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秭归实习基地教学资源和教学条件评述

2010-12-28樊光明张先进易顺华彭松柏

中国地质教育 2010年1期
关键词:黄陵秭归岩体

樊光明,张先进,余 英,易顺华,彭松柏

中国地质大学(武汉) 地球科学学院,湖北 武汉 430074

秭归实习基地教学资源和教学条件评述

樊光明,张先进,余 英,易顺华,彭松柏

中国地质大学(武汉) 地球科学学院,湖北 武汉 430074

坐落在距三峡大坝1km新秭归县城的中国地质大学秭归实习站,是我校继周口店、北戴河之后的第三个教学实习基地。本文从野外实践教学的角度对实习区的基础地质、工程地质、地球化学、旅游等几个方面的教学资源以及野外实践教学的适用情况进行了叙述和分析,认为秭归实习基地具有教学资源丰富齐全、综合性强、现象典型直观等特点,适合于多个专业学生的野外实践教学,是一个不可多得的集基础地质、工程地质、地球化学、旅游等为一体的多学科、多专业综合性野外实习基地,尽管刚开发使用四年,但已显示出良好的发展前景。

秭归实习基地;教学资源;教学条件;实践教学

中国地质大学(武汉)秭归野外教学实习基地坐落在秭归新县城文教小区,距三峡大坝1km。2004年11月26日工程奠基,工程总投资5600万元。一期工程2006年竣工,并开始投入使用,正式接纳学生野外实习,实习站具有良好的生活条件和生活环境(图1)。该教学实习基地是我校继周口店、北戴河之后建立的一个唯一具有多功能、综合性的野外教学基地,实习区范围以实习站为中心,周边5~20km。由于建站时间短,在教学资源的开发研究上可能暂时滞后于周口店和北戴河实习基地。大家对实习基地的了解也不如前两个基地。4年来的实践教学及教学资源的开发研究,作者认为秭归实习基地具有优越的区位优势,基础地质、工程地质、地球化学、旅游等教学资源丰富,是一个不可多得的具有良好发展前景的综合性教学基地。建站时间虽短,但其知名度提高迅速。2009年,在此实习的院校有5个,实习学生共57个班,近2000人,其中武汉大学、中山大学等校外4所院校的学生达400人。实践证明,该实习基地在我校及外校野外实践教学及培养学生实践工作能力方面起着非常重要的作用。

一、实习区基础地质

实习区位于扬子地台鄂黔台褶带与四川台向斜两个二级构造单元过渡区段的黄陵背斜内。结晶基底及盖层出露广泛,构造比较发育,岩石类型丰富,基础地质教学内容齐全。

1.地层

实习区地层发育较全,基底变质岩系有太古界—中元古界(原崆岭群),有人称之为黄陵(崆岭)杂岩[1-4],盖层有南华系、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系和侏罗系。闻名于世的“三峡震旦系国际层型剖面”就位于距实习站18km的莲沱镇,而且三峡震旦系的研究资料较丰富[5]。

图1 秭归实习站全景

实习站北约15km出露有太古界—中元古界的原崆岭群的庙湾组(Ptm)、小渔村组(Pt1x)和古村坪组(Arg)[2]。自实习站向西沿长江而上约8km,出露有崆岭群小渔村组。沿江继续向西,沿途可连续观察到南华系、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系等盖层地层,露头较好,接触关系清楚,地层剖面连续。

在泗溪日月坪一带沿公路及河流出露有南华系莲沱组、南沱组,震旦系陡山沱组、灯影组,露头较连续,有顶有底,可供学生野外进行剖面实测。

2.岩石

实习区三大岩类发育。

沉积岩,如南华纪以上地层为沉积岩,沉积岩中有砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩等碎屑岩类;碳酸盐岩类有灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩、白云岩。

岩浆岩类,区内有黄陵庙岩基的茅坪复式岩体和黄陵庙复式岩体,其岩体有兰陵溪岩体、中坝岩体、太平溪岩体等8个之多,其岩性有辉石闪长岩、石英闪长岩、英云闪长岩、斜长花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩和正长花岗岩等。露头比较连续,岩石较新鲜,包体比较发育,现象典型,岩石特征及岩体岩脉穿插关系清楚。

变质岩类,由于实习区基底岩系经历多期构造运动(如四堡、晋宁等运动)及岩浆、变质事件,所以,前震旦纪地层普遍遭受变质作用。实习区的兰陵溪一带可见的变质岩有:角闪岩、斜长角闪岩、斜长角闪片岩、黑云角闪斜长片麻岩、黑云母石英片岩、黑云母片岩、混合片麻岩等。在江北变质岩区岩石类型更为丰富,如片麻状辉长岩、伟晶角闪石岩、蛇纹石化橄榄岩等。

3.构造

黄陵背斜地区经历了阜平、吕梁(兴山)、四堡(神农)、晋宁(花山)[2]、印支、燕山、喜山等多次构造运动,使该区的基底岩系及盖层地层普遍发生变形,形成从宏观、露头到手标本不同尺度的复杂多样的构造形迹。就实习区而言,构造现象比较丰富,类型较全,形迹典型,完全可以满足野外实践教学的需要。

在距实习站约10km的江北地区的变质岩区,发育有韧性剪切构造、深层固态流变等构造(图2)。在兰陵溪一带的变质岩中,发育有次生构造面理(如片理、片麻理等)、片理、片麻理褶皱、拉伸线理等小型构造。从莲沱镇震旦系层型剖面向西到翼家湾一带,可观察到路线尺度的黄陵背斜。在翼家湾向西至九畹溪、肖家湾可目睹露头及较大尺度的黄陵背斜翼部的次级褶皱及层间褶皱(图3)、典型的断裂构造、寒武系岩石中的层间劈理等构造。在泗溪及其他地方震旦系灰岩中可观察到典型的雁列式节理、火炬状节理等。在陈家冲可观察到岩浆岩中的几种原始节理。

二、工程地质

工程地质是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。目的在于查明工程场地的地质条件对场区及其有关的地质问题进行综合评价,分析、预测在工程建筑作用下,地质条件可能出现的变化,选择最优场地,并为工程设计、顺利施工提供可靠的科学依据。

图2 黄陵背斜基底结晶岩系中的褶皱

图3 陡山沱组中的层间褶皱

在长期地质作用下形成的岩体和岩体结构是工程地质学研究的基本内容[6]。实习区内发育有不同时代、不同岩性的岩层及各种与工程地质有关的地质现象,如各种面状构造[7]等,这对岩土组分、组织结构、物理、化学与力学性质及其对建筑工程稳定性的影响研究提供了良好的观察研究场所和条件。深切河谷或沟谷的形成以及人类活动而破坏的自然环境的平衡,致使实习区内边坡、路基、坝基、桥墩、硐室等工程建筑中的地基稳定性问题比较典型,自然发生的崩塌(或危岩体)、滑坡、泥石流等物理地质作用明显。公路修建及其他工程的施工,人为造成高边坡,在各种面理(如层理、劈理等)、破裂构造与临空面成顺向坡时,就会形成新的危岩体。在沿江公路、秭归新县城内及周边边坡支护治理工程到处可见。典型的危岩体和滑坡,如区内的链子崖危岩体(图4)、新滩滑坡等[8-10]。

三峡水利枢纽工程(以下简称三峡工程)位于实习区内,距实习站仅1km,是世界闻名的特大型工程。在大型工程稳定性、边坡、坝基、硐室等方面是工程地质类学生参观、学习、研究的好地方。

这些与工程地质有关的地质灾害(如崩塌、滑坡、泥石流、溶洞塌陷等)、影响重大工程的稳定性的活动构造等都直接或间接地与内动力地质作用[6]和外动力地质作用有关。而这些地质现象、工程地质现象及典型地质灾害类型,不仅是工程地质类专业学生野外实践教学的主要内容,也是地学类专业高年级学生应该了解和学习的内容之一。

三、地球化学及地理地貌

1.地球化学

地球化学着重研究化学元素在地壳中的迁移、转化、分散和富集问题。环境问题的出现,促进了环境科学与地球化学的有机结合,便产生了新的边缘学科——环境地球化学。

图4 链子崖危岩体

一个地区的地球化学和环境地球化学特征与该区的地质历史过程密切相关。实习区复杂的地质演化过程决定了该区比较复杂的地质环境和不同时代、不同岩性的岩石分布区。区内有前震旦纪的变质结晶基底分布区、侵入岩分布区,盖层中有碳酸盐岩分布区、碎屑岩分布区,同时还有第四系冲积物堆积区。这些不同区域或区段,必然存在有不同的地球化学元素背景值。变质岩区的地球化学研究可以解决前寒武基底的演化历史,应用地球化学的水系沉积物测量可以寻找金矿等,土壤、水的测量可以了解现代化学环境。观察分析地球化学元素与地质背景不同岩性区的密切关系,了解长期的地质演化过程中这些地球化学系统的逐渐演化、污染物在环境中迁移转化的规律及现代环境化学的变化过程和趋势等,这些都是地球化学、环境地球化学专业学生野外实践教学的重要内容。秭归地区具有较典型的不同地球化学背景区和不同岩石类型分布区,是地球化学、环境地球化学专业学生野外实践教学比较理想的地区。

2.地理地貌

长期的地质作用过程,造就了三峡地区复杂多样的地理环境和地貌特征。实习区及周边内地形复杂,高差悬殊,峡谷底部长江谷地海拔高度不到50m,而两岸山峰可达千米以上,如长江南岸的仙女山海拔达1675.4m。

峡谷地貌是实习区的主要地貌类型。自奉节以下的“峡江”河段的西陵峡段,是高度与中度切割兼备而以中度切割为主的峡谷。也是峡中有峡的复合式峡谷带。地貌是内动力过程与外动力过程对立统一的产物,内动力和外动力是塑造地貌的两种营力。长江对三峡的水锯下切,深达千米。向芳等研究认为三峡段长江三峡形成于70~73万年之前[11]。张丽萍等通过对长江三峡黄陵背斜段地质时期结晶岩风化剥蚀速率的研究认为大面积的强烈剥蚀大约发生在240万年[12]。袁道先等研究提出长江三峡形成距今约200万年,而长江东流与青藏高原的抬升密切相关。

喀斯特地貌是实习区又一典型地貌。实习区灰岩、白云岩分布广泛,断层、裂隙发育以及湿温多雨的气候,为喀斯特地貌的发育提供了必要条件,形成了溶洞、岩溶漏斗、竖井等喀斯特地貌景观。

实习区内地理地貌特征可以满足与此相关专业的野外实践教学需求,是一个比较好的野外实践教学基地。

四、旅游资源

1.自然旅游资源

自然旅游资源,通常是指能使人们产生美感的自然环境和物象的地域组合自然景观。包括山、水、植物、动物、人文、古建筑及大型工程等。我们所观赏的自然景观,大都由内、外动力地质作用形成的天然地质体,如山、水、土、石、好的构造现象、溶洞、峡谷地貌等。它们不仅具有较高的游览观赏价值,而且也是很好的科普教育基地。

秭归实习区内,世界著名的第三长河流——长江穿区而过,有著名的西陵峡中段的庙南宽阔谷地及西段的兵书宝剑峡、牛肝马肺峡和崆岭峡。

位于西陵峡西段牛肝马肺峡南岸,距实习站18km的九畹溪,溪长42.3km,属深切河谷,落差达90m,河滩20余处,小溪蜿蜒秀丽,溪水清澈,两岸山势巍峨,高差悬殊,甚是险要壮观,寒武系岩层的层间褶皱给陡峻的岩壁增添了几分神秘的色彩(图5)。现九畹溪现已成为三峡有名的漂流探险旅游景区之一。

泗溪也是实习区内有名的自然风景区之一,位于实习站西南12km处,它是由大溪、小溪、芭蕉溪和顺阳溪四条小溪组成,景区面积20多千米。景区内重峦叠嶂,山谷幽静,小桥流水,植被茂密,物种繁多,竹子清香。走进公园即可观赏到玉兔峰、金鸡报晓等自然景观。走到泗溪山谷尽头,展现在你眼前的是最具特色的三吊水高山瀑布,总落差为389m,分五级飞流直下,一眼可揽三级瀑布,瀑布落下,水花四溅,化为缥缈水雾,形成“天然氧吧”,使游者有身处仙境之感受(图6)。

图5 九畹溪峭壁及其上的层间褶皱

图6 泗溪自然风景区的三级瀑布

2.人文旅游景观

秭归是伟大的爱国诗人屈原、民族和睦使者王昭君的故里,在这里,有着丰富的文化内涵和深厚的文化底蕴,不仅有古建筑黄陵庙、屈原祠,还有举世闻名的三峡工程。

黄陵庙坐落在庙南宽谷中黄牛峡南岸的黄牛山脚下,是一座红墙黄瓦、金碧辉煌的古建筑,是三峡中年代最为久远的古建筑。原名为黄牛祠、黄牛庙,后由宋朝文学家欧阳修任夷陵(今宜昌)县令时为纪念禹王开山之功改名为“黄陵庙”。黄陵庙几经重建,现仅存明历四十六年(公元1618年)重修的禹王殿、武侯祠等。虽不如初建,却仍然是三峡中规模最大的古建筑。

图7 三峡大坝景观

屈原祠是为纪念屈原而修建的。现在的屈原祠是1976年因葛洲坝工程的兴建由屈原沱搬迁重建。三峡工程的再度蓄水,再迁至新县城茅坪镇的凤凰山。

三峡工程是当今世界上最大的水利工程(图7),仅距实习站1km,在很多方面三峡工程创下世界之最。葛洲坝及三峡工程的兴建,使“高峡出平湖”的愿望变成了现实,也结束了“三峡千古不夜航”的历史。三峡工程无疑是人们最想亲眼目睹的一大景观。当你站在大坝北端147.4高地一览大坝全景时,你会被眼前的一切所感动、震撼。你不仅感受到三峡工程的巍峨壮观,更体会到中华民族的智慧和伟大。

五、教学适应程度及发展前景

评定一个教学基地发展前景的基本依据:(1)教学资源是否丰富齐全;(2)教学内容是否集中、现象是否典型;(3)教学路线观察的现象是否直观;(4)是否具有综合性,能满足多学科、多专业的实习要求;(5)交通是否便利;(6)生活环境和基本条件。

实习区(包括江北)距今18亿年前的古元古代到距今百万年前的新生代之间的各个地质时代的地层发育比较完整,出露较齐全。漫长的地质作用,使实习区形成不同时代的地层、各种类型齐全的岩石以及路线尺度、露头尺度等各种类型的构造现象,这些丰富的地质现象不仅可以满足非地质类专业学生的野外实践教学,而且可以为地质专业高年级学生的野外实践教学提供后备基地。

实习区内崩塌(危岩体)、滑坡、泥石流、溶洞塌陷以及现在大型典型工程,危岩治理、滑坡、斜坡治理均有实例可看。如举世闻名的三峡工程、链子崖危岩体、新滩滑坡等。对于工程地质类专业来讲,显然是个理想的野外实践教学场所。

实习区典型的峡谷、岩溶等地貌类型。典型的“江山”“山水”组合和山奇、石美、洞异、水秀的自然景观以及以屈原文化、三峡大坝为代表的人文景观,这对地理学、地貌学、旅游、美术等专业无疑是一个不可多得的野外实习基地。

综上所述,秭归实习基地具有教学资源丰富齐全、综合性强、现象典型直观等特点,交通条件比较便利,生活环境良好,可满足于多个专业学生野外实践教学的需要,是一个不可多得的集基础地质、工程地质、地球化学、旅游等为一体的综合性野外实习基地。虽然仅才开发使用两年,但已显示出该基地的巨大潜力和良好发展前景。在我校、甚至外校的野外实践教学环节和培养学生实践能力中起着非常重要的作用。

在三峡地区虽然前人已取得一些较高水平的研究成果,但仍有很多具有非常重要意义的地质问题、地质灾害等问题有待进一步研究。“教育部长江三峡库区地质灾害研究中心”的成立及“秭归野外试验场”的筹建,使科研与教学融为一体,将会大大促进秭归实习基地的全面建设,进一步提高实习基地的整体水平。

秭归实习基地的建设和教学资源的开发等工作已全面展开,标本展示园地、标本陈列室、图书资料室等教学建设已初见成效。秭归实习基地将很快被建成一个在国内具有较大影响的高水平、高层次的综合性野外实践教学基地。

[1] 湖北省地质矿产局.湖北省区域地质志[M].北京:地质出版社,1990:550-558.

[2] 熊成云,韦昌山,金光富.鄂西黄陵背斜地区前南华纪古构造格架及主要地质事件[J].地质力学学报,2004,10(2):97-112.

[3] 蔡学林,朱介寿,曹家敏,等.华南地区岩石圈三维结构类型与演化动力学[J].大地构造与成矿学,2003,27(4):301-312.

[4] 李志昌,肖志发,刘文贵.鄂西黄陵地区“孔兹岩”的Ce、Nd同位素特征[J].华南地质与矿产,2001,(2):8-12.

[5] 王自强,尹崇玉,高林志,等.宜昌三斗坪地区南华系化学蚀变指数特征及南华系划分、对比的讨论[J].地质论评,2006,52(5):577-585.

[6] 陈昌彦,张李节,王思敬,等.断层构造研究进展对工程地质学的启示[J].地质论评,2002,48(5):487-493.

[7] 张 峰,王世杰.长江三峡坝区断层泥的裂变径迹法年龄[J].地质科学,2001,36(1):101-106.

[8] 胡亚波,黄学斌.长江三峡工程蓄水对链子崖危岩体T8-T12缝段稳定性影响研究[J].地球科学——中国地质大学学报,2002,27(2):193-198.

[9] 叶正伟.长江新滩滑坡的历史分析趋势预测与启示[J].灾害学,2000,15(3):30-34.

[10] 常 宏,谭建民,李 明,等.三峡库区秭归县张家湾滑坡群基本特征及形成机制探讨[J].矿产地质,2004,(2):66-72.

[11] 向 芳,朱利东,王成善.长江三峡阶地的年代对比及其意义[J].成都理工大学学报(自然科学版),2005,32(2):162-166.

[12] 张丽萍,杨达源,朱大奎.长江三峡黄陵背斜段地质时期结晶岩风化剥蚀速率研究[J].中国科学(D辑),2003,33(1):81-88.

Review on the Teaching Resources and Teaching Conditions in Zigui Practice Base

FAN Guang-ming, ZHANG Xian-jing, YU Ying, Yi Shun-hua, PENG Song-bai
China University of Geosciences, Wuhan 430074, China

The practice station of China university of Geosciences in Zigui is located in new Zigui county set which spaces out the three gorges dam 1km apart.It was the third practice base besides Zhoukoudian and Beidaihe.According to teaching practice over four years, from the view of teaching in field practice, the paper depicted and analyzed impersonally resources in the parts of base geology, engineering geology, geochemistry and tour, and summed-up the applicability to teaching in field practice.We thought that the practice base has the traits of richness in teaching resources, all-side, strong integrity, typical and direct phenomena.It can adapt to teaching in field practice with many specialties.The practice station which centralizes base geology, engineering geology,geochemistry and tour is valuable and integrative.Though exploited over four years, it has showed potential strength and favorably developmental foreground.

Zigui practice base; teaching resources; teaching condition; practical teaching

G642

A

1006-9372 (2010)01-0056-06

2009-11-17。

秭归产学研基地教学资源建设(NO:2008A20)。

樊光明,男,教授,主要从事构造地质学方面的教学和研究工作。

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