3 二章岩石中的空隙与水分
第二章岩石中的空隙和水分
业已知道，自地表到下地幔带都有水分存在，然而与人类关系最为直接的乃是地球浅部的地下水。这些水赋存在于地壳表层十五公里左右范围的空隙之中。尤其是2公里以内，这种空隙发育比较普遍，所以有人形象的说：地壳表层犹如饱含水的海绵。
一、岩石中的空隙——岩石中大小不等、形状不一的空间。
岩石中的空隙是存在于岩石中那些大小不等，形状各异的空间，它们是地下水存储的场所和运动的通道。因此这些空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布情况。对地下水分布有着严格的控制作用。
* 岩石的空隙性——岩石空隙的形状、大小、多少、连通情况和分布特点。
在水文地质学中岩石的空隙可分为三大类：
①岩石的孔隙；
②硬岩石的裂隙；
③可溶岩石中的溶穴。
1、孔隙——松散岩石中颗粒或颗粒集合体之间的空隙。
松散堆积物和某些胶结不好的基岩，系由大大小小的颗粒构成，颗粒之间的空
隙相互连通且呈孔状，故称为孔隙。
显然，岩石中空隙较多，储存地下水的能力越大。空隙体积的多少以空隙度（n）表示。
空隙度（n）—包括孔隙在内的某一体积的岩石中，孔隙体积V n所占的比例。
n＝V n／V n＝V n／V·１００％
空隙比（L）—岩石中孔隙的体积V n与固体颗粒体积V s的比值。
即：ξ=V n/V s 或ξ=V n/V s·１００％
∵V= V n+V s ∴V s =V—V n
∵n＝V n／V∴V n＝n·V
∵ξ＝V n/V s＝( n·V) / (V—V n) ＝nV／V—V n＝nV／V（１－n）＝n / (n－1)
即：ξ= n / (1—n)
孔隙度大小是衡量岩石储容地下水能力大小的中要参数，二者为正比关系。
* 松散岩石孔隙度的大小主要取决于：
①颗粒的分选程度（均匀程度）；N d1 = 40% 混N d2 = 50%则N（混）= 40%
×50% = 20%
②颗粒的排列方式；立方体排列疏松N可达47.64%；四面体排列较紧密，
N=25.95；与粒径无关。
③颗粒形状及胶结充填情况。
若颗粒之间发生一定的胶结或充填，胶结物、充填物占去部分空间，当然n 就降低了。
自然界松散岩石颗粒分选程度和磨圆度既达不到等粒圆球程度，也达不到立
方体和四方体的排列方式，而呈过渡状态。所以它的孔隙度介于中间状态。
由表2-1可见，岩石颗粒越细，则其孔隙度越大，即孔隙度大小与颗粒直径成反比。
所以黏土的孔隙度最大，并且往往比理论的最大孔隙度还要大，因为黏粒带电荷，沉积时互相聚合，构成颗粒集合体，并形成比黏粒直径还大的结构孔隙。
加：松散岩石肉眼鉴定
松散岩石分类（按颗粒直径d）
漂砾、块石 d ＞200mm 大于罐头瓶
卵石、碎石20~200 玻璃球~罐头瓶
砾石、石屑2~20 大米~玻璃球（鹌鹑蛋）
砂（粗、中、细）0.05~2 大米~小米~粗玉米面
粉砂（土）0.005~0.05 细玉米面
黏土＜0.005 特粉
混合类：砂黏（砂质黏土）主要是黏土，但含少量砂。
黏砂（黏质砂土）主要是砂，但含少量黏粒。
孔隙大小对地下水的运动影响很大。一般情况下，颗粒大，孔隙大，水运动畅通。但对水流运动影响更大的是孔喉——孔隙通道最细小的部分。不管孔隙直径多大，水流都要通过孔喉，所以孔喉的大小是影响水流运动的最主要因素。
由于自然界松散岩石颗粒总达不到同大等圆的程度，大孔隙中总或多或少地被细小颗粒所充填，所以孔隙大小取决于实际组成孔隙的细小颗粒直径。
排列方式也影响孔隙大小，立方体大，四方体小。
孔隙度大小对地下水储容能力影响很大，一般n大，储水多。但孔隙大小和孔隙度大小具有不同的意义，如黏土孔隙小，孔隙度大，储水较多而流不出，水运动难。
2、裂隙—坚硬岩石中由破裂变形而产生的裂缝式空隙。
裂隙是在各种地质应力作用下变形破裂而形成的，按裂隙成因分为：
成岩裂隙—岩石在成岩过程中产生的裂隙。
构造裂隙—岩石在构造运动中受力破裂所产生的裂隙。
风化裂隙—岩石在风化作用下破坏而产生的裂隙。
裂隙的多少以裂隙率表征，以此数值反映岩石中裂隙的多少。
* 体积裂隙率—岩石中裂隙的体积与包括裂隙在内的岩石总体积之比。（小数或百分数）
面积裂隙率—单位面积的岩石上，裂隙面积所占的比例。
线裂隙率—在垂直于裂隙方向上单位长度内裂隙所占的比例。
由于自然界岩石裂隙发育极不均匀，所以在实地测量岩石的裂隙率时要多测些点，以统计平均值给出，才具有代表性。
研究裂隙，主要研究其发育方向、密度、延伸长度、充填情况等以及发育密度，发育程度等。
3、溶穴—可溶岩石在地下水作用下产生的空洞。
溶穴的多少以岩溶率表征。
* 岩溶率—溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值。
溶穴的大小相差悬殊，分布极不均匀。大者为溶洞，可达数十米上百米，长可延伸几十公里；小者为溶孔。岩溶发育带上，岩溶率可高达百分之几十，而此带以外的地段岩溶率可能为零。
上述三种空隙的发育，在自然界的许多情况下是相互制约而共同伴生的。如坚硬的灰岩，可在构造力作用下产生构造裂隙，而后地下水又活动其间而发生溶蚀作用。将这些构造裂隙开拓为溶蚀裂隙，进而扩为溶洞。松散岩石中固然多孔隙，但有时黏土干缩会产生裂隙，这些裂隙的水文地质意义往往超过其原有的孔隙。固结程度不高的沉积岩，往往既有孔隙又有裂隙。
岩石中的空隙是地下水赋存场所和运移通道。但这些空隙必须是以一定方式连接起来构成空隙网络，才能成为具有水文地质意义的储容空间和地下水流运动的通道。否则，孤立的空隙意义不大。
不同类型的岩石，所形成的空隙网络其特点是不一样的。
* 松散岩层中空隙发育的一般特点：连通性好，分布均匀, 各向同性。所以分布其中的地下水的多少和运动状态都是比较均匀的。
* 坚硬岩石中裂隙发育的一般特点：宽窄不等，长度不一，分布不均，方向性强，连通性差。只有在不同方向的裂隙相互穿插切割沟通而形成网络，才有利于地下水的存储和运动。裂隙水分布严格接受裂隙发育特点控制而不均匀。
*可溶岩中溶穴发育的一般特点：大小悬殊，分布极不均匀。所以赋存其中的地下水受控于溶穴发育特点而极不均匀。
存在不同岩石中的地下水，其分布特点无不受控于介质分布状况。不同的含水介质，其空隙特征各异，其中的地下水也表现出不同的赋存特征。
* 按含水岩层的空隙类型可将地下水划分为三种类型：
（松散岩石）空隙水
（坚硬基岩）裂隙水
（可溶岩石）岩溶水
二、岩石中水的存在形式（水在岩石中有各种存在形式）
岩石中的水：
* A. 岩石空隙中的水：
* ⑴按水的物理状态分为：①气态水；②液态水；③固态水。
* ⑵按水的受力状态分为：
①结合水：分为：强结合水（吸着水）；弱结合水（薄膜水）。
②毛细水。
③重力水。
B. 岩石“骨架”中的水：
①沸石水—在矿物结晶格架之间空隙中的水（结合不牢固）。
②结晶水—在矿物结晶格架之上的水（结合较牢固）。
③结构水—在矿物结晶格架之中的水（结合牢固）。
* 1、结合水__在静电引力作用固相表面吸附的水。
松散岩石颗粒表面和坚硬岩石裂隙面均带电荷。由于水分子是偶极分子，
在
静电引力作用下，一部分水分子就被吸附在固相表面，形成结合水。因此，结合水不能在重力的作用下运动，呈现固体的性质，具有一定抗剪强度。
根据水分子与固体表面的距离大小，或者说根据水分子受固相表吸引力的大小，结合水分为强结合水和弱结合水。
强结合水离固相表面最近，所受引力很大，被紧紧吸在固相表面，故又称为吸着水。吸着水分子排列紧密、整齐，平均密度为2g/cm3 ，具有抗剪能力，不能流动，但可转化为气态水而转移，溶解盐的能力很低。如用水洗手后，甩不干，但可用毛巾檫去，也可蒸发干燥。
弱结合水距固相表面稍远，水分子排列也有一定规则，厚度较吸着水大，形成一层水膜，故称之为薄膜水。
薄膜水具较大的密度和一定的抗剪能力，溶解盐的能力仍较低，但可被植物吸收。一般情况下不能流动，只有在施加的外力大于其抗剪能力时，外层水分子才开始流动。但当两个包裹着薄膜水的颗粒接触时厚膜的水可向薄膜移动，直至二等厚为止。
2、* 重力水—（岩石空隙中）能在自身重力作用下而运动的水。
重力水广泛分布在地壳岩石的空隙之中，其数量最多，与人的关系最为密切，是水文地质学研究的主要对象。重力水处在薄膜水以外，固体对它的吸引力小于其本身的重力了，在重力作用下可以自由流动了，故称之为重力水。人们从井、泉中取出的水都是重力水。
3、毛细水—赋存在地下水面以上毛细空隙中的水。
将一根很细的玻璃管插入水中，管内水面就会上升到一定高度而停下来，这就是发生在气、液、固三相表面上的毛细现象。当将玻璃管提起来，其中的水并不流出。
自然界岩石中的空隙相连，会构成毛细管一般般的通道，在毛细力的作用下地下水就会沿着这些通道上升到一定高度，停留在这些毛细通道中。若干这样的含毛细水的通道一起构成毛细水带。其中的毛细水下面受有地下水的支持，故称之为支持毛细水。毛细水同时受毛细力和重力作用，在二者平衡的高度停下来。毛细水停下来的位置与地下水面间的距离叫做毛细水上升高度。毛细水上升高度大小与孔隙颗粒大小有关。一般：颗粒粗孔隙大，毛细水上升高度小；颗粒细孔隙小，毛细水上升高度大。在耕作区，要把地下水位控制在毛细上升高度以下，以防止地表积盐，使土壤盐碱化。
毛细水可以传递静水压力，也可被植物吸收。
如果细粒物质与粗粒物质交互成层时，由于毛细通道上下弯液面毛细力作用，毛细水会脱离地下水面而保留在细粒土层中，这种毛细水叫做悬挂毛细水。
松散岩石颗粒间的接触点上可悬留一些水，称为触角毛细水或孔角毛细水。
4、气态水—（未饱和岩石空隙中）以气态形式存在的水。
未饱和岩石空隙中的水，可以来自地下液态水的蒸发，也可以由大气中水汽进入岩石空隙而成。气态水可随空气运动。即使在空气不流动的情况下，也能从水汽压力（绝对湿度）大的地方向小的地方迁移。气态水与液态水在一定温度、压
力条件下互相转化，二者保持动态平衡。
如在干燥的沙漠上，放一块玻璃板或金属板，夜间气温迅速降低，空气的饱和差减小，下面温度较高的沙中的水汽就会向空气迁移，在板面凝结成液态水。
5、固态水—冰。它是以固体形式存在的水。
在摄氏温标零度以下，岩石空隙中的液态水就会变为固态水。我国北方冬季寒冷，在一定深度上水份固结，形成冻土。在青藏高原等高寒地区，地下水多年不化，而成为多年冻土。
地下水由液态变为固态，或由固态变为液态，都伴随着体积的变化，从而可引起地表变形。
6、矿物中的水—沸石水、结晶水、结构水。
①沸石水—在矿物结晶格架之间空隙中的水（以水分子形式存在，结合不牢固，稍加热甚至常温下也可逸散）。
②结晶水—在矿物结晶格架之上的水（以水分子形式存在，结合较紧密，加热时才可逸出）。
③结构水—在矿物结晶格架之中的水（以氢离子和氢氧根离子形式存在，结合非常紧密，高温才可逸出）。
三、*** 岩石的水文地质性质—与水的储容和运移有关的岩石的性质。包括：容水性、持水性、给水性、透水性，它们相应的量度指标分别为容水度、持水度、给水度、渗透系数。
自然界岩石中空隙的大小、多少及连通程度与其水文地质性质密切相关，尤
其空隙的大小具有决定的意义。
在一个足够大的空隙里，由隙壁向外依次分布着强结合水、弱结合水、重力水。空隙越大重力水所占比例越大；反之，结合水所占比例愈大。当空隙直径小于结合水厚度的二倍时，则空隙全被结合水占据，重力水就无法存在了。由此可知，孔隙微小的粘性土层和闭合的基岩裂隙中，几乎只含结合水，重力水则微乎其微。而砂砾石和具宽大裂隙或溶穴的岩石中，重力水所占比例就相当大，结合水则微不足道。因此，岩石空隙的大小、多少成为控制其容纳、保持、给出及透过水的能力的决定因素。
1、* 容水性—岩石能容纳一定水量的性质。
* 容水度—饱水岩石中所容纳水的体积与包括空隙在内的岩石总体积之
比。（小数或百分数）
一般情况下，岩石的容水度在数值上与其孔隙度、裂隙率、岩溶率相等。即有多少空隙就能容纳多少水。
但对于膨胀性黏土，由于充水后体积会增大，容水度可大于孔隙度。
* 持水性—饱水岩石在重力作用下释水以后，其中仍能保持一定水量的性能。* 持水度—饱水岩石在重力作用下自由释水以后仍保持下的水的体积与岩石总体积之比。（小数或百分数）
（书中：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积的岩石柱体反抗重力而保持在岩石空隙中的水量称为持水度）想一下，*饱水岩石在重力作用下自由释水以后被滞留在岩石空隙中而不能流出的那部分水是哪几种类型的水呢？主要是：
结合水、孔角毛细水和一部分悬挂毛细水。
松散岩石的持水度与其颗粒或空隙大小密切相关，也可以说与固体颗粒的比表面积有关（正比）。黏土颗粒细小，分散程度高，比表面积大，所形成孔隙小，其中所含结合水比例较大，而结合水不能自由释出，当然其持水度就大了，有时黏土的持水度与其容水度相等，即在重力作用下完全不会释水。砂的持水度较小。由砾石、大裂隙、溶穴构的岩石持水度甚微。
3、* 给水性—地下水位下降时饱水岩石在重力作用能够释出一定水量的性质。
* 给水度—地下水位下降一个单位深度时，单位水平面积的岩石柱体在重力作用下所释出水的体积。（小数或百分数）
岩石的给水度与岩石的空隙性（空隙的大小、多少）、地下水初始水位埋深和地下水位下降速率有关。粗粒的松散岩石和裂隙、溶穴较大的坚硬岩石，重力释水以后，由于空隙较大，固体比表面积较小，滞留在空隙中的结合水、孔角毛细水很少，即持水度很小，其给水度大小与容水度数值相当。而细粒黏土，具有很大的比表面积和很大的孔隙度，但其孔隙很小。这些微小的孔隙几乎被结合水全部充填占据，所以持水度甚大而给水度很小（白分之几）。
当地下水初始水位埋深较浅，小于毛细水上升高度时（毛细水带不全），地下水位下降时，将有一部分重力水转化为毛细水而保留在地下水面以上，从而使给水度偏小。
如果地下水位下降速率较快，岩石释水作用还没彻底完成，此时的给水度测
量值也偏小。
4、* 透水性—岩石允许水透过的性质。
渗透系数（K），是用以表征地下水在岩石空隙中运动畅通程度的定量指标，它具有速度的量纲（L / T）。K值的大小反映了地下水在介质中运动的快慢或难易程度，是一个水资源定量评价的十分重要的水文地质参数。后面将单独设章深入讨论。这里只讨论：
影响岩石透水性大小的因素。
①空隙大小对透水性的影响（正比）
为了分析水在空隙介质中的运动情况，我们将大、中、小三种孔隙通道概化为直径分别为大、中、小的三种园管。根据水利学原理，水在园管中作层流运动时，管中心点的最大流速与园管直径的平方成正比。
管壁表面分布着一层结合水，其余部分为重力水。由于结合水在寻常条件下不能运动，结合水与重力水之间又存在磨擦力，这种摩擦力阻止着重力水的运动。所以二者的接触面上水流速度近于零，向园管中心方向，随着水质点与管壁距离变大流速加大，到中心部位获最大流速。
管中心的最大流速与园管直径的平方成正比，管壁处水流速度趋于零，管中心流速最大。并且大管的流速大于小管的流速；管径越小所获得的最大流速也越小，当管径小于结合水膜厚度的二倍时，管中全被结合水占据，就不能透水了。
对于空隙岩石，空隙越大，透水性越强；空隙越小，透水性越差；当管空隙小于二倍结合水膜厚度的时，
一般不透水。
②空隙的多少对岩石透水性的影响
为说明这个问题，我们来讨论两种孔隙度相同，而空隙大小不同的等体积岩石的透水性。现将孔隙通道概化为过水园管，设大孔隙通道为一支园管，半径r = 4 。因为n大= n小，所以小孔隙通道岩石应有四支r = 2的园管。由于大园管横截面积与四支小园管横截面积之和相等，即F大= 4 F小、，所以通水时，流速大者其透水性强。由于园管中心点的最大流速与园管直径的平方成正比，所以大园管表征的大空隙岩石的透水能力强。
可见：孔隙度相同时，孔隙越少，透水性越强；孔隙越多，透水性越差。
所以，自然界由粗颗粒构成的岩石，其孔隙尺度较大，单位体积岩石中孔隙数量较少，透水性较强；相应的由细颗粒组成的粘性土，其孔隙尺度较小，单位体积岩石中孔隙数量较多，透水性较差，甚至不透水。
③岩石颗粒的分选性（颗粒的均匀程度）对岩石透水性的影响
然而自然界含水岩石的孔隙通道并非园管，而是一个孔径变化多样，形状非常复杂的孔隙系统。并且大孔隙中会有小颗粒充填，阻碍了水的运动。尤如一根变径的水管，决定过水量大小的既不是粗径也不是平均管径，而是水管细径部位。
显然，孔隙岩石中水流运动影响最大的是最小的孔径部位，即孔吼大小。粗大的颗粒固然可以形成较大的孔隙，但如果同时混入较小的颗粒，小颗粒充填在大孔隙之中，阻滞了水的流动，从而降低了岩石的透水性。因此认为：* 岩石颗粒的分选性（均匀性）制约着空隙的大小，从而成为影响岩石透水性的主要因素。
影响岩石透水性的因素除上述颗粒的大小、多少、分选性以外，还有：岩石中空隙的延伸方向、连通程度、充填情况及空隙的形状、裂隙面粗糙度等因素。
5、含水量—松散岩石中所保存水分的数量。
①* 重量含水量（Wg）—岩石孔隙中所含水的重量Gw与干燥岩石重量Gs之比。
Wg = Gw / Gs×100%
②体积含水量（Wv）—岩石孔隙所含水的体积Vw与包括空隙在内的岩石体积V之比。
Wv = Vw / V ×100%
当水的容重r = 1时，岩石中含水的重量与体积在数值上相等，即：
Gw = Vw , 据重量含水量与体积含水量的表达式，得：
Wg×Gs = Wv×V , 方程两边同除以岩石体积V, 得：Wg×Gs / V = Wv×V / V ，其中V / V = 1，Gs / V = r o (岩石的干容重)，则：
Wv = Wg ×r o ————重量含水量与体积含水量之间的关系式。*** 四、有效应力原理与松散岩石压密
** 1、太沙基有效应力原理
有效应力原理用于分析地下水位变动时，岩石所受压力的变化及由此而引起的松散岩石（砂性土、粘性土）的固结压密问题。
为分析方便，我们取饱水砂层中一个水平单元面积ABCD作为平衡研究单
元。该单元上的总应力P是其上部地层和水的重量之和。此总应力P由砂层骨架（固体颗粒）和水共同承担。水所分担的压应力相当于孔隙水压力u , 则：
u = r w h r w —水的容重
h —ABCD平面上水头高度（水层厚度）
孔隙水压力u可认为是对ABCD平面的上浮力，即对上覆地层的浮托力。所以，上覆地层的应力被浮托力抵消一部分，其余者由砂层骨架分担。由于水的浮托力存在，上覆地层实际作用在骨架上的应力称为有效应力P Z。
ABCD平面在上述总应力P、有效应力P Z、水的浮托力u 的共同作用下，处于平衡状态，即：
P = Pz + u 或Pz = P—u 这便是著名的太沙基有效应力原理。
** 太沙基有效应力原理—作用在饱水岩层中任一平面上的总应力等于有效应力与孔隙水压力之和。
或：作用在饱水岩层中任一平面上的有效应力等于总应力减去孔隙水压力之差。
** 2、地下水位下降引起的岩土压密
由于抽吸地下水等原因，使地下水位降低了△h ，则孔隙水压力（浮托力）减小△u ，然而此时平衡单元ABCD所受的总应力P可认为没有改变（虽然水位降低了△h ，但△h的水柱所产生的压应力与上覆地层的压应力相比，是很小的，故近似的认为P没变）。由于水的浮托力的减小，原先由水所承担的与△u对应的
那一部分总应力△P Z，必然要转嫁给砂层骨架承担，才能保持ABCD单元的平衡。因此，有效应力P Z必然要增加△P Z。即：
P Z + △P Z = P —（u —△u ）
砂层通过颗粒的接触点承受压力，有效应力增加，颗粒接触面积加大，岩石颗粒将发生位移，排列更加紧密，孔隙度降低，则砂层被压密。此时，砂层中的水也因减压而稍有膨胀。
砂会由于地下水位下降，孔隙水压力减小而被压密，其体积减小，表现为地面高程损失—地面沉降。此时，如果由于某种原因地下水获得补充，水位恢复，即孔隙水压力恢复，砂层的体积基本上可以恢复原状。因为砂砾类岩土在受力时基本上发生弹性形变。即：对砂性土类来说，水压降低，颗粒压密，体积减小；水压升高，颗粒“放松”，体积增大，弹而复原。
但是，如果这种由水位降低而引起的地层压密现象发生在粘性土层中，由于粘性土释水压密时，其结构压密变形后将不会反弹，其变形是不可逆的。即使水位再升高到原来位置，粘性土基本上保持其压密状态，其体积不会复原。我们称这种现象为塑性变形。
一般，地面沉降这种地质环境灾害的发生，其主要原因就是地下水位下降引起土层（尤其粘性土层）压密变形而损失地面高程所致。所以，一旦成灾，一般不易恢复，对环境是一种永久的伤害。
地下水位下降，松散岩石被压密，其孔隙度、给水度、透水性等性质都会变小，含水层的水文地质特征就会改变。
四年级科学下册第四单元第3课时岩石的组成教案
第四单元岩石和矿物 第3课时岩石的组成 ·科学概念 学生通过提供的工具和自己的观察认识常见的几种矿石。知道岩石是由一种或几种矿物组成的。 ·过程与方法 学生利用工具，多种途径发现岩石的成分。通过对岩石的观察，收集记录岩石的一些性状。通过阅读资料，能够确定一些描述矿物特征的标准。 ·情感态度与价值观 学生对研究身边的矿物有浓厚的兴趣，将生活中的发现利用所学知识检索定位。 教学重点：观察几种常见岩石，了解岩石的组成。 教学难点：能描述常见的矿物。 教学准备：花岗岩、云母、长石、石英、小刀、放大镜、阅读资料。 教学过程： 一、引入 上节课我们知道了花岗岩是由几种不同颜色的颗粒组成的，那么这几种颗粒是什么样的？它们又是什么呢？今天这节课来研究岩石的组成。 二、探究过程 1、研究花岗岩 师：请大家拿出花岗岩，仔细观察花岗岩，我们进行小组间的竞赛，比一比那个小组发现花岗岩的秘密多。 （1）学生进行观察活动，师巡回指导。(准备：放大镜) （2）汇报交流。小组派一代表，参加其他组的讨论研究，交流发现所得。 （3）教师提供云母、长石、石英矿物标本。 投影图片：云母、长石、石英标本 （4）学生利用放大镜仔细观察，它们各有什么样的特点？
学生交流、汇报：云母有闪亮的薄片；长石有肉红色颗粒；石英有白色透明颗粒。 （5）利用提供的矿物标本再次鉴定花岗岩的成分。 比较：花岗岩中的什么物质与这三种矿物中的哪一种矿物最为接近？ （6）学生再次观察并进行汇报。 小结：石英、长石和云母都是自然界的矿物。矿物在自然界中很少单独存在，通常都是几种混杂在一起组成岩石。花岗石就是由石英、长石、云母组成的。 2、常见的矿物 教师提供一些矿物标本，学生试着观察，进行描述两块不同的矿物标本。(描述中要求学生不是比较它们的异同，而是分别描述他们的特征。）（1）投影：煤、硫磺、石膏、赤铁矿、方解石 （2）师解说：世界上已发现的矿物近4000种。我们身边有许多矿物制成的物品，如我们吃的盐，点豆腐用的石膏，做铅笔芯的石墨，中药用的雄黄，做首饰的金、银和钻石等。 （3）你对矿物知道什么？请大家阅读单元资料库《矿物特征卡》，了解人们是怎样描述矿物特征的。 （4）学生阅读单元资料库《矿物特征卡》。 （5）交流汇报：我们可以从哪些方面去描述矿物？（学生：名称、性状、用途） （6）教师提供矿物，学生明确描述矿物着重于哪些方面后，试着模仿描述。 （7）学生制作矿物鉴定分析卡。 （8）汇报交流，教师与学生共同修正。 三、总结 1、通过这节课的研究我们知道了什么？ 2、所有的岩石都是由一种或几种矿物组成的。并能够确定一些矿物的特征。 四、课外延伸 制作自己带来的岩石矿物鉴定分析卡。
第二章岩石中的孔隙与水分
第二章岩石中的空隙与水分 一、名词解释 1．岩石的透水性：岩石允许水透过的能力。 2．孔隙：松散岩石中，颗粒或颗粒集合体之间的空隙。 3．孔隙度：松散岩石中，某一体积岩石中孔隙所占的体积。 4．裂隙：各种应力作用下，岩石破裂变形产生的空隙。 5．裂隙率：裂隙体积与包括裂隙在内的岩石体积的比值。 6．岩溶率：溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值。 7．溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。 8．给水度：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释出的水的体积。 9．重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。 10．毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。 11．支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面沿孔隙上升形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持。 12．悬挂毛细水：由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水。 13．容水度：岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值。 14．孔角毛细水：在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保持的水。 15．持水度：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量。 二、填空 1．岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律，对地下水的分步和运动具有重要影响。 2．岩石空隙可分为松散岩石中的孔隙、坚硬岩石中的裂隙、和可溶岩石中的溶穴。3．孔隙度的大小主要取决于分选程度及颗粒排列情况，另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度。 4．松散岩层中，决定透水性好坏的主要因素是孔隙大小；只有在孔隙大小达到一定程度，
教科版-科学-四年级下册-教科版科学四年级下册4.3《岩石的组成》教学设计
《岩石的组成》教学设计 一、科学教育理论指导 课程标准在课程性质中明确指出：小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。在基本理念中指出：科学学习要以探究为核心，探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境下，借助其他人的帮助指导，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。综合上述观点，小学生科学素养的提升是在科学探究过程中不断对原有认知结构重新建构的过程。基于这一理念指导，本课将采取“探索——建构——发散”的教学模式，在学生已有的经验上，通过一定的科学方法认知，从而建构起科学知识的框架。 二、地球与宇宙领域教学内容与教学方法梳理 1．教学内容 《岩石的组成》是教科版小学科学四年级下第四单元《岩石和矿物》单元的第3课。《岩石和矿物》单元隶属于地球与宇宙科学领域，其科学知识内容来自“地球是太阳系中一颗很有特色的行星”这一主要概念中的“不同的岩石有不同的特征和特性”的一分解概念。本单元教学也是小学生初次对构成地球固体物质的探究。对于激起孩子的兴趣有着至关重要的作用。 在本课中，教材安排了两个内容“美丽的花岗岩”和“常见的岩石”。通过观察花岗岩，认识到岩石是由矿物组成的。教科书选择花岗岩是因为花岗岩是一种比较常见的岩浆岩，矿物颗粒比较粗，主要矿物成分长石、石英、云母颜色、形态不一样，容易区分。所以花岗岩是指导学生理解岩石是矿物集合而成的典型材料。从而将关注点从岩石引到矿物上。通过课文资料阅读初步了解不同矿物在形态、性质方面有着差异，在生产和生活中有不同的用途。从而引发学生对岩石的组成——矿物的关注。为下面两节观察矿物特性的教学做准备。 2．教学方法 《科学（3~6年级）课程标准》指出：科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样经历科学探究的过程，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度。在这一理念指导下，结合本课特点，采取实验探究法、小组讨论法、全班交流等教学方法。给全体学生提供充分的科学探究机会，让学生在观察、提问、猜想、设计、实验、表达、交流的探究活动中，体验科学探究的过程，
新大象版小学科学四年级上册2.3 岩石的组成 教学设计+反思
3岩石的组成 【教学分析】 研究岩石必须谈到矿物，岩石是由一种或多种矿物组成的。教材先点名了岩石和矿物的关系，然后给出常见矿物的名称和图片。有条件的学校可以呈现矿物标本，供学生观察和比对使用。教师先指导学生分析花岗岩内含有的三种颗粒分别是什么矿物，从颜色、透明、反光的情况分别去比对和判定。在此基础上在分别去分析大理岩、砂岩的矿物成分，最终理解岩石是由矿物组成的。至此，学生对岩石从表面特征到内部组成有了更加深入的认识。这时就可以仿照包含个人基本信息的居民身份证来为岩石制作“身份证”了。这不仅是一个形象化的制作活动，更是对岩石研究的一个小结，使学生对岩石的认识更加系统。 【教学目标】 （1）比对矿物标本，知道岩石是由不同的矿物组成的。 （2）会从阅读资料等渠道获取重要信息，通过制作“身份证”的活动提高处理信息的能力。 （3）更全面地认识岩石的基本特性，感受探究的乐趣。 【教学准备】 （1）材料准备：矿物标本、花岗岩、砂岩、大理岩、放大镜、“身份证”卡片等。 （2）活动场地：在教室内和实验室内均可。 【教学过程】 1.阅读了解矿物知识 师：在观察岩石的过程中，大家发现岩石由不同的颗粒组成，颗粒有大有小，颜色也不一样。组成岩石的这些颗粒到底是什么呢？下面让我们认识地球上分布更广的一种资源——“矿物”。矿物的种类很多，例如长石、石英、云母、方解石、白云石，以及做铅笔芯的石墨，做粉笔的石膏等，都是矿物。下面按照小组来观察一下矿物标本。 （学生分小组观察矿物标本） 2.假设花岗岩中有哪些矿物 师：每种矿物都是一种因地质作用而形成的天然的纯净的化学物质，是组成岩石和矿石的基本单元。请大家回顾一下，花岗岩是由几种颗粒组成的？它们分别可能是什么矿物呢？ 生1：花岗岩由三种颜色的颗粒组成：肉红色、黑色、白色（有些透明和反光）。 生2：我认为肉红色的很像长石，长石就是肉红色的。 生3：其中黑色的有可能是黑云母或者是石墨。矿物里的黑云母和石墨都是黑色的，石墨是做铅笔芯的，在纸上画能画出黑印儿。我用花岗岩在纸上画是没有黑印儿的，所以我判断黑色的颗粒应该是黑云母。 生4：花岗岩中那个白色的有些透明和反光的颗粒既像石英也像方解石，我不能准确判断。 师：大家能够把岩石和矿物标本进行比对，根据比对结果还有自己的知识，通过分析说出自己的合理假设，这样非常好。我们再用这样的方法来探究一下砂岩和大理岩的组成，先进行小组观察、比对和讨论，然后我们一起交流。 （小组观察、比对、讨论） 生1：我们小组看到的砂岩是黄褐色的，在放大镜下面看到有肉红色的颗粒和白色透明的颗粒。白色透明颗粒像是石英，肉红色的颗粒像是长石。偶尔还有一些深灰色的颗粒夹杂在里面，不能确定是什么。 生2：我们小组观察到的大理岩是纯白色的。里面明显有两种颗粒组成，有一种是白色不发光的，另一种是白色发光的。我们认为白色不发光的可能是方解石，白色发光的可能是
第3课《岩石的组成》教学设计(教科版小学四年级科学下册第四单元)
教科版小学四年级下册科学第四单元 第3课《岩石的组成》教学设计 教学导航 【学情分析】 知识方面，在前一课《认识几种常见的岩石》中，学生已经获得了一定的经验。对花岗岩有了一定的认识，知道它是由不同颜色的颗粒组成的。而且不少学生可能也听说过或者接触过矿物，对矿物也有一定的理解。能力方面，四年级的学生通过一年半的科学学习已经具备了一定的能力，如观察、假设、简单实验、合作、记录等。能够初步对岩石的形态进行观察、比较、分类。兴趣方面，小学生对于身边的事物具有强烈的好奇心和积极的探究欲，对科学实验充满了兴趣。他们乐于探究，在探究中能体验到发现的喜悦。 【教学目标】 科学概念 1．花岗岩主要由石英、长石和云母三种矿物组成。 2．岩石都是由一种或几种矿物组成的。 3．不同矿物具有不同的形态特征和用途。 过程与方法 1．利用放大镜观察花岗岩的结构，并了解石英、长石、云母三种矿物的特征，并比较它们的特征。 2．通过阅读资料，了解一些矿物的形态特征和用途，从而为如何观察和描述矿物做好准备。 情感态度与价值观 1．培养对矿物观察研究的兴趣。 2．认识到矿物与岩石是组成地壳的重要物质，与人类关系密切。 3．认识到认真、细致的观察、比较、记录、描述是十分重要的。 【教学重点】 通过观察花岗岩，认识到岩石是由矿物组成的。
【教学难点】 观察、辨别花岗岩中石英、长石、云母三种矿物的形态，并与花岗岩进行对比，从中发现它们之间的联系。 【教学准备】 花岗岩、石英、长石、云母、放大镜、铜钥匙、教学课件。 【课时安排】 1课时 教学过程 一、引入 上节课我们知道了花岗岩是由几种不同颜色的颗粒组成的，那么这几种颗粒是什么样的？它们又是什么呢？今天这节课来研究岩石的组成。 二、探究过程 1、研究花岗岩 师：请大家拿出花岗岩，仔细观察花岗岩，我们进行小组间的竞赛，比一比那个小组发现花岗岩的秘密多。 （1）学生进行观察活动，师巡回指导。(准备：放大镜) （2）汇报交流。小组派一代表，参加其他组的讨论研究，交流发现所得。 （3）教师提供云母、长石、石英矿物标本。 投影图片：云母、长石、石英标本 （4）学生利用放大镜仔细观察，它们各有什么样的特点？ 学生交流、汇报：云母有闪亮的薄片；长石有肉红色颗粒；石英有白色透明颗粒。 （5）利用提供的矿物标本再次鉴定花岗岩的成分。 比较：花岗岩中的什么物质与这三种矿物中的哪一种矿物最为接近？ （6）学生再次观察并进行汇报。 小结：石英、长石和云母都是自然界的矿物。矿物在自然界中很少单独存在，通常都是几种混杂在一起组成岩石。花岗石就是由石英、长石、云母组成的。 2、常见的矿物
新教科版(2021年春)科学四年级下册3.3岩石的组成 教案
3岩石的组成 教学目标 1.知道所有的岩石都是由矿物组成的，有些岩石由多种矿物组成，有些岩石仅仅由一种矿物组成。 2.知道寻找岩石中的矿物也是研究岩石的一种方法。 3.运用各种方法观察花岗岩的组成，并对花岗岩的组成进行描述。 4.初步了解石英、长石、云母三种矿物的颜色、条痕、透明度、光泽、硬度、形状等方面的特征。 5.了解岩石和矿物的相同与不同之处。 教学重点 了解矿物并用各种方法观察石英、长石、云母三种矿物，了解这三种矿物的透明度、光泽、颜色、条痕等方面的特征。 教学难点 引导学生观察石英、长石、云母等三种矿物的特征。 教学准备 课件、课本插图、活动手册、石英、云母、长石三种矿物的标本、放大镜、花岗岩等等。教学过程 一、聚焦 1.教师引导：所有的岩石都是由矿物组成的，有些岩石由多种矿物组成，有些岩石仅仅由一种矿物组成。我们研究岩石的方法之一就是寻找岩石中的矿物。那么矿物是什么样子的？又有哪些方法可以帮助我们识别矿物呢？ 2.今天我们就来研究组成岩石的矿物。板书课题：3岩石的组成 二、探索 活动一：观察花岗岩的组成
1.出示花岗岩的岩石标本，提出要求：先用肉眼观察，再用放大镜观察，并对花岗岩的组成进行描述。 预设： 花岗岩上有粉红色、半透明和黑色三种粗细不同的颗粒。 这三种粗细不同的颗粒使花岗岩呈现出不同的颜色，花岗岩中每种颜色的颗粒都代表一种矿物。 2.教师小结：花岗岩是一种分布非常广泛的岩石，通常有粉红、半透明、黑三种粗细不同的颗粒紧密结合而成。 活动二：仔细观察花岗岩的颗粒 1.教师引导：花岗岩中有三种粗细不同的颗粒，这三种颗粒分别代表三种矿物，那么这三种矿物是什么矿物呢？ 2.出示花岗岩，引导学生仔细观察，了解花岗岩中粉红、半透明、黑色三种不同的颗粒分别代表哪三种矿物？ 预设： 花岗岩中粉红色颗粒是长石，半透明的颗粒是石英，黑色颗粒是云母。 3.出示课本47页石英、长石、云母三种矿物，引导学生看一看，初步了解这三种矿物的样子 下面我们就来观察石英、长石、云母这三种矿物，了解他们的特征。 4.探究矿物的颜色和条痕 提出要求：观察这三种矿物的颜色，然后分别将它们放在白色的无釉瓷板上摩擦，瓷板上留下的痕迹就是矿物的条痕。这三种矿物外表的颜色和条痕的颜色一样吗？ 学生分小组活动，观察石英、长石、云母这三种矿物的颜色和条痕。 预设：石英为无色，长石是粉红色，云母是黑色的。 5.探究矿物的透明度和光泽
教科版四年级下册科学3-3《岩石的组成》教案
3.岩石的组成 【教材简析】 岩石是由一种或多种矿物有规律组合而成的集合体。这节课学生将从岩石组成的角度加深对岩石的认识。通过对花岗岩的组成成分的观察，引出了石英、长石、云母三种矿物，进而通过对其颜色、条痕、透明度、光泽的观察、比较与描述，知道了三种矿物的特性，初步学会岩石矿物的观察方法。这种观察并能简单进行记录的能力的建立，是在学生掌握了石英、长石、云母三种矿物特征的信息，并对三种矿物特征对比、归纳中实现的。 【学情分析】 通过前面几课的学习，四年级的学生对于岩石已有了基础性的认识。在上节课的学习中，对三种岩石进行了细致观察，知道了其各自的特征。他们知道一些观察岩石需要的特殊观察方法：用放大镜观察、手电光的反光程度、划刻表面硬度。与此同时对于学生而言，矿物既熟悉又陌生。熟悉是因为他们的生活中离不开各种矿物，也听说过常见矿物的名称。但是，他们并不了解矿物是岩石的组成部分，也没有对矿物进行过观察。本节课中，学生将借用前面岩石观察的方法，对花岗岩的三种组成矿物进行反复的探究。 【教学目标】 科学概念目标 ·岩石都是由一种或几种矿物组成的。 ·花岗岩主要由石英、长石和云母三种矿物组成。 ·不同矿物具有不同的形态特征。 ·颜色、条痕、透明度和光泽是识别矿物的重要依据，矿物的条痕比它的外表颜色更可靠。 科学探究目标 ·会用放大镜观察花岗岩的组成。 ·能够用科学方法观察矿物的颜色和条痕、透明度和光泽等特征。 ·能用科学词汇描述矿物的特征，并能够做好记录。 科学态度目标 ·培养对矿物观察研究的兴趣。 ·认识到认真、细致的观察、比较、记录、描述是十分重要的。
科学、技术、社会与环境目标 ·认识到矿物和岩石是组成地壳的重要物质，与人类关系密切。 ·认识到矿产资源是大自然留给我们人类的宝贵资源。 【教学重难点】 重点：能够用科学方法观察矿物的颜色和条痕、透明度和光泽等特征,并能够用科学词汇描述矿物的特征做好记录。 难点：能够用科学方法观察矿物的颜色和条痕、透明度和光泽等特征,并能够用科学词汇描述矿物的特征做好记录。 【教学准备】 教师：一段音频（可在计算机上播放）、教学课件。 学生：花岗岩、石英、长石、云母等常见岩石和矿物标本或图文资料。放大镜，白色的无釉瓷板，手电筒，金属，丝绸，泥土，实验记录单（以小组为单元，材料充足，可2人一组）。 【教学过程】 一、聚焦：岩石与矿物的关系（预设3分钟） [材料准备：四张照片。] 1.上节课，我们对几种常见的岩石进行了细致地观察。岩石都是由矿物组成的。有些岩石由多种矿物组成，有些仅由一种矿物组成。 2.PPT展示四张不同矿物图片，帮助学生区分矿物与岩石的区别。老师明确，岩石是由一种或多种矿物有规律组合而成的集合体。（预设：通过这个展示学生明确岩石与矿物的关系） 3.揭示课题：今天这节课来研究岩石中的花岗岩是什么组成的？这些成分是什么？（板书：岩石的组成，） 二、探索：花岗岩成分组成（预设25分钟） （一）观察花岗岩的组成（5分钟） [材料准备：每组2把放大镜、1块花岗岩、学生气泡图。] 1.出示花岗岩，提问：组成花岗岩有几种颗粒，它们分别是什么样的？教师引入对矿物颗粒的科学观察。（提示学生多注意观察花岗岩的断面。引导学生细致观察） 2.学生相互合作，先用肉眼观察，再利用放大镜仔细观察。交流后出示“花岗岩组成”的图表，教师可以先让学生上台来说一说看到的矿物情况。
大象版四年级科学上册第二单元第3课岩石的组成教案
3岩石的组成 教学分析 研究岩石必须谈到矿物，岩石是由一种或多种矿物组成的。教材先点名了岩石和矿物的关系，然后给出常见矿物的名称和图片。有条件的学校可以呈现矿物标本，供学生观察和比对使用。教师先指导学生分析花岗岩内含有的三种颗粒分别是什么矿物，从颜色、透明、反光的情况分别去比对和判定。在此基础上在分别去分析大理岩、砂岩的矿物成分，最终理解岩石是由矿物组成的。至此，学生对岩石从表面特征到内部组成有了更加深入的认识。这时就可以仿照包含个人基本信息的居民身份证来为岩石制作“身份证”了。这不仅是一个形象化的制作活动，更是对岩石研究的一个小结，使学生对岩石的认识更加系统。 学习目标 1. 比对矿物标本，知道岩石是由不同的矿物组成的。 2.会从阅读资料等渠道获取重要信息，通过制作“身份证”的活动提高处理信息的能力。 3. 更全面地认识岩石的基本特性，感受探究的乐趣。 学习准备 材料准备：矿物标本、花岗岩、砂岩、大理岩、放大镜、“身份证”卡片等。 学习过程 一、阅读了解矿物知识 师：在观察岩石的过程中，大家发现岩石由不同的颗粒组成，颗粒有大有小，颜色也不一样。组成岩石的这些颗粒到底是什么呢？下面让我们认识地球上分布更广的一种资源－－“矿物”，矿物的种类很多，例如长石、石英、云母、方解石、白云石，以及做铅笔芯的石墨，做粉笔的石膏等，都是矿物。下面按照小组来观察一下矿物标本。 （学生分小组观察矿物标本） 二、假设花岗岩中有哪些矿物 师：每种矿物都是一种因地质作用而形成的天然的纯净的化学物质，是组成岩石和矿石的基本单元。请大家回顾一下，花岗岩是由几种颗粒组成的？它们分别可能是什么矿物呢？ 生1: 花岗岩由三种颜色的颗粒组成：肉红色，黑色、白色（有些透明和反光）。 生2: 我认为肉红色的很像长石，长石就是肉红色的。
第二章岩石中的空隙与水分
第二章岩石中的空隙与水分 §2.1 岩石中的空隙岩石的空隙是地下水储存和运移的先决条件，空隙的多少、大小、形状、联通状况和分布规律，决定着地下水的埋藏、分布和运动。 将岩石空隙作为地下水储存场所和运动通道研究时，可分为三类，即：松散岩石中的孔隙，坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶穴。 §2.1.1 孔隙 孔隙（pore）--unconsolidated soil 1、孔隙：在松散堆积物中或胶结不好的沉积岩中以及部分喷出岩中，组成岩石的颗粒或粒集合体之间能存在的多孔状的空隙。 2、孔隙性：岩土孔隙的大小、分布规律、数量、形状、性质、联通情况等的总称。 3、孔隙度：岩石孔隙体积与岩石总体积之比。n=Vn/V 4、影响孔隙度大小的因素： 1）分选程度2）颗粒排列状况：排列方式相同但颗粒直径不同的等粒岩石，其孔隙度完全相同。3）颗粒形状4）胶结充填情况 例外：粘性土的孔隙度 §2.1.2 裂隙 固结的坚硬岩石，包括：沉积岩、岩浆岩、变质岩，一般不存在或只是保留一部分颗粒之间的孔隙，而主要发育各种应力作用下岩石破裂变形产生的裂隙。（fissure）-- hard rock按照成因分类：成岩裂隙构造裂隙风化裂隙 裂隙率：裂隙体积与岩石总体积之比。Kr=Vr/V 野外研究裂隙时，还应注意测定裂隙的方向、宽度、 延伸长度、充填情况。 §2.1.3 溶穴 1、溶穴：起因于水的溶蚀，在可溶岩（白云岩、岩盐、石膏、石灰岩等）中形成的空洞（溶隙）。（cavity）-- soluble rock 2、岩溶率：Kk=Vk/V 特点：岩溶率的变化范围很大，且在相邻很近地点处岩溶率完全不同，同一地点的不同深度处岩溶率也有很大变化。 四、岩石中的空隙小结 1、岩石中的空隙是研究地下水的基础 2、分布特点：孔隙主要分布于松散堆积物中，分布广泛，联通均匀 裂隙分布于坚硬岩石中，分布不均 溶穴分布可溶性岩石中，分布不均 3、孔隙度，运用范围广；裂隙率、岩溶率受到地区限制，运用不广，代表性不强。三者定义也各不相同。 4、裂隙率和岩溶率可以直接评价赋水性，孔隙度加孔隙大小才可评价。 5、孔隙度及其影响因素。 按岩层的空隙类型分为三种类型地下水：①孔隙水；②裂隙水；③岩溶水。 §2.2 岩石中水的存在形式 岩石空隙中水的存在形式有：①结合水；②重力水；③毛细水；④固态水和气态水。岩石骨架中的水（矿物结合水） 一、结合水 1、定义： 2、强结合水（吸着水）： 3、弱结合水（薄膜水）： 结合水区别于普通液态水的最大特征是：具有抗剪强度，即必须施加一定的力方能使其
教科版-科学-四年级下册-《岩石的组成》教案
《岩石的组成》教案 教学目标： 科学概念 学生通过放大镜和自己的观察认识花岗岩主要是由石英、云母、长石三种矿物组成，从而了解到岩石是由一种或几种矿物组成的。 过程与方法 学生利用放大镜观察花岗岩的结构，并了解石英、云母、长石三种矿物的特征，并比较它们的特征。 通过阅读资料，能够了解一些矿物的形态特征和用途，从而为如何观察和描述矿物做好准备。 情感态度与价值观 培养对矿物观察研究的兴趣。 认识到矿物与岩石是组成地壳的重要物质，与人类关系密切。 认识到认真、细致的观察、比较、记录、描述是十分重要的。 教学重点： 通过观察花岗岩，认识到岩石是由矿物组成的。 教学难点： 观察花岗岩中三种矿物的形态，并把它们和这三种单独的矿物晶体进行比较，从中发现它们之间的联系。 教学准备： 花岗岩（或岩石标本盒）、放大镜、刻刀、教学课件。 教学过程： 一、以趣导入 1．猜猜它是谁 师：上节课我们共同认识了几种常见的岩石，这节课我们接着研究岩石（板书：岩石），下列图片中都用到了一种岩石，猜猜看它究竟是什么岩石？ （师多媒体出示生活中的岩石图片，学生观看。） 生：花岗岩。 师：对，这种美丽漂亮的岩石就是花岗岩。随着人们生活水平的不断提高，花岗岩在生
活中的用处将越来越大。 2．了解花岗岩在生活中的应用，发现它的美丽和坚硬 人们为什么这么喜欢花岗岩呢？ 生：因为花岗岩太美了。 师：是的，花岗岩是太美了，人们喜欢它。当然，人们喜欢它还有第二个理由是花岗岩非常坚固，你看（多媒体出示金字塔照片），这是一张4500年前古埃及法老胡夫最大的金字塔照片，金字塔塔顶是用9块花岗岩砌的，每块重达50吨，其它的石头都风化了，而花岗岩却完好如常。 二、观察美丽的花岗岩 1．观察美丽的花岗岩 师：面对这么美丽、坚固的花岗岩，你们有什么问题没有？ 生：提出问题（预设：花岗岩由什么组成的？教师可随机板书）。 师：你观察的花岗岩里主要有几种颜色的颗粒组成？每种颗粒有什么特点？你还有什么发现？ 学生观察，并填写观察记录表。 提示：可以用小刻刀刻划一下，体验花岗岩的硬度。刻划时小心刻划，注意安全。 2．交流反馈花岗岩的信息 虽然花岗岩有各种各样的颜色，但是，它们主要都是由三种矿物组成的。这三种矿物是怎样的呢？（石英、长石和云母。） 3．师生共同认识云母、长石、石英。
第3课岩石的组成
第3课岩石的组成 (一)背景和目标 岩石是由一种或多种矿物有规律组合而成的矿物集合体。地球上已知的矿物有近4 000种，常见的有五六十种。各种矿物都具有一定的外表特征和物理性质，可以作为鉴别矿物的依据。 我们的生产生活中广泛应用到矿物，不少学生可能也听说过矿物，对矿物有一定的了解。但总体来说，学生对矿物是比较陌生的，可能更不知道岩石是由矿物组成的。本课在学生初步对岩石的形态进行观察、比较、分类的基础上，以花岗岩为例指导学生认识岩石是由矿物组成的，并通过课文资料初步了解不同的矿物在形态、性质方面有着差异，在生产和生活中有不同的用途，人们对它们特性的观察、描述方法也有所不同。从而引发学生对岩石的组分一矿物的关注，为下面两节观察矿物特性的教学作准备。 本课教科书共两页，教学内容分为两部分。第一部分:“美丽的花岗岩”;第二部分:“常见矿物”。 科学概念 .花岗岩主要由石英、长石和云母三种矿物组成。 .岩石都是由一种或几种矿物组成的。 .矿物是组成地壳岩石的重要物质;第一种矿物都由一种物质组成。 .不同矿物具有不同的形态特征和用途。 过程与方法 .利用放大镜观察花岗岩的结构，以及石英、长石、云母三种矿物的形态特征，并比较它们的特征。 .阅读资料了解一些矿物的形态特征和用途。 情感态度价值观 .培养对矿物观察研究的兴趣。 .认识到矿物和岩石是组成地壳的重要物质，与人类关系密切。 .认识到认真、细致的观察、比较、记录、描述是十分重要的。 (二)教学准备 为小组准备:花岗岩、石英、长石、云母、放大镜等，常见矿物的标本或图文资料。 为教师演示准备:介绍矿物的多媒体课件或标本。 (三)教科书说明 本课在教科书中共两页，教学内容分为两部分:“美丽的花岗岩”和“常见矿物”。活动的重点是通过观察花岗岩，认识到岩石是由矿物组成的，难点是观察花岗岩中三种矿物的形态，并把它们和这三种单独的矿物晶体进行比较，从中发现它们之间的联系。 第一部分:美丽的花岗岩 岩石是由一种或多种矿物有规律组成的矿物集合体。教学内容从观察花岗岩的组分开始，并以花岗岩为例，让学生认识岩石是矿物的集合体。教科书为什么选用花岗岩作为认识矿物的典型代表呢，因为花岗岩是一种比较常见的岩浆岩，矿物颗粒比较粗，主要矿物成分长石、石英和云母颜色、形态不一样，容易区分。所以，花岗岩是指导学生理解岩石是矿物集合而成的典型材料。况且前面学生对花岗岩已进行过观察，知道它是由不同颜色的颗粒组成的，有一定的教学基础。 课文中出现了三种不同的花岗岩，日的是为了让学生知道花岗岩也是多种多样的，同时也兼顾全国各地的不同类型的花岗岩品种。根据花岗岩的晶粒结构可分为粗粒、中粒和细粒花岗岩;根据岩石中所含暗色矿物(云母、角闪石)的种类，又可分为黑云母花岗岩、角闪花岗岩(暗色矿物主要是角闪石)、二云母花岗岩(含有黑云母和白云母)，等等。但是对于学生不
3第三章 岩土中的空隙和水
第三章 岩土中的空隙和水 3．1 岩土中的空隙 空隙：void ，interspace ，space 地壳岩石中的空隙为地下水的赋存提供了必要的空间条件。按维尔纳茨基的形象说法“地壳表层就好象是饱含着水的海绵”。 岩石空隙是地下水存储空间和传输通道，空隙的特征(多少、大小、形状、方向性、连通程度及其空间变化等)决定着岩土储容、滞留、释出以及传输水的性能。 岩石空隙可分为三类：a. 未固结的松散岩石中的孔隙；b. 固结的坚硬岩石中的裂隙；c. 可溶岩石中的溶穴（隙）。 1．孔隙（pore ） 松散岩石是由大小不等的颗粒组成的，颗粒及颗粒集合体之间的空隙––––孔隙。 孔隙的多少，决定岩土储容水的能力，在一定条件下，还控制岩土滞留、释出和传输水的能力。孔隙体积的多少可用孔隙度表示： 孔隙度（porosity ）（n ）––––指某一体积岩土（包括孔隙在内）中孔隙体积所占的比例。即： V V n n = 式中：V n ––––岩石中孔隙的体积； V ––––包括孔隙在内的岩石体积； n ––––孔隙度，用小数或百分数表示。 另外一个概念： 孔隙比（void ratio ）（ε）––––指某一体积岩土内孔隙的体积（V n ）与固体颗粒体积（V s ）之比。即 s n V V = ε 因为V=V n +V s ，所以n 与ε关系为：n n -= 1ε。 应用时： a. 涉及变形时（工程地质）→ε（采用孔隙比较方便）； b. 涉及水的储容与运动时（水文地质）→n （采用孔隙度方便）。 影响因素： a. 分选程度：分选程度好，n 大；分选程度差，n 小； b. 颗粒的排列情况：立方体排列时n =47.64%，四面体n =25.95% ； c. 颗粒的形状：形状愈不规则，棱角愈明显，n 愈大； d. 胶结充填情况：充填程度高，n 小。 孔隙度的测定方法：
教科版四年级下册科学3.3岩石的组成教案
教科版四年级下册科学教案 第三单元岩石与土壤 第3课时岩石的组成 【教学目标】 1.知道岩石是由一种或几种矿物组成的，通过对岩石的观察，收集记录岩石的一些性状。 2.学生通过提供的工具和自己的观察，以及多种途径发现岩石的成分，认识常见的几种矿石。 3.培养学生对研究身边的矿物的浓厚兴趣，将生活中的发现利用所学知识检索定位。 【教学重难点】 能掌握描述常见的矿物的各种方法。观察几种常见岩石，了解岩石的组成。 【教学准备】 花岗岩、云母、长石、石英、小刀、放大镜；金属、丝绸、泥土、玻璃；硫黄、石墨、岩盐、方铅矿、石膏；相关的阅读资料。 【教学过程】 一、情景导入，聚焦问题 所有的岩石都是由矿物组成的，有些岩石由多种矿物组成，有些仅由一种矿物组成。研究岩石的一种方法就是寻找岩石中的矿物。矿物是什么样的？有哪些方法可以帮助我们识别矿物呢？ 二、学单导学，自主实验 1.观察前，明晰方法。 （1）观察花岗岩的组成。 先用肉眼观察，再用放大镜观察，并对花岗岩的组成进行描述。（2）观察看到三种矿物。 ①矿物的颜色和条痕。 观察这三种矿物的颜色，然后分别将它们放在白色的无釉瓷板上摩擦，瓷板上留下的痕迹就是
矿物的条痕。矿物外表的颜色和条痕的颜色 一样吗？ ②矿物的透明度和光泽。 ·对透明度的观察。 观察透过三种矿物碎片的边缘，是否能看见其他物体。可以通过观察矿物碎片的边缘是否能看见其他物体来衡量矿物的透明度，一般把矿物分为透明、半透明、不透明三种。 ·对光泽的观察。 继续借助其他物体的反光特性，采用比较的方法来观察、描述这三种矿物的光泽。 将观察结果记录在上面的表格内。 此外，硬度、形状也是观察矿物的重要线索。 （3）将花岗岩的颗粒分别与这三种矿物进行比较，辨别出这些颗粒中哪些是石英，哪些是长石，哪些是云母。 （4）更多的矿物。 2.观察中，围绕问题展开观察。 （1）分别将三种矿物放在白色的无釉瓷板上摩擦，这样做的目的是什么？为达到此目的，你还有其他办法吗？ （2）实验中是怎样衡量矿物质透明度的，你还有其他方法吗？ （3）实验中三种矿物以及用来对比的物体，其反光特性是怎样的区别，试着排出其反光的强
2019年教科版科学四年级下册第四单元第三课岩石的组成同步练习
2019年教科版科学四年级下册第四单元第三课岩石的组成同步练习姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 小朋友，带上你一段时间的学习成果，一起来做个自我检测吧，相信你一定是最棒的！ 一、填空题 (共6题；共16分) 1. （3分）花岗岩是由________、________和________组成的。 2. （4分）根据提示判断矿物。 （1）关键词：A．不透明，质软，可作电极、防锈涂料。 B．板状，指甲可以划动，可制水泥。 C．有金属光泽，易溶于水，味咸，可用作食品调料和防腐剂。 写出矿物名称：A．________ B．________ C．________ （2）自然界最硬的物质，最佳颜色为无色，但也有特殊色，如蓝色、紫色：金黄色等。晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形，没有杂质时，无色透明，与氧反应时，也会生成二氧化碳，与石墨同属于碳的单质，素有“硬度之王"和“宝石之王"的美称。这种矿物的名称是________ . 3. （2分）世界上已发现的矿物有近________种，它们在自然界中很少单独存在，通常是几种混杂在一起组成________ 4. （3分）通过阅读《矿物特征卡》，我们可以从________、________、________等方面来描述矿物。
5. （1分）矿物在自然界中很少单独存在，通常都是几种混杂在一起组成________。 6. （3分）在花岗岩中，呈小而发光的晶体是________，有深色的________和浅色的________两种； 二、单选题。 (共5题；共10分) 7. （2分）用于食用和防腐的矿物是（）。 A . 石墨 B . 石盐 C . 金刚石 8. （2分）下列不是石膏的用途的是（）。 A . 雕塑 B . 建筑材料 C . 制作油漆 9. （2分）下列各种矿物中适合做眼镜或放大镜镜片的是（）。 A . 石英 B . 长石 C . 云母 10. （2分）做铅笔芯用到的矿物是（）。 A . 石墨 B . 石盐 C . 石膏 11. （2分）下列几种矿物中，可以用于钻探、研磨、切割玻璃和激光器等尖端技术的
四年级科学下册 岩石的组成教案 教科版
岩石的组成 【教学目标】 科学概念： 学生通过提供的工具和自己的观察认识常见的几种矿石。知道岩石是由一种或几种矿物组成的。过程与方法： 学生利用工具，多种途径发现岩石的成分。通过对岩石的观察，收集记录岩石的一些性状。通过阅读资料，能够确定一些描述矿物特征的标准。 情感态度与价值观： 学生对研究身边的矿物有浓厚的兴趣，将生活中的发现利用所学知识检索定位。 【教学重点】观察几种常见岩石，了解岩石的组成。 【教学难点】能描述常见的矿物。 【教学准备】花岗岩、云母、长石、石英、小刀、放大镜、阅读资料。 【教学过程】 一、引入 上节课我们知道了花岗岩是由几种不同颜色的颗粒组成的，那么这几种颗粒是什么样的？它们又是什么呢？今天这节课来研究岩石的组成。 二、探究过程 1.研究花岗岩 师：请大家拿出花岗岩，仔细观察花岗岩，我们进行小组间的竞赛，比一比那个小组发现花岗岩的秘密多。 （1）学生进行观察活动，师巡回指导。(准备：放大镜) （2）汇报交流。小组派一代表，参加其他组的讨论研究，交流发现所得。 （3）教师提供云母、长石、石英矿物标本。 投影图片：云母、长石、石英标本 （4）学生利用放大镜仔细观察，它们各有什么样的特点？ 学生交流、汇报：云母有闪亮的薄片；长石有肉红色颗粒；石英有白色透明颗粒。 （5）利用提供的矿物标本再次鉴定花岗岩的成分。 比较：花岗岩中的什么物质与这三种矿物中的哪一种矿物最为接近？
（6）学生再次观察并进行汇报。 小结：石英、长石和云母都是自然界的矿物。矿物在自然界中很少单独存在，通常都是几种混杂在一起组成岩石。花岗石就是由石英、长石、云母组成的。 2.常见的矿物 教师提供一些矿物标本，学生试着观察，进行描述两块不同的矿物标本。(描述中要求学生不是比较它们的异同，而是分别描述他们的特征。） （1）投影：煤、硫磺、石膏、赤铁矿、方解石 （2）师解说：世界上已发现的矿物近4000种。我们身边有许多矿物制成的物品，如我们吃的盐，点豆腐用的石膏，做铅笔芯的石墨，中药用的雄黄，做首饰的金、银和钻石等。 （3）你对矿物知道什么？请大家阅读单元资料库《矿物特征卡》，了解人们是怎样描述矿物特征的。 （4）学生阅读单元资料库《矿物特征卡》。 （5）交流汇报：我们可以从哪些方面去描述矿物？（学生：名称、性状、用途） （6）教师提供矿物，学生明确描述矿物着重于哪些方面后，试着模仿描述。 （7）学生制作矿物鉴定分析卡。 （8）汇报交流，教师与学生共同修正。 三、总结 1.通过这节课的研究我们知道了什么？ 2.所有的岩石都是由一种或几种矿物组成的。并能够确定一些矿物的特征。 四、课外延伸 制作自己带来的岩石矿物鉴定分析卡。
最新教科版科学四年级下册《岩石的组成》教学设计
第3课时岩石的组成 【教学目标】 1.知道岩石是由一种或几种矿物组成的，通过对岩石的观察，收集记录岩石的一些性状。 2.学生通过提供的工具和自己的观察，以及多种途径发现岩石的成分，认识常见的几种矿石。 3.培养学生对研究身边的矿物的浓厚兴趣，将生活中的发现利用所学知识检索定位。 【教学重难点】 能掌握描述常见的矿物的各种方法。观察几种常见岩石，了解岩石的组成。 【教学准备】 花岗岩、云母、长石、石英、小刀、放大镜；金属、丝绸、泥土、玻璃；硫黄、石墨、岩盐、方铅矿、石膏；相关的阅读资料。 【教学过程】 一、情景导入，聚焦问题 所有的岩石都是由矿物组成的，有些岩石由多种矿物组成，有些仅由一种矿物组成。研究岩石的一种方法就是寻找岩石中的矿物。矿物是什么样的？有哪些方法可以帮助我们识别矿物呢？ 二、学单导学，自主实验 1.观察前，明晰方法。 （1）观察花岗岩的组成。
先用肉眼观察，再用放大镜观察，并对花岗岩的组成进行描述。（2）观察看到三种矿物。 ①矿物的颜色和条痕。 观察这三种矿物的颜色，然后分别将它们放在白色的无釉瓷板上摩擦，瓷板上留下的痕迹就是矿物的条痕。矿物外表的颜色和条痕的颜色 一样吗？ ②矿物的透明度和光泽。 ·对透明度的观察。 观察透过三种矿物碎片的边缘，是否能看见其他物体。可以通过观察矿物碎片的边缘是否能看见其他物体来衡量矿物的透明度，一般把矿物分为透明、半透明、不透明三种。 ·对光泽的观察。 继续借助其他物体的反光特性，采用比较的方法来观察、描述这三种矿物的光泽。
将观察结果记录在上面的表格内。 此外，硬度、形状也是观察矿物的重要线索。 （3）将花岗岩的颗粒分别与这三种矿物进行比较，辨别出这些颗粒中哪些是石英，哪些是长石，哪些是云母。 （4）更多的矿物。 2.观察中，围绕问题展开观察。 （1）分别将三种矿物放在白色的无釉瓷板上摩擦，这样做的目的是什么？为达到此目的，你还有其他办法吗？ （2）实验中是怎样衡量矿物质透明度的，你还有其他方法吗？（3）实验中三种矿物以及用来对比的物体，其反光特性是怎样的区别，试着排出其反光的强弱顺序。 3.观察后，汇报交流结果。 （1）矿物的颜色。 （2）条痕的颜色。
3.岩石的组成
3、岩石的组成 ·科学概念 学生通过提供的工具和自己的观察认识常见的几种矿石。知道岩石是由一种或几种矿物组成的。 ·过程与方法 学生利用工具，多种途径发现岩石的成分。通过对岩石的观察，收集记录岩石的一些性状。通过阅读资料，能够确定一些描述矿物特征的标准。 ·情感态度与价值观 学生对研究身边的矿物有浓厚的兴趣，将生活中的发现利用所学知识检索定位。 教学重点：观察几种常见岩石，了解岩石的组成。 教学难点：能描述常见的矿物。 教学准备：花岗岩、云母、长石、石英、小刀、放大镜、阅读资料。 教学过程： 一、引入 上节课我们知道了花岗岩是由几种不同颜色的颗粒组成的，那么这几种颗粒是什么样的？它们又是什么呢？今天这节课来研究岩石的组成。 二、探究过程 1、研究花岗岩 师：请大家拿出花岗岩，仔细观察花岗岩，我们进行小组间的竞赛，比一比那个小组发现花岗岩的秘密多。 （1）学生进行观察活动，师巡回指导。(准备：放大镜) （2）汇报交流。小组派一代表，参加其他组的讨论研究，交流发现所得。
（3）教师提供云母、长石、石英矿物标本。 投影图片：云母、长石、石英标本 （4）学生利用放大镜仔细观察，它们各有什么样的特点？ 学生交流、汇报：云母有闪亮的薄片；长石有肉红色颗粒；石英有白色透明颗粒。 （5）利用提供的矿物标本再次鉴定花岗岩的成分。 比较：花岗岩中的什么物质与这三种矿物中的哪一种矿物最为接近？ （6）学生再次观察并进行汇报。 小结：石英、长石和云母都是自然界的矿物。矿物在自然界中很少单独存在，通常都是几种混杂在一起组成岩石。花岗石就是由石英、长石、云母组成的。 2、常见的矿物 教师提供一些矿物标本，学生试着观察，进行描述两块不同的矿物标本。(描述中要求学生不是比较它们的异同，而是分别描述他们的特征。） （1）投影：煤、硫磺、石膏、赤铁矿、方解石 （2）师解说：世界上已发现的矿物近4000种。我们身边有许多矿物制成的物品，如我们吃的盐，点豆腐用的石膏，做铅笔芯的石墨，中药用的雄黄，做首饰的金、银和钻石等。（3）你对矿物知道什么？请大家阅读单元资料库《矿物特征卡》，了解人们是怎样描述矿物特征的。 （4）学生阅读单元资料库《矿物特征卡》。 （5）交流汇报：我们可以从哪些方面去描述矿物？（学生：名称、性状、用途） （6）教师提供矿物，学生明确描述矿物着重于哪些方面后，试着模仿描述。 （7）学生制作矿物鉴定分析卡。 （8）汇报交流，教师与学生共同修正。
2021新教材教科版小学科学四年级下册：3.3岩石的组成教案
3.岩石的组成 一、教学目标 科学概念目标 ●岩石都是由一种或几种矿物组成的。 ●花岗岩主要由石英、长石和云母三种矿物组成。 ●不同矿物具有不同的形态特征。 ●颜色、条痕、透明度和光泽是识别矿物的重要依据，矿物的条痕比它的外表颜色更可靠。 科学探究目标 ●会用放大镜观察花岗岩的组成。 ●能够用科学方法观察矿物的颜色和条痕、透明度和光泽等特征。 ●能用科学词汇描述矿物的特征，并能够做好记录。 科学态度目标 ●培养对矿物观察研究的兴趣。 ●认识到认真、细致的观察、比较、记录、描述是十分重要的。 科学、技术、社会与环境目标 ●认识到矿物和岩石是组成地壳的重要物质，与人类关系密切。 ●认识到矿产资源是大自然留给我们人类的宝贵资源。 二、教学过程 （一）聚焦 通过之前的学习，我们认识了几种常见的岩石。你知道这些岩石是由什么组成的吗？矿物和岩石又有怎样的关系呢？下面我们就以花岗岩为例，展开研究。 下面我们就以花岗岩为例，展开研究。 （二）探索 1.观察花岗岩的组成。 先用肉眼观察，再用放大镜观察。 发现：花岗岩是由多种颜色的颗粒组成的。 解释：其实不同颜色的颗粒都是不同的矿物。 2.观察三种矿物。 （1）矿物的颜色和条痕。 观察这三种矿物的颜色，并记录。然后分别将它们放在白色的无釉瓷板上摩擦，瓷板上留下的痕迹就是矿物的条痕。接着，观察矿物外表的颜色和条痕的颜色是否一样。（将瓷板用铅笔划线，平均分为三部分，避免反复清洗瓷板） 石英：颜色为白色，条痕颜色为白色，矿物外表的颜色和条痕的颜色是一样的。长石：颜色为肉白色，条痕颜色为白色，矿物外表的颜色和条痕的颜色是一样的。云母：颜色为黑色，条痕颜色为白色，矿物外表的颜色和条痕的颜色是不一样的。（2）矿物的透明度和光泽。 ·对透明度的观察 用手电筒照射三种矿物碎片的边缘，看矿物是否透光。 观察标准：准备三种纸片，分别为透明、半透明、不透明，将它们放于图上观察，清晰衡量标准。能够完全清晰地看到图画的，纸片是透明的；仅能看到一部分图画，或能模糊的看到图画的，纸片是半透明的；完全看不到图画的，纸片是不透明的。