雙河洞國家地質(zhì)公園地學(xué)教學(xué)資源及實(shí)習(xí)基地建設(shè)探討

蔣 璽， 況光顯

（1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴陽550025；2.貴州綏陽雙河洞國家地質(zhì)公園管理處，貴州綏陽563300）

0 引 言

在地學(xué)類本科專業(yè)培養(yǎng)體系中，校內(nèi)實(shí)踐和野外實(shí)習(xí)都是必不可少的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)至關(guān)重要［1-3］。作為野外實(shí)習(xí)課程得以開展的基礎(chǔ)和依托，實(shí)習(xí)基地和實(shí)習(xí)課程體系建設(shè)一直是教學(xué)體系建設(shè)的重要組成部分［4-6］。我校資源與環(huán)境工程學(xué)院是貴州省重要的地學(xué)人才培養(yǎng)基地，歷來重視野外實(shí)習(xí)基地建設(shè)。學(xué)院現(xiàn)使用的烏當(dāng)教學(xué)實(shí)習(xí)基地自1958 年建校以來，一直在貴州省地學(xué)人才培養(yǎng)中發(fā)揮著不可替代的作用［7］。但由于烏當(dāng)基地緊鄰貴陽市城區(qū)，近10 多年來城市發(fā)展正導(dǎo)致基地教學(xué)功能逐步萎縮。同時(shí)，當(dāng)前地質(zhì)學(xué)發(fā)展正處于由單學(xué)科縱向深入向多學(xué)科交叉融合的大變革時(shí)期，學(xué)科發(fā)展對(duì)專業(yè)人才培養(yǎng)也提出了更高要求，傳統(tǒng)的地質(zhì)填圖實(shí)習(xí)基地已無法滿足綜合人才培養(yǎng)需求。為此學(xué)校也多次組織相關(guān)力量開展新基地的選址工作，以保障野外實(shí)習(xí)的順利開展和教學(xué)質(zhì)量［8］。但從前期調(diào)查看，要在單一區(qū)域內(nèi)建設(shè)一個(gè)滿足多學(xué)科、多方向的教學(xué)實(shí)習(xí)基地十分困難。因此，要培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面廣、綜合能力強(qiáng)的新時(shí)代地學(xué)人才，瞄準(zhǔn)區(qū)域和學(xué)科特色，建設(shè)多個(gè)基礎(chǔ)地學(xué)資源豐富、學(xué)科特色突出、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的野外實(shí)習(xí)基地是地學(xué)類綜合人才培養(yǎng)的必然選擇。

同時(shí)，隨著生活水平提高，當(dāng)前人們的旅游觀念已從傳統(tǒng)的觀光旅游向知識(shí)旅游轉(zhuǎn)變，即已不僅僅滿足于旅游觀光時(shí)的心理愉悅，而對(duì)旅游景觀產(chǎn)生了更多的探奇、知識(shí)獲取需求。貴州是旅游大省，已把推進(jìn)地質(zhì)公園建設(shè)和山地旅游作為“十三五”期間的重要科技發(fā)展驅(qū)動(dòng)力之一［9］。圍繞貴州獨(dú)具特色的喀斯特旅游資源開展地學(xué)教育和科普，將有效提升我省山地旅游的文化內(nèi)涵。因此，深入推進(jìn)喀斯特地質(zhì)公園建設(shè)也是我省生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分。

雙河洞國家地質(zhì)公園是我校巖溶水環(huán)境科研觀測(cè)基地。為拓展該地質(zhì)公園的地學(xué)教學(xué)功能，近年對(duì)該區(qū)域開展了大量野外調(diào)查和研究，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)公園及周邊區(qū)域具有開展地學(xué)類教學(xué)實(shí)習(xí)的綜合潛質(zhì)，并在第四紀(jì)地質(zhì)和地貌、巖溶水環(huán)境和生態(tài)方面具有突出特色。為此，本文將圍繞國家地質(zhì)公園的地學(xué)教學(xué)資源，對(duì)野外實(shí)習(xí)基地建設(shè)展開探討，為促進(jìn)我省生態(tài)文明建設(shè)和地學(xué)人才培養(yǎng)提供參考。

1 雙河洞國家地質(zhì)公園簡(jiǎn)介

雙河洞國家地質(zhì)公園位于黔北綏陽縣境內(nèi)，由雙河洞、水晶溫泉、讓水、清溪四個(gè)景區(qū)組成，公園面積139 km2。雙河洞巖溶洞穴系統(tǒng)是國家地質(zhì)公園的核心景觀，截至2019 年3 月探明長度達(dá)257.366 km，為亞洲第1、世界第5 長洞。地質(zhì)公園全境處于黔北白云巖喀斯特地貌區(qū)，溶洞主體發(fā)育于寒武系婁山關(guān)群白云巖和奧陶系桐梓組（O1t）白云質(zhì)灰?guī)r地層中，是目前已探知的全球最長白云巖洞穴［10］。憑借獨(dú)具特色的巖溶洞穴系統(tǒng)、峽谷群、水文系統(tǒng)、野生生態(tài)資源等，雙河洞國家地質(zhì)公園成為開展喀斯特研究、科普、旅游、探險(xiǎn)的絕佳場(chǎng)所［11］。目前，地質(zhì)公園正在積極申報(bào)世界地質(zhì)公園。

2 地質(zhì)公園地學(xué)教學(xué)資源分析

2.1 區(qū)域地層和巖石

圖1 雙河洞國家地質(zhì)公園地質(zhì)簡(jiǎn)圖

區(qū)內(nèi)巖石類型豐富，出露有白云巖、石灰?guī)r、砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)巖等常見沉積巖。貴州代表性產(chǎn)煤地層二疊系梁山組（P2l）和吳家坪組（P3w）在區(qū)域出露了多層煤層。同時(shí)，在區(qū)內(nèi)多個(gè)不整合界面上，可見代表黔北地層沉積間斷的鋁土質(zhì)泥巖、鐵鋁質(zhì)巖等風(fēng)化殼產(chǎn)物。這些豐富的地層、巖石、沉積構(gòu)造，為開展沉積巖區(qū)地質(zhì)實(shí)習(xí)提供了良好載體。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)域構(gòu)造類型豐富，南北向、北東-南西向、北西-南東向三組構(gòu)造帶記錄了燕山運(yùn)動(dòng)以來貴州的構(gòu)造演化［12］。東側(cè)南北向構(gòu)造帶以高角度斷層和褶皺為主，控制了區(qū)域地形和芙蓉江流向，貴州著名天然溫泉水晶溫泉就產(chǎn)出于該構(gòu)造帶。北東-南西向構(gòu)造帶以碳酸鹽巖地層中強(qiáng)烈的構(gòu)造破碎為主要特征，發(fā)育了大量次級(jí)斷裂和形態(tài)各異的褶皺。北西-南東向構(gòu)造帶為寬緩的褶皺斷裂組合，形成了一系列北西向的巖溶盆地和地下河。

在國家地質(zhì)公園內(nèi)，可見各種不同規(guī)模的構(gòu)造行跡剖面，如背斜構(gòu)造［見圖2（a）］、小型斷層構(gòu)造［見圖2（b）］、斷裂破碎帶［見圖2（c）］等，是開展地質(zhì)科普和地質(zhì)教學(xué)的理想對(duì)象。

圖2 國家地質(zhì)公園部分地學(xué)教學(xué)資源

2.3 第四紀(jì)地質(zhì)和地貌

雙河洞國家地質(zhì)公園以優(yōu)越的巖溶地貌資源為核心，是開展第四紀(jì)地質(zhì)和地貌野外實(shí)習(xí)的難得場(chǎng)所。巖溶洞穴系統(tǒng)中，“口”字型、“V”字型、鎖孔型、地縫式洞穴形態(tài)各異，豎井、天窩、瀑布、壺穴群星羅密布，鐘乳石、石膏、天青石次生沉積物美輪美奐，使雙河洞成為全球地下白云巖喀斯特最杰出的典范［10］。在地表，豐富的巖溶峰叢、峽谷、天坑、落水洞、穿洞等地貌記錄了區(qū)域的喀斯特演化。

雙河洞溶洞系統(tǒng)還具有明顯的成層性，4 層相互連通的水平溶洞和與之對(duì)應(yīng)的多級(jí)河谷階地共同記錄了黔北地區(qū)在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中的間歇性構(gòu)造抬升［見圖2（d）、（e）］。因此雙河洞既是獨(dú)具特色的喀斯特地學(xué)教學(xué)實(shí)習(xí)基地，又是研究貴州地貌演化的理想載體。

2.4 水文和環(huán)境地質(zhì)

雙河洞水文遺跡資源十分豐富，不僅具有很高的觀賞價(jià)值，還十分利于開展水文地質(zhì)實(shí)習(xí)。區(qū)內(nèi)地表水包括芙蓉江、池武溪、清溪河、讓水河、寬闊水庫等，地下河共有13 條［11］，多處泉眼、落水洞、瀑布（地下瀑布及地表瀑布），共同構(gòu)成了區(qū)域復(fù)雜的地下水和地表水交互系統(tǒng)。同時(shí)，水晶溫泉水溫51°C，平均流量3.4L／s，是國內(nèi)外巖溶溫泉的典型代表［10］。在國家地質(zhì)公園清溪景區(qū)，有一處典型的古滑坡體［見圖2（f）］，可作為地質(zhì)災(zāi)害實(shí)習(xí)對(duì)象。

3 地學(xué)實(shí)習(xí)基地建設(shè)探討

調(diào)查顯示，雙河洞國家地質(zhì)公園及周邊出露地層較全，并有貴州主要的產(chǎn)煤和鋁土礦地層，巖石類型涵蓋常見的沉積巖，構(gòu)造豐富并有較好的教學(xué)剖面，具有開展地質(zhì)填圖實(shí)習(xí)的基本條件。野外地質(zhì)實(shí)習(xí)基地建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，因此在今后的基地開發(fā)和建設(shè)中，建議從下面幾個(gè)方向開展系統(tǒng)工作。

3.1 繼續(xù)深入挖掘地學(xué)教學(xué)資源

建設(shè)地質(zhì)實(shí)習(xí)基地，除基本的巖石地層和地質(zhì)構(gòu)造教學(xué)資源外，還必須有豐富的古生物化石、代表性的巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等觀測(cè)對(duì)象，這樣才能開展區(qū)域沉積發(fā)展、構(gòu)造演化的深入討論。雙河洞國家地質(zhì)公園區(qū)域地層中古生物化石資源十分豐富，如寒武系地層中豐富的三葉蟲，奧陶系地層中的筆石、角石等，尤其是寶塔組地層中富含的大個(gè)體角石［見圖2（g）］，具有極佳的觀賞性，可有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，巖石地層中各類沉積結(jié)構(gòu)構(gòu)造［見圖2（h）、（i）］、沉積相變化標(biāo)志、不整合界面特征等，都是極佳的地學(xué)教學(xué)資源。因此，下一步可繼續(xù)在區(qū)域調(diào)查的基礎(chǔ)上，圍繞重點(diǎn)工作路線，從古生物、巖石、構(gòu)造、沉積環(huán)境沉積相等角度，開展局部剖面的深入研究，挖掘更多地學(xué)教學(xué)資源，從宏觀到微觀多尺度豐富教學(xué)實(shí)習(xí)內(nèi)容。

3.2 開展校地合作發(fā)揮地質(zhì)公園科普和教學(xué)功能

雙河洞國家地質(zhì)公園以巖溶地貌尤其是巖溶洞穴的地學(xué)旅游、探奇和科普為主要特色。在教學(xué)實(shí)習(xí)基地建設(shè)中必須緊密結(jié)合地質(zhì)公園的深入建設(shè)，發(fā)揮公園地學(xué)旅游文化村和洞穴博物館建設(shè)項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)特色突出的教學(xué)實(shí)習(xí)內(nèi)容。尤其是近年伴隨地學(xué)人才培養(yǎng)的多元化需求，我校的老牌地質(zhì)類專業(yè)資源勘查工程和勘查技術(shù)與工程，人才培養(yǎng)正從傳統(tǒng)的固體礦產(chǎn)勘查和工程地質(zhì)逐漸向多方向擴(kuò)展。如資源勘查工程專業(yè)通過“1 ＋N”培養(yǎng)模式，除強(qiáng)調(diào)扎實(shí)的基礎(chǔ)地質(zhì)知識(shí)外，在非傳統(tǒng)資源能源勘查、資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境聯(lián)合評(píng)價(jià)、地質(zhì)遺跡與地學(xué)旅游資源評(píng)價(jià)等方面開設(shè)課程模塊，以滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)綜合性人才的需求。貴州是喀斯特公園省，雙河洞國家地質(zhì)公園具有得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢(shì)，是開展地下熱水勘查和開發(fā)（水晶溫泉）、白云巖喀斯特發(fā)育演化、洞穴探險(xiǎn)及地學(xué)旅游、巖溶區(qū)水資源開發(fā)評(píng)價(jià)等實(shí)踐教學(xué)的天然實(shí)驗(yàn)室。因此，圍繞國家地質(zhì)公園的深入建設(shè)開展校地合作，是教學(xué)實(shí)習(xí)基地建設(shè)的有效途徑。

3.3 建設(shè)開放共享、學(xué)科融合的綜合實(shí)踐基地

野外實(shí)習(xí)基地建設(shè)是一項(xiàng)長期工程，需要投入大量人力、物力、財(cái)力，因此開放共享是我國地學(xué)類野外實(shí)習(xí)基地建設(shè)的基本原則，如我國著名的秦皇島柳江盆地地學(xué)實(shí)習(xí)基地、安徽巢湖地質(zhì)實(shí)習(xí)基地等，均向數(shù)10 所高校開放［4］。目前，貴州省開設(shè)地質(zhì)、地理類專業(yè)的高校包括貴州大學(xué)、貴州理工學(xué)院、貴州師范大學(xué)等10 余所，每年基礎(chǔ)地質(zhì)實(shí)習(xí)學(xué)生人數(shù)超過千人，因此整合多校力量共建共享具有區(qū)域特色的野外實(shí)習(xí)基地將有利于資源合理高效利用。同時(shí)，隨著地球系統(tǒng)科學(xué)理論的提出和發(fā)展，建設(shè)多學(xué)科綜合野外基地也成為實(shí)習(xí)基地建設(shè)的一大趨勢(shì)。如西北大學(xué)秦嶺多學(xué)科綜合性野外實(shí)習(xí)基地就發(fā)揮秦嶺得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢(shì)，把地學(xué)實(shí)習(xí)基地建成為集地質(zhì)、地理、生物、人文社科（旅游、經(jīng)濟(jì)、藝術(shù)）、科普為一體的綜合性教學(xué)和科研基地，實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科交叉融合和資源共享［13-14］。此外，近年信息技術(shù)的飛速發(fā)展正在引領(lǐng)實(shí)踐教學(xué)的數(shù)字化變革，互聯(lián)網(wǎng)＋教學(xué)將極大提升野外實(shí)習(xí)的趣味性和便捷性［5，15-16］，因此信息化建設(shè)也將成為實(shí)習(xí)基地建設(shè)的重要組成部分。

綜上，基于雙河洞國家地質(zhì)公園的資源特色，聯(lián)合省內(nèi)高校，從地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)、水利學(xué)、生態(tài)學(xué)等多學(xué)科開發(fā)教學(xué)資源，開展基地信息化建設(shè)，一方面將極大推進(jìn)地質(zhì)公園的深入建設(shè)，另一方面又可實(shí)現(xiàn)各學(xué)科在喀斯特研究領(lǐng)域的交叉融合發(fā)展和人才培養(yǎng)。

4 結(jié) 語

雙河洞國家地質(zhì)公園蘊(yùn)含豐富的地學(xué)教學(xué)資源，具備開展地質(zhì)填圖實(shí)習(xí)的基本條件。同時(shí)，區(qū)域巖溶景觀、巖溶水資源、巖溶生態(tài)系統(tǒng)極具代表性，尤其是世界最長白云巖洞穴堪稱一絕，是開展喀斯特地質(zhì)、地理、水文實(shí)習(xí)的天然實(shí)驗(yàn)室。下一步通過繼續(xù)深入挖掘地學(xué)教學(xué)資源，充分開展校地合作突出地質(zhì)公園喀斯特教學(xué)和科普特色，整合區(qū)域高校和學(xué)科力量建設(shè)綜合實(shí)踐基地，將有效實(shí)現(xiàn)地質(zhì)公園深入建設(shè)和區(qū)域特色人才培養(yǎng)的雙贏。