沈阳大学附属小学本溪水洞研学一日游

营员及分组（名单）：

学校领导：

研学旅行营带队：

研学导师：

研学旅行时间：2018.9.6

研学旅行地：1、本溪国家地质公园（喀斯特充水洞穴、本溪地质博物馆、硅化木园）2、东北抗联史实陈列馆。

研学内容：1、什么是喀斯特充水溶洞？ 它是怎么形成的？ 观察和描述溶洞里石钟乳、石笋、石柱的形态，观察分析它们之间有什么联系？ 都是怎么形成的？ 2、什么是化石？怎样认识“硅化木”？ 3、“抗联”是一支什么样的队伍？抗联主要英雄人物有哪些？我们要向他们学习什么？

小学《科学》课相关知识：复习“科学”课本知识：四上：溶解，1.水能溶解一些物质；2.水是怎样溶解物质的；3.液体之间的溶解现象；4.不同物质在水中的溶解能力；5.溶解的快慢；6.一杯水能溶解多少食盐；7.分离食盐与水的方法。四下：岩石和矿物；各种各样的岩石；认识几种常见的岩石；岩石的组成；观察描述矿物。

本溪国家地质公园.东北抗联史迹馆研学旅行

研学旅行中几个科学问题的讨论：

1、什么是喀斯特充水溶洞？溶洞奇观是怎样形成的？

“喀斯特”是一种地貌类型，也叫“岩溶地貌”，因在前南斯拉夫（现“克罗地亚”）的喀斯特地区被首先发现和研究，就把这一类地貌称为“喀斯特地貌”。喀斯特地貌形态各异，喀斯特洞穴是其中一种，有的洞穴中有地下暗河流动，称为“充水溶洞”。本溪水洞是中国北方地区目前发现的最大充水溶洞。

溶洞的形成条件：

（1）岩石是可以被水溶解的：组成地壳的岩石种类很多，形成的原因、化学成分、物理性状各不相同。其中有的是可以被水溶解的岩石，比如本溪水洞的“石灰岩”。

（2）岩体内多裂隙，地表水渗入、贯通。

溶洞的形成过程：地表水沿石灰岩裂缝向下渗流和溶蚀，当可溶性的石灰岩裂隙中充满了可以流动的地下水，并由垂直向下的“落水”到达隔水层转为横向流动的水流-地下暗河，这个过程将与水直接接触的一部分岩石溶解掉了（参考：我们《科学》课本中讲到的“溶解”。固体的糖或盐被水溶解后，它们的固体形式就不存在了，而是以在水溶液中被分散的，被称为“溶质”的形式存在于水中）。原来作为整块岩石组成部分的一些岩石被溶解到水里，被带走了，那么，它原来所占据的空间就出现了空洞。水不断的流入流出，岩石不断地被溶蚀，裂隙就会不断地扩大，再加上其它的一些机械侵蚀和重力崩塌等作用，经过万年、十万年、百万年甚至更长时间的持续作用，就形成了溶洞。

观察：溶洞内的堆积形态- 石钟乳、石笋、石柱、石幔。

问题：石钟乳、石笋、石柱的分布有什么规律性？

观察：石钟乳是一种呈倒锥状的岩溶堆积物，大的可达数米，小的只有几厘米，主要分布在溶洞顶部细小的裂隙带上，它紧紧与洞顶相连，不断向洞底延伸；石笋是由洞底向上伸展的岩溶堆积物，它与石钟乳相对生长，呈笋状、塔状和锥状。

问题：为什么石钟乳主要分布在溶洞顶部细小的裂隙带上，并有水滴不断沿石钟乳尖滴下，滴落到与其相对的石笋尖部？为什么石笋与石钟乳相对生长？

思考：石钟乳和石笋的形成和生长与从洞顶裂隙渗入和滴下的水滴有关？

分析：从洞顶裂隙渗入和滴下的水滴是饱含“石灰质”- 钙元素的水溶液，当环境条件改变（温度，气压变化等）的情况下，“钙质”就会从水溶液中分离，重新变为固体物沉积下来（参考《科学》教材“分离食盐与水的方法”。糖或盐在水分蒸发的情况下，可以重回到它的固体形态）。这种从洞顶裂隙渗入的岩溶水滴，其中的钙质不断从水滴中分离并沉积，向下生长，经过漫长的时期，就形成了石钟乳；沿石钟乳滴下的水滴，滴落在洞底后，水分蒸发，钙质沉积，就形成向上生长的石笋；石钟乳和石笋相对生长，并逐渐对接成一体，就形成了石柱；沿着洞壁呈薄膜状漫流下来的岩溶水溶液中的钙质逐渐沉积就形成“石幔”。

结论：水洞是石灰岩（可溶性岩石）被具有溶蚀力的水溶解带走而缓慢形成的；石钟乳等洞穴堆积物是钙质从水滴中分离、沉淀出来，缓慢堆积而成的。绚丽多彩的石钟乳、石笋、石柱、石幔、边石堤等组成了喀斯特洞穴堆积奇观。

（石灰岩的化学成分是CaCO3，当它遇到溶有CO2的水时就会变成可溶性的重碳酸钙[Ca（HCO3）2]CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2 。溶有碳酸氢钙的水如果受热或遇压强突然变小时溶在水中的碳酸氢钙就会分解，重新变成碳酸钙沉积下来。同时放出二氧化碳。 Ca（HCO3）2=CaCO3↓+CO2↑+H2O 在自然界，由于不断发生上述反应，于是形成溶洞和溶洞中的各种奇观。）

2、什么是化石？怎样认识硅化木？

化石是存留在古代地层（沉积岩岩石）中的古生物遗体（或遗迹）。在地质历史时期，由于自然灾害如：火山爆发、泥石流等自然灾害瞬间将生存在当时的生物掩埋，与空气隔离，在地下形成的石化生物形态。

硅化木：是地质历史时期被掩埋的树木形成的化石。它的主要特征是保留了树干的形态和的年轮等树木特征。不过，它们的物质组成已经不是可以燃烧的“碳”，而是“硅”（石头）了，它在地下深处经历了硅元素充填和取代碳元素，而使树干“石化”或“硅化”的过程。当地壳运动把它抬升到地面以上出露，被挖掘出来，就是我们看到的“硅化木”或木化石了。