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济南素有"泉城"之称，拥有众多著名的天然泉水，如趵突泉、黑虎泉等。这些泉水的形成并非偶然，而是多种地质和水文条件综合作用的结果。济南泉水的形成主要与当地独特的地质构造、岩层分布、地形地势以及充足的地下水补给密切相关。
济南泉水的形成首先需要充足的水源补给。南部山区，也就是泰山山脉，是济南泉水的主要补给来源。这里的降水和地表水通过重力作用，渗入到南部山区裸露的厚层石灰岩地层中。石灰岩具有良好的透水性，为地下水的储存和运移提供了有利条件。
济南地区具有独特的地质构造。整个地区呈现南高北低、向北倾斜的单斜构造。上层是奥陶系和寒武系的厚层石灰岩，这是透水层，允许地下水在其中流动。下方是不透水的页岩或火成岩，形成隔水层，阻止地下水继续向下渗透。这种地质结构为承压含水层的形成创造了条件。
当地下水渗入石灰岩层后，由于下方隔水层的阻挡，形成了一个巨大的承压含水层。由于南部山区地势较高，地下水位也相应较高，这就形成了巨大的水头压力，也就是静水压力。这种压力推动着地下水沿着石灰岩层向北流动，为泉水的最终涌出提供了强大的动力。
当承压含水层向北延伸到济南市区时，遇到地势较低、断裂带发育或隔水层变薄、缺失的地方，巨大的水头压力迫使地下水沿着这些薄弱点突破隔水层涌出地表，形成泉水。同时，石灰岩的喀斯特作用形成了地下溶洞、裂隙和管道，为地下水的储存和流动提供了更多有利条件，最终形成了济南著名的泉群景观。