劉學龍 張世濤 陳愛兵 焦騫騫 朱俊
[摘 要]教學實習是地學類專業進行基本專業技能訓練的一個重要的實踐性教學環節,是在專業基礎課程學習完成以后開展的綜合性實習,對于學生深刻理解和掌握已學專業基礎知識具有重要意義。文章對昆明理工大學梁王山教學實習中地質填圖的特色及路線設置、野外教學階段與教學方式及成績評定等進行了系統梳理和總結,有助于地學實踐教學的研究及實習基地的建設與探索,以期為我校資源勘查工程專業國家級一流本科專業建設提供重要保障,同時也為國內相關高校地質類專業教學實習的開展提供參考。
[關鍵詞]實踐教學;地質填圖實習;梁王山;資源勘查工程專業;昆明理工大學
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2022)04-0091-04
實踐教學是地質學教學的重要組成部分,對地學人才培養具有重要意義[1-2]。教學實習(地質填圖實習)是資源勘查工程專業培養計劃中結合專業課程教學對學生進行基本技能訓練的一個重要的實踐性教學環節,是理論聯系實際不可缺少的教學方式之一[3]。其主要目的是使學生在理論學習的基礎上,通過對基本地質現象的野外考察,獲得感性認識并深化課程理論,為后續專業課程的學習奠定良好的基礎[4]。
梁王山教學實習是昆明理工大學資源勘查工程專業本科二年級學生在完成地質學基礎、巖石學、構造地質學、礦物學、古生物地史學等地質基礎理論課程的基礎上,進行的一次全面、系統的野外基礎地質教學實踐活動,要求學生將課堂所學的巖礦、地層、古生物、構造等方面的基本理論與野外地質相結合,深刻理解和掌握已學的基礎知識。在實習教師的指導下,綜合運用上述課程的基礎知識,解決實習區的地層、巖石和地質構造問題,掌握地質填圖的工作方法與步驟,包括地層剖面的測制及綜合研究、地質圖的填制、地質調査報告的編寫,以及各種圖件的測、編、繪方法[5]。本文圍繞梁王山教學實習的開展與具體實踐,對教學內容、教學方法及實習基地的建設進行了系統研究與探討。
一、實習區地質概況
實習區位于昆明市呈貢區160°方向,平距約14km處,隸屬于呈貢區馬金鋪鄉風口村委會,北自架子山,南至梁王山,西起橫沖村,東至磨盤山[6]。著名的“澄江動物群世界自然遺產地”、世界震旦系和寒武系界線候選剖面(“金釘子”)就位于實習區南側的撫仙湖和實習區西部的滇池之濱。本區大地構造位置屬揚子—華南陸塊區、上揚子古陸塊、康滇基底斷隆帶之昆明凹陷區東部邊緣,東臨南北向的小江深大斷裂西支,西鄰普渡河斷裂帶,總體構造輪廓受東西兩側南北向展布的普渡河小江兩組深大斷裂的影響及控制[7]。在近南北向的普渡河斷裂及小江斷裂活動影響下,被其夾持的次級斷層構造以北東向為主,地層受壓扭應力的影響,在夾持區形成一系列北東向褶皺構造(圖1)。實習區內褶皺構造以寬緩開闊的北東向褶皺為特征,主要有楊柳沖背斜和梁王山向斜。實習區出露地層以上元古界震旦系及古生界為主,溝谷和山坡平緩處有第四系松散堆積覆蓋。
二、實測地層剖面的選擇
地層剖面是地層學研究的基礎,通過實測剖面可以準確地建立地層層序,確定巖石地層、生物地層、磁性地層和生態地層的地層單位。此外,沉積相和古地理的研究、古生態和古地理的研究都是從實測剖面入手的。
進行實測剖面之前必須對研究區進行野外地質踏勘,選擇實測剖面路線。選擇剖面線的基本要求是:1.剖面線距離較短而地層出露齊全;2.地質構造簡單,要選擇未遭受褶皺、斷層和侵入體破壞而發生地層重復或缺失的地層區域;3.所測地層單位的頂面和底面出露情況良好,接觸關系清楚;4.發育有豐富的古生物化石,且保存完整,有利于生物地層工作的開展。
除上述一般要求之外,還需注意以下方面:
1.剖面地層露頭的連續性良好,為此應充分利用溝谷的自然切面和人工采掘的坑穴、溝渠、鐵路和公路兩側的崖壁等,作為剖面線通過的位置。
2.實測剖面的方向應基本垂直于地層的走向,一般情況下兩者之間的夾角不宜小于60°。
3.當露頭不連續時,應布置一些短剖面加以拼接,但需注意層位拼接的準確性以防止重復和遺漏層位,最好是確定明顯的標志層作為剖面拼接的依據。
4.剖面線經過地帶較平緩,剖面線拐折少。
5.實測剖面的數量應根據工作區地層的復雜程度、厚度及其變化情況、工作需要及前人研究程度等因素綜合考慮。一般各地層單位及不同相帶,至少應有1~2條代表性的實測剖面加以控制。
6.實測剖面的比例尺按研究程度確定,一般以1[∶]1000到1[∶]2000為宜,出露寬為1~2m的巖層都應畫在剖面圖上。有特殊地質意義的標志層或礦層,出露寬度不足1m的也應放大表示到剖面圖上。
7.為了便于消除誤差,剖面起點、終點及剖面中的地質界線點都應在實際材料圖中加以標定。
三、實測地層剖面野外踏勘路線
野外地質踏勘是依據實習區地質、礦產的研究程度和存在的主要問題而進行的地質調查活動,是全面了解實習區地質概況的重要手段之一。在資源勘查工程專業教學實習的開展過程中,通過野外地質踏勘,了解實習區的地形、地貌、自然地理及交通位置等情況;認識實習區的地層分布、巖石基本類型及特征和主要的構造輪廓;了解實習區內的地層系統,初步研究地層劃分標志,統一野外工作方法;了解實習區的地質構造復雜程度,檢查前人工作成果的質量及其資料可供利用程度;確定實測剖面的位置和長度等。
1.楊柳沖:震旦系燈影組(Zd)―寒武系滄浪鋪組([Э]1c)實測剖面
(1)燈影組(Zd)
出露在實習區中部,呈北東—南西向產出。上部為青灰—灰白色厚層狀—薄層狀泥質白云巖、硅質白云巖含黑色燧石條帶,夾灰色薄層頁巖。巖石裂隙發育,沿裂隙面往往鐵染為紅褐色。下部為灰白色薄—中厚層狀白云巖,厚度為460m,底部未出露。
(2)漁戶村組([Э]1y)
分布于實習區中部,總體為一套含磷粉砂巖、磷塊巖夾白云巖。上部為深灰—黑灰色薄層狀磷塊巖,中部為貧磷磷塊巖,下部為灰色薄層狀磷塊巖,發育有竹葉狀磷質條帶(下礦層),厚度為20~70m。與下伏燈影組呈整合或假整合接觸。
(3)筇竹寺組([Э] 1q)
出露于實習區中部,上部為灰綠、褐黃色雜色薄層狀砂板巖,局部夾豆莢狀紫色含鐵砂板巖;中下部夾兩層灰黑色含炭質砂板巖、黑色炭質板巖,炭質板巖中常見富含黃鐵礦的橢球狀鈣質結核(俗稱鐵膽石);底部為灰綠色海綠石中粒砂巖。含三葉蟲、介形蟲等化石。地層總厚為161~249m,與下伏漁戶村組為整合接觸。
(4)滄浪鋪組([Э]1c)
分布于實習區北東側和南東側,巖性為灰白、黃褐色薄—中厚層狀細砂巖、細—中粒石英砂巖夾頁巖、長石石英粉砂巖,上部局部夾紫紅色、灰綠色粉砂質泥巖,常見鮞狀赤鐵礦透鏡體。含三葉蟲和古介形類化石。厚度為126~356m,與下伏筇竹寺組呈整合接觸。
2.風口村:泥盆系海口組(D2h)―上二疊統峨眉山玄武巖組(P2β)實測剖面
(1)海口組(D2h)
分布在實習區南東側,巖性為灰—淺灰色薄層狀長石石英粉砂巖、中層狀細粒石英砂巖,層面分布管狀蟲跡,局部夾白云質砂巖。含植物碎片和魚鱗化石。厚度為1~5m不等,與下伏寒武系下統滄浪鋪組呈平行不整合接觸。
(2)宰革組(D2z)
下部灰色中厚層狀粉晶白云質、灰質白云巖、局部夾藍綠色鈣質頁巖,上部灰色厚層狀粉晶白云巖。白云巖風化面刀砍狀溶蝕溝十分發育。厚度為76~200m,與下伏海口組呈整合接觸。
(3)大塘組(C1d)
石炭系出露于實習區南東側,在實習區內僅出露下統大塘組(C1d),與下伏泥盆系整合接觸,頂部被二疊系倒石頭組不整合覆蓋。底部為灰色微晶灰巖,向上過渡為紫紅色、灰綠色鈣質泥巖、含灰巖角礫的泥灰巖和粉砂巖,上部為灰色厚層狀—塊狀角礫狀灰巖。厚度為52~80m。
(3)倒石頭組(P1d)
分布在實習區南東側,巖性為雜色鋁土巖、鋁土質頁巖、細砂巖夾灰巖透鏡體,局部夾黑色碳質頁巖或薄煤層。厚度為2~67m,與下伏石炭系大塘組呈平行不整合接觸。
(4)棲霞組(P1q)
出露于實習區南東部和北西部。巖性主要為灰色厚層狀—塊狀白云質灰巖、白云巖,灰巖呈斑塊狀分布于白云巖中,稱小虎斑灰巖或虎斑白云巖。灰巖中含大量生物碎屑和腕足類、有孔蟲類、棘皮類生物化石。厚度為154~270m,與下伏倒石頭組呈整合接觸。
(5)茅口組(P1m)
出露于實習區東南部。巖性為灰—灰白色中厚層狀生物碎屑灰巖、虎斑狀白云質灰巖,稱大虎斑灰巖。上部為厚層狀灰色生物碎屑灰巖、白云質灰巖。本組生物化石豐富,常見腕足類、珊瑚、蜓類、海百合莖化石。厚度為254~370m,與下伏棲霞組呈整合接觸。
(6)上二疊統峨眉山玄武巖組(P2β)
分布在實習區西北角和東南角,巖性為灰綠、褐黃色杏仁狀玄武巖、氣孔狀玄武巖,夾紫色凝灰巖、凝灰質角礫巖。局部含磁鐵玄武巖和自然銅,下部常見瑪瑙。在梁王山地區玄武巖中常見發育良好的柱狀節理。厚度大于140m,與下伏地層呈噴發不整合接觸。
四、教學方法
1.踏勘階段
這一階段以小組(4~5人)為單位。指導教師帶領學生概略了解實習區的地層系統;各時代地層的主要巖性特征、化石、分層標志、接觸關系、各時代地層的出露、分布及厚度變化等情況;實習區的主要構造特征及巖體分布情況;實習區的地形、地物、地貌特點和交通狀況。
2.實測剖面階段
在野外踏勘的基礎上,教師帶領學生選擇地層出露較好、構造簡單、接觸關系清楚的地段,實測各組地層剖面。這一階段實習的目的是通過測制地層剖面,進一步觀察研究各時代地層的巖石組合、基本層序、生物化石、巖相等特征,詳細劃分地層,從而比較客觀地建立實習區的地層層序、確定填圖單位。實測地層剖面以小組為單位進行,野外工作結束,即轉入室內資料整理(包括地層厚度計算、剖面圖、柱狀圖的編制及標本的清理登記等)。
3.野外填圖階段
野外填圖是在地層層序劃分并確定填圖單位的基礎上進行的。為提高實習效果,填圖初期階段各實習組主要是在指導教師帶領下學會地質觀察路線的布置、點位的確定、地質界線的勾繪以及觀察記錄等,教師要給予學生詳細指導,同時要嚴格要求并做出示范。爾后的實習逐步以小組單獨作業為主,教師跟隨指導為輔。在填圖過程中必須充分發揮每個學生的主觀能動性,野外輪流操作,使每個學生都能得到全面鍛煉。
4.資料整理、綜合研究及報告編寫階段
室內資料綜合整理是在野外工作結束后的重要工作階段,要把野外觀察到的第一手資料進行整理、分析、研究,上升到理性認識,總結出規律,從而完成符合實習要求的地質報告。在帶隊教師指導下獨立完成地質圖(以及相應的圖切剖面)、構造綱要圖、地層柱狀圖,學生要將地質現象準確客觀地表達在圖面上,并完成地質報告的編寫。這一階段以進行室內綜合分析能力與工作技能的訓練為重點。實習報告的編寫按有關規定要求進行,要求報告有豐富的資料,又有綜合性的分析,所寫報告應力求語言通順、簡明扼要、重點突出、書寫工整,所有附圖附表要求按規范繪制,做到圖件清晰美觀、文圖吻合。
5.實習考核與成績評定
實習結束后,學生應獨立完成實習報告,然后進行小組鑒定或考核。實習成績由帶隊教師根據學生在實習期間的出勤及實習態度表現(30%)、 實習內容的掌握(20%)、 實習檢査考核(20%)、實習報告的質量(20%)以及是否違犯紀律(10%)等情況,按昆明理工大學實習規程及規定,給出優、良、中、及格、不及格五級評定。考核的內容包括基本概念、基本理論、基本技能、綜合分析能力、綜合歸納能力、獨立工作能力等,嚴格對學生進行全面考核、層層把關。教師在各單項內容考核的基礎上綜合評定野外實習總成績,不合格者必須自費補修實習,直至達到要求。
為了啟發激勵學生主動鉆研典型地質現象和科學問題,提高實踐教學質量,在實習期間,教師也可結合實習區的實際情況,就實習中遇到的地質現象,對學生進行靈活多樣的考核,如閉卷考試、開卷考試、抽簽問答以及野外構造現象的識別[8]等。
五、結束語
資源勘查工程專業教學實習不僅僅是針對基礎知識的綜合訓練和檢驗,而且對學生的鍛煉是全面的、系統的,能有效激發學生對地質學專業的學習興趣,對提高學生專業綜合素質和加強專業技能訓練具有重要作用。昆明理工大學梁王山教學實習基地經過近六年的建設與運行,已基本滿足了地質學專業教學實習的需求,為地學實踐教學活動的開展提供了優質的教學資源。因此,梁王山地學實習基地應進一步完善基礎辦學條件,加大與相關高校地學專業的合作辦學力度,爭取建設省級地學野外實踐教學平臺和野外地學觀測基地。
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[責任編輯:劉鳳華]