周口店教學實習中培養學生礦床學研究能力的探索

付樂兵

摘要：本文以周口店地區內生熱液礦床所涉野外地質調查內容和調查方法作為出發點，以房山巖體—大礫巖山路線教學過程中所涉及的礦床學方面地質內容作為典例來拓展其內涵與外延，以期培養學生通過野外地質調查獲得資料進行成礦預測的能力。

關鍵詞：礦床學；實踐教學；周口店

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）24-0182-02

中國地質大學（武漢）資源勘查工程專業是我校地質資源與地質工程一級學科的重要組成部分，在國內高校中排名前列，其核心教學內容為礦床學、礦產勘查理論與方法等與固體礦產勘查密切相關的課程。其中，最為重要的專業基礎課《礦床學》的開設時間集中在大學二年級下學期至三年級上學期，該時間段內的暑假則是我校地質類專業本科生的周口店野外地質教學實習。這一課程安排從理論上講有助于學生將課堂所學知識與野外實踐結合起來，幫助學生消化、吸收，并提高野外實踐技能，也只有通過野外實踐，才能檢驗和保障教育質量[1]。但截止到目前，周口店地質教學實習中針對該專業學生講授的內容與地質學專業學生無異，主要為沉積巖、巖漿巖、變質巖、構造地質等基礎地質方面的教學內容，礦床學相關的知識點講授、現象觀察及路線開發則成為薄弱環節。毫無疑問，缺少這些訓練勢必阻礙學生野外礦化、蝕變現象識別能力的提升，更不利于其建立地質體時空配置的立體格架[2，3]，更遑論成礦通過野外地質調查判斷成礦潛力這一素質的培養，而這些能力與素質則是從事礦產勘查工作所必須的基本功。鑒于此，筆者認為有必要對該區涉及礦床學知識的教學點及相關教學內容進行系統整理，旨在幫助資源勘查工程專業學生將礦床學理論知識與野外實踐結合起來，掌握礦床學研究的野外工作方法，識別成礦作用相關的地質現象，構建地質體的時空配置關系，最終達到培養其通過野外地質調查獲得資料并進行成礦預測的能力。

一、周口店地區礦床學研究能力培養的主要內容與途徑

礦床學是研究礦床在地殼中的形成條件、成因和分布規律的科學，由于其直接服務于礦物資源的開發和利用，所以在早期也被稱為經濟地質學[4]。因此，礦床學的研究必須以成礦地質條件研究作為出發點，進一步解剖其成因與時空分布規律，其研究內容囊括礦物學、巖石學、構造地質學等基礎學科涉及的內容。同時，礦床學服務于后期礦產的開發與工業利用這一本質，又決定了其研究內容必須包括礦石的組分、品級及選冶性能。由于現已開發的周口店實習區內尚未發現成型的金屬礦產，加之實習時間和學生知識積累等方面的限制，教學過程中不可能對礦床成因及礦石的加工選冶性能開展研究，而應重點加強成礦地質條件研究，野外蝕變、礦化線索識別，礦產成因類型預測，成礦潛力判斷，等等方面的教學工作。

礦床學的研究工作包括野外觀察、室內研究和綜合分析三個階段[4]，各個階段對應不同的工作手段與方法。但囿于前述條件限制，周口店野外教學實習過程中僅能開展野外觀察和綜合分析兩項工作，尤以前者最為重要。野外觀察可通過實測剖面、路線調查、地質礦產填圖等方式展開。值得注意的是，本文所強調的這些野外工作方法與以往教授的工作方法在名稱上一致，但在內容方面存在一定差異，也即必須在地層、巖漿巖、構造等基礎地質研究內容以外，加進礦產方面的內容。這些內容可以針對直接的礦化現象，也可以針對與成礦作用相關的蝕變現象進行解剖，進而達到剖析區內成礦作用的目的。比如太平山南坡的地質填圖，可以在傳統的填制基本地質內容的基礎上加進蝕變礦物種類、組合及其時空分布規律的解剖；通過學生自己動手的方式去認識該區內蝕變的發育特征，可以加強學生識別紅柱石等蝕變礦物的能力，并結合房山巖體路線獲得的認識，構建完整的熱液成礦系統的時空概念。路線地質調查也類似，如房山巖體—大礫巖山教學路線，可督促學生觀察巖體—接觸帶—圍巖地層中發育的各類蝕變礦物種類、組合與空間展布特征，進而達到相應的訓練目的，培養學生開展礦床學研究的基本技能。

二、房山巖體—大礫巖山路線解剖

（一）房山巖體路線

房山巖體是一個燕山晚期侵位的復式巖體，面積約60km2，呈巖株產出[5]。第一次侵入的是閃長巖—石英閃長巖體；第二次侵入的是花崗閃長巖，與第一次侵入的石英閃長巖呈明顯的侵入接觸關系[6]。針對資源勘查工程專業的本科生而言，筆者認為除了上述基本內容以外，需著重觀察巖體內部偉晶巖脈的相關特征及并剖析其地質意義。

巖體內偉晶巖脈多處可見，主要集中產出在第二期侵入的花崗閃長巖體內部。脈體寬5cm～90cm，長度可達數十米，露頭所見偉晶巖脈的傾角均較陡，走向多變，整體上圍繞著巖體中心呈放射狀產出[5]。偉晶巖脈呈灰白色，文象結構發育，內部主要由石英、鉀長石、斜長石及少量角閃石、黑云母等礦物組成，礦物均呈自形—半自形產出，粒徑0.5cm～1.5cm。巖脈內部的石英、鉀長石通常交生在一起，構成文象結構，且粗大的石英晶體通常集中分布于脈體中央，往外圍則過渡到石英、長石共生。由前述的偉晶巖脈宏、微觀描述，應啟發學生總結如下認識：（1）偉晶巖脈的形成時代晚于其寄主巖石花崗閃長巖，陡立的放射狀產出形態表明控制脈體的裂隙的形成與早期寄主巖體的冷凝收縮作用有關。（2）脈體本身屬巖漿期后熱液活動的產物，與寄主巖石可能同源。（3）巖脈內部礦物分帶現象、文象結構的出現說明熱液活動持續時間較長，有足夠結晶分離時間，有利于流體和熔體的分離以及熱液型礦床的形成。（4）巖體大面積裸露地表，說明巖體已經有一部分被剝蝕掉，但偉晶巖脈通常產出于巖體頂部，所以房山巖體本身的剝蝕程度不高。教學過程中應提醒學生：從成礦與找礦的角度綜合分析，房山巖體內部及其接觸帶是有利于尋找與中酸性巖漿活動相關的礦床的。但是，云英巖化、鈉長石化、鉀長石化、電氣石化、黃玉化等典型高溫熱液蝕變礦物缺失，說明在巖體內部找到高溫熱液型礦產的可能性不大，我們關注的重點應是巖體與圍巖的接觸帶。

（二）官地村東—大礫巖山路線

根據前述分析結果，筆者認為接下來即可開展官地村東—大礫巖山這條路線的教學工作，也即在空間上遵循巖體—接觸帶—圍巖這一變化思路，將巖體內部的成礦與找礦以及接觸帶上的成礦與找礦研究融為一體，這樣可培養學生的空間思維能力。在官地村東—大礫巖山的具體教學過程中，針對資源勘查工程專業的學生而言，筆者認為仍有如下幾方面內容需進一步強調：（1）典型蝕變礦物、巖石的識別。該條路線上出現透閃石、紅柱石、石榴子石、大理巖等非常特征的熱接觸變質礦物、巖石，學生通過野外訓練后，應熟練掌握這些蝕變礦物的肉眼鑒定，同時應啟發學生，這些礦物的出現表明區內有存在接觸交代型礦床的潛力。（2）大理巖化在整條路線上均不同程度的發育，但透閃石、紅柱石、石榴子石等蝕變礦物的空間展布是有規律可循的，透閃石距離巖體最近，次為紅柱石和石榴子石。通過這一基本現象，應啟發學生去綜合分析產生這種分帶的主要控制因素：第一是與巖體的距離，不同距離代表的接觸變質的溫壓條件是不一樣的；第二則是原巖成分，不同巖石發生接觸熱變質作用后的產物是有差別的。（3）官地村東是房山巖體的主體，大礫巖山山腰也有一定規模的巖脈，在教學過程中可讓學生自由討論，探討兩者在深部可能的空間關系以及深部基礎帶上成礦的可能性。（4）提示學生將房山巖體路線與本條路線綜合起來作為一個整體進行分析：區內房山巖體的侵位伴隨著明顯的熱液活動，接觸帶上也存在明顯的熱接觸變質作用，但為什么截止到目前區內仍然沒有發現相關的內生金屬礦床呢？要討論這一問題，所涉及的知識面會很寬，學生可憑能力、興趣自由發揮，從巖體的來源、演化、就位時的物理化學條件可以展開討論，也可從圍巖物理化學性質等方面展開探討。

三、結語

通過系統的歸納、總結與野外實踐，必能促使學生掌握礦床學研究的野外基本工作方法、識別成礦作用相關的地質現象，并最終培養其通過野外地質調查進行初步成礦預測的能力。另外，由于礦床學是與生產緊密結合的學科，在具體教學過程中應與生產實際結合起來以激發學生的學習興趣和熱情，讓學生明白其所學的知識是可以直接服務于社會的。再者，礦床學中研究的對象——礦體具有很強的空間屬性，學生必須通過整體和動態的觀察、認識及分析相關地質問題，才能真正做到學有所獲。

參考文獻：

[1]劉建朝，薛春紀.實踐教學是保證地學教育質量的關鍵[J].中國地質教育，2004，13（1）：24-25.

[2]譚俊.周口店地質教學實習中學生地質時空演化思維的培養[J].中國地質教育，2012，21（1）：155-157.

[3]高紅燦，王茂成，李小剛.野外地質教學中地質時空觀的培養[J].中國地質教育，2015，24（2）：72-74.

[4]翟裕生，姚書振，蔡克勤.礦床學[M].第三版.北京：地質出版社，2011：471.

[5]趙溫霞.周口店地質及野外地質工作方法與高新技術應用[M].武漢：中國地質大學出版社，2003：243.

[6]續海金，宋衍茹，章軍鋒，等.北京周口店地區房山巖體中巖漿混合作用的野外實踐教學[J].中國地質教育，2012，21（4）：135-139.