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关坝地区的地质特征与地质实习教学研究

2012-08-15谭先锋李祖兵夏敏全

关键词:现象教学

谭先锋,李祖兵,夏敏全

关坝地区的地质特征与地质实习教学研究

谭先锋,李祖兵,夏敏全

联系地质实习教学的需要,分析了重庆市万盛区关坝地区的地质特征。认为关坝地区地质现象丰富,是开展野外地质实习教学的理想之地。将这里作为实习基地,有利于激发学习兴趣,培养创新思维和发散思维,从而提高地质实践教学的效率和质量,同时也可为教师的科研提供方便。

实习基地建设;地质实习;关坝地区;地质特征

重庆市万盛区关坝镇的九锅箐和青年镇的燕石村一带,具有独特的地质地貌,是重庆科技学院“普通地质学”和“石油地质基础”课程的野外实践教学基地。2003年开始将其作为地质实习基地考虑,经过多次野外踏勘,反复论证了在这里开展实践教学的可行性。结果表明,这个地区具有显著的基本地质特征,是适宜进行普通地质实习的良好场所。

一、关坝地区的地质特征分析

针对地质初学者的普通地质实习,主要是引导学生全面认识地质地貌,这就要求实习区域的地质条件要比较丰富、全面。关坝地区与贵州和綦江县接壤,是一个煤矿老区。这里地质现象丰富,记录了扬子地区地质演化过程和海陆变迁的重要过程,可提供地质认知实习的重要内容,是地质认知实习的天然实验室。

(一)地质作用现象丰富

“普通地质学”课程教学的重点在于理解地质发生过程,包括外力地质作用和内力地质作用过程及其产物。关坝地区兼有内力地质作用和外力地质作用两种地质过程的产物。(1)外力地质作用比较丰富,如河流地质作用及其产物特征明显。这里河流体系发育,主要为山区河流。各种地质现象比较丰富,如河流的单项环流、心滩的形成、边滩的形成、山区河流侵蚀作用及沉积物特点、阶地的形成等。(2)内力地质作用引起的构造现象比较丰富,依“槽台”说,该区处于扬子准地台,川黔南北构造带望乡台背斜。望乡台背斜轴部北起青年镇更鼓村一带,大致以160o方向延伸至望乡台一带并进入贵州省境内。在重庆市范围内,长10余km,并以5o~10o的角度向南扬起。背斜核部在更鼓村出露的最老地层为中志留统韩家店组,随背斜的扬起,向南依次出现更老的地层,即下志留统石牛栏组、龙马溪组、奥陶系上中下统直至中上寒武统娄山关群诸地层。大的构造背景下,实习地区发生过大的海陆变迁,大型褶皱、断层等现象比较丰富,小的围观构造如小型褶皱和断层也比较丰富,如燕石-罗奇岩一线,是认识内力地质作用的重要场所。

(二)地层系统比较完整

这里各个时代地层均有出露,体现了区域上的大地构造背景。主要发育有古生代地层寒武系娄山关组,奥陶系桐梓组 (O1t)、红花园组 (O1h)、湄潭组(O1m)、十字铺组(O2s)、宝塔组(O2b)、临湘组(O3l)、五峰组(O3w);志留系龙马溪组(S1l)、石牛栏组(S1s)、韩家店组(S2h);二叠系梁山组(P1l)、栖霞组(P1q)、茅口组(P1m)、龙潭组(P2l)、长兴组(P2c);三叠系飞仙关组、嘉陵江组(Tlj)、雷口坡组(T2l)、须家河组(T3x);侏罗系自流井组 (J1-2zh)。地层系统中缺失上志留-石炭系地层,区域上位中志留统韩家店与下二叠统梁山组直接平行不整合接触。

地史及沉积演化方面,奥陶纪期间,这里仍为浅水海洋环境,但海水深度比寒武纪略深,接近或位于氧化界面附近,实习地区奥陶系地层中可见较多角石。奥陶纪末的五峰期到志留纪初的龙马溪期,本区海水深达氧化界面和碳酸盐补偿面以下,形成黑色的仅产浮游笔石和直角石等化石的页岩和薄层硅质岩。晚志留世时,再次受加里东运动的影响,抬升而成为古陆地,缺失上志留统、泥盆系和石炭系的地层[1]。早二叠世初的梁山时期,本区为海陆交互环境,形成夹煤线的泥页岩和钙质泥岩。晚二叠世初,本区为海陆交互环境,当时气候温暖潮湿,常发育沼泽,陆生植物十分繁盛,沉积了西南地区极其重要的龙潭组煤系地层。之后海水逐渐加深扩大,古陆后退缩小,小型生物礁发育,形成川东地区重要的产气层位―长兴组地层。早、中三叠世时期,海水又一次广泛入侵,四川广大地区成为浅水海洋。三叠世末,受“印支运动”的巨大影响,实习区开始转向陆地沉积。晚三叠世和侏罗纪时期,整个四川盆地为一个巨大的湖泊,周围有许多河流发育。在这段漫长的地质历史时期,还发生了各种很明显的重要变化。晚三叠世末有过短暂的抬升剥蚀历程,从而形成了三叠系与侏罗系地层间的平行不整合。

实习教学中,有几个特征可重点介绍:(1)构造运动-产物特征。如S2/P1l平行不整合面、T1/T2海陆变迁界面、T3/J平行不整合面。(2)海陆成煤期。实习地区广泛分布大小煤矿,均采自二叠系龙潭组。(3)海洋沉积-陆地沉积,与整个区域地质特征对应。实习区,在中三叠世末期开始由海洋沉积转向陆地沉积,海陆沉积特征差异明显。(4)标准剖面。实习地区P-T界线及剖面特征比较完整,地质现象丰富,可作为地质剖面教育和地质历史演化过程的重要野外素材。

(三)矿物岩石及古生物类型丰富

实习地区地层由海到陆,经历了漫长的地质演化历史,形成了各种地质现象,留下多种矿物、岩石、古生物记录,可谓天然的标本库。这里的矿物标本有石英、方解石、白云石、长石、黄铁矿、石膏等。岩石类型也非常丰富,有各种碳酸盐类,如瘤状灰岩、燧石结核灰岩、生物灰岩、鲕粒灰岩、砾屑灰岩、砂屑灰岩等;也有各种碎屑岩类型,如砾岩、长石砂岩、石英砂岩、岩屑砂岩、粉砂岩等。古生物标本类型有奥陶系角石、龙溪组的笔石、石牛兰组的珊瑚、志留系皇冠虫、石燕贝、腹足、腕足等。

(四)拥有许多地质旅游景点

实习区碳酸盐地层发育,喀斯特地貌作用形成的溶洞、地表溶蚀形成的石林地貌和山区河流下蚀作用形成的峡谷地貌等比较发育,有著名旅游景点黑山谷、铜鼓滩、贵州石林、九锅箐森林公园等。黑山谷景点距关坝地区较近,主要是山区河流下蚀作用形成的峡谷地貌。铜鼓滩漂流属于山区河流的开发景点,利用了河流的作用。贵州石林位于贵州省与重庆交界地带,在实习地区也发育各种大小石林,都是重要的旅游资源。基础地质实习的一项重要任务就是对地质现象的认识,具有地质特征的旅游景点也可以作为基础地质实习的重要地点,这对启发学生认识地质、提高学习兴趣有重要的作用。

(五)具有多种成因的矿产资源

关坝地区具有多种矿产资源,典型的是煤矿、钡矿、铁矿。煤矿主要产自二叠系龙潭组。各种砂岩的层理发育,是较好的建筑石材。瓦斯气是采煤的副产品,可供矿区生活用。“綦江式铁矿”产于侏罗系底部。在地腹深处的嘉陵江组、雷口坡组,地层中产石膏和石盐。另外,作为地层较全、岩石类型比较丰富的地区,这里石油地质条件、生储盖组合条件满足,可借以介绍石油地质发生过程。

二、基地实习教学的特色

(一)利用独特的地质地貌激发学习兴趣

地质专业一直被认为是艰苦的专业之一,原因就在于需要长时间在野外工作。因此,选取实习基地应考虑学习兴趣。关坝地区地质条件较好,各种内力外力地质作用过程及其形成物比较丰富,风景也比较秀美。各种喀斯特地貌、峡谷地貌等比较丰富,有著名的黑山谷、石林等旅游景点,有各种自然“能工巧匠”打造的天然地貌。实习过程中,学生可由此体会学习地质的优越,因为可以对独特的自然过程有深入的了解。不但要培养学生基本的地质技能,重要的是还要培养学生对大自然的探究精神,从而热爱大自然,热爱地质事业。

(二)培养创新思维和发散思维

实习地区地质现象丰富,地质过程复杂,参观的路线较多。对丰富的地质现象,教学中不必面面俱到,应认真设计实习路线。可以选择几条让学生自己单独去实践的路线,要求沿途地质现象一定要丰富,地形地貌可以较好,让学生理解地质作用的发生过程。引导学生通过基本的地质现象去理解几亿年甚至几十亿年发生的地质作用过程;由一种地质现象,推知将来可能发生的地质现象。考查学生的实习效果可以采取多种方式,如室内与室外相结合,现象与本质相结合,创新思维与基本思路相结合。实习考查方式可以融入更多理性的思维和创新思考。在野外考察中,可让学生对地质现象与实际生活相结合,地质现象与地质演化背景相结合,重视对地质创新思维和地质发散思维的培养。

三、进一步完善实习基地功能

实习地区具有丰富的地质现象,而且是集地质考察与地质旅游于一体的实习地点。这里作为地质实习基地,可进行资源勘查工程、石油工程的基础地质实习教学。对于地质专业来讲,到这里实习主要是对初学者进行基本地质技能的训练,认识和理解基本地质现象。石油工程专业的石油地质基础实习,主要是介绍一些基本的石油开采知识和野外考察技能,并对石油的产生过程和形成原因等方面进行考察和了解。实习地区石油地质条件比较齐全,生储盖组合具有较好的特征。这里是重庆市地质旅游的重要场所,除了有名的黑山谷峡谷地貌之外,还有丰富的岩溶地貌、自然风光。可以在旅游的同时考察地质现象,是地质旅游的理想地点。

关坝地区丰富的地质地貌、美丽的自然风光、便利的交通条件,是开展野外地质实习教学的理想之地。将这里作为实习基地,不但有利于提高地质实践教学的效率和质量,同时也可为教师的科研提供方便。该地区有几条完整的地质剖面,如P2ch-T3X地质剖面,就可以作为中上扬子地区,二叠系-三叠系一条重要的野外考察剖面。这里的几条古生代的重点剖面、复杂的地质区域构造、环境演化等,都还有待进一步考察研究。希望通过各方面的努力,能将关坝实习基地建设成为功能齐备的集地质实习、地质旅游和科学研究于一体的实习基地。

[1]马东洲,等.川南下志留统石牛栏组沉积体系与岩相古地理[J].成都理工大学学报:自然科学版,2006(3).

G642.44

A

1673-1999(2012)03-0170-02

谭先锋(1982-),男,博士,重庆科技学院石油与天然气工程学院讲师。

2011-11-30

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