探究花山自然地理特征
课程标准
1. 学会运用多种手段收集和提取地理信息，设计野外实习方案，了解野外生存常识。
2. 运用地理工具在野外进行定向、定位并获取野外地理信息。
3. 观察某地区地质、地貌、植被、土地利用方式等景观要素，绘制示意图及剖面图，分析影响景观形成的主要因素，以及景观要素间的相互关系。
4. 学会在野外观察、测量和分析地质、地貌基本形态的方法，并采集样品。
5. 识别主要造岩矿物和常见岩石，认识不同性质岩石对地貌发育的影响。
6. 在野外观察某种地貌，推断其形成过程。
7. 学会撰写野外考察报告并进行汇报交流。
学习提示
1. 本节内容是《学会自然地理野外考察》的野外实践，也是《自然地理基础》的综合应用。
2. 活动工具：米尺、铁铲、锤子、岩石和土壤标本盒（袋）、手机APP（测量方位角和海拔、识别植被等）、石灰岩标本、断层模型、稀盐酸、泡沫板。
3. 观看《地理·中国》中的《巨石下的村落》《探秘棋盘滩》， 《航拍中国》中的《山东》，增强感性认识。
4. 根据学习进度确定研学季节、内容和路线，如开展植被研学最好的季节是清明节前后，花山是鲜花的海洋；研究沟谷地貌最好的季节是春季和冬季，植被落叶后便于观察沟谷形态。
5. 花山研学点位分布图：
图4-7-1 花山研学点位分布图
6. 研学记录表：
表4-7-1 花山自然地理研学记录表
学习过程
一、一亩石——探究花山的形成过程
（一）研学内容
1. 观察、寻找安全隐患。
2. 观察花山一亩石，用脚步测量，画出一亩的范围，看看一亩有多大。
3. 花山岩石属于侵入型岩浆岩，描述岩石的颜色、硬度等特征，说明岩浆的来源。
4. 在侵入型岩浆岩形成过程中，岩浆侵入的围岩是什么岩石？说明判断的理由。现在，侵入型岩浆岩出露地表，原来的围岩呢？分析花山沧海桑田的变化，理解“看山不是山”的含义。
5. 实验：将稀盐酸分别滴在石灰岩（围岩）和花山岩石上，描述观察到的现象，分析二者成分的主要差异。
6. 模拟演示：用泡沫板表示围岩地层，用拳头表示岩浆上涌形成侵入型岩浆岩。一人双手握住泡沫板两端，另一人用拳头向上顶撞泡沫板，观察发生的现象，解释成因。
7. 观察棋盘状节理，用罗盘测量节理的走向和海拔；分析节理不断变宽、加深的原因；比较分析不同走向的两条节理风化、侵蚀程度差异的原因。
8. 采集一亩石上岩石标本。
9. 仔细观察，还有什么发现或疑问？
（二）研学思考
1. 花山一亩石上的棋盘状节理为什么没有形成广西壮族自治区田东县福星村灵岐（qí）河上的棋盘滩那样的地质美景？
2. 设计实验，当流水方向平行于棋盘状节理中的一组节理、与两组节理斜交时，观察流水对节理侵蚀的差异。
提示：观看《地理·中国》中的《探秘棋盘滩》，到广西壮族自治区田东县福星村莲花山下的灵岐河考察棋盘滩的形成过程。
二、观日石——探究花山岩石的球状风化
（一）研学内容
1. 观察、寻找安全隐患。
2. 测量观日石的经纬度、海拔，计算与山脚处的相对高度。
3. 如果观日石是在自然状态下形成的，分析它的形成过程。
4. 在自然状态下，观日石会怎样变化？
5. 仔细观察，还有什么发现或疑问？
（二）研学思考
广义的峰林，指在基岩上发育形成的聚峰成林的景观。湖南是我国峰林景观最丰富的省区之一，喀斯特峰林、花岗岩峰林、丹霞峰林以及石英砂岩峰林，应有尽有，精彩纷呈。右图为宁远县九嶷山南部“三分石”花岗岩峰林景观。据此完成1～2题。
图4-7-2
1. 湖南省集齐多种峰林地貌的主要条件是（ ）
① 不同岩层齐备，且均达相当厚度 ② 岩层水平节理裂隙发育 ③ 岩层垂直节理裂隙发育 ④ 气候湿润，地表水充沛
A. ①②③
B. ②③④
C. ①③④
D.①②④
2. 推测“三分石”花岗岩峰林景观的形成过程是（ ）
A. 地壳抬升—岩浆喷出—外力剥蚀—流水差异侵蚀
B. 岩浆侵入—地壳抬升—流水差异侵蚀—外力剥蚀
C. 地壳抬升—外力剥蚀—流水差异侵蚀—岩浆喷出
D. 岩浆侵入—地壳抬升—外力剥蚀—流水差异侵蚀
参考答案：1.C 2.D
三、西坡路——探究平移断层的形成和发育过程（一）研学内容
1. 观察、寻找安全隐患。
2. 寻找断层，说明判断的依据。
3. 辨析地理概念：断层、断层面、断层线。
4. 测量断层线走向、海拔和岩脉错动的距离。
5. 运用断层模型分析两侧断块的运动方向。
6. 在自然状态下，分析断层线附近地貌的发育演化过程。
7. 怎样监测断层的发育进程？说明应用地理信息技术监测的基本原理。
8. 仔细观察，还有什么发现或疑问？
（二）研学思考
说明花山西坡断层线附近地貌的发育演化过程。
四、石谷——分析土壤的形成和发育过程
（一）研学内容
1. 观察、寻找安全隐患。
2. 将石谷的岩石与一亩石的岩石从颗粒大小、坚硬程度等方面进行比较。
3. 观察山脊上岩石风化物，用手捻一捻，感受风化物的颗粒粗细；用铁铲挖一挖，看看风化物的厚度。
4. 分析山脊岩石经历的风化作用：热胀冷缩作用、冻融作用、生物风化作用、化学风化作用等。
5. 观察山谷岩石风化物，用铁铲挖一挖，看看风化物的厚度、湿度、有机质含量，分析山脊和山谷岩石风化物差异的形成原因。
6. 说明岩石风化物在土壤形成过程中的作用。
7. 分析植被在土壤形成过程中的作用。
8. 采集岩石和风化物标本。
9. 仔细观察，还有什么发现或疑问？
（二）研学思考
分析石谷谷地植被生长茂密的原因。
五、葫芦峪——探究沟谷的水系和水文特征
（一）研学内容
1. 观察、寻找安全隐患。
2. 解析葫芦峪地名文化。峪：山谷，多用于地名。
3. 测量沟谷走向和海拔。
4. 运用不同的方法测量沟谷上游陡崖的高度。雨季时，如果流水从崖顶自由落体坠落，计算到达崖底时的速度。
5. 观察陡崖下凹坑，分析凹坑（有水时叫潭）的形成过程。
6. 观察溯源侵蚀，分析沟谷的形成和地貌的演化。
7. 在公园建设中，沟谷下游的出口被万寿湖的拦水坝堵塞，且万寿湖的湖面高于沟谷底部。在自然状态下，多年后，沟谷地貌会发生怎样的变化？沟谷水文和水系特征又会发生怎样的变化？
8. 对葫芦峪出口修建拦水坝进行评价。
9. 观察悬崖边上的一棵树，判断树种；分析树根对岩石的破坏作用，感悟生命的顽强；齐唱京剧《要学那泰山顶上一青松》，学习青松的崇高品格。
10. 仔细观察，还有什么发现或疑问？
（二）研学思考
淤地坝是指在水土流失地区各级沟道中，以拦泥淤地为目的而修建的坝，其拦泥淤成的地叫坝地，主要由坡面上流失下来的表层土淤积而成。下图为淤地坝淤满后沟道纵剖面变化图（单位：m）。据此完成1～2题。
图4-7-3
1. 淤地坝淤满后，坝的上游（ ）
A. 平均坡度会变大 B.平均径流长度变长
C. 沟底侵蚀基准面抬高 D.沟道从原来的“U”形演变为“V” 形
2. 淤地坝淤满后对其下游的影响是（ ）
A. 冲刷增加 B.产沙量减少
C. 径流量减少 D. 洪峰滞时延长
参考答案：1. C 2. A
六、万寿泉——探究“神水”的形成和来源
（一）研学内容
1. 观察、寻找安全隐患。
2. 测量沟谷走向和海拔。
3. 为什么万寿泉泉水被称为“神水”？
4. 分析泉水的来源。
5. 仔细观察，还有什么发现或疑问？
（二）研学思考
阅读图文材料，回答下列问题。
材料一 泉，是济南的灵魂。济南老城是泉文化精华的载体，众多清冽甘美的泉水从城市涌出，汇为河流、湖泊，在泉涌密集处呈现出“家家泉水，户户垂柳”“人在石上走，清泉石上流”的旖旎风光。
材料二 济南市区地下水位和泉水流量的动态曲线与降水量、开采量的关系图。
图4-7-4
（1）描述泉涌量的变化特点，分析导致这种变化的主要原因。
（2）说出泉涌量出现这种变化给泉城济南带来的影响。
（3）为实现泉水常年喷涌，可采取哪些可行性措施？
参考答案： （1）变化特点：泉涌量整体呈下降趋势。主要原因：地下水（和地表水）开采量逐年增加。
（2）影响居民生产、生活用水，制约经济发展；损毁济南“泉城”城市形象；破坏城市生态环境。
（3）加强宣传教育，提高节约用水、保护水资源的意识；完善法律法规，加强济南市水资源的统一规划、调度和管理，加大保泉执法力度，严格控制地下水和地表水的开采量；加强补给区（南部山区）的绿化，提高植被涵养水源的能力，加大地表水向地下水的转化量，提高市区地下水位，促进泉水喷涌；优化产业结构，发展节水经济。
学生成果
研学笔记（一）
图4-7-5 潭的形成 （2022级 张莉曼）
研学笔记（二）
图4-7-6 研学笔记 （2022级 杜鑫怡）
图4-7-7 认真观测
我的研学收获
2023年4月15日，我参加了花山地理研学，虽然只有半天，但收获颇丰。
在葫芦峪，测量陡崖高5米。下大雨时，陡崖处易形成瀑布，瀑布水流挟带石块冲击地面形成潭。在流水侵蚀和重力作用下，崖顶的巨石崩塌、滚落到谷底。
长在山坡上的榆树，沟谷一侧沙土被流水冲刷殆尽，根系裸露，深深地扎入岩石缝隙中，牢牢地抓住大地，任凭风吹雨打，岿然不动。此情此景，师生齐唱《要学那泰山顶上一青松》，歌声嘹亮，志气高昂。
在一亩石上，岩石节理纵横交错，大家探究岩石节理发育的过程和影响的因素。没有想到，一条小小的节理会发育成谷地，大自然这么神奇。
在西坡上，我们根据岩脉的错动判断断层两侧断盘的移动方向。在真实的学习情境中，抽象的断层变得形象、生动，大脑会不由自主地产生新的想法，我们总结出5种情况，在教室里是总结不出来的。
在万寿泉边，我尝了口泉水，确实很甜。万寿泉水为什么被称为“神水”？泉水到底是从哪里来的？这些还需要我们进一步去研究。
这次研学旅行不但学习到很多知识，还懂得了生活中处处有地理，要善于发现大自然的美、生活的美、生命的美。要热爱大自然、热爱生活、珍爱生命。
为了这次研学旅行，老师不畏辛苦，多次到花山考察，做了大量的准备工作，非常感谢老师！
（2022级 范佳慧）
家长心得
花山研学收获大
在花山地理研学旅行中，许多家长积极参与，收获非常大。
图4-7-8 家长积极参与研学
郭钦泰的妈妈说：“今天，我来到熟悉得不能再熟悉的花山。通过这次研学旅行，真正打开了我对地理的新认知。在田老师的精心讲解下，我对地理有了更全面、更深刻的认识。真没有想到，地理课可以搬到大自然中，把书本上的知识更形象、更生动、更直观地展现出来，知识记得更牢固，理解得更透彻。我还认识到人类活动对大自然也产生了很大的影响，比如葫芦峪的出口修建拦水坝，在自然状态下，100年、1000年后，葫芦峪会变成什么样子？打开了学生思维的闸门。”
束恺的妈妈说：“我对地理是一窍不通的，这次研学旅行改变了我对大自然的认知。把孩子交到这样的老师手里，家长深感骄傲和自豪。除了田老师专业知识非常渊博之外，他对大自然、对学生的那份激情值得学习和赞扬。从开始到结束，田老师都激情澎湃、热情不减，洋溢着对花山、对地理环境、对孩子们的热爱。”
李淑涵的外公说：“真切感受到田老师带领的地理教研团队之用心、对学生之关心、对家长之感动，我谨代表孩子全家表示衷心的感谢！足足一个上午的时间，年近60岁的田老师带领他的地理教研团队时而上山，时而下山，一刻也没有停息，几乎转遍了花山的每一条沟壑，不放过每一个代表性的地理研学点位，忙得连口水都顾不上喝，而讲起课来总是激情满满。研学旅行具有知识性、趣味性、科学性、实践性的特点，我这个家长受益满满，深受教育，备受鼓舞。”
陈润泽的妈妈说：“原来大自然也是个大课堂，知识无处不在，学无止境。对田老师讲的那棵顽强的树、那个断层印象最深刻。在学习中生活，在生活中学习，增加了对生活的热爱。以后无论带着孩子去哪里旅游，都会和孩子一起探索大自然，一起热爱生活。”
范佳慧的妈妈说：“在回家的路上，孩子和我一直交流探讨地理问题。平时，我一说，她嫌我唠叨，不愿意和我说话。非常感谢老师们的辛勤付出，感谢老师们为了这次研学所做的许多准备和多次辛苦的考察。”
李元昊的爸爸说：“虽然这是一次地理研学，也可以说是一堂亲子心理课。家长参与到研学之中，和孩子一起学习、一起研究、一起回答问题、一起寻找解决问题的方法，看到了孩子学习的精气神。研学旅行搭建了家长与孩子交流的平台，拉近了家长和孩子的距离，非常感动。”
学生、家长、教师形成学习共同体、生命成长共同体，家校携手全员育人、全环境育人。
研学案例
铝城一中高一学生开展“探究花山自然地理特征”研学旅行
为深入贯彻落实教育部等11部门发布的《关于推进中小学生研学旅行的意见》、《普通高中地理课程标准》、山东省教育厅等部门联合印发的《关于实施强科培优行动 推进普通高中特色多样发展的实施意见》，铝城一中地理学科组作为淄博市学科基地，大力发挥研究、攻关、示范和引领作用，多次开展地理研学旅行，《山东教育报》在2023年3月对铝城一中的地理研学旅行开展了专题报道。
图4-7-9 报道
4月15日，铝城一中高一学生来到花山公园，开展“探究花山自然地理特征”研学旅行，将教室搬到大自然，在春天里学习地理。
图4-7-10 教师研讨
图4-7-11 研学合影
学生早早来到集合地点，期待着研学旅行的开始。8时30分，指导教师田正青、韩金燕、 卜德章和学生、家长一起学习研学旅行注意事项。在响亮的“读万卷书，行万里路”的口号声中拉开了本次研学旅行的序幕。
在路边的葫芦峪指示牌前，学生分析地名的含义：“葫芦形状的山谷”，列举熟悉的地名：姚家峪、九龙峪等，家长补充：“上峪、下峪，老家的。”学生亲身体验到汉字是中华民族文化与文明的承载体，是古代劳动人民智慧的结晶，是最美最有生命力的语言，其形美似画，音美像歌，意美如诗，实现形、音、意的完美统一。享汉字之美，扬汉字文化，传华夏文明，强文化自信。
来到葫芦峪谷底，学生首先观察身边的安全隐患，增强安全意识，防避危险灾害，确保研学旅行安全。接着，学生讲述花山沟谷形成的神话传说，运用手机软件测量沟谷走向和谷底海拔，寻找身边的工具（木棍）测量陡崖高度，计算流水自由落体到达地面时的速度，感受流水从高处跌落时对地面的侵蚀作用。在花山公园改造中，葫芦峪出口被水坝拦挡。学生通过观察、思考、画图来分析沟谷地貌的变化对水文和水系的影响，总结沟谷演化的规律，提高分析问题的能力。
在陡崖边，一棵大榆树树干挺拔，枝繁叶茂，郁郁葱葱。朝向沟谷的一侧，水流将泥沙冲刷殆尽，树根裸露，深深扎入岩石缝隙中，汲取大地的营养，支撑着巨大的树冠，巍然屹立。师生和家长齐唱现代京剧《沙家浜》选段《要学那泰山顶上一青松》：要学那泰山顶上一青松……崇高品德人称颂，俺十八个伤病员，要成为十八棵青松！通过歌唱现代京剧，学习新四军伤病员在恶劣的自然环境中，与伤病、饥饿和敌人斗争的英雄气概，歌颂生命的坚强，体验中华国粹的精美。
来到一亩石，一亩到底有多大？学生用脚步测量长33米、宽20米的范围，亲身感受一亩的大小。学生用拳头和泡沫板演示侵入型岩浆岩的形成对围岩的作用；用滴稀盐酸实验法比较侵入型岩浆岩和围岩化学成分的差异；测量棋盘状节理的走向，研究棋盘状节理的演化过程。学生学会运用发展的观点看花山，看山不是山。
在西坡的山路上，学生寻找断层，学生和家长判断断层面两侧岩盘的滑动方向。这条断层会不会继续扩大？学生和家长讨论、制定监测方案。师生约定，5年后再来测量断距，看看断层会不会继续扩大。
学生发现，路上有许多窝子，提出了问题：为什么会有这么多窝子？大家认真观察、思考。老师向细沟里倒入一瓶水后，陡坎变“瀑布”，窝子变“深潭”。大家明白了，流水沿着节理面不断侵蚀，出现了窝子，窝子连起来形成切沟，这是葫芦峪的雏形。
图4-7-12 探究断层
来到石谷，山坡上大量的风化物激发了学生的好奇心。大家探究风化物的形成，比较山脊和山谷岩石风化物、植被的差异及成因，采集岩石和风化物标本，并与一亩石岩石进行对比，对土壤的形成过程有了深刻的认识。
来到万寿泉，学生品尝甘甜的泉水。万寿泉泉水为什么被称为“神水”？学生认真进行分析，任桐辰用pH试纸测量泉水的pH值，为中性，有利于身体健康，使解答更全面。同时，他的探索精神赢得同学们热烈的掌声。万寿泉的泉水是从哪里来的呢？这个问题成为学生研究的课题。
花山研学旅行围着花山转了一圈，步行3 000多米，历时4个小时，学生收获很大：“学到许多课本上没有的知识。”“生活中处处有地理，再去旅游就不一样了，知道看什么了。”“每到一个地方，观察安全隐患，安全第一。”“要善于发现大自然的美、生活的美，热爱生活，珍爱生命。”
李淑涵的外公总结发言说：“铝城一中的老师是非常用心的、非常尽心的、非常敬业的，有这样的好学校、这样的好老师，孩子们没有理由不努力！”“好！”家长的激情发言赢得热烈的掌声，学生备受鼓舞。
田老师最后总结了地理研学的意义。地理研学引领学生由“行”上升到“学”“研”和“育”，学会从地理的视角看世界，认识和欣赏自然与人文环境，形成正确的世界观、人生观和价值观。本次研学点燃学生的激情，研学成为学习的常态、生活的常态、生命的常态！
在响亮的“读万卷书，行万里路”的口号声中，这次花山研学旅行画上了圆满的句号。
图4-7-13 研学口号
花山——自然地理研学宝地
花山位于鲁中低山丘陵地区的北部边缘、淄博市张店区东部，是一座海拔183米的山丘，占地约2 000亩。它北临中润大道，南接联通路，西靠花山路，东至鲁山大道。附近有柳毅山、四宝山、牧龙山、九顶山、黑铁山等，花山与周边山地的岩性差异显著，形成和演化存在着密切的联系。花山交通便捷，公园升级改造后，既是居民休闲健身的好去处，也是自然地理研学宝地。
花山北麓有山东百年课本博物馆，是目前亚洲首座、单体面积最大、教科书最全的互动体验式博物馆；花山往东约2 000米是九顶山森林公园，是在满目疮痍的废弃矿山上生态修复改造成的城市后花园；花山西南约2 000米是四宝山风景区，被誉为淄博中心城区的“氧吧”；花山东北约4 000米是黑铁山抗日武装起义纪念馆，是山东省爱国主义教育基地；花山东南约3 000米是玉黛湖生态乡村庄园。其中，山东百年课本博物馆、黑铁山抗日武装起义纪念馆、玉黛湖生态乡村庄园被评为淄博市首批中小学生研学旅行基地。花山区位优势显著，周边地区地理研学资源丰富。
一、花山的形成
花山的岩石是灰黑色的，砸开岩石，用放大镜观察，里面有亮晶晶的矿物，有规则的结晶体。花山的岩石属于侵入型岩浆岩，由于含有的暗色矿物较多而呈灰黑色。
将稀盐酸滴在花山岩石上，没有产生气泡，说明岩石中无碳酸岩成分。
图4-7-14 滴盐酸实验 （实验者：2022级 任桐辰）
花山是怎样形成的呢？
在距今大约4.4亿年前，我国东部大部分地区是一片海洋，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，随着地壳不断抬升，海洋中的石灰岩成为陆地。再后来，地下深处的岩浆在巨大的压力作用下不断上涌，将上面覆盖的厚层石灰岩高高顶起。在石灰岩岩层下，随着温度降低、压力减小，岩浆冷却凝固形成侵入型岩浆岩。
石灰岩岩层顶部受到内力和外力作用，裂隙发育，容易遭受风化、侵蚀、搬运以及重力崩塌等作用，侵入型岩浆岩上面的石灰岩岩层剥蚀殆尽，花山露出了真容。厚层石灰岩地层残留在花山周边地区，如四宝山、牧龙山、九顶山等。
图4-7-15 侵入接触示意图
我们用模拟实验来演示侵入型岩浆岩的形成对围岩的作用。如用泡沫板表示围岩，拳头代表侵入型岩浆岩。当拳头向上顶撞泡沫板时，泡沫板顶部弯曲变形、断裂。
图4-7-16 用拳头和泡沫板演示侵入岩对围岩的作用（演示者：2022级 张志赫 黄钰泰）
因为形成花山的岩浆源自地球深处地幔上部的软流层，它的“一举一动”会带来地球内部的信息。为监测花山的地壳运动和地质变化，在花山东麓建有中国地震监测站。
图4-7-17 中国地震监测站
当地球深处的岩浆上升侵入围岩时，围岩受到岩浆高温的影响，或受到岩浆中分异出来的挥发组分及热液向外扩散的影响而发生变质，称为接触变质作用。接触变质作用主要分两种形式，一是热接触变质作用，以温度为主导因素对不同的围岩引起不同的重结晶现象，如石灰岩变质为大理岩。二是接触交代变质作用，围岩不仅受到热接触变质作用，而且受岩浆分异出来的热气和热液的影响引起显著的交代作用，称为接触交代变质作用。当热气和热液进入裂隙与围岩接触时，在一定的条件下发生化学反应和物理组分的交换作用，即带入一些新的化学组分，产生一些新的矿物，这种化学组分和矿物成分发生变化的作用，即为交代作用。
酸性、中性岩浆侵入体含有大量的挥发组分和热液，石灰岩具有强烈的化学活动性。酸性、中性岩浆侵入体与石灰岩接触时，进行强烈的交代作用，岩浆中的硅、铝、铁成分进入石灰岩内，把石灰岩中的CO2等带出，形成大量的钙、铁、铝硅酸盐矿物，如黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等多种重要金属矿物，这些矿物组成了矽卡岩，矽卡岩是寻找接触金属矿床的一种标志。
在岩浆侵入围岩的过程中，由于侵入作用的强大力量，围岩碎块常常落入岩浆中，成为捕虏体。
花山的侵入型岩浆岩与周边地区的四宝山、柳毅山、牧龙山、九顶山的石灰岩之间侵入接触带在哪里呢？应该就是在花山周边的低地中。现在，这里分布着许多公路、村庄，还有河流、湖泊。形成花山侵入型岩浆岩的岩浆源自地球深处地幔上部的软流层，与周围沉积岩地层不断碰撞、挤压，地层容易破碎、裂隙发育，接触地带易遭受风化、侵蚀等作用，形成低地。这里土壤肥沃，地下水丰富，常有泉水出露，成为人类进行农业生产和建设家园的重要场所。
在花山西南四宝山南麓，由于联通路修路，山坡被挖出一个剖面，我发现这里的岩石与两侧明显不同。岩体底边长约10米，颜色浅，颗粒小，表层风化严重，与两侧石灰岩之间边界比较清晰。它是侵入型岩浆岩还是变质岩呢？将稀盐酸滴在风化物上，化学反应强烈，产生大量气泡。据此推测，该处岩石可能是石灰岩的变质岩。
图4-7-18 石灰岩与变质岩
花山周边地区还有矽卡岩。位于花山东北方的黑铁山，以前称为商山、铁山，海拔254.6米。大约从商朝开始，人们就发现这里有铁矿，春秋战国时期，这一带高质量的铁矿石促进了齐国冶铁业的兴盛。清末至民国，丰富的矿产资源遭受德、日等帝国主义的疯狂开采、掠夺、破坏。新中国成立至今，这里是中国钢铁工业的重要铁矿基地，如金岭铁矿。
黑铁山山体主要由浅色的侵入型岩浆岩组成，铁矿分布在它的周边、岩浆与石灰岩接触交代变质地带。
图4-7-19 黑铁山的岩石
花山岩石质地坚硬，在风化、重力崩塌等作用下，石蛋地貌发育。如果观日石是自然状态下的产物，主要是球状风化作用形成的。观日石上垂直节理发育，将来，观日石表层会不断风化、侵蚀，形成“二分石”“三分石”，最终逐渐消失了。
图4-7-20
花山西麓著名的“一亩石”是岩浆冷却凝固形成的巨石。清代顺治年间，新城县（今桓台县）举人王士誉留有《咏花山一亩石》的诗句：“东南有石丈，其立如其卧……”由于年代久远，碑上文字已难以辨认。
花山岩石节理特别发育。节理是怎样形成的呢？在内力和外力作用下，岩层发生断裂，如果两侧岩块沿着断裂面没有发生显著的位移，这样的断裂构造在地质学上叫作节理，人们常称为裂纹、裂隙或裂缝。节理的断裂面称为节理面。节理的缝隙可以是空的，也可能会被矿脉或岩脉所填充。节理对岩石的风化和侵蚀有重要的控制作用。节理密集的岩石易于风化，可形成奇特的地形，河谷多是沿着密集的节理带发育形成的。山区河谷的两侧，岩石沿节理面崩落常形成峭壁。一线天、溶洞等景观也常常是沿着节理面发育形成的。节理还是地下水循环的通道和矿体填充的空间。节理的切割导致岩石的整体性和坚固性变差，对山体的稳定性和工程建设产生很大的影响。
图4-7-21 棋盘状节理
花山岩石上节理纵横交错，有的形成棋盘状节理，节理大致呈东西和南北走向。
一亩石比较坚硬，表层热胀冷缩、冻融等物理风化作用强烈，有的表层出现裂隙、脱落，剥蚀比较明显。有的岩石上，树根扎入岩石裂隙中生长，裂隙不断扩大、加深，岩石被撑开，生物风化强烈。在裂隙中，生物活动还会分泌有机酸，与岩石中的矿物成分发生化学反应，化学风化进一步加快岩石的风化进程。
图4-7-22 岩石表层的风化、剥蚀作用
图4-7-23 树木根系生长对岩石的破坏作用
一般情况下，地下深处的岩石处于上覆岩层的巨大压力之下。随着地壳上升，上覆岩层被风化、剥蚀后，上覆岩层厚度变薄乃至消失，地下的岩石裸露地表，上面压力减小，体积膨胀，形成一系列平行于地面的裂隙，称为卸荷裂隙。这种作用称为卸荷作用（释重作用、剥离作用、层裂）。
岩石表面的裂隙中，只要有一点点水分，小草就能生长，小草的生长促进了岩石的风化。
图4-7-24 岩石卸荷作用
图4-7-25 岩石裂隙中生长的小草
二、花山的断层
在花山东高西低的西坡路上，发现平移断层构造。一条东北—西南走向的浅色岩脉错开约7厘米，由此判断，东西方向有一条断层线将岩体分为南北两个断盘。
图4-7-26 平移断层构造
两个断盘会怎样运动呢？归纳总结出以下五种情况：
图4-7-27 断盘的运动方向
A：南侧断盘向上，北侧断盘向下。B：南侧断盘不动，北侧断盘向下。C：南侧断盘向上，北侧断盘不动。D：南北侧断盘都向下，南侧断盘滑动慢，北侧断盘滑动快。E：南北侧断盘都向上，南侧断盘滑动快，北侧断盘滑动慢。
五种运动方式中，D符合实际情况。南北侧断盘都向下，南侧断盘滑动慢，北侧断盘滑动快，形成平移断层构造。因为这里是向西倾斜的山坡，南、北断盘都受到重力作用，向山下滑动。地面上显示岩脉断开的那条线称为断层线，断层面是南北两块断盘之间的交界面，多分布在地下，不易看到。断层线附近，两侧断盘错动，岩体破碎，在自然状态下，经过风化、流水侵蚀等作用，断层线将会发育形成细沟、切沟、冲沟、坳沟等地貌。
三、花山的土壤
在花山上，灰黑色土壤是由花山的基岩发育形成的土壤。在花山东南麓桃园康体处，由于施工开挖出一个新鲜的土壤剖面，明显分两层：上层是植物根系比较集中的腐殖质层，下层是基岩风化形成的成土母质层。
图4-7-28 花山土壤剖面示意图
花山岩石在风化作用下，表面形成一层风化物。山脊上的风化物在风力、流水、重力等作用下，堆积于山谷底部，为土壤的发育提供物质条件。山谷底部有利于汇土、汇水，土层较为深厚，再加上光照不足，蒸发弱，水分条件优越，植被茂密。植被的枯枝落叶形成腐殖质，提高了土壤肥力。
发育成熟的土壤，从地面向下一般分为腐殖质层、淋溶层、淀积层、成土母质层和基岩等。
图4-7-29 山脊和山谷土壤、植被差异
在野外，一般很难发现典型的土壤分层现象。在山区，最常见的土壤分层是基岩上覆盖着比较薄的成土母质层，上面生长着植被，甚至有的地方在岩石缝隙里直接生长着植被。
为什么难以发现典型的土壤剖面呢？
一是发育成熟的土壤需要在构造运动稳定的地区逐渐形成。花山在构造运动中，抬升形成山丘，坡地上岩石风化物在流水侵蚀、搬运和重力作用下，堆积于低地中，而低地的沉积物在暴雨时又易被流水侵蚀、搬运、堆积于其他低洼地区。所以，花山不具备发育成熟土壤的地形、地质条件。
二是土壤垂直分层多分布在地面以下，需要挖一个剖面。在自然状态下，陡峭沟谷中能够显示土壤垂直分层的痕迹。由于谷壁外表有崩塌物覆盖，常常不是很明显。
三是在第四纪冰期时，花山地区形成一层黄土，覆盖在原来土壤的上部，影响到原来土壤的发育。
四是在人类活动过程中，土壤表层受到干扰，特别是在花山公园改造过程中，自然状态下的表层土壤遭到破坏。
因此，在花山上，从土壤形成的过程看，主要是基岩、成土母质层，有的地方还能看到腐殖质层。
土壤的形成需要一个漫长的过程。我们观察到的岩石、风化物等物质其实是土壤发育某一阶段的产物，如基岩是成土母质的形成基础，岩石风化物（成土母质）表示土壤形成的开端，代表土壤形成的初期阶段。
图4-7-30 成熟土壤剖面示意图
四、花山的沟谷
从地形上看，花山是一个孤立的坡度和缓的山丘，山顶建有昊天宫。登上楼阁，向西远眺张店中心城区的市容，四周俯瞰花山的美景，一条条沟谷从山顶向山底呈放射状延伸，犹如一朵盛开的花朵，花山由此得名。
关于花山沟谷的形成有一个神话传说。远古的时候，太阳神说自己跑得快，朝出东海，暮至西天，一天能跑八万里。二郎神不服气，要与太阳神比试比试，看看谁跑得更快。
二郎神与太阳神约定，以东海岸边为起点，到日落的地方为终点，先到者为胜。二郎神为显示自己力气大、跑得快，特意从东海边用扁担挑起两座山，往西飞奔。他跑了一千里后，回头一看，太阳神还在遥远的后面，就把两座山放下，坐在四宝山东北方向的棉花山上打了一个盹。醒来一看，太阳神早已跑到前面去了。
二郎神非常懊悔，在花山上抽了九十九鞭，留下了九十九道沟，二郎神又抽了一鞭，刚好一百。临走时，长袍拖在地上又拖出了一道沟，一共一百零一条。这个传说正是对花山多沟谷的形象概括。
从地貌学看，花山的沟谷主要是由流水侵蚀作用形成的。根据沟谷的大小和发育形态分为四种主要类型：
细沟：指线状流水作用在松软的平坦地面或坡面上形成的细小沟谷。
切沟：在裸露的松软的坡地上，水流顺坡流动，细沟不断侵蚀扩大，发育成横剖面呈V字形的沟谷，宽、深约1～2米。
冲沟：在流水溯源侵蚀作用下，切沟溯源侵蚀，沟头不断后退，产生陡坎和跌水，沟槽不断加宽、加深，横剖面呈V字形，长度达数千米到数十千米，深、宽为数米到数十米，有时可达百米以上。
坳沟：冲沟发育到一定程度，溯源和下切侵蚀减弱，沟底不再加深，沟槽坡度变得和缓。
图4-7-31 不同类型沟谷形态剖面示意图
根据沟谷类型判断，花山西坡沙石路上流水沿着节理冲刷形成的小沟属于细沟，是沟谷的雏形。
花山西麓葫芦峪上游的陡崖高5米以上，在汛期时，陡崖形成瀑布，流水溯源侵蚀强烈，葫芦峪属于典型的冲沟。
图4-7-32 细沟示意图
图4-7-33 冲沟示意图
图4-7-34 用木棍测量陡崖高度
公园改造前，葫芦峪雨季时汇集的地表径流流到山下。2016年公园升级改造，在葫芦峪等几条沟谷的下游修了拦水坝，拦水坝下游建成万寿湖。万寿湖由上、中、下三个湖面组成，上湖与中湖之间为一级跌水坝并配有防腐木长廊步道，中湖与下湖之间为三级跌水坝，湖水清澈，跌水潺潺。
万寿湖上湖水位高于葫芦峪沟谷的底部约3米。这样，汛期时沟谷中的积水和泥沙无法向下游输送，泥沙淤积加剧，沟床不断抬升，直到与拦水坝相平。修建拦水坝提高了沟谷的侵蚀基面，缩短了沟谷的长度，减小了沟谷的落差，流水溯源侵蚀减弱，沟谷逐渐趋向稳定。沟谷中积水的来源有降水、沟谷上游径流、万寿湖湖水渗流、泉水等，积水支出只有蒸发，这样导致积水盐度逐渐升高。
图4-7-35 葫芦峪与万寿湖示意图
由于万寿湖上湖水位高于葫芦峪等沟谷的底部，万寿湖湖水无法得到天然补给，只能靠引水上山，浪费水资源和电力。
图4-7-36 上湖水位高于葫芦峪沟床
图4-7-37 葫芦峪沟谷演化剖面示意图
冬、春季节，花山沟谷处于枯水期，葫芦峪西北部的积水已经淹没了谷底步行石板路。
到了雨季，花山沟谷径流量大，葫芦峪谷底到处是流水，步行石板路无法行走。葫芦峪西北部积水更为严重，出现了沼泽化现象。2018年8月1日花山公园开园至今才几年时间就出现这样的问题，在自然状态下，10年、20年、100年以后呢？
图4-7-38 汛期时雨水淹没葫芦峪的步行石板路
图4-7-39 葫芦峪西北部出现沼泽化
山水林田湖草沙是生命共同体，水的生命在于流动。如果一个地方的水不能流动，那就是一潭死水，造成环境恶化。
其实，解决这个问题并不难，只要将万寿湖上湖的湖面低于葫芦峪沟床就行了，这样既节省了万寿湖建设费用和用水量，又能将汛期时沟谷里的地表径流顺利排出，保护环境。
花山多数沟谷处于沟谷末期阶段，沟谷上游坡度平缓，形态比较稳定，属于坳沟。
沟谷的形成与气候、地形、地质、土质、植被等自然因素有关。在地质历史时期，花山降水多，降水集中，多暴雨，地表径流量大，流速快，流水侵蚀作用强烈；坡面陡，地表径流流速快，流水侵蚀作用强烈；岩体岩性松软，风化严重，坡面土质疏松，易受流水侵蚀；在地壳运动过程中，花山山体与周围地层碰撞、挤压，岩体节理（裂隙）、断层发育，岩体破碎；物理、化学、生物风化作用强烈，岩体表层疏松；植被覆盖率高，受植被阻挡，地表径流流速减缓，下渗量增大，地表径流量减小，流水侵蚀作用减弱。
图4-7-40 种上草皮的沟谷
沟谷的发育过程还与人类活动有关。在沟谷中植树种草、修筑拦水坝、填埋洼地等，导致沟谷趋向稳定，冲淤达到基本平衡。
可见，沟谷的形成和发育是自然因素和人类活动共同作用的结果。
五、花山的泉水
花山多泉。在雨季，许多岩石裂隙中汩汩涌水，在岩石低洼处形成沼泽微景观，发育了水生植被。
图4-7-41 岩石低洼处形成沼泽微景观
花山最著名的泉是位于花山西麓的万寿泉。万寿泉旱季时不干涸，雨季时则哗哗外溢流淌到山谷中。
图4-7-42 万寿泉（2000年12月12日）
万寿泉位于东西向沟谷的东端，是在沟谷底部的岩石上挖出来一个长、宽各约1米的深坑，地下水沿着岩石的裂隙不断涌出形成泉。
2000年12月12日拍摄时，万寿泉泉水水位很低，泉水很少，人们用安了长把的舀子才能舀出来，并且舀一会需要等一会，泉水渗出来再舀。
2021年12月5日拍摄时，泉水满满，两个人直接用舀子、水壶同时舀，不见水位下降。
图4-7-43 万寿泉（2021年12月5日）
每天从早到晚来万寿泉打水的人络绎不绝，有时还要排着长长的队伍等候。许多人说这里的泉水是“神水”，是天然矿泉水，好喝、营养又保健，用泉水做饭香甜不长病。我舀了一瓶回家烧水泡茶，色泽清亮，茶香浓郁，和纯净水泡的茶真是不一样。
这是大自然对淄博人无私的馈赠啊！
泉水从哪里来的呢？我询问了几位打水的居民，他们说是下雨后，山上雨水下渗到地下，在山体岩石裂隙中冒出来，就形成了泉。今年雨水多，所以泉水多。
花山与铝城一中直线距离约11千米，年降水量与学校相差不会很大。参照学校年降水量观测记录，2000年是347毫米，降水偏少；2021年是868毫米，年降水量约是2000年的2.5倍，并且月降水量有10个月明显高于2000年。
表4-7-2 2000年和2021年铝城一中年降水量统计（单位：mm）
雨水下渗会形成这么多泉水？我打了个大大的问号。在地图上测量花山西麓花山路从联通路至中润大道之间南北长约1 000米，花山南麓从花山路至鲁山大道之间东西长约1 400米，花山范围太小了。花山的海拔为183米，就是一个小山丘。在干旱的季节和年份，泉水仍然不枯，说明除了雨水下渗补给外，还有更稳定的补给水源，并且水源地面积应该比较广，海拔比花山更高。这样的话补给区应该在淄博市南部山区。南部山区最高峰为鲁山，是山东省四大高山之一，位于鲁中山区北部，泰鲁沂山脉中段，主峰海拔1 108米，淄河、孝妇河、大汶河、沂河发源于此，滋润了齐鲁大地。鲁山山体主要由古老的花岗岩、片麻岩构成，岩层坚硬，不易透水。从鲁山向北的博山、淄川、张店等地区分布着大面积厚层石灰岩，岩层由南向北倾斜，形成单斜构造。山区植被覆盖率高，降水丰富，有利于涵养水源。石灰岩地区裂隙发育，有利于雨水下渗，形成丰富的地下水。石灰岩受到流水的溶蚀作用，石灰岩内多孔隙与溶洞，为地下水提供了储存和流动的空间。地下水顺着岩层向北流动，遇到花山等不透水岩浆岩山体的阻挡，在岩层断层和裂隙处，地下水涌出形成泉水。
图4-7-44 花山泉水形成示意图
六、花山的植被
花山公园在建设过程中，结合花山多沟谷的地貌特征，因地制宜修建富有特色的六谷：北坡有玉兰谷、梅花谷、海棠谷，西坡有丁香谷，南坡有樱花谷、桃杏谷。
从植被类型看，六个花谷植被都属于温带落叶阔叶林树种，对当地的气候具有很强的适应能力。
春天，百花次第开放，徜徉在花海里，呼吸着充满花香的空气，令人陶醉的研学环境。
城市中难得一见的榆钱、槐花又能唤醒许多人对童年的美好记忆。
如今，为了增强公园冬季的观赏性，常绿树种不断增多。除了传统的松柏、冬青、小叶黄杨常绿林外，还种植了乔木类常绿阔叶林女贞、荷花木兰以及灌木类常绿阔叶林石楠等。