一、问题的提出

通江县是中国的第二大苏区，有溶洞之乡、银耳之乡、红军之乡的美誉。今年五一假期，几名学生组成的探究小组乘车前往诺水河世界地质公园，参观了千姿百态的溶洞群景观，领略了溶洞群内的神奇风光。溶洞是如何形成的呢？能不能通过实验去验证其形成过程呢？如果能，怎么去设计实验呢？同学们满怀期待地找到了我们。于是，在我们的指导下，同学们决定通过实验来探究溶洞形成的原因。

二、实验材料

清水、塑料瓶、剪刀、镊子、锥子、岩石、沙子、药匙、方糖等（如图1）。

图1

三、实验过程

1.首先我们要把这个塑料瓶用剪刀剪成长短不等的两部分，靠近瓶口一段瓶身较长些、靠近瓶尾一段瓶身较短些。

2.用锥子给瓶盖打几个孔，然后拧紧瓶盖，并将两段瓶身组合成漏斗状（如图2）。

图2

3.用镊子往这个瓶子里放入一些岩石，并用药匙往岩石上平整地铺放一些细沙。

4.用镊子竖直放入一些方糖，让它们紧密地靠在一起。

5.用镊子铺好方糖后继续用药匙平整地铺上一层沙子。

6.用烧杯往沙子上缓缓地倒入清水，使这些清水向下渗透。

四、实验结果

十分钟左右，我们可以观察到塑料瓶内出现了几个明显的小孔（如图3），这就是我们所说的“溶洞”。

图3

五、实验原理

实验中的清水，替代的是自然界的雨水；岩石替代的是自然界的普通岩石；方糖替代的是自然界的可溶性石灰岩；沙子替代的是自然界的泥土。倒入清水模拟的是自然界的雨水冲刷现象。通过实验，十几分钟后，我们发现倒入的清水慢慢地溶解了方糖，留下了一些孔洞，即我们所称的“溶洞”。

六、拓展延伸

溶洞的形成是石灰岩地区地下水和二氧化碳缓慢而长期的溶蚀创造出来的结果。

在自然界，山上的雨水顺着石头缝向下渗透，溶有二氧化碳的雨水，会使石灰石构成的岩层部分溶解，从而使碳酸钙转变成可溶性的碳酸氢钙，其反应式为：CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2。溶有碳酸氢钙的水，当从溶洞顶滴到洞底时，由于水分的蒸发或压强减小，以及温度的变化，使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙的沉淀，其反应式为：Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O。大自然经过长期和多次地重复上述反应，通过几百万年水分不断地冲蚀，溶洞从产生直至越来越大。由于石灰岩层各部分含石灰质多少不同，被侵蚀的程度不同，就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的钟乳石、石笋、石幔、石花。洞顶的钟乳石与地面的石笋连接起来，就会形成具有奇特的石柱景观的溶洞，如我们通江县的中峰洞、狮子洞、楼房洞等。

七、收获与体会

通过这次探究活动，同学们终于知道有许多自然现象是能够通过实验来进行验证的，这就要求大家在生活中一定要做一个善于观察的人。同时，这次探究活动还提高了同学们的动手能力、语言组织能力、团队协作能力等。

欢迎大家来溶洞之乡旅游观光，溶洞群内还有最令人惊心动魄的阴河漂流活动等着你来挑战呢！