胡新露 宮勇軍
摘要:礦田構造學課程對于認識礦床成因以及找礦預測實踐都具有重要意義。文章從課程名稱、教材選用、教學內容和教學方法等方面,討論了對礦田構造學課程改革的思考。建議將該課程名稱改為“構造成礦學”,將新的構造學說和成礦理論融入課程中,并及時更新教材。將案例教學法引入教學過程,有助于激發學生興趣,培養學生的創新能力和實踐能力。
關鍵詞:礦田構造學;構造成礦學;改革;案例教學法
中圖分類號:G642.0? ? ?文獻標志碼:A? ? ?文章編號:1674-9324(2020)15-0111-02
礦田構造學主要研究各種地質構造和變形作用對礦床、礦體的形成和分布的控制和改造作用。通過分析構造與成礦的關系,可以更全面深入地認識成礦過程和成礦機理,從而指導實際的找礦勘探工作。該課程目前主要面向資源勘查工程專業的大三或大四學生開設,是一門經典的傳統課程。然而,近三十年來,構造地質學說、成礦理論和找礦技術方法都有了較大進展,教學的思路和方法也有很多革新,如何將這些新理論和新方法融入礦田構造學課程中,是亟待解決的重要問題。筆者根據從事礦田構造學教學的經驗,建議從以下幾方面對這門課程進行改革。
一、課程名稱可重新厘定
“礦田”包含著在地質構造、物質成分和成因上具有聯系的兩個以上的礦床和礦點。而“礦田構造”是指在礦田范圍內,控制各礦床的形成、改造和空間分布的地質構造因素的總和。由于礦田構造學并不只是關注礦田尺度的控礦構造,還關注礦床和礦體尺度的構造,因此從研究尺度來看,“礦田構造”的說法并不是十分準確。
此外,資源勘查工程專業的課程體系中目前尚未涉及大地構造學的內容,而各類礦床形成的大地構造背景對于認識礦床成因又十分重要。雖然在礦床學課程中老師們對該部分內容會有所提及,但學生對各類礦床形成的大地構造環境還是沒有系統的認識。我們認為可以將大地構造與成礦的關系添加到本課程的教學內容中,既完善了教學體系,也能使學生對礦床的形成環境有更宏觀的認識,更深刻地理解不同類型礦床之間的區別和聯系。
綜上所述,本課程所研究的構造尺度不只是礦田尺度,應包含更宏觀的大地構造尺度以及更微觀的礦床和礦體尺度,所以“礦田構造學”的名稱可能不太適合本課程。我們認為將本課程的名稱改成構造成礦學可能較為合適,既可囊括不同尺度的構造類型,又強調了構造與成礦的關系。
二、選用的教材需要更新
該課程目前選用的教材是地質出版社1993年出版的《礦田構造學》[1],由翟裕生和林新多先生主編。該教材是在《礦田與礦床構造》(B.M.克列特爾,1956)、《成礦構造研究法》(陳國達,1978)、《礦田構造學概論》(翟裕生,1984)等專著的基礎上發展而來的,充分吸收了前人的理論和成果。該教材通俗易懂、思路清晰,特別適合本科生及一線地質工作者使用,對我國的地質找礦工作起到了重要的指導作用。
近三十年來,成礦理論有了很大進展,很多類型的礦床都取得了重大的找礦突破。雖然該教材中的主要課程體系仍然適用,但一些具體內容和所涉及的礦床實例等都亟待更新,然而目前還沒有其他合適的教材可供學生使用。一本經典的教材對一門學科的發展有至關重要的意義,本領域的學者應該在這方面貢獻自己的力量。
三、教學內容有待改進
礦田構造學課程以構造為主線,重點主要講授不同類型的構造對成礦的控制作用和控制規律,主要包括褶皺構造、斷裂構造、侵入體構造和火山構造等四大構造要素,還涵蓋了韌性剪切帶、逆沖推覆構造、拆離斷層和同生斷層等幾種特殊的構造形式。其中褶皺構造和斷裂構造在構造地質學課程中有詳盡的論述,而學生對于其他類型的構造較為陌生,在教學過程中應首先詳細介紹它們的基本特征,在此基礎上再進一步講授它們與成礦的關系。
近年來隨著成礦理論的發展,課程中的一些教學內容也需要相應更新。例如在講授韌性剪切帶對成礦的控制作用時,原課程體系中使用的還用的是剪切帶型金礦、石英脈型金礦、蝕變巖型金礦、糜棱巖型金礦等概念,應該改為目前較通用的造山型金礦的概念,并比較不同名稱的差別和聯系,讓學生能更深刻理解傳統概念和新概念的內涵,與礦床學課程中所學的知識聯系起來。在講授褶皺構造對成礦的控制作用時,應補充強調其對卡林型金礦床、石油、天然氣等礦產的控制作用,擴展學生的知識面。
目前計算機、數字模擬等技術方法在地質學中的應用越來越普遍。礦田構造學課程中有一次實習,要求學生根據某脈狀鎢礦床的不同成礦階段礦脈的產狀和數量來恢復礦區構造應力場的演化。該實習要用到吳氏網盤、透明紙等工具,實際操作步驟較為復雜,很多學生認為學起來較為困難。目前已經有很多小程序可用來模擬和反演構造應力場,若能開發出相應的程序來解決這次實習中的問題,可以讓學生的注意力從復雜的操作流程中解放出來,更好地關注和理解構造的產狀和各應力軸方位之間的空間關系。此外,構造應力場的數字模擬方法也被越來越多地應用于礦田構造研究中,在課程講授時應適當涉及這方面的內容,拓展學生的思路和視野。
最后,由于礦田構造學課程是以構造為主線進行講授,在這些內容講授完成之后最好能加上一節,總結一下不同類型礦床的控礦構造類型、特征及規律,這樣學生就能把所學內容與礦床學進行結合對比,有利于知識的連接和鞏固,形成更牢固的知識體系。
四、教學方法需要創新
礦田構造學是一門實踐性很強的課程,要求學生能靈活運用所學知識解決實際問題。可以考慮將案例教學法引入該課程的教學中,這樣有助于激發學生興趣,培養學生的創新能力和實踐能力[2]。
教師可選擇典型的礦田和礦床作為案例,首先要收集和整理案例材料,如礦區平面圖、剖面圖、野外照片、手標本照片、顯微鏡下照片、礦床勘查報告和已經發表的相關論文和專著等,將它們提供給學生作為初始資料。可以先介紹一下礦床的發現過程、勘查歷史和現狀等,激發學生的興趣。然后展示該礦區的平面圖、勘探線剖面圖、礦區圖片、礦石照片等,讓學生的思維進入該礦區,成為案例中的主體角色。
在展示礦區實際材料的基礎上,教師要結合主要知識點提出關鍵的問題供學生思考、討論和辯論,教師負責課堂的組織、引導及關鍵知識的總結。以瑤崗仙鎢礦床為例,教師在展示該礦床的平面地質圖、剖面圖和相關照片之后,可以提出一系列問題,例如該礦床的控礦構造類型有哪些,不同的構造要素各有什么特征,礦化在水平方向和垂直方向上是怎樣變化的,有無規律,礦床的成因類型是什么,有哪些找礦標志,等等。學生也可以自己提問,教師可以現場回答或引導其他學生回答,或讓學生自己查閱相關資料再進行總結。最后由每個學生對案例材料和相關問題進行總結,撰寫案例分析報告。課程的考核方式也應進行改進,學生的課堂表現和案例分析報告的質量應在最終分數中占相當大的權重。
為了讓學生能更深刻地理解所學知識,還應該配合進行一些野外實踐教學,讓學生能實際觀察到相關的構造型式及其對成礦的控制。例如在湖北大冶鐵山礦區的礦床認識實習中,可以讓學生現場觀察到熱流變褶皺、侵入接觸構造等特點以及它們與成礦的關系,如果能在現場進行教學,會給學生留下深刻的印象。
參考文獻:
[1]翟裕生,林新多.礦田構造學[M].北京:地質出版社,1993.
[2]王長明.運用案例法進行拓展性教學——以“礦田構造學”教學為例[J].中國地質教育,2010,(2):109-111.