坐在石头上学天坑
课程标准
通过野外观察或运用视频、图像，识别3～4种地貌，描述其景观的主要特点。
学习提示
1. 本节内容是《走近桂林山水》的校本化应用。
2. 学习工具：岩石标本、景观石照片、稀盐酸。
3. 观看《地理·中国》中的《神秘的大坑》，了解天坑的形成过程。
4. 善于观察身边的景观石，发现它的美学价值和学习价值。
学习过程
一天，魏江凡来到我的办公室，兴奋地说：“老师，我发现了一块岩石，上面有天坑。看，这是我拍的照片。”
图4-2-1 岩石上的“天坑”
我一看，真是非常逼真：一个竖直的“天坑”连着上下两层“溶洞”，上面还有一条水平裂隙正在发育中。后来，我们又到实地观测一番：这块岩石位于淄博市海岱大道与南京路路口西北侧草坪里，高45厘米，宽80厘米，整块岩石估计有0.5立方米，约1.5吨。“天坑”分布在朝东的侧面上。
这是天坑吗？它是怎样形成的呢？
一、什么是天坑
（一）天坑的含义
天坑是天然形成的凹坑。在喀斯特地区，天坑大多是喀斯特洞穴顶部坍塌而形成的又深又大的凹坑。它是发育在碳酸盐岩喀斯特地区的一种周壁峻峭、深度与口径可达数百米的喀斯特负地形，具有巨大的容积，底部与地下河相连接（或者有证据证明地下河道已迁移）。2001年我国学者正式提议将这种喀斯特地貌命名为天坑。2005年，天坑获得国际喀斯特学术界的认可，用汉语和拼音命名。这是继峰林和峰丛之后，第三个由中国人定义并用汉语和拼音命名的喀斯特地貌术语。
这样看来，上图中岩石上的竖洞不能称为天坑，因为不够格。它是含有二氧化碳的水沿着石灰岩节理溶蚀形成的裂隙、孔洞，是天坑、溶洞的雏形，可以看作喀斯特地貌微景观，具有很高的学习价值。坐在这样的石头上学习喀斯特地貌，真是身临其境。
（二）岩石条件
图4-2-2 人民公园的景观石
人民公园景观石是什么类型岩石？这种岩石所在地区能形成天坑吗？为什么？
人民公园景观石属于侵入型岩浆岩（花岗岩），岩性坚硬，难溶于含有二氧化碳的水溶液，难以形成喀斯特地貌。
图4-2-3 海岱大道路边猫头鹰景观石
猫头鹰景观石是什么类型岩石？这种岩石分布地区能形成天坑吗？为什么？
猫头鹰景观石是石灰岩，属于沉积岩，多裂隙，容易受到含有二氧化碳水的溶蚀作用，导致岩石遍体孔洞，成为千姿百态的景观石，它广泛分布地区有可能形成天坑。
从岩石条件看，天坑的形成需要具备哪些条件？
厚度巨大的可溶性岩石，如石灰岩；岩层水平或平缓产状；多裂隙等。
图4-2-4 莲池公园景观石上纵横交错的裂隙
二、塌陷型天坑的形成
观看《神秘的大坑》，说明塌陷型天坑的形成过程。
上亿年前，在浅海环境中，海洋中的碎屑物、胶体溶液、生物遗体等物质经过化学沉积作用、生物化学沉积作用、生物沉积作用、机械沉积作用等形成石灰岩。
后来，地壳抬升运动，海洋中的石灰岩露出海面，形成高原、山地。
石灰岩厚度大，岩性纯，裂隙多。含有二氧化碳的地表水沿垂直裂隙流入地下，沿着水平裂隙发育形成地下河通道。
在地下河河水的强烈溶蚀作用、重力作用下，顶部岩层不断坍塌，流水搬走堆积物，地下河通道不断扩大，形成溶洞。
地壳抬升运动，地下河不断下切，溶洞继续扩大，顶部岩层不断坍塌，形成穹隆状地下洞厅。
地下洞厅顶部岩层在地表水的溶蚀和重力作用下，继续发生坍塌，形成天窗、漏斗或落水洞（一般而言，从溶洞内向上看，洞顶规模较小的孔洞叫作天窗；从地面上看，地表水流入地下的竖直通道根据形态的不同叫作漏斗、落水洞等）。
地下洞厅顶部岩层在地表水的溶蚀和重力作用下，继续坍塌，地下洞厅露出地表，坑壁陡峭，呈深陷的井状或桶状，深度与口径可达数百米，形成天坑。
天坑四周不断遭受风化作用、流水侵蚀、流水搬运作用、重力作用，天坑口不断扩大，碎屑物在天坑底部四周不断堆积，形成凹状的洼地或盆地，这是天坑的晚期地貌。
在地下洞厅顶部坍塌过程中，洞顶部没有全部垮塌下来，残留的狭窄部分形成天生桥。
地下洞厅顶部沿着地下河方向不断坍塌，地下暗河出露地表，两岸陡峭，河床中分布着巨大的坍塌物，形成箱式峡谷。
由于地壳抬升，地下河改道或侵入更深的地下，原来有地下河的溶洞可能成为干涸的溶洞。
三、朗诵《石灰吟》
石灰吟
明·于谦
千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。
粉骨碎身浑不怕，要留清白在人间。
（一）为诗词改题目
诗词题目为《石灰吟》，歌颂石灰的，石灰是谁变成的呢？将题目改为《石灰岩吟》是不是更合适呢？
（二）书写化学方程式
石灰岩（CaCO3）在自然界中储量丰富，一堆堆灰色的石灰岩，经过熊熊烈火焚烧之后，生成了白色的生石灰（CaO）和二氧化碳气体。烧制过程中预热温度在100～850℃，煅烧温度在850～1 200 ℃，化学方程式如下：
CaCO3=CaO+CO2↑（高温条件）
（三）托物言志
12岁的于谦以石头、石灰自喻，像石头那样不怕“千锤万凿”“烈火焚烧”“粉骨碎身”，要为人世间留下石灰那样的“清白”，自喻坚韧的品格和高尚的节操，这是他的人生追求。
四、石灰岩与稀盐酸反应实验
石灰岩主要成分是碳酸钙，与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。由于生成二氧化碳气体，会发现滴在石灰岩表面的盐酸冒气泡。氯化钙是一种白色盐类，易溶于水，石灰岩被溶蚀掉，化学方程式如下：
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
图4-2-5 石灰岩滴稀盐酸实验（实验者：2022级 任桐辰）
该实验可用来判断、验证石灰岩。
学习测评
（2010年高考山东卷地理试题）下图为某地地质地貌示意图。读图回答1～2题。
图4-2-6
1. 图中岩石和地貌形态形成的先后顺序是（ ）
A. ②④① B. ③①④
C. ④②① D. ④①③
2. 该类地貌发育典型的山区（ ）
A. 风蚀现象显著 B. 岩石类型是花岗岩
C. 土层较薄，土壤贫瘠 D. 地表水丰富，地下水贫乏
3.（2017年高考全国新课标卷Ⅲ地理试题）负地形是指从地面向下发育的地形，发育程度越高，高差越大，重庆武陵地处乌江东南缘，其喀斯特景观以负地形（峡谷、溶洞、竖井等）高度发育著称，2007年被联合国教科文组织列入世界自然遗产名录。
请指出武陵喀斯特景观特点对旅游活动的不利影响，并提出应对措施。
4. 欣赏身边的景观石，判断岩石类型，探究形成过程，体验探究之美，与同学和家长交流探究心得。
参考答案：1. D 2. C
3. 不利影响：负地形发育程度高，旅游线路高差大，地势起伏大，坡度陡，交通通达度差；花费时间和费用多；易发生坍塌，安全隐患多。
措施：控制游客、车辆流量；安装电梯等设备，改善基础设施；设置安全警示牌，增加安全防护设施；增加安全管理员；加强游客安全教育。
4.略。
学生成果
每块石头会唱歌
张名河作词的歌曲《木鱼石的传说》中唱道：“有一个美丽的传说，精美的石头会唱歌。它能给勇敢者以智慧，也能给善良者以欢乐。只要你懂得它的珍贵呀啊，山高那个路远也能获得。”在地球表面，岩石多种多样，形态丰富多彩，有放在路边、公园、社区里的景观石，有摆放客厅的观赏石，有加工后成为日常佩戴首饰的宝石，有滚落山野的顽石，等等。从名字看，有泰山石、灵璧石、和田玉、雨花石、太湖石……其实，岩石按其成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类型，每块岩石都是在特定的地质历史时期、特定的地质环境下，经过复杂的地质作用、亿万年地质演化形成的，每块岩石都有它不同寻常的身世，它带给我们的不只是美的享受，它还会给我们讲述地球上沧海桑田的故事，歌唱大自然的神奇与伟大。
例如，花山的岩石是灰黑色的，属于侵入型岩浆岩，它会给我们讲述什么故事呢？
地质历史时期，淄博市曾经是一片海洋，在海洋中形成厚厚的沉积岩。后来，地壳抬升，海水退去，海底沉积岩形成高原、山地。地球内部活动剧烈，发源于地幔上部软流层的岩浆，在巨大的压力作用下，沿着岩石圈薄弱地带向上侵入到上面的沉积岩中，经过冷却凝固，形成侵入型岩浆岩。上面的沉积岩不断遭受风化、侵蚀作用，沉积岩层逐渐变薄乃至消失，地下深处的侵入型岩浆岩露出地表，形成现在的花山。
图4-2-7 花山岩石标本
这是多么美妙、神奇的歌声啊！
（2022级 束 凯）
研学案例
莱芜大峡谷要防范滑落的危险
2021年4月18日，地理组来到莱芜大峡谷开展研学实践活动。
图4-2-8 指导青年教师开展研学实践
莱芜大峡谷位于莱芜城区西北约40千米，泰山的东麓，为泰山余脉，峡谷近南北走向。从地质来看，峡谷岩石主要是岩浆侵入形成的古老的中粒二长花岗岩，形成于距今25.1亿—25.2亿年前。这里是山东省地质公园，是地理研学的绝佳场所。
泉、瀑、潭、溪、林分布于谷中，泉水淙淙，瀑布哗哗，溪水潺潺，潭水深深。从上游到下游，有青龙潭、白龙潭、九女潭、赤龙潭、黑龙潭、双龙潭等，峡谷曲折，曲径通幽。两岸山岩崩塌、滚落，在山谷中形成崩塌地貌，随处可见。河床的基岩和崩塌滚落下来的山岩，长期受到流水的侵蚀作用和水中岩块的磨蚀作用，形成非常圆滑的象形石和光滑如镜的河床表面。流水沿着河床基岩的垂直节理和水平节理不断侵蚀，形成了河床—陡崖—深潭阶梯状的河床。河床、陡崖表面生长青苔，非常湿滑。
九女潭是一个双叠瀑景点，呈现平台—陡崖—平台—陡崖—深潭的阶梯状。河谷两边崖壁旁竖着警示牌，可仍有游客无视警示，在坝顶平台上踏水游玩。我亲眼看见一位游客一只脚不慎踩到河床的湿地上，滑落近2米高的陡崖。万幸的是臀部着地，坠落在中间的平台上，众人赶紧合力拉了上来，有惊无险。如果是头部着地呢？那可是非常坚硬的花岗岩啊！如果是雨季，水量大、流水的冲击力稍大一点、再向外滑出一小步呢？下面可是深不见底的九女潭啊！
图4-2-9 警示牌
“道路千万条，安全第一条”。希望在地理研学中要牢记安全警示，远离危险，高高兴兴去，平平安安回！
图4-2-10 九女潭陡崖