雙河洞國家地質公園地學教學資源及實習基地建設探討

蔣 璽， 況光顯

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

0 引 言

在地學類本科專業培養體系中，校內實踐和野外實習都是必不可少的實踐教學環節，對培養學生創新能力和綜合素質至關重要［1-3］。作為野外實習課程得以開展的基礎和依托，實習基地和實習課程體系建設一直是教學體系建設的重要組成部分［4-6］。我校資源與環境工程學院是貴州省重要的地學人才培養基地，歷來重視野外實習基地建設。學院現使用的烏當教學實習基地自1958 年建校以來，一直在貴州省地學人才培養中發揮著不可替代的作用［7］。但由于烏當基地緊鄰貴陽市城區，近10 多年來城市發展正導致基地教學功能逐步萎縮。同時，當前地質學發展正處于由單學科縱向深入向多學科交叉融合的大變革時期，學科發展對專業人才培養也提出了更高要求，傳統的地質填圖實習基地已無法滿足綜合人才培養需求。為此學校也多次組織相關力量開展新基地的選址工作，以保障野外實習的順利開展和教學質量［8］。但從前期調查看，要在單一區域內建設一個滿足多學科、多方向的教學實習基地十分困難。因此，要培養基礎扎實、知識面廣、綜合能力強的新時代地學人才，瞄準區域和學科特色，建設多個基礎地學資源豐富、學科特色突出、優勢互補的野外實習基地是地學類綜合人才培養的必然選擇。

同時，隨著生活水平提高，當前人們的旅游觀念已從傳統的觀光旅游向知識旅游轉變，即已不僅僅滿足于旅游觀光時的心理愉悅，而對旅游景觀產生了更多的探奇、知識獲取需求。貴州是旅游大省，已把推進地質公園建設和山地旅游作為“十三五”期間的重要科技發展驅動力之一［9］。圍繞貴州獨具特色的喀斯特旅游資源開展地學教育和科普，將有效提升我省山地旅游的文化內涵。因此，深入推進喀斯特地質公園建設也是我省生態文明建設的重要組成部分。

雙河洞國家地質公園是我校巖溶水環境科研觀測基地。為拓展該地質公園的地學教學功能，近年對該區域開展了大量野外調查和研究，發現地質公園及周邊區域具有開展地學類教學實習的綜合潛質，并在第四紀地質和地貌、巖溶水環境和生態方面具有突出特色。為此，本文將圍繞國家地質公園的地學教學資源，對野外實習基地建設展開探討，為促進我省生態文明建設和地學人才培養提供參考。

1 雙河洞國家地質公園簡介

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

2 地質公園地學教學資源分析

2.1 區域地層和巖石

圖1 雙河洞國家地質公園地質簡圖

區內巖石類型豐富，出露有白云巖、石灰巖、砂巖、粉砂巖、泥質巖等常見沉積巖。貴州代表性產煤地層二疊系梁山組（P2l）和吳家坪組（P3w）在區域出露了多層煤層。同時，在區內多個不整合界面上，可見代表黔北地層沉積間斷的鋁土質泥巖、鐵鋁質巖等風化殼產物。這些豐富的地層、巖石、沉積構造，為開展沉積巖區地質實習提供了良好載體。

2.2 地質構造

區域構造類型豐富，南北向、北東-南西向、北西-南東向三組構造帶記錄了燕山運動以來貴州的構造演化［12］。東側南北向構造帶以高角度斷層和褶皺為主，控制了區域地形和芙蓉江流向，貴州著名天然溫泉水晶溫泉就產出于該構造帶。北東-南西向構造帶以碳酸鹽巖地層中強烈的構造破碎為主要特征，發育了大量次級斷裂和形態各異的褶皺。北西-南東向構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。

在國家地質公園內，可見各種不同規模的構造行跡剖面，如背斜構造［見圖2（a）］、小型斷層構造［見圖2（b）］、斷裂破碎帶［見圖2（c）］等，是開展地質科普和地質教學的理想對象。

圖2 國家地質公園部分地學教學資源

2.3 第四紀地質和地貌

雙河洞國家地質公園以優越的巖溶地貌資源為核心，是開展第四紀地質和地貌野外實習的難得場所。巖溶洞穴系統中，“口”字型、“V”字型、鎖孔型、地縫式洞穴形態各異，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域的喀斯特演化。

雙河洞溶洞系統還具有明顯的成層性，4 層相互連通的水平溶洞和與之對應的多級河谷階地共同記錄了黔北地區在新構造運動中的間歇性構造抬升［見圖2（d）、（e）］。因此雙河洞既是獨具特色的喀斯特地學教學實習基地，又是研究貴州地貌演化的理想載體。

2.4 水文和環境地質

雙河洞水文遺跡資源十分豐富，不僅具有很高的觀賞價值，還十分利于開展水文地質實習。區內地表水包括芙蓉江、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），共同構成了區域復雜的地下水和地表水交互系統。同時，水晶溫泉水溫51°C，平均流量3.4L／s，是國內外巖溶溫泉的典型代表［10］。在國家地質公園清溪景區，有一處典型的古滑坡體［見圖2（f）］，可作為地質災害實習對象。

3 地學實習基地建設探討

調查顯示，雙河洞國家地質公園及周邊出露地層較全，并有貴州主要的產煤和鋁土礦地層，巖石類型涵蓋常見的沉積巖，構造豐富并有較好的教學剖面，具有開展地質填圖實習的基本條件。野外地質實習基地建設是一項系統工程，因此在今后的基地開發和建設中，建議從下面幾個方向開展系統工作。

3.1 繼續深入挖掘地學教學資源

建設地質實習基地，除基本的巖石地層和地質構造教學資源外，還必須有豐富的古生物化石、代表性的巖石結構構造等觀測對象，這樣才能開展區域沉積發展、構造演化的深入討論。雙河洞國家地質公園區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體角石［見圖2（g）］，具有極佳的觀賞性，可有效提高學生學習興趣。同時，巖石地層中各類沉積結構構造［見圖2（h）、（i）］、沉積相變化標志、不整合界面特征等，都是極佳的地學教學資源。因此，下一步可繼續在區域調查的基礎上，圍繞重點工作路線，從古生物、巖石、構造、沉積環境沉積相等角度，開展局部剖面的深入研究，挖掘更多地學教學資源，從宏觀到微觀多尺度豐富教學實習內容。

3.2 開展校地合作發揮地質公園科普和教學功能

雙河洞國家地質公園以巖溶地貌尤其是巖溶洞穴的地學旅游、探奇和科普為主要特色。在教學實習基地建設中必須緊密結合地質公園的深入建設，發揮公園地學旅游文化村和洞穴博物館建設項目的優勢，開發特色突出的教學實習內容。尤其是近年伴隨地學人才培養的多元化需求，我校的老牌地質類專業資源勘查工程和勘查技術與工程，人才培養正從傳統的固體礦產勘查和工程地質逐漸向多方向擴展。如資源勘查工程專業通過“1 ＋N”培養模式，除強調扎實的基礎地質知識外，在非傳統資源能源勘查、資源開發與生態環境聯合評價、地質遺跡與地學旅游資源評價等方面開設課程模塊，以滿足社會發展對綜合性人才的需求。貴州是喀斯特公園省，雙河洞國家地質公園具有得天獨厚的資源優勢，是開展地下熱水勘查和開發（水晶溫泉）、白云巖喀斯特發育演化、洞穴探險及地學旅游、巖溶區水資源開發評價等實踐教學的天然實驗室。因此，圍繞國家地質公園的深入建設開展校地合作，是教學實習基地建設的有效途徑。

3.3 建設開放共享、學科融合的綜合實踐基地

野外實習基地建設是一項長期工程，需要投入大量人力、物力、財力，因此開放共享是我國地學類野外實習基地建設的基本原則，如我國著名的秦皇島柳江盆地地學實習基地、安徽巢湖地質實習基地等，均向數10 所高校開放［4］。目前，貴州省開設地質、地理類專業的高校包括貴州大學、貴州理工學院、貴州師范大學等10 余所，每年基礎地質實習學生人數超過千人，因此整合多校力量共建共享具有區域特色的野外實習基地將有利于資源合理高效利用。同時，隨著地球系統科學理論的提出和發展，建設多學科綜合野外基地也成為實習基地建設的一大趨勢。如西北大學秦嶺多學科綜合性野外實習基地就發揮秦嶺得天獨厚的資源優勢，把地學實習基地建成為集地質、地理、生物、人文社科（旅游、經濟、藝術）、科普為一體的綜合性教學和科研基地，實現了多學科交叉融合和資源共享［13-14］。此外，近年信息技術的飛速發展正在引領實踐教學的數字化變革，互聯網＋教學將極大提升野外實習的趣味性和便捷性［5，15-16］，因此信息化建設也將成為實習基地建設的重要組成部分。

綜上，基于雙河洞國家地質公園的資源特色，聯合省內高校，從地質學、地理學、水利學、生態學等多學科開發教學資源，開展基地信息化建設，一方面將極大推進地質公園的深入建設，另一方面又可實現各學科在喀斯特研究領域的交叉融合發展和人才培養。

4 結 語

雙河洞國家地質公園蘊含豐富的地學教學資源，具備開展地質填圖實習的基本條件。同時，區域巖溶景觀、巖溶水資源、巖溶生態系統極具代表性，尤其是世界最長白云巖洞穴堪稱一絕，是開展喀斯特地質、地理、水文實習的天然實驗室。下一步通過繼續深入挖掘地學教學資源，充分開展校地合作突出地質公園喀斯特教學和科普特色，整合區域高校和學科力量建設綜合實踐基地，將有效實現地質公園深入建設和區域特色人才培養的雙贏。