié)構(gòu)特征”四個(gè)維度進(jìn)行對(duì)比（見(jiàn)表1）。|對(duì)比維度|石英巖|砂巖||--------------------|-------------------------------------------|-------------------------------------------||主要礦物類型|石英（含量＞85%）|石英（50%-90%）、長(zhǎng)石（＜25%）、巖屑（＜15%）||次要礦物含量|極少（＜15%），多為穩(wěn)定礦物（長(zhǎng)石、云母等）|可能較高（取決于搬運(yùn)距離和母巖類型）|對(duì)比分析：石英巖與砂巖礦物組成的核心差異|膠結(jié)物存在性|無(wú)（礦物顆粒通過(guò)重結(jié)晶直接連接）|有（硅質(zhì)、鈣質(zhì)、鐵質(zhì)、黏土等膠結(jié)物）||結(jié)構(gòu)特征|顆粒緊密鑲嵌，無(wú)明顯顆粒感|顆粒間有膠結(jié)物填充，可見(jiàn)明顯顆粒感|1主要礦物：石英的“絕對(duì)主導(dǎo)”vs“多元共存”石英巖中石英的“統(tǒng)治地位”非常突出（＞85%），這是因?yàn)樗?jīng)歷了變質(zhì)作用的“提純”——原巖中的不穩(wěn)定礦物（如長(zhǎng)石、云母）在高溫高壓下可能分解或轉(zhuǎn)化，而石英因化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定得以保留并富集。砂巖中的石英雖然也是主要礦物（50%-90%），但需要和長(zhǎng)石、巖屑等“分享”空間。這是因?yàn)樯皫r是沉積巖，碎屑礦物直接來(lái)自母巖的風(fēng)化產(chǎn)物，搬運(yùn)過(guò)程中只有部分礦物（如石英）能“存活”，但仍有一些較穩(wěn)定的礦物（如長(zhǎng)石）會(huì)保留下來(lái)，導(dǎo)致礦物組成更復(fù)雜。2膠結(jié)物：“自然融合”vs“外力粘合”石英巖沒(méi)有膠結(jié)物，它的礦物顆粒是通過(guò)重結(jié)晶“自己長(zhǎng)在一起”的，就像冰塊融化后重新凍結(jié)成一塊冰——顆粒間沒(méi)有“膠水”，而是通過(guò)原子重新排列緊密連接。砂巖必須依賴膠結(jié)物才能形成巖石，就像用膠水粘沙子——如果沒(méi)有膠結(jié)物，松散的沙粒永遠(yuǎn)是沙子，成不了巖石。膠結(jié)物的類型還會(huì)直接影響砂巖的性質(zhì)：硅質(zhì)膠結(jié)的砂巖最堅(jiān)硬（比如建筑用的優(yōu)質(zhì)砂巖），鈣質(zhì)膠結(jié)的砂巖遇酸會(huì)反應(yīng)（適合雕刻），黏土膠結(jié)的砂巖最松散（容易風(fēng)化成沙土）。3結(jié)構(gòu)特征：“緊密鑲嵌”vs“顆粒分明”用放大鏡觀察石英巖，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它的顆粒邊界模糊，甚至看不到明顯的顆?！?yàn)橹亟Y(jié)晶讓礦物顆粒融合了，就像一塊透明的玻璃，看不到內(nèi)部的“小碎片”。觀察砂巖時(shí)，放大鏡下能清晰看到獨(dú)立的顆粒（石英、長(zhǎng)石等），顆粒之間有膠結(jié)物填充，就像一把混著膠水的玻璃珠，每顆珠子的輪廓都很清楚。過(guò)渡思考：通過(guò)對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)石英巖和砂巖的礦物組成差異，本質(zhì)上是“變質(zhì)作用”和“沉積作用”這兩種不同地質(zhì)過(guò)程的結(jié)果。接下來(lái)，我們結(jié)合生活實(shí)例，看看這些差異如何影響它們的用途。04聯(lián)系生活：礦物組成差異帶來(lái)的用途不同聯(lián)系生活：礦物組成差異帶來(lái)的用途不同巖石的用途與其性質(zhì)密切相關(guān)，而性質(zhì)又由礦物組成決定。石英巖和砂巖的礦物組成差異，讓它們?cè)诮ㄖ?、裝飾、工業(yè)等領(lǐng)域“各顯神通”。1石英巖：因“高石英+緊密結(jié)構(gòu)”成為“硬骨頭”砂巖的礦物組成多樣，膠結(jié)物類型不同，使它的性質(zhì)“靈活多變”，用途更廣泛：建筑裝飾：鈣質(zhì)或鐵質(zhì)膠結(jié)的砂巖顏色豐富（如黃色、紅色），質(zhì)地較軟易雕刻，常用于古建筑的浮雕、裝飾墻（比如許多明清建筑的門楣）。在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容工業(yè)原料：高純度石英巖是制造玻璃、硅芯片的原料（因?yàn)槭⒌闹饕煞质嵌趸瑁＝ㄖ牧希簝?yōu)質(zhì)石英巖可加工成地板、臺(tái)面（如廚房countertops），耐刮擦、不易滲污。鋪路石：山區(qū)公路或公園步道常用石英巖，因?yàn)樗箟?、耐磨，不易碎裂?.2砂巖：因“多元組成+膠結(jié)物”成為“多面手”在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容石英巖的高石英含量（硬度7）和緊密結(jié)構(gòu)（無(wú)膠結(jié)物），使它非常堅(jiān)硬、耐磨損、抗腐蝕。在生活中，它常被用作：1石英巖：因“高石英+緊密結(jié)構(gòu)”成為“硬骨頭”藝術(shù)創(chuàng)作：松散的砂巖（如粗砂巖）可用于雕塑，因?yàn)樗菀浊懈詈退苄?，干燥后又能保持形狀。地質(zhì)研究：砂巖中的碎屑礦物和膠結(jié)物是“地質(zhì)密碼”——通過(guò)分析碎屑成分（如長(zhǎng)石含量），可以推斷它的母巖類型和搬運(yùn)距離；通過(guò)膠結(jié)物類型（如鈣質(zhì)），可以推測(cè)沉積時(shí)的古環(huán)境（如溫暖的淺海）。小實(shí)驗(yàn)建議：同學(xué)們可以找一塊石英巖和一塊砂巖標(biāo)本（或圖片），用放大鏡觀察它們的顆粒特征，再用指甲輕劃表面（注意安全?。?，感受硬度差異——你會(huì)更直觀地理解它們的礦物組成不同。05總結(jié)：從礦物組成看石英巖與砂巖的“本質(zhì)區(qū)別”總結(jié)：從礦物組成看石英巖與砂巖的“本質(zhì)區(qū)別”回顧今天的學(xué)習(xí)，我們像拆解“巖石拼圖”一樣，從形成過(guò)程到礦物組成，一步步對(duì)比了石英巖與砂巖的差異。核心結(jié)論可以總結(jié)為：石英巖是