到临朐山旺寻找古生物化石
课程标准
运用地质年代表等资料，简要描述地球的演化过程。
学习提示
1. 本节内容是《地球的形成与演化》的拓展应用。
2. 学习工具：铁铲、锤子、标本盒（袋）、稀盐酸等。
3. 观看《地理·中国》中的《不可思议的石头·石蛋中的秘密》《脉动泰山》中的《泰山地质形成的奥秘》，开阔视野。
4. 研学过程中注意安全警示，不能擅自离队行动，在规定的安全区域活动。
5. 研学地点：
图4-5-1 山旺国家地质公园地理位置示意图
学习过程
一、参观古生物化石博物馆
（一）认识古生物化石
1. 识别古生物化石、认真记录、拍照。
这里有花、鸟、鱼、虫、兽等10多个门类、700多种动植物化石，被称为“古生物化石的宝库”。
2. 观察怀孕母犀牛古化石，推测母犀牛生前可能遇到的危险。
山旺因发现罕见的怀孕母犀牛化石闻名海内外。母犀牛化石全长2.7米、高1.7米、无角，腹中小牛仰卧，长约70厘米，牙齿、骨骼形态清晰可见，估计已发育8个多月。犀牛妈妈嘴巴紧闭，昂头向天，前蹄抬起，后腿猛蹬，为了保护孩子，拼尽了最后的力气。
（二）购买山旺古化石宣传手册
自愿购买山旺古化石宣传手册《山旺化石》，便于继续学习。
二、寻找古生物化石
（一）参观硅藻土页岩矿剖面
1. 根据景区指示到指定的硅藻土页岩矿区参观硅藻土页岩地层，认真记录、拍照。
2. 描述硅藻土页岩的特点。
图4-5-2 硅藻土页岩矿剖面图
山旺的硅藻土页岩地层大约有25米厚。硅藻土页岩薄如白纸，稍加风化就层层翘起，所以被人们称为“万卷书”。页岩中保存着的丰富多彩的古生物化石，被人们称为“万卷书”中的“象形文字”，它真实地记录着当地沧海桑田演变的历史。
图4-5-3 “万卷书”
（二）寻找古生物化石
1. 在划定的安全区域内寻找古生物化石。
2. 采集硅藻土页岩标本。
图4-5-4 收获
3. 在硅藻土页岩上做滴盐酸实验。
三、总结交流
（一）分析玛珥湖的形成原因
玛珥湖是地下岩浆上涌遇到地下水，导致局部水蒸气爆炸，将地面炸出一个盆地，由于河水的流入和雨水的蓄存，形成的一个淡水湖。
图4-5-5 玛珥湖形态示意图
（二）分析古化石的形成过程
山旺的古生物化石是怎样形成的呢？
有人说是由于火山喷发、地壳变动，许多动植物不能适应改变了的自然环境而死亡，死亡后尸体陷入湖中，被硅藻及其他沉积物埋于地下，形成了古化石。
还有人认为，山旺盆地过去是一个特殊类型的火山口湖——玛珥湖，这种湖泊内部边缘陡峭，外部坡度非常平缓。周围火山喷发物、玄武岩等经风化、分解，形成硅质胶溶体，为硅藻的生存提供了物质条件。
古火山在临朐县星罗棋布，山旺盆地周边几千米就有多座古火山山丘，但在古生物化石岩层中没有发现火山灰成分，排除古火山喷发造成动物死亡的可能。推测可能是山旺地壳不稳定，地震不断发生。动物从周围爬上来，突然受到惊吓，惊惶失措，有些便不慎跌落湖中。玛珥湖湖岸陡峭，动物无法逃离险境，从而死亡。湖水中藻类过度繁殖，湖泊产生缺氧环境，鱼群因缺氧大量死亡，藻类将鱼群与陆地动物尸体覆盖起来，形成硅藻土页岩和古化石，埋在盆地核心区内。
湖泊周围的火山活动对古化石的形成起了保护作用。火山喷发的岩浆冷却凝固后，形成了坚硬的玄武岩，覆盖在硅藻土页岩的上面，保护了硅藻土页岩和里面的化石。后来，在风化、剥蚀作用下，硅藻土页岩上面的玄武岩消失，硅藻土页岩像“万卷书”呈现在人们面前。
（三）推测山旺古地理环境特征
中生代后期，临朐山旺地壳运动活跃，火山喷发频繁，地表变化较大，形成内陆盆地。
大约到1800万年前的新生代第三纪中新世，这里气候温暖湿润，由于河水的流入和雨水的蓄积，形成了一个淡水湖。湖中生长着大量的硅藻和鱼类，陆地上森林茂密，林中藤本植物盘绕，生息着各种飞禽、走兽和昆虫，有许多亚热带常绿阔叶、温带落叶阔叶树种以及亚热带和温带地区的动物，一派温暖湿润、生机繁荣的景象。
（四）观看视频
1. 观看《地理·中国》中的《不可思议的石头·石蛋中的秘密》，了解鱼化石的形成过程。
2. 观看《脉动泰山》中的《泰山地质形成的奥秘》，分析在数十亿年漫长的地质演化中，泰山历经的升降重塑过程。
学习测评
（2020年北京市等级考试地理试题）某同学参加化石保护性发掘的实践活动。下图为该同学手绘的地质剖面示意图。读图回答1～2 题。
图4-5-6
1. 图中最可能发掘出化石的是（ ）
A. ① B. ② C. ③ D. ④
2. 图中（ ）
A. 断层形成时间晚于褶皱 B. 甲处岩石经过变质作用而成
C. 山峰是由背斜形成 D. 乙处煤层因沉积作用厚度大
3. 通过阅读材料，描述临朐山旺无角犀化石的形成过程。
参考答案：1. C 2. A 3. 略。
学生成果
临朐山旺考察小记
11月12日，我们来到临朐山旺考察。今日考察，众人犹如出笼之鸟，走出钢筋混凝土之包围、车水马龙之喧嚣，走向真实之大自然，呼吸新鲜空气，闻听鸟语花香，甚是兴奋。一路时而欢歌笑语，时而欣赏窗外美景，时而倾听老师介绍如何辨别方向，3个小时之路程，转眼即到。
至山旺国家地质公园，下车一望，一矿坑呈现眼前。长、宽160米，高25米有余。似土非土，质地细腻，颜色灰白。众生不解，问其故，师曰：“此为沉积岩也，乃硅藻土页岩。沉积层理分明，稍加风化即层层翘起，宛若书页，被古人比喻为‘万卷书’，中有化石尔。”
众生沿台阶下至剖面底部，细观之，见岩层层薄如纸，一厘米土层竟达四五十层之多。化石必藏其中，用铁铲凿之，虽汗如雨下，仍不停息。择其几块，装入背囊，制作标本，留作纪念，亦让师弟、师妹开开眼界。
忽闻一声惊呼，循声望去，韬寻得一叶。众人争相观之。他如获至宝，唯恐损坏，用纸小心包之，轻轻放入背包之中，众人皆慕之。
师问：“今日考察，有何获焉？”
晨曰：“今日一见，受益匪浅。化石门类之多、品种之全、藏量之丰富、保存之完整，令人赞叹不已。虫者、鱼者、鸟者、兽者……花卉者不一其状，保存完整的大型脊椎动物化石，如无角犀、原古鹿等，最为新奇的是临产古犀牛生物化石，母腹中小犀牛的牙齿、四肢清晰可见，实为世界罕见。”
婷曰：“中生代后期，火山喷发，出现盆地。1800万年前，由于河水流入和雨水蓄存，形成淡水湖，周围火山喷发物、玄武岩等经风化、分解，形成硅质胶溶体。许多动植物陷入湖中，被硅藻及其他沉积物掩埋，硅藻土具有吸附、隔音、保温等性能，湖中动植物尸体与空气隔绝，再经大自然中物理、化学、生物诸因素之作用，乃成化石。”
明曰：“观今推古，1800万年前，此处乃一片面积颇大水域，岸边亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林茂密，林中藤本植物盘绕，为众多昆虫、鸟类和哺乳类动物的乐园。水中大量硅藻滋生，鱼、鳖、蛙遨游水底。它们相映成趣，一番温馨平和之亚热带风光。”
百闻不如一见，地球沧海桑田之变，壮哉！
（2005级 张 冲）
研学案例
在齐盛湖的岩石上发现古生物化石
2017年3月11日，我去淄博市齐盛湖公园游玩。当来到东岸时，坐在水边一块岩石上，低头一看，惊奇地发现岩石上有一个古生物化石！
我用水冲洗了一下，化石更加清晰了。
这块岩石是从哪里取来的？询问了几位工作人员，都不清楚。
2021年国庆节期间，我再次来到齐盛湖公园，想测量化石的长度。由于湖边水草繁茂，找了半天没有找到。
图4-5-7 清晰的古生物化石
2022年2月7日，我又来到齐盛湖公园。由于湖边的水草已经被割掉，终于找到了那块岩石。
化石多长？没有带卷尺，怎么测量？终于想到了一个办法：折一段和化石一样长的木棍，回家后测量木棍的长度，约8.5厘米。
图4-5-8 用木棍测量化石长度
为了方便更多人来欣赏古化石，学习化石知识，我将化石所在地的环境特征拍摄下来，有了地标就很好寻找了。化石属于不可再生资源，提醒大家一定要注意保护。
图4-5-9 古生物化石地理位置示意图
到底是什么化石呢？是三叶虫化石吗？不像。
是鱼化石吗？只有一段鱼骨？看不出鱼的形状。
观看《地理·中国》中的《不可思议的石头·石蛋中的秘密》，敲开石蛋，鱼的形状很完整，连鱼鳍、鱼尾都清晰可见。
通过比较，不像鱼化石。
图4-5-10 三叶虫化石
2015年4月20日， 《大众网—鲁中晨报》以《淄博市植物园现4.6亿年前海洋生物鹦鹉螺化石》为题予以报道：据专家说，这块石头上所显现的是一种叫直角石的古生物化石。直角石属生活于4.6亿年前的奥陶纪浅海鹦鹉螺类生物，体长约15厘米，嘴巴四周长有十条左右的腕，腕的腹面有许多小吸盘，小动物一经接触，就被它吸住吞食，化石普遍，分布在世界各地的海洋地层，尤其是石灰岩。
图4-5-11 直角石化石
图4-5-12 直角石示意图
将两图进行比较，确实比较像。到底是不是直角石化石呢？有待于古生物化石专家鉴定。