“沉积学基础”课程野外教学点的建设和意义

张元福，王红亮

中国地质大学（北京）能源学院， 北京 100083

实践教学

“沉积学基础”课程野外教学点的建设和意义

张元福，王红亮

中国地质大学（北京）能源学院， 北京 100083

“沉积学基础”是一门以自然地质现象为基础的大学本科课程，野外实践对教学目标的实现具有重要作用。本文围绕完善硅化木地质公园野外教学点的目标，深入探讨野外教学点建设过程中遇到的问题和建设步骤，基于野外教学的特点，精炼教学内容和优选教学路线，并提出“野外教学和理论教学内容互补”等野外教学设计的基本原则。通过完备的野外教学，逐步将过去的认知型为主的教学体系转变为探索性和认知性并重的教学体系，丰富了“沉积学基础”的教学模式，取得了良好的教学效果，也为相关地学类课程的实践课程设计提供了参考。

沉积学；硅化木；野外教学；教学模式

作为一门理论性和实践性都很强的课程，“沉积学基础”是石油地质专业的一门重要的专业基础课。其野外实践环节对课程的教学效果具有至关重要的作用。但由于条件和课时限制，野外实践教学重视程度不够，极大地影响了教学效果。本文以校级教学改革为契机，以延庆硅化木国家地质公园实践教学点为依托，基于野外教学的特点，进行合理的野外作业设计。使学生掌握沉积岩的概念、基本特征、沉积岩的形成机理、陆源碎屑岩及碳酸盐岩的结构构造、主要岩石类型及其特征和成因、主要沉积相模式等沉积学的基本理论和基础知识，掌握沉积岩研究和鉴定的基本技能，为后续课程的学习以及毕业后的生产和研究活动打下扎实的基础。

一、实践教学点地质情况

考察区距延庆县城约45km，位于北京市延庆县东北部的千家店镇辛栅子村北坡的硅化木国家地质公园中心区及其附近。盆地的形成时期为中生代中晚侏罗世时期，主要充填序列为上侏罗统土城子组（J31），形成时间约156～139M a。土城子期在南北向挤压构造背景下形成了复杂的地质结构和盆地分割，形成了许多山间坳陷盆地。这些构造体系，尤其是走滑正断层系是形成侏罗世时期“花盆”盆地的主要构造控制单元，也是层序地层形成的重要控制因素。“花盆”盆地位于燕山褶皱带花盆－四海凹褶的东侧，出露地层主要为中元古代蓟县系雾迷山组和中生代侏罗系土城子组。雾迷山组岩性为一套白云岩、硅质条纹—条带及团块白云岩组合。土城子组不整合于雾迷山组之上，为盆地主要的充填地层序列。岩石组合主要为浅绿色页岩、含粉砂页岩、浅绿色—暗紫色含角砾凝灰岩、凝灰质粗砂岩、凝灰质细砂岩、粉砂岩、复成分砾岩，少量粗面安山岩、安山岩、复成分火山角砾岩等；在浅绿色页岩及含粉砂页岩中发育有硅化木化石群。

二、实践教学内容

北京延庆硅化木地质公园的中生界碎屑岩和元古界的碳酸盐岩沉积，前者为陆相的辫状河沉积体系及湖相沉积体系为主；后者以海相为主。野外教学内容的重点包括硅化木公园中心区的湖相沉积，扇三角洲沉积和辫状河沉积，公园北侧中生界与元古界之间的边界断层及中生界冲积扇沉积，层间断层、穹窿、单斜、背斜及大型浪成波痕等构造现象及沉积现象的认识。通过野外实地考察，使学生认识边界断层、冲积扇、扇三角洲及辫状河的特征，认识断层、单斜、穹窿背斜等构造现象及滨浅海的沉积构造特点，为室内理论学习进行有益的补充。

1.陆相层序地层教学

本区层序地层具有陆相层序的典型特征，发育正常的湖泊层序，同时也发育火山事件层序。具有“体系域发育规模有限，湖退体系域发育，以及发育大型冲刷面”等典型的陆相层序特征。其中底部层序为典型的、受构造和气候控制的正常湖泊层序；中部和上部层序为火山事件层序。每套火山事件层序以火山事件周期为层序周期，早期以大型火山集块岩为主，中期逐渐过渡为小型火山集块岩，并向火山凝灰岩过渡，晚期为火山凝灰岩。以上内容可作为陆相层序地层教学的主要内容。

2.河湖相沉积体系特征教学

本区由于具备多样的河湖相沉积，所以可以成为理想的实践教学点。本区的河流相为中生代红色泥岩和砾岩组成的碎屑沉积物。砾岩的磨圆分选较差，沉积物支撑类型为杂基支撑，并具有典型的河流冲刷。本区的湖泊相主要为扇三角洲和湖泊泥岩为主，可见多期充填河道叠置构成的大型下切河谷，其底部砾岩整体呈“V”字形侵蚀其下伏的泥岩层。单个河道充填呈顶平底凸的正韵律沉积。河切谷被辨状河所充填，且分选较差，有一定的高角度定向排列。是典型的扇三角洲前缘水下分流河道沉积。

三、实践教学路线

教学路线1包含5个观察点（图1）。涵盖了盆地边界和一套底部层序。路线2包含6个观察点，基本涵盖了盆地内部不出露的全部地层，并包含有明显的火山事件沉积。露头点观察以识别层序边界和层序内部分界面特征为主要目的，详细识别各露头点生物化石情况、岩性特征、构造特征和沉积特征。

图1 教学路线图及观察点

路线1：主要对盆地边界和底部的地层进行观察，观察内容包括：断层边界、不整合、大型河切谷沉积、海进和海退序列，以及对地层体系域的鉴别与划分。例如：观察点3、4、5处层序1可划分为三个体系域，低位体系域（LST）、海进体系域（TST）和高位体系域（HST）。观察点3，辫状河充填的河切谷沉积，可见明显的海退特征，这部分可看作低位体系域。观察点4，在冲积扇与河切谷沉积物上部发现厚层灰绿色泥岩，表明湖水位上升，此处为海进体系域的开端。观察点5，泥岩之上继续沉积了一层细粉砂，砂岩厚度逐渐增加，且颗粒粒度向上变粗，表明了海退的特征，可看作高位体系域。

路线2： 主要对盆地沉积地层和火山事件沉积地层进行观察，观察内容包括：河湖相沉积层序的观察和划分界限、事件沉积的层序地层，以及划分本区的火山期次。观察点7，露头显示层序地层3的底部，粗粒砂岩侵蚀其下伏泥岩的位置可以确认层序地层的界限，并可发现四组向上变粗的层序，表明了一种很强的河流侵蚀作用。观察点8，这部分包括4组层序地层（层序4～7）。在层序地层4底部，细粒砂岩侵蚀下伏黄色细粒砂岩的位置可以确定层序3和4的界限。层序5～7的界限可以根据底部和凝灰质火山集块岩来划分，在沉积期间，曾发生过三次强烈的火山活动。

四、实践教学设计

基于野外教学点的教学设计要遵循“解决实际问题”的原则，由指导教师针对教学点的基础地质问题来设计一些的科研大作业，如“本区辫状河沉积特征”大作业，规定相应的课题小组要完成岩性描述、岩石成因解释、沉积剖面绘制等内容。在此基础上，可以增加难度，设立“辫状河三角洲和扇三角洲的区别”大作业。使学生在对辫状河进行观察时不仅了解它的沉积特征，还要了解与其他的沉积体系的区别。这样的野外作业会进一步增强学生的主观能动性，提高了学生的知识应用能力。

1.野外教学和理论教学内容对照

野外教学点的设计必须要有的放矢，要依据课堂上所讲述的理论内容进行有目的的选择。首先就要选取一些可以和课堂上讲到的一些理论知识相对照的野外实践内容。比如，在讲到“碳酸盐岩”章节时，要讲到不同碳酸盐岩的识别特征，那么就可以选取野外具有典型特征的白云岩进行实践。这样，使得课堂理论可以很好的在野外进行验证，增强了知识的实用性，也更容易是同学们接受课堂上的理论知识。

2.野外教学和理论教学内容互补

在进行野外教学内容的选择时，还需要注意教学内容的互补性。要尽量把一些课堂上可能涉及不到的知识或容易遗漏的知识在野外实践教学中进行补充，也就是“室内+野外教学内容互补原则”。仍以“碳酸盐岩”章节为例，在课堂讲授时，由于“岩溶垮塌”是一种个别现象，往往课堂上不会提及，但在野外实践点却可以观察到，那么在野外教学点的选择上对这类知识点适当的加以倾斜，使学生的知识得以拓展。

3.教学用例“单一完备”

野外教学容易受场地、天气等等因素的限制。相对课堂教学，野外教学要面临更大的困难和挑战。野外教学往往要面对比课堂上更加复杂的局面。这就要求教学者在在进行野外教学内容的选择时，尤其要注意教学用例的选择。尽量先做到“单一简明”，再循序渐进。避免复杂情况的发生。比如，在进行“碎屑岩”野外实践点观察时，尽量先选择岩性比较单一的实践点进行观察，对一些野外比较容易混淆的复杂用例要进行删减。这样可以在有限的野外实践中使学生加深对重点知识的掌握。当然对个别理解能力突出的学生，可以适当拓展。但教学首先要顾全整体效果，才能最大限度的提高教学质量。

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Construction and Signif i cance of the Field Teaching for the Course of Basis of Sedimentology

ZHANG Yuan-fu, WANG Hong-liang
China University of Geosciences, Beijing 100083, China

Basis of Sedimentology is an undergraduate course which is based on natural geological phenomenon. Field teaching plays a crucial role for realizing the teaching objectives. For building and perfecting the f i eld practice locations in the Petrif i ed Wood Geological Park, the problems resulting from the process of building and the practical steps are researched in detail. Based on the characteristics of f i eld teaching, the teaching contents are ref i ned and the teaching routes are optim ized. The basic principles, f i eld teaching and theory teaching should make up for each other, is determ ined. Through the integrated field teaching, the previous cognitive-based teaching system is gradually changed into the balanced system in which the exploration-based f i eld teaching is indispensable. All efforts are in exchange for good teaching effectiveness, also provides reference for designing practice course of relevant geological course.

sedimentology; petrif i ed wood; f i eld teaching; teaching model

G642

A

1006-9372 （2012）03-0071-03

2012-06-06；

2012-08-16。

中国地质大学（北京）教学改革面上项目“《沉积学基础》野外实践教学体系研究”（JGYB-201113）。

张元福，男，副教授，主要从事石油地质和勘查的教学和研究工作。