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课时 6 地球的圈层结构和演化
考点 1 地球的圈层结构
1．地震波
(1)概念：地震的能量以波动的方式向外传播，形成地震波。
(2)类型及特征
类型 纵波(P 波) 横波(S 波)
传播速度 较快 较慢
传播介质 固体、液体、气体 固体
特征
在不同介质中的传播速度不同，经过不同介质的界面时，还会发
共同点
生反射和折射现象
2.地球的内部圈层
(1)划分依据
地震波传播速度的变化，图中S为横波，P为纵波。
(2)两个界面
在上图中恰当的位置用虚线绘出莫霍面、古登堡面并标注名称。
答案
(3)各圈层特征
名称 界面 特征①固体岩石组成的坚硬外壳；②厚薄不一，大洋
C地壳
地壳薄，大陆地壳厚；③海拔越高，地壳越厚
①固态，上地幔上部存在一个软流层，物质处于
上地幔 莫霍面 熔融状态，是岩浆的主要发源地；②温度、密
D地幔
古登堡面 度、压力增大
下地幔
①外核呈液态或熔融状态，内核呈固态；②地核
外核
E地核 是由极高温度和高压状态下的铁和镍等组成
内核
(4)描述岩石圈的组成。
答案 岩石圈是由坚硬的岩石组成，包括地壳和上地幔顶部(软流层以上)。
3．地球的外部圈层
(1)A大气圈：是包裹地球的气体层。近地面的大气密度大，随高度增加，大气密度迅速减
小。
(2)B水圈：由液态水、固态水和气态水组成。按它们存在的位置和状态，可分为海洋水、
陆地水、大气水和生物水。陆地水主要分为地表水和地下水。
(3)C生物圈：是地球上所有生物及其生存环境的总称。分别渗透于大气圈的底部、水圈的
全部和岩石圈的上部。
(海南地理)2019年2月19日，我国在塔里木盆地顺北油气田完成某钻井钻探，钻井深
8 588 米 ，创亚洲陆上钻井最深纪录。据此完成1～2题。
1．该钻井( )
A．未穿透地壳 B．深达莫霍面
C．已穿透岩石圈 D．即将穿透地幔
2．该钻井深达8 500多米，表明当地拥有深厚的( )
A．侵入岩 B．喷出岩
C．变质岩 D．沉积岩
[关键信息点拨]
油气等化石燃料多储存在沉积岩中。
地壳厚薄不一，其中大洋地壳薄，平均厚度为5～10千米，大陆地壳厚，有高大山脉的地方地壳会更厚。“钻井深8 588米”，说明该钻井未穿透地壳，也未达莫霍面，更未穿透岩
石圈，也不会即将穿透地幔。
答案 1.A 2.D
解析 第1题，地球的内部结构中，莫霍面以上为地壳，莫霍面以下到古登堡面之间为地幔，
古登堡面以下为地核。大陆地壳的平均厚度远较大洋地壳要大，“钻井深8 588米”，可见
未穿透地壳，也未达莫霍面，故A正确，B错误。岩石圈的范围包括地壳和上地幔顶部，钻
井既然未穿透地壳，当然更不会穿透岩石圈，也不会即将穿透地幔，故 C、D错误。第2题，
油气资源多储藏在沉积岩中，油气钻井深达 8 500多米，说明当地拥有深厚的沉积岩，正确
答案为D，A、B、C错误。
考向1 通过“地球内部圈层”考查“综合思维”
(2024·四川成都模拟)下图是“珠穆朗玛峰形成示意图”。研究表明，内力作用是影响珠
穆朗玛峰的主导作用，而且这一态势还将持续很长时间。据此完成1～3题。
1．青藏高原深层的甲处是地球内部结构中的( )
A．地壳 B．地幔
C．莫霍面 D．古登堡面
2．地质探测发现图中乙处岩石非常致密坚硬，是因为乙处( )
A．温度高 B．压强大
C．地层稳定 D．地层活跃
3．外力作用造成珠穆朗玛峰海拔( )
A．下降加快 B．下降减慢
C．上升加快 D．上升减慢
答案 1.B 2.B 3.D
解析 第1题，由图示信息可知，甲处位于岩石圈的底部，而岩石圈是由地壳和上地幔顶部
组成，由此可知，A错误、B正确。莫霍面是地壳和地幔的分界面，C错误。古登堡面是地
幔和地核的分界面，D错误。第2题，由图中信息可知，乙处位于板块的消亡边界，岩石非
常致密坚硬，是由于板块之间受到挤压，压强大，B正确。第3题，由所学知识可知，由于
珠穆朗玛峰位于板块交界处，板块碰撞挤压使其高度不断上升，而外力作用中的风化、侵蚀作用将高山削低，会使珠穆朗玛峰海拔上升减慢，故选D。
考向2 通过“外部圈层”考查“综合思维”
下图为“地球表层各圈层关联图”。读图完成4～5题。
4．下列对图中数字②所代表的地球圈层的描述，正确的是( )
A．没有生物
B．是个无机圈层
C．主要由气体和悬浮物质组成
D．厚度很薄
5．关于③圈层的描述正确的是( )
A．地球上所有生物及其生存环境的总称
B．单独占有空间
C．连续但不规则
D．由坚硬岩石组成
答案 4.C 5.A
解析 第4题，由图中各圈层之间的关系可知，①提供水蒸气，为水圈；②提供二氧化碳等
气体和降水，为大气圈；③提供有机物，并产生氧等气体，为生物圈；④提供矿物质和无机
盐，为岩石圈。图中数字②所代表的地球圈层(大气圈)主要由气体和悬浮物质组成，C正确。
第5题，③圈层是生物圈，是地球上所有生物及其生存环境的总称，A正确；渗透于大气圈
底部、水圈的全部、岩石圈的上部，不单独占有空间，B错误；连续但不规则的是水圈，C
错误；由坚硬岩石组成的是岩石圈，D错误。
考点 2 地球的演化
一、地层和化石
1．地层
(1)概念：地壳上部呈带状展布的层状岩石或堆积物。(2)分布规律：一般先形成的在下，后形成的在上。
(3)意义：地层是记录地球历史的“书页”，根据地层组成物质的性质和化石特征，可以追
溯地层沉积时的环境特征。
2．化石
(1)概念：保存在地层中的古生物的遗体或古生物活动的遗迹。
(2)特征：不同时代的地层一般含有不同的化石，而相同时代的地层往往保存着相同或近似
的化石。
(3)意义：根据地层中保存下来的化石，来确定地层的时代和顺序。
3．地层和化石对环境的指示作用
红色岩层指示氧化环境，黑色页岩并含黄铁矿指示还原环境；珊瑚化石指示清澈温暖的浅海
环境，破碎的贝壳指示滨海环境。
二、地球的演化史
1．地质年代：地壳中不同地质时代地层的具体形成时间和顺序。
2．演化历程
(1)前寒武纪：指古生代寒武纪以前的时期，大约经历了40亿年。
地球演化过程
阶段
海陆格局 地壳运动 生物演化 矿产形成
冥古宙 初生地球阶段
中期出现最原始生物
地球上是一片深
(单细胞生物)，从无
浅多变的广阔海 岩浆活动剧烈，
太古宙 生命到有生命，是生 成铁矿期
洋，没有宽广的 火山喷发频繁
物演化史上的一次飞
大陆
跃
现代陆地的位置 除单细胞生物外，还
大部被海洋所占 出现藻类、海绵等多
元古宙 地壳运动剧烈
据，晚期出现若 细胞生物，标志地球
干大片陆地 进入生命大发展阶段
(2)显生宙：指寒武纪以来的时期。
地球演化过程
阶段
海陆变迁 生物演化 矿产形成
早期，是海生无脊椎动物空
地壳发生剧烈变动的时
前繁盛的时代；中期，出现
期；中后期，欧亚大陆
了脊椎动物——鱼类；后
古生代 和北美大陆的雏形基本 后期是重要的造煤时期
期，出现两栖类，动物从海
形成，我国东北、华北
洋向陆地发展。中后期，蕨
抬升成陆地
类植物繁生。末期，发生地球历史上最大的灭绝事件
爬行动物盛行，恐龙繁生，
陆地面积空前扩大；环 出现始祖鸟；裸子植物迅速 形成丰富的金属矿产，
中生代 太平洋地带地壳运动剧 发展，苏铁纲、银杏纲、松 也是一个重要的造煤时
烈，形成高大山系 杉纲等植物是主要的代表植 期
物；末期，恐龙灭绝
发生规模巨大的造山运 哺乳动物和被子植物大发
新生代 动，形成现代地貌格局 展，出现灵长类；第四纪出
和海陆分布 现人类
1．岩石及其形成时的地表环境
岩石类型 反映的地表环境
石灰岩 浅海环境
页岩 静水环境
玄武岩 火山活动
2．地壳运动性质的判断方法
(1)若出现大面积成层岩石，说明形成岩层的时代地壳下沉。
(2)若岩层发生侵蚀，说明地壳上升。
(3)若某个年代的岩层缺失，说明该年代该地区地壳上升没有接受沉积；或者地壳曾经下沉，
形成了该年代的岩层，后来该地地壳上升，形成的岩层又被侵蚀掉。
3．地质年代的判断方法
(1)地层学方法
一般情况下，岩石成层分布，下面的岩层比上覆的岩层老，如下列岩层形成年代，A最早，
D最晚，按时间顺序依次为A—B—C—D。
但在强烈挤压作用下也可能出现地层倒置，如下图：
此时新老岩层的上下位置关系在不同位置不一样。
(2)古生物学方法
由于生物演化是由简单到复杂、由低级到高级的，生物种类是由少到多的，而且这种演化和发展是不可逆的。因此可以反向应用，利用岩层中的生物的种类和类型判断相对年代，若上
图中A岩层中含有三叶虫化石，B岩层中含有恐龙化石，根据化石中的生物种类可推知，A
岩层较老，B岩层较新。
(3)构造地质学方法
某些呈块状的岩浆岩或变质岩不成层，也不含化石，但是，这些块状岩石常常与层状岩石产
生切穿关系，被切穿的岩石老、切入的岩石新。例如，下图中侵入岩较新，A、B、C、D岩
层较老。
考向1 通过“地层和化石”考查“地理实践力”
(2024·湖南常德模拟)科学家团队在九江武宁地区约4.38亿年前的地层中发现真盔甲鱼
类新属种化石并将其命名为“九江江夏鱼”。该鱼和之前发现于武汉地区的后棘江夏鱼均属
曙鱼科，是一对失散了4.38亿年的江夏鱼“兄弟”，化石产地表明，它们“分家”各自演
化的两地直线距离实际上不足200千米。据此完成1～3题。
1．江夏鱼大量繁衍的地质年代是( )
A．前寒武纪 B．古生代
C．中生代 D．新生代
2．根据“九江江夏鱼”和“后棘江夏鱼”的化石产地可合理推测( )
①“后棘江夏鱼”演变成两栖类动物独立进化 ②4.38亿年前九江和武汉间曾经是连通的
海洋 ③泥沙淤积使九江和武汉间的海洋隔断
④地壳运动使九江和武汉间的海洋隔断
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
3．在野外寻找红层(红色的陆相碎屑沉积物)地貌需要重点关注( )
A．岩石颜色、岩层结构和构造B．化石类型、岩石形成的地质年代
C．地貌类型、气候条件和植被
D．岩石粒径、地表起伏情况和海拔
答案 1.B 2.D 3.A
解析 第1题，根据材料可知，江夏鱼生活的时期在距今4.38亿年前，属于古生代(距今
5.41亿年～2.52亿年)，B正确。第2题，“后棘江夏鱼”属曙鱼科，没有演变成两栖类动物，
①错误；“九江江夏鱼”和“后棘江夏鱼”均属曙鱼科，是一对失散了4.38亿年的江夏鱼
“兄弟”，说明它们曾经生活在一起，可推知4.38亿年前九江和武汉间是连通的海洋，②
正确；古生代期间地壳运动剧烈，许多地区反复上升和下沉，海陆格局发生了多次大的变迁，
故应是地壳运动使九江和武汉间的海洋隔断，而不是泥沙淤积，③错误，④正确。故选D。
第3题，红色陆相碎屑沉积物为红色的沉积岩风化形成的碎屑物经外力堆积作用而成，因此
在野外寻找红层(红色的陆相碎屑沉积物)地貌需要重点关注岩石颜色(是否为红色)、岩层结
构和构造(是否为沉积岩)，故选A。
考向2 通过“地球演化过程”考查“综合思维”
(2023·辽宁省重点高中协作校期末)青藏高原经历了沧海桑田的巨变，其尼玛盆地化石点
沉积岩层的颜色与当时气候有着直接关系，黄绿色岩层代表了干燥冷凉还原的气候环境，紫
红色岩层代表了干旱炎热的强氧化气候环境，深灰色岩层代表了温暖湿润的气候环境。据此
完成4～5题。
4．深灰色、黄绿色、紫红色三种颜色的岩层从上往下堆积，反映了当时青藏高原气候环境
的变化是( )
A．温暖湿润—干旱炎热—干燥冷凉
B．干旱炎热—温暖湿润—干燥冷凉
C．干燥冷凉—干旱炎热—温暖湿润
D．干旱炎热—干燥冷凉—温暖湿润
5．考古学家在对青藏高原古生物化石进行研究的过程中，发现了存在于三叠纪时期(距今
2.5亿年～2亿年)的喜马拉雅鱼龙化石和珠峰中华旋齿鲨化石，下列对该地质时期的描述正
确的是( )
A．该地质时期属晚古生代，陆地上开始出现低等植物
B．该时期脊椎动物开始出现，海洋面积进一步缩小
C．由于板块运动剧烈，环太平洋地带形成高大山系
D．爬行动物时代，后期进化出鸟类、小型哺乳动物，被子植物繁盛
答案 4.D 5.C
解析 第4题，结合题干“深灰色、黄绿色、紫红色三种颜色的岩层从上往下堆积”，根据
所学知识，岩层沉积自下而上表示由老到新，再结合材料可推断当时青藏高原气候环境的变
化是干旱炎热—干燥冷凉—温暖湿润，故选D。第5题，据材料“存在于三叠纪时期(距今2.5亿年～2亿年)的喜马拉雅鱼龙化石和珠峰中华旋齿鲨化石”可知，该地质时期为中生代，
A错误。中生代环太平洋地带地壳运动剧烈，形成高大山系；该时期裸子植物繁盛，爬行动
物盛行，后期进化出鸟类、小型哺乳动物，C正确，D错误。古生代中期脊椎动物开始出现，
B错误。
课时精练
(2024·湖北武汉模拟)北京时间2020年7月12日6时38分，河北唐山市古冶区发生5.1
级地震，震源深度10千米。我国的地震预警系统成功预警了本次地震。下图是“地震波在
地球内部的传播路径示意图”。据此完成1～2题。
1．据图判断( )
A．圈层M为地壳 B．界面G为古登堡面
C．地震波P为横波 D．地震波S为纵波
2．地震预警系统能成功预警本次地震，依据是( )
A．震源距预警中心的距离
B．建筑物的抗震系数
C．横波和纵波传播介质的差异
D．横波和纵波传播速度的差异
答案 1.B 2.D
解析 第1题，根据材料，据图可知，地震波P可以穿透地核，故为纵波；S波不能穿透地
核，故为横波；圈层M为地幔，界面G为古登堡面，B正确。第2题，地震波传播速度有
差异，纵波的传播速度比横波快，地震发生前纵波先到达地面，横波后到达地面，而横波的
破坏程度更大，故地震预警系统能成功预警本次地震，利用的是纵波和横波传播速度的差异，
D正确；震源距预警中心的距离是地震发生后才计算出来的，A错误；建筑物的抗震系数以
及横波和纵波传播介质的差异并不能预警地震，B、C错误。故选D。
(2023·北京通州统考)读“黄山云海雪景‘同框’景观图”，完成3～4题。3．云海、雪景“同框”，美得令人心醉，引得游人流连忘返。其所属的主要圈层依次为(
)
①大气圈 ②生物圈 ③水圈 ④岩石圈
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
4．图中( )
A．岩石圈包括地壳和上地幔
B．大气圈仅由气体组成
C．生物圈是地球上所有生物的总称
D．水圈是连续不规则的圈层
答案 3.B 4.D
解析 第3题，云海主要由水汽凝结而成，属于大气圈；雪景中的雪为固态水，属于水圈，
①③正确，B正确。第4题，岩石圈包括地壳和上地幔顶部坚硬的岩石，A错误；大气圈是
由气体与悬浮物质组成的复杂系统，B错误；生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称，
C错误；水圈是地表和近地表的各种形态水体的总称，是连续但不规则的圈层，D正确。
(2023·云南曲靖模拟)目前世界上仅有两个玛珥湖：广东省湛江市的湖光岩玛珥湖和德国
艾菲尔地区的玛珥湖。近年来，积水玛珥湖的沉积岩芯在众多湖泊沉积物中异军突起，成为
科学家研究古气候变化的优良载体。广东省湛江市的湖光岩(图1)玛珥湖比德国的大，是世
界上发现的最大玛珥湖，且保存得非常自然完整。它位于湛江市西南18千米，是一个面积
只有2.3平方千米的湖泊。它的形成源于16万年前这里的火山爆发，岩浆喷发后，喷发物
堆积在喷出口周围形成犹如围墙的火山碎屑岩环，喷发中心则形成深而圆的盆地，而后积水
成湖(图2)。据此完成5～7题。5．积水玛珥湖利于研究古气候变化的主要条件是( )
A．沉积物保存好 B．水生生物丰富
C．湖泊面积巨大 D．湖泊水质优良
6．研究发现玛珥湖某一沉积层水生植物孢粉含量和热带植物孢粉含量高，说明该时期的气
候特点是( )
A．寒冷潮湿 B．低温少雨
C．高温多雨 D．炎热干燥
7．湖光岩有“稀、古、奇”三大特色：湖水旱不枯涝不溢、湖面长年落叶无影无踪、湖中
鱼龟成群却无蛙无蛇无蚂蟥。其中湖光岩遇到大暴雨时湖水不外溢的原因是( )
A．年降水量与蒸发量相等
B．火山碎屑岩有气孔储水
C．岩层多断裂，下渗量大
D．河流常年流出，可泄洪
答案 5.A 6.C 7.B
解析 第5题，根据材料“积水玛珥湖的沉积岩芯在众多湖泊沉积物中异军突起，成为科学
家研究古气候变化的优良载体”可知，积水玛珥湖受外界干扰少，沉积物厚，沉积物保存完
整是利于研究古气候变化的主要条件，A正确。第6题，热带植物说明气温高，水生植物说
明当时水分条件好，可反映出该时期高温多雨的气候特点，C正确。第7题，根据材料可知，
火山碎屑岩环阻隔了湖泊与外部水体的交换，因此玛珥湖比较封闭，湖水补给来源主要是大
气降水，缺少径流汇入，暴雨时期汇入湖泊的水量少，再加上火山碎屑属于喷发形成，有气
孔，可以渗水，所以湖光岩玛珥湖遇到大暴雨时湖水不外溢，B正确；该地年降水量较多，
降水量大于蒸发量，A错误；该地地质结构相对稳定，裂隙较少，C错误；根据材料信息无
法判断该地有河流流出，D错误。
(2024·广西南宁模拟)北京市门头沟区灰峪村被称为“化石村”。在一次学生科学体验活
动中，同学们在村后山坡的页岩地层中采集到了轮叶化石(下图)。专家说，轮叶是古生代后
期的蕨类植物。据此完成8～9题。8．轮叶化石形成时，灰峪村所在地的地理环境最可能是( )
A．雪山 B．湖泊 C．深海 D．沙漠
9．晚古生代的地层中还可能发现( )
A．鸟类化石 B．野生水稻
C．恐龙化石 D．煤炭资源
答案 8.B 9.D
解析 第8题，根据材料可知，轮叶是古生代后期的蕨类植物。蕨类植物喜欢湿润、阴凉、
温暖的生长环境。它的生长离不开水分，耐旱性极差，多生长在森林下层阴暗而潮湿的环境
中。因此轮叶化石形成时，灰峪村所在地的地理环境最可能是湖泊，B正确。第9题，鸟类
属于陆生的脊椎动物，最早出现在中生代，A错误。野生水稻属于被子植物，主要出现在新
生代，B错误。恐龙属于爬行动物，主要出现在中生代，C错误。古生代后期是历史上重要
的造煤时期，D正确。
10．(2023·重庆中学联考)阅读图文材料，回答下列问题。(16分)
一名攀岩爱好者在重庆歌乐山国家森林公园发现恐龙足迹化石，被专家鉴定为亚洲保存
最完好的卡岩塔恐龙足迹。四川盆地是中国发现恐龙足迹化石最多的地区，它们大多保存于
河湖相沉积岩石中，这与盆地的环境演变密切相关。
三叠纪，四川盆地边缘山地隆升，中部形成广阔的“巴蜀湖”。此后气候温暖湿润，植
被繁茂。白垩纪末期，四川盆地岩层受到明显挤压形成许多大断层，东部形成一系列背斜山
和向斜谷。图1为恐龙足迹化石的形成过程。图2为歌乐山恐龙足迹照片。(1)结合地球演化历史的相关知识，指出植食性恐龙主要食物来源的植物类型，并说明判断
理由。(4分)
(2)四川盆地是中国发现恐龙足迹化石最多的地区，据图文材料说明其有利的形成条件。(6
分)
(3)某中学地理兴趣小组开展歌乐山恐龙化石研学活动，请帮他们完善活动任务表。(6分)
基于恐龙足迹化石，本活动研究的主题是：
为了让游客了解恐龙化石，请为景区设计一些具体的科普方式：
随着时间推移，足迹化石会越来越模糊，请为景区提供一些保护建议：
答案 (1)裸子植物，蕨类植物。中生代时期气候温暖湿润，裸子植物与蕨类植物较多。
(2)三叠纪时期气候暖湿，恐龙活动足迹较多，恐龙足迹被掩埋后形成化石，白垩纪末期地
壳运动剧烈，有利于后来足迹被人类发现。
(3)恐龙足迹的形成(足迹所对应的恐龙种类或反映古代环境演变过程等) 播放科普视频(或
导游讲解等) 禁止游客触摸(或提高保护技术等)
