小学四年级科学（冀人版）《岩石与矿产》单元复习知识清单

小学四年级科学（冀人版）《岩石与矿产》单元复习知识清单

一、单元核心概念与学习目标

本单元隶属于《义务教育科学课程标准》中“地球与宇宙科学”领域，核心在于引导学生通过观察、分类、实验和探究，初步建立对地球物质——岩石与矿产的认知。学习目标聚焦于科学观念、科学思维、探究实践和态度责任四个维度。

（一）科学观念：【基础】【核心】初步形成物质是多样的、有限的，以及人类活动与地球资源息息相关的观念。认识到岩石和矿产是构成地球岩石圈的主要物质，也是人类生产生活的重要资源。

（二）科学思维：【重要】【高频考点】学习运用观察、比较、分类、归纳等思维方法，根据岩石和矿物的显著特征（如颜色、条纹、硬度、光泽、与盐酸反应等）进行鉴别和分类。能够基于证据对岩石成因进行简单推理。

（三）探究实践：【重要】【难点】能够正确使用放大镜、小刀、铜钥匙、稀盐酸等工具和材料，规范进行岩石和矿物的观察与测试。经历“采集样本—观察描述—实验测试—查阅资料—归纳特征—得出结论”的完整探究过程。

（四）态度责任：【基础】培养在自然探究活动中保护环境、不随意破坏自然景观的意识。初步形成珍惜地球资源、合理利用矿产资源的可持续发展观。

二、基础知识梳理与辨析

本部分系统地整理岩石与矿产的核心知识点，涵盖其定义、性质、分类及相互关系。

（一）岩石：地球的“骨架”

1.岩石的定义：岩石是天然形成的，由一种或多种矿物（包括火山玻璃、生物遗骸、胶结物）组成的固态集合体。它是构成地壳和地幔上部的主要物质。【基础】

2.岩石的基本特征：【基础】【重要】

（1）颜色：是岩石最直观的特征，但很多岩石颜色多变，不能作为唯一鉴定依据。例如，花岗岩通常呈肉红色或灰白色，是因为其内部长石的颜色不同。

（2）条纹/层理：岩石内部矿物排列或成分变化形成的纹理。如沉积岩中常见的层理构造。

（3）颗粒大小与结构：指构成岩石的矿物颗粒或碎屑的粗细、形状及其结合方式。如大理岩的颗粒是镶嵌结构，砂岩的颗粒是被胶结在一起的。

（4）硬度：岩石抵抗外力刻划或摩擦的能力。常用摩氏硬度计（如指甲、铜钥匙、小刀）进行粗略测试。

（5）与盐酸的反应：是鉴别含有碳酸钙成分岩石（如石灰岩、大理岩）的重要方法。滴加稀盐酸后会剧烈起泡，产生二氧化碳气体。

3.三大类岩石及其成因：【核心】【高频考点】【非常重要】

根据成因，岩石可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类，它们之间可以相互转化，构成了“岩石循环”（或称岩石圈物质循环）。

（1）岩浆岩：【重要】由岩浆冷却凝固形成。

①成因：岩浆在地下或喷出地表后，温度降低，逐渐冷却结晶。

②特征：通常为块状构造，没有层理，也极少含有化石。矿物晶体之间结合紧密。

③典型代表：【高频考点】

A.花岗岩：【非常重要】分布最广的深成侵入岩。颜色较浅，以肉红色或灰白色为主，主要由石英、长石和云母三种矿物组成。质地坚硬，是优良的建筑材料和装饰材料。

B.玄武岩：【重要】分布最广的喷出岩。颜色较深，多为黑色或灰黑色，常具有气孔构造（岩浆喷出时，气体逸出留下的孔洞）或杏仁构造（孔洞被后来的矿物充填）。质地致密坚硬。

（2）沉积岩：【重要】由岩石风化、剥蚀后的碎屑、溶解物质或生物遗骸，经过搬运、沉积、固结成岩作用形成。

①成因：外力作用（如风、流水、冰川等）主导下形成的。

②特征：【核心考点】具有明显的层理构造（一层一层的纹理）和常含有化石。化石是研究地球历史和生物进化的重要证据。

③典型代表：【高频考点】

A.砂岩：【基础】由砂粒（直径0.0625-2毫米）被胶结物胶结而成。颗粒感明显，常有清晰的层理。

B.页岩：【重要】由黏土级颗粒（小于0.004毫米）压实而成。具有极薄的页理（能沿层理剥开成薄片），质地较软。

C.石灰岩：【非常重要】主要成分为碳酸钙。颜色多为灰白色、灰色。遇稀盐酸剧烈起泡。广泛应用于建筑材料、化工原料（制水泥、石灰）等。

（3）变质岩：【重要】已有的岩石（岩浆岩、沉积岩或先形成的变质岩）在地球内部高温、高压等作用下，成分、结构构造发生改变形成的新岩石。

①成因：内力作用（地壳运动、岩浆活动等）伴随的高温高压条件。

②特征：常具有片理构造（矿物在压力作用下定向排列，能剥成薄片）或块状构造。变质过程不熔化。

③典型代表：【高频考点】

A.大理岩：【非常重要】由石灰岩（或白云岩）在高温高压下变质而成。主要成分仍为方解石（碳酸钙），遇盐酸起泡。质地致密，颜色多变，常用作装饰材料和雕刻材料。

B.板岩：【基础】由页岩变质而成。具有板状构造，可沿板理剥成平整的石板，用作屋顶瓦片或写字板。

（二）矿产：工业的“粮食”

4.矿产的定义：【基础】泛指一切埋藏于地下（或分布于地表）的，可供人类开发利用的天然矿物或岩石资源。矿产属于非可再生资源。

5.矿产的分类：【核心】【高频考点】【非常重要】

根据物理性质和主要用途，矿产可分为三大类：

（1）金属矿产：【重要】可从中提取金属元素的矿产。

①常见种类：铁矿产（如磁铁矿、赤铁矿）、铜矿产（如黄铜矿）、铝土矿（炼铝的主要原料）、金矿、银矿等。

②用途：机械制造、交通运输、电子电器、国防工业等的基础材料。

（2）非金属矿产：【重要】可从中提取非金属元素或直接利用其物理、化学性质的矿产。

①常见种类：【高频考点】金刚石（最硬的矿物）、石英（制造玻璃、光学仪器）、石墨（制铅笔芯、润滑剂）、石棉、云母、石膏等。

②典型矿石与岩石也属此类：如石灰岩（制造水泥、石灰）、花岗岩（建筑材料）、大理岩（装饰材料）、磷灰石（制造磷肥）。

（3）能源矿产：【非常重要】可作为能源来源的矿产资源。

①常见种类：煤、石油、天然气、油页岩等。

②成因与特征：【重要考点】通常与生物沉积和地质演变有关。例如，煤是古代植物遗骸在沼泽中堆积，经过复杂生物化学和物理化学变化形成的；石油和天然气是古代海洋或湖泊中生物遗骸在高温高压下转化形成的。

6.岩石、矿物与矿产的关系：【基础】【辨析重点】

（1）矿物：是构成岩石的基本单元，是自然界中具有特定化学成分和晶体结构的均匀固体。例如，石英是一种矿物。

（2）岩石：是矿物的天然集合体。例如，花岗岩是由石英、长石、云母等多种矿物组成的。

（3）矿产：是一个经济地质学概念。当某种岩石或矿物富集到具有开采利用价值时，就成为矿产。例如，普通的石灰岩是岩石，当其品质好、储量够大，可作为水泥原料时，它就是非金属矿产。

三、科学探究方法与技能

掌握规范的探究方法是本单元实践能力的核心。

（一）观察与描述岩石的方法：【重要】【实践核心】

应遵循从宏观到微观、从整体到局部的顺序，并借助工具。

1.肉眼观察：整体颜色、形状、大小。

2.借助放大镜观察：【难点】仔细观察岩石的颗粒大小、颜色、形状以及不同颗粒（矿物）的种类。能够区分出几种主要矿物成分是高级要求。

3.触感与掂重：感受岩石的光滑或粗糙程度，估计其相对密度（用手掂量）。

4.条痕测试：【了解即可】将矿物在无釉瓷板上刻划，留下的粉末颜色称为条痕。条痕颜色比矿物表面颜色更固定，是鉴定矿物的重要依据（本单元主要针对矿物，岩石一般不做）。

（二）硬度测试（摩氏硬度计应用）：【高频考点】【易错点】

使用标准硬度工具（指甲≈2.5，铜钥匙≈3，小刀≈5.5）对岩石或矿物进行刻划，判断其相对硬度。

5.操作步骤：

（1）首先，用指甲刻划样品，看是否能留下划痕。如果指甲能刻动，则硬度小于2.5。

（2）如果指甲刻不动，用铜钥匙（或铁钉）刻划。如果能刻动，则硬度在2.5-3之间。

（3）如果铜钥匙刻不动，用小刀刻划。如果能刻动，则硬度在3-5.5之间。

（4）如果小刀也刻不动，则硬度大于5.5。

6.【非常重要】易错点提示：

（1）必须是“刻划”而不是“敲击”或“刮蹭”，要用工具的尖端在岩石的新鲜面上用力划动，感受是否有阻力。

（2）测试不同部位，因为岩石可能由硬度不同的矿物组成，要记录主要矿物的硬度。

（3）测试后要及时观察样品上是否有真正的划痕，有些粉末只是工具上的，要擦掉再看。

（三）盐酸测试（模拟实验）：【重要】【安全须知】

7.操作方法：用滴管吸取少量稀盐酸，滴在岩石（石灰岩、大理岩）的新鲜断面上，观察现象。

8.现象描述：剧烈起泡，发出“嘶嘶”声。

9.【非常重要】安全与规范：

（1）必须在老师或家长指导下进行，佩戴护目镜和手套。

（2）稀盐酸具有腐蚀性，严禁接触皮肤和眼睛，严禁品尝。

（3）滴加时要小心，避免滴到手上或桌上。

（4）实验后，用湿布擦拭滴过酸的地方，清洗滴管。

（四）识别岩石的基本流程：【综合应用】

对于一个未知岩石样本，科学的鉴定流程是：

一看（颜色、结构、颗粒）→二测（硬度、与酸反应）→三查（查阅资料、对比图鉴）→四定（综合所有特征，确定其类别和名称）。

四、重难点、易错点与考点突破

（一）【高频考点】三大类岩石的特征与成因辨析

1.典型例题：小明在野外找到一块岩石，它有明显的层理构造，并且在一层里面发现了古代贝壳的痕迹。请问这块岩石最有可能属于哪一类？它可能叫什么名字？

【解答要点】沉积岩。因为它具有层理构造并含有化石，这是沉积岩的典型特征。根据含有古代贝壳，它可能是石灰岩（由生物贝壳等钙质遗骸沉积形成）或贝壳石灰岩。

2.考向分析：给出岩石特征描述或图片，判断其所属类别；或给出岩石名称，简述其成因和特征。

（二）【非常重要】矿产的分类与用途对应关系

3.典型例题：下列矿产中，全部属于非金属矿产的一组是（）A.铁矿铜矿铝土矿B.金刚石石英石墨C.煤石油天然气D.石灰岩花岗岩金矿

【解答要点】B。A组为金属矿产，C组为能源矿产，D组中金矿为金属矿产，石灰岩和花岗岩虽是非金属矿产，但组内不全是。B组金刚石、石英、石墨都是典型的非金属矿产。

4.考向分析：连线题（矿产-用途），选择题（矿产分类），简答题（举例说明矿产在生活中的应用）。

（三）【难点】岩石循环与转化关系

理解岩浆岩、沉积岩、变质岩在内外力作用下可以相互转化。

5.解题思路：任何岩石（包括岩浆岩、沉积岩和变质岩）被深埋地下，在高温高压下可变成变质岩；任何岩石露出地表，经外力作用（风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩）可形成沉积岩；任何岩石（包括先形成的变质岩和沉积岩）重熔再生变成岩浆，岩浆冷却可形成新的岩浆岩。

6.易错点：学生常误认为岩石的转化是单向的或只能变为其中一种。牢记“任何岩石都可以变成任何其他类型的岩石”。

（四）【基础/易错点】岩石与矿物的概念混淆

【易错辨析】矿物是单一成分的均匀固体（如石英、云母），岩石是多种矿物的集合体（如花岗岩）。问“花岗岩主要由哪几种矿物组成？”答案应是“石英、长石、云母”。问“石灰岩的主要矿物成分是什么？”答案应是“方解石”。

（五）【综合应用】解决实际问题的能力

7.常见题型：给定一个生活场景（如要修建一座纪念碑、建造房子地基、寻找耐高温材料），请选择最合适的岩石并说明理由。

8.解答要点：纪念碑需要美观、耐风化，可选择花岗岩（坚硬、美观）或大理岩（色泽好但较软易风化，适合室内）；地基需要坚硬、承重能力强，花岗岩是理想选择；寻找耐高温材料可考虑玄武岩等岩浆岩。

五、核心实验与探究活动回顾

（一）实验名称：鉴别三种未知岩石样本（如花岗岩、砂岩、石灰岩）【非常重要】

1.实验目的：综合运用观察和测试方法，根据岩石的特征鉴别其种类。

2.实验器材：放大镜、小刀、铜钥匙、稀盐酸、滴管、三种未知岩石样本A、B、C。

3.实验步骤与现象记录（模拟）：

（1）观察颜色与颗粒：A为肉红色，有明显的大颗粒（石英、长石、云母）；B为灰白色，颗粒细腻，有砂质感；C为青灰色，颗粒均匀细小，滴酸起泡。

（2）硬度测试：小刀能刻动B，刻不动A和C；但铜钥匙能刻动B，刻不动A和C（或小刀刻不动A，需进一步判断）。

（3）盐酸测试：C滴加稀盐酸剧烈起泡；A和B不起泡。

4.实验结论（推理过程）：

（1）样本C遇酸起泡，硬度不高（小刀能刻动？此处需重新判断：石灰岩硬度3-4，小刀5.5能刻动，但前提是样本C硬度3-4，所以小刀能刻动），应为石灰岩。

（2）样本A颗粒粗大，由多种矿物组成，硬度大（小刀刻不动），应为花岗岩。

（3）样本B有砂感，硬度较低（铜钥匙能刻动），应为砂岩。

5.【考点】考查实验步骤的顺序、现象的正确描述、基于证据的推理能力。

（二）探究活动：调查家乡的矿产资源

6.活动目标：了解本地资源状况，树立资源保护意识。

7.考查方式：简答题“请举例说明你家乡的一种矿产资源及其用途”，或论述题“谈谈你对合理开发利用矿产资源的看法”。

8.解答要点：要具体说明矿产名称、所属类别、主要用途，并阐述“非可再生”、“节约利用”、“综合利用”、“开发与保护并重”等观点。

六、思维拓展与跨学科链接

（一）工程与技术：岩石作为建筑材料的历史与未来。从古代的石器、长城城墙，到现代的钢筋混凝土（骨料来自岩石），再到未来的新型环保石材。思考不同岩石（如花岗岩的坚硬、大理岩的美观、板岩的易剥离）特性在工程上的应用。

（二）历史与社会：矿产资源的开发利用深刻影响了人类文明的进程。如“石器时代”、“青铜时代”、“铁器时代”的划分，就是以当时主要使用的矿产材料命名的。煤和石油的广泛应用更是推动了工业革命。

（三）语文与艺术：欣赏描写山川美景的诗词歌赋（如“遥望洞庭山水翠，白银盘里一青螺”），体会岩石构成的地貌之美。观察不同岩石的色彩、纹理，感受大自然的鬼斧神工，将其作为艺术创作的灵感来源。

（四）环境与可持续发展：【热点】【重要】矿产资源的开采（如采矿、采石）会对地表景观、植被、水资源造成破坏。探讨如何通过“绿色矿山”建设、尾矿综合利用、节能减排等措施，实现矿产资源的可持续开发与生态环境保护的协调发展。理解“绿水青山就是金山银山”的科学内涵。

七、单元综合自测与解析（模拟题型）

（一）填空题

1.自然界中，由岩浆冷却凝固形成的岩石叫（）。其中，分布最广的深成侵入岩是（），它主要由（）、（）和（）三种矿物组成。【答案】岩浆岩；花岗岩；石英；长石；云母【重要】【基础】

2.沉积岩的两大典型特征是（）和（）。【答案】层理构造；含有化石【高频考点】

3.我们可以用（）、（）和（）等工具来粗略测试岩石的硬度。【答案】指甲；铜钥匙（或铁钉）；小刀【基础】

（二）选择题

4.下列岩石中，遇稀盐酸会剧烈冒泡的是（）。A.花岗岩B.砂岩C.石灰岩D.板岩【答案】C【基础】

5.下列矿产中，属于能源矿产的是（）。A.铜矿B.金刚石C.石墨D.天然气【答案】D【重要】

6.小科同学用指甲刻划一块岩石，留下了划痕。这块岩石的硬度（）。A.大于2.5B.小于2.5C.等于2.5D.无法判断【答案】B（能被指甲刻动，说明硬度小于指甲的2.5）【易错点】

（三）连线题（请将左右两边相关的内容用线连起来）

花岗岩含有化石，遇盐酸不反应

石灰岩由多种矿物组成，颗粒粗大，坚硬

砂岩主要成分为碳酸钙，遇盐酸起泡

板岩由页岩变质形成，可剥离成薄石板

【答案】略，依据各类岩石特征连接。【综合应用】

（四）实验探究题

小明在野外采集了三种岩石样本，并进行了如下实验记录，请你帮他补充完整。

样本编号：1号岩石，颜色灰白，颗粒粗大，能看到闪闪发光的片状颗粒，用小刀刻划不动，滴稀盐酸不起泡。

样本编号：2号岩石，颜色青灰，颗粒细密均匀，用铜钥匙能刻动，滴稀盐酸剧烈起泡。

样本编号：3号岩石，颜色棕黄，有明显的层状纹理，用指甲就能刻动，能留下粉末，滴稀盐酸不起泡。

问题1：根据以上记录，判断1号、2号、3号岩石分别可能是什么岩石？

【解答要点】1号是花岗岩（颗粒粗、硬度大、有闪闪发光的矿物云母）。2号是石灰岩（遇酸起泡，硬度较低，颗粒细）。3号是页岩（有层理，硬度极低，指甲能刻动）。【非常重要】【高频考点】

问题2：在测试1号岩石硬度时，小明用“小刀刻划不动”就得出结论。你认为他的结论可靠吗？如果不可靠，还应该做什么测试？

【解答要点】结论基本可靠，但不完整。小刀刻划不动，只能说明其硬度大于5.5。为了更精