“秦皇島柳江盆地——地質(zhì)野外教學(xué)基地”地質(zhì)特征和教學(xué)特色①

李小明 尹尚先 王永建 連會青 劉德民

(華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院，北京東燕郊 101601)

“秦皇島柳江盆地
——地質(zhì)野外教學(xué)基地”地質(zhì)特征和教學(xué)特色①

李小明②尹尚先 王永建 連會青 劉德民

(華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院，北京東燕郊 101601)

本文全面介紹了“秦皇島柳江盆地——地質(zhì)野外教學(xué)基地”區(qū)域地質(zhì)特征，在此基礎(chǔ)上總結(jié)了教學(xué)基地的多學(xué)科交叉綜合、綜合素質(zhì)能力培養(yǎng)、提高學(xué)生地質(zhì)興趣、激發(fā)創(chuàng)新思維的教學(xué)特征。

野外教學(xué)基地;地質(zhì)特征;教學(xué)特色

0 引言

“秦皇島柳江盆地——地質(zhì)野外教學(xué)基地”，各時代地層的發(fā)育具有區(qū)域代表性且連續(xù)出露，巖石類型也較齊全，地質(zhì)構(gòu)造清晰直觀，外動力地質(zhì)作用現(xiàn)象較多。此外，在海濱和山海關(guān)一帶可以觀察到許多海洋地質(zhì)作用現(xiàn)象，配合柳江盆地的野外地質(zhì)觀察，極易進(jìn)行“將今論古”的分析，有助于直觀地理解和深入地思考許多地質(zhì)學(xué)中的基本原理，目前已建成具有顯著地質(zhì)特征和教學(xué)特色的野外教學(xué)基地。

1 地質(zhì)野外教學(xué)基地的地質(zhì)特征

秦皇島市地處河北省東北部，南臨渤海，北依燕山。實習(xí)區(qū)柳江盆地位于秦皇島市區(qū)之北的撫寧縣境內(nèi)，屬石門寨鄉(xiāng)管轄。南起黑山窯村，北至義院口長城下，長約15公里;東起張崖子村，西至伍莊—山羊寨一帶，寬約12公里。由于其包羅萬象的地質(zhì)現(xiàn)象及優(yōu)越的自然地理環(huán)境，已經(jīng)成為我國北方的一個重要的地質(zhì)實習(xí)基地。

1.1 發(fā)育有典型的華北型地層

區(qū)內(nèi)發(fā)育有元古宇—中生界26個組級地層單位。本區(qū)缺失古、中元古界，出露的最老地層為上元古界青白口系，新元古界沉積不整合覆蓋在新太古代花崗巖之上，其上缺失上元古界震旦系。古生界地層在盆地范圍內(nèi)廣泛發(fā)育，地層特性屬典型的華北地臺型，其發(fā)育情況與華北其它地區(qū)基本相同，缺失中、上奧陶統(tǒng)、志留系、泥盆系和下石炭統(tǒng)。中生界以陸相沉積和火山巖為特征，缺失下、中三疊統(tǒng)和白堊系。新生界第四系松散沉積物沿現(xiàn)代河谷及盆地分布［1－2］。

1.2 三大類巖石發(fā)育齊全

柳江向斜內(nèi)部和邊緣存在有規(guī)模不等、時代不同的火成巖體。盆地西側(cè)有大面積出露的燕山期花崗巖，形成高聳陡峻的地勢;侵入向斜西翼的巖脈、巖墻一般偏酸性;向斜東翼的侵入體為規(guī)模不大的中性巖體、巖墻等;中生代的火山噴發(fā)巖，分布于向斜盆地的核部，形成盆地內(nèi)的高山［2］。

區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖類型較齊全，區(qū)域變質(zhì)巖、接觸變質(zhì)巖、動力變質(zhì)巖和混合巖均有發(fā)育。區(qū)域變質(zhì)巖是主要的類型，可分為表殼巖和深成巖，出露面積較小，主要位于響山南部，即實習(xí)區(qū)西側(cè)的朱家峪、螞蟻溝一帶;此外，在侵入體與地層的接觸部位多發(fā)育接觸變質(zhì)作用形成的矽卡巖、大理巖、角巖等;在斷裂帶發(fā)育動力變質(zhì)作用形成的構(gòu)造角礫巖、糜棱巖等［1］。

本區(qū)寒武紀(jì)至奧陶紀(jì)中期，沉積了以碳酸鹽巖、頁巖、粉砂巖為主的海相地層。晚石炭世至二疊紀(jì)開始出現(xiàn)海陸交互相沉積、陸相沉積，此后，再未受到海侵。中生代至新近紀(jì)地層，區(qū)內(nèi)出露侏羅系陸相碎屑巖和火山。上述出露類型齊全的沉積巖，包括外源沉積巖的陸源碎屑巖及火山碎屑巖、內(nèi)源碎屑巖的碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、可燃有機巖等。

1.3 發(fā)育有多次地殼運動的不整合面

地殼運動不整合面反映出的地殼運動是劃分對比地層的重要標(biāo)志。本區(qū)存在多次地殼運動的不整合面：

(1)在新元古代晚期，即800～570Ma的震旦紀(jì)，整個中朝準(zhǔn)地臺上升成陸，沒有接受沉積，在本區(qū)表現(xiàn)為下寒武統(tǒng)府君山組假整合于青白口系長龍山組之上;(2)從晚奧陶世開始，整個中朝準(zhǔn)地臺再次全面上升成陸，直到晚石炭世才重新下降，接受沉積，由于遭受了晚奧陶世—早石炭世的長期風(fēng)化剝蝕，在古風(fēng)化面上富集了大量的鐵鋁質(zhì)礦物，不整合面非常典型，易于識別;(3)印支運動造成了本區(qū)下侏羅統(tǒng)下花園組與下伏古生界之間呈角度不整合接觸關(guān)系;(4)在侏羅紀(jì)發(fā)生了對我國東部地區(qū)影響極為強烈的燕山運動，在本區(qū)表現(xiàn)為由局部掀動而造成的中、下侏羅統(tǒng)之間的弱角度不整合接觸關(guān)系。

1.4 記錄有明顯內(nèi)動力地質(zhì)現(xiàn)象的地質(zhì)構(gòu)造形跡、巖漿與火山活動產(chǎn)物

該區(qū)大地構(gòu)造位置處于3級構(gòu)造單元的“山海關(guān)臺拱”之上。在地質(zhì)歷史中，歷次構(gòu)造變動均給“臺拱”留下了不同的印記，而以中生代地殼運動最為強烈，火山噴發(fā)、巖漿侵入、褶皺斷裂，形成本區(qū)構(gòu)造基本格架［3－5］。新構(gòu)造運動則主要表現(xiàn)為地殼的升降運動，隆起剝蝕，下降堆積。柳江盆地地質(zhì)構(gòu)造主要見于北部，即石門寨柳江盆地的向斜構(gòu)造，其周圍有一些次級褶皺以及一些較為復(fù)雜的斷裂構(gòu)造。

新太古代末期(2412～2600Ma)發(fā)生了大規(guī)模巖漿侵入，形成花崗巖(γ1)，中生代的火山噴發(fā)巖，分布于向斜盆地的核部。

1.5 廣泛發(fā)育反映外動力作用的各種地質(zhì)現(xiàn)象

反映外動力作用的各種地質(zhì)現(xiàn)象在區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育。如鴿子窩公園與老虎石公園內(nèi)的基巖海岸海蝕地貌(海蝕崖、海蝕階地、海蝕溝等)及沉積物;新河三角洲地形、沉積物、波浪及生物特征;燕山大學(xué)北東外環(huán)公路邊風(fēng)化殼;山東堡海濱沙質(zhì)海岸區(qū)海水運動特點、波浪運動對沙質(zhì)海岸改造過程等;石門寨西下奧陶統(tǒng)指示動蕩淺海環(huán)境的竹葉狀灰?guī)r、指示沉積環(huán)境較平靜的泥質(zhì)條帶灰?guī)r的水平層理;上莊坨西抽水站旁石河的河流地質(zhì)作用(河床、河谷形態(tài)及沉積物、河流階地等);沙鍋店巖溶地貌等。

1.6 豐富的礦產(chǎn)資源

柳江盆地礦產(chǎn)以沉積礦產(chǎn)為主，如煤、耐火粘土、玻璃原料石英砂巖、建材原料石灰?guī)r等。開采歷史悠久，具有一定的規(guī)模，內(nèi)生礦產(chǎn)雖只是些礦化點，無工業(yè)價值，但作為實踐教學(xué)點卻是理想的場所，如上平山重晶石鉛鋅礦點、杜莊矽卡巖型銅礦點燈［6－7］。

2 地質(zhì)野外教學(xué)基地教學(xué)特色

2.1 同課程的專題教學(xué)和多學(xué)科交叉的綜合教學(xué)

柳江盆地的豐富地質(zhì)現(xiàn)象，為剛剛接觸地質(zhì)專業(yè)的大學(xué)一年級學(xué)生提供了難得的認(rèn)識實習(xí)基地，而出露較為齊全的華北型地層也為大學(xué)高年級學(xué)生的填圖實習(xí)、其他專題實習(xí)提供了理想的教學(xué)環(huán)境;其既是地球科學(xué)概論、巖石學(xué)(沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程進(jìn)行理論與實踐相結(jié)合方法教學(xué)的良好基地，也是依托區(qū)域地質(zhì)條件，進(jìn)行科學(xué)研究啟蒙教育的良好場所;柳江向斜不同區(qū)域的地質(zhì)特點，為在不同課程教學(xué)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實施多學(xué)科交叉的綜合教學(xué)，實現(xiàn)不同課程內(nèi)容的融會貫通，完善本科階段的知識結(jié)構(gòu)提供了基礎(chǔ)。同時綜合教學(xué)可訓(xùn)練學(xué)生的地質(zhì)科學(xué)思維，培養(yǎng)了綜合素質(zhì)和能力。

2.2 抓住典型地質(zhì)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生對地質(zhì)工作的興趣

地質(zhì)專業(yè)學(xué)生近幾年受市場經(jīng)濟(jì)和地質(zhì)行業(yè)不景氣等因素的影響，普遍存在著不同程度的專業(yè)思想情緒問題。針對部分學(xué)生專業(yè)思想不定型，抓住一些與國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)密切相關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象，講明其研究意義。如柳江盆地駐操營、石門寨一帶海相成因的石灰?guī)r儲量達(dá)3億噸，可為石灰廠和水泥廠提供大量的原料;青龍縣和昌黎縣深成侵入成因的花崗巖、變質(zhì)成因的大理巖是較為優(yōu)質(zhì)的建筑材料;玻璃制品的重要原料石英巖也很豐富等等。通過給學(xué)生介紹它們的形成過程以及經(jīng)濟(jì)地位與效益，使學(xué)生明白我們從事的地質(zhì)事業(yè)在社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要性，從而達(dá)到提高學(xué)生對地質(zhì)工作的興趣。

2.3 強調(diào)新技術(shù)手段在實踐教學(xué)中的應(yīng)用

在秦皇島地質(zhì)實習(xí)基地的建設(shè)和實踐教學(xué)過程中，除傳統(tǒng)的地質(zhì)三大件：地質(zhì)羅盤、放大鏡和錘子，以及地質(zhì)剖面測量和繪圖工具以外，隨著時代的發(fā)展，我們逐步將新三大件：全球定位系統(tǒng)(GPS)、數(shù)碼相機、筆記本電腦，以及地理信息技術(shù)(GIS)等應(yīng)用到地質(zhì)實習(xí)的教學(xué)過程中。GPS在地理野外考察中可以實現(xiàn)精確的空間定位，準(zhǔn)確的確定考察的路線、位置、高度與方向等有關(guān)地理空間信息;數(shù)碼相機與筆記本電腦相結(jié)合，則可以快速地記錄和儲存大量的原始地質(zhì)信息;GIS技術(shù)在野外考察中的作用主要體現(xiàn)在對研究區(qū)數(shù)據(jù)的空間分析上，如利用等高線結(jié)合遙感影像對研究區(qū)進(jìn)行三維分析、對野外采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行空間差值分析等方面。現(xiàn)代技術(shù)手段的綜合運用，極大地改變了傳統(tǒng)實習(xí)教學(xué)模式，使地質(zhì)實習(xí)教學(xué)水平和效果邁上了一個新臺階［8－9］。

3 結(jié)語

柳江盆地既是野外教學(xué)的基地，也是科學(xué)研究的基地，并已成為教學(xué)和科研密切結(jié)合、互動的基地。柳江盆地及其周邊地區(qū)具有典型的外動力地質(zhì)、內(nèi)動力地質(zhì)現(xiàn)象和獨特的人文自然景觀，長期受到國內(nèi)地質(zhì)教育工作者的關(guān)注。另一方面，隨著地球科學(xué)新思路、新技術(shù)方法的發(fā)展和實踐應(yīng)用，以及圍繞區(qū)域地質(zhì)的實際開展的追蹤地球科學(xué)前緣問題的深入研究和探索，而必將為野外地質(zhì)教學(xué)注入新的思想和新的研究方法。柳江盆地的野外教學(xué)也將會隨著地球科學(xué)理論的更新而不斷發(fā)展與深化。

［1］林建平，趙國村，程捷，等.北戴河地質(zhì)認(rèn)識實習(xí)指導(dǎo)書［M］.北京：地質(zhì)出版社，2005

［2］晁吉祥，李志民.秦皇島地區(qū)地質(zhì)旅行指南［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1993

［3］河北地質(zhì)礦產(chǎn)局.區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告山海關(guān)幅1：5萬［M］.北京：地質(zhì)出版社，1988

［4］安廣義，王桂霞，高獻(xiàn)計，等.秦皇島柳江盆地國家級地質(zhì)公園旅游資源研究［J］.河北林果研究，2005，20(3)：305－308

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［6］劉錫文，李連合.秦皇島柳江盆區(qū)地殼演化過程與成礦特征［J］.唐山工程技術(shù)學(xué)院學(xué)報，1994，(1)：52－58

［7］劉錫文.從秦皇島柳江盆地巖漿活動論其大地構(gòu)造性質(zhì)及成礦特征［J］.唐山工程技術(shù)學(xué)院學(xué)報，1995，(1)：7－79

［8］王心源，張廣勝，賈冠忠，等.安徽省巢湖野外地質(zhì)實習(xí)基地建設(shè)與改革研究［J］.中國地質(zhì)教育，2007，(2)：47－51

［9］許建國.高師地理野外實習(xí)新模式與實習(xí)基地建設(shè)探討［J］.實驗技術(shù)與管理，2003，20 (5)：115－118

Liujiang Basin—Geology field teaching base geological features and teaching characteristics

LI Xiaoming，YIN Shangxian，WANG Yongjian，LIAN Huiqing，LIU Demin
(North China Institute of Science and Technology，Yanjiao Beijing-East101601)

In this paper，the regional geology of Liujiang basin，geological field teaching base，is introduced thoroughly，and on this basis，summed up the multidisciplinary integrated，capacity－building of comprehensive quality of the teaching base，to enhance students’interest in geology，to stimulate the teaching characteristics of creative thinking.

field teaching base;geological features;teaching characteristics

G424

A

1672－7169(2012)01－0103－03

2011－11－30。基金項目：華北科技學(xué)院規(guī)劃課題“地質(zhì)礦產(chǎn)教育創(chuàng)新高地建設(shè)的研究與實踐”，精品課程建設(shè)項目資助。

李小明(1970－)，男，山西大同人，博士后，華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院副教授，從事煤田地質(zhì)及礦井地質(zhì)的教學(xué)和研究。