地球化学专业特色与建设实践

杨忠芳， 冯海艳， 侯青叶 ，余 涛 ，李大鹏

中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 100083

地球化学学科专业建设

地球化学专业特色与建设实践

杨忠芳， 冯海艳， 侯青叶 ，余 涛 ，李大鹏

中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 100083

中国地质大学（北京）地球化学学科为国家级重点学科，经过几代地化人的不断努力，逐渐形成了独具我校特色的理论地球化学、壳幔演化及动力学、应用地球化学三个研究方向。通过高等学校特色专业建设要求，以人才培养方案建设为核心，以师资队伍建设为基础，以野外实践教学建设为保障，以室内试验动手能力培养为重点，以教材建设和双语教学为手段，以提高教学质量为根本，以科研项目为支撑的学科建设理念，使地球化学学科建设取得了显著成效，为我国地球化学专业人才培养作出了贡献。

地球化学；专业特色；重点学科

地球化学是研究地质体(包括地球与宇宙天体)中化学元素组成、化学作用与化学演化的一门新兴科学，它是地质学与化学、物理学相结合的交叉学科。自20世纪70年代中期以来，地球化学和地质学、地球物理学已成为固体地球科学的三大支柱，正显示出极其旺盛的生命力[1]。

早在1955年北京地质学院建院初期，於崇文教授就开始讲授“地球化学”课程，1960年创立了地球化学及地球化学勘探专业。中国地质大学地球化学人始终以满足国家建设需求、解决重大科学问题与拓展应用实践领域为己任，经过半个多世纪的团结奋进，不断拼搏，中国地质大学（北京）已建设成为独具特色的地球化学专业人才培养摇篮。

一、 我校地球化学专业特色

地球化学专业是中国地质大学（北京）地球科学与资源学院的本科重点专业之一，是国家级重点学科。依托学校已有的国家重点实验室、教育部创新团队、“211”工程和“985”优势学科创新平台建设等办学优势，通过我校品牌专业建设(2005年开始)和几十年的专业建设，由建专业初期以满足国家经济建设对矿产资源需求为主要任务的勘查地球化学方向，逐渐形成了理论地球化学、壳幔演化及动力学、应用地球化学三个研究方向，成为独具我校特色的地球化学专业。

1.理论地球化学

理论地球化学是地球化学学科重要发展方向，以於崇文院士为核心的研究小组，多年来致力于将数学、化学、物理、复杂性科学和计算科学与地质科学相结合，研究地质系统的复杂性，建立地质流体热力学模型等。重点研究地质系统复杂性的时空特征、动力学行为、非线性动力学机制，进行常见地质流体热力学性质的模拟及其在流体包裹体中的应用等。在地质系统复杂性、地球化学场分形、超临界流体分子间相互作用等方面取得了突出成果，由於崇文院士编著的《地质系统的复杂性(上下册)》[2]和《矿床在混沌边缘分形生长(上下卷)》[3]的出版发行，以及近三年来毛世德、陈家玮等老师发表在《Geochim ica et Cosm ochim ica A cta》、 《Chem ical Geology》、《Physics of the Earth and Planetary Interiors》、《International Journal of Thermophysics》、《The Journal of Supercritical fluids》和《Earth Science Frontiers》等学术刊物上的高质量论文[4-10]，标志着该方面的研究跻身于国际先进行列，部分成果领先于国际同行。

2.壳幔演化及动力学

在张本仁、高山院士带领下，以特有的地学-地球化学哲学观与方法论为指导，将区域壳幔组成、结构和演化，区域构造分区与发展，壳幔相互作用深部过程及地幔柱活动与大陆裂解动力学等4方面相结合，开展多侧面、多途径的区域壳幔演化和造山带综合地球化学研究，进而探索和解决当前国际前沿的大陆动力学问题。多年来在区域和造山带地球化学研究的理论与方法、大别山造山带地壳结构的地球化学约束、岩石物理性质对大别造山带地壳组成及其结构的制约、华北克拉通岩石圈演化、北喜马拉雅淡色花岗岩的成因及地壳熔融作用和西秦岭-松潘构造结地球化学分区及其构造域的归属等方面做出了多方面的开拓性工作。其中，高山院士等发表在《Nature》上的文章，发现了辽西晚侏罗世兴隆沟高镁火山岩存在异常的斜方辉石反环带证明来自古老大陆下地壳榴辉岩产生的岩浆曾与地幔相互作用，这一研究成果为下地壳拆沉再循环提供了令人信服的证据[11]。

3.应用地球化学

应用地球化学是地球化学理论研究走向实际应用的具体实践。其中以找矿为主要目标的勘查地球化学仍作为传统的研究方向为我国金属、油气地球化学勘查技术和理论发展作出了贡献，尤其在地气、偏提取等非常规化探方法寻找有色和贵金属矿产方面取得了突出进展[12-13]，汪明启教授于2010年申请了一项“隐伏金属矿地球气采集钻具”国家专利①专利号为ZL200920246246.6，并将这套方法技术成功地应用到澳大利亚M t Isa铜矿、苏丹北科尔多凡Saw dori金矿、苏丹北科尔多凡Saw dori金矿和喀麦隆铁矿等国外金属矿床的勘查实践中，取得了非常好的找矿效果。

生态地球化学是近年来应用地球化学新拓展的研究领域，文献中生态地球化学（Ecological geochem istry）一词最早出现在1988年俄罗斯召开的第四届“当代条件下地球化学勘查的理论与实践”会议文集中，该套文集的第6卷名称就是生态地球化学[14]；区域生态地球化学（Regional ecological geochem istry）最早由Kasimov N S等人在上述文集中的一篇题为“景观区域生态地球化学分析”文章里提出[15]，但文献中未发现生态地球化学和区域生态地球化学的确切定义。经过几年实践，我们首次提出了生态地球化学概念，研究思路与方法技术[16-19]，逐渐形成了区域生态地球化学评价技术要求②DD2005-01《区域生态地球化学评价技术要求(试行)》、局部生态地球化学评价技术要求③DD2008-05《局部生态地球化学评价技术要求(试行)》、生态地球化学预测预警技术要求(主要参加者，正在编制中)等一系列技术规范，在开展以生态系统为核心，以元素在土壤(包括岩石及风化壳)、水体、大气-动植物间地球化学循环为主线，以保障生态系统安全和人体健康为重点，以为维护生态系统良性运行为目标的各项生态地球化学研究的同时，还将应用领域扩展到了土地质量与生态管护、土壤碳地球化学循环等方面，编制了《土地质量地球化学评估技术要求》④DD2008-06《土地质量地球化学评估技术要求(试行)》、《土地质量地球化学监测技术要求》(已通过专家评审，正在上报审批中)，上述研究大大提升了地球化学解决重大理论与应用科学问题的能力，从而使生态地球化学成为当前最具活力的研究方向。

围绕着上述三个方向，中国地质大学(北京)地球化学专业已建成了由7名教授(其中4名博导)、6名副教授和4名讲师(包括1名实验员)组成的教学与科研团队，拥有了地球化学基础教学实验室、流体包裹体实验室、有机分析实验室和流体动力学实验室等专业实验室，形成了以本科教学为基础，以培养硕士、博士创新型人才为动力，以满足国家需求为支点的教学、科研均衡发展，特色鲜明的地球化学专业人才培养基地。

二、特色专业建设实践

在中国地质大学（北京)、中国地质大学（武汉)几代地化人建设地球化学特色专业的不懈努力中，始终得到了学校、教育部等相关部门的大力支持，在“211”、“重点学科”及“985”优势学科创新平台等各项建设中不断壮大，日渐规模，通过高等学校特色专业建设点项目使地球化学专业建设更加凸显特色。

通过特色专业建设，我们提出适合现代地球化学创新型人才培养的教学方案，构建一套扎实理论基础、增强实践能力的课程体系，建设一支结构合理、素质高精、经验丰富、科研创新能力强、具备国际交流与合作的师资队伍；建立多个“产学研”紧密结合的实践教学基地，使地球化学专业成为培养地球化学理论研究与应用实践紧密结合的人才培养基地，为国内地球化学专业办学提供示范。

中国地质大学（北京）地球化学专业建设目标：以培养既能从事理论科学研究的高级人才，又能胜任经济建设应用实践的工程师为目标，突显我校地球化学专业人才培养的理论研究与实践应用紧密结合的鲜明特色，建成国内领先的地球化学人才培养基地。

1.建设思路

注重培养学生的综合能力、实际动手能力和创新意识能力是突显地球化学特色专业的保障，为了实现地球化学专业特色人才培养目标，建设思路为：以人才培养方案建设为核心，以师资队伍建设为基础，以野外实践教学建设为保障，以室内试验动手能力建设为重点，以教材建设和双语教学为手段，以提高教学质量为根本，以科研项目为支撑，通过地球化学特色专业建设，把我校地球化学专业建设成国内领先的地球化学理论研究与应用实践人才培养的摇篮。

2.建设实践

（1）以人才培养方案建设为核心。

为了充分突出我校地学类本科生“地质基础扎实、实践能力强、社会适应性强”的特点，本着“理论研究与应用实践并重、课堂教学与实际动手并重、专门人才培养与基本素质教育并重”的人才培养理念，地球化学专业将根据地球科学理论基础研究和国家经济建设的双重需要，在学校的统一部署下，不断调整和完善人才培养方案。

（2）以师资队伍建设为基础。

通过引入人才、派出进修和国际国内学术交流等手段加强人才队伍建设，提高教师队伍的整体素质；调整教师队伍年龄结构，使中青年教师占90%以上，使地球化学专业的教师队伍年龄结构、知识结构、学历结构日趋合理。

此外，地球化学专业还将依托地质理科国家级重点学科和国家重点实验室以及“211”工程建设和“985”优势学科平台建设项目，深度挖掘潜力、整合学科优势、高度凝练特色，逐步建成地球化学专业市级和国家级教学团队。

在教学和科研工作上，成立新老搭配的工作小组，做好老教员对年轻教学的传帮带工作，帮他们解决教学中出现的问题，及时总结教学规律，使地球化学专业教学力量稳步加强，教学特色代代相传。

（3）以野外实践教学建设为保障。

提高野外实践教学能力是培养地球化学专业实践应用型人才的重要手段，学生除参加地学专业学生的地质认识—北戴河实习、教学实习—周口店实习、生产实习和毕业论文编写与答辩外，专门建设了针对地球化学专业学生的怀柔得田沟“地球化学野外调查方法”课程实践基地和内蒙扎兰屯产学研实习基地，并将调整教学内容，逐步增加地球化学专业课程的实践动手和综合分析实验内容，其中“地球化学样品分析”实践课程学时要占课程总学时的50%以上。

采取学校与企业、政府联合办学，搭建学生社会实践能力和科研动手能力提高平台。在不断完善与内蒙古第六地质矿产勘查开发研究院共建的“本科生产学研实习基地”建设的同时，积极筹建与青海省地勘局第五地质矿产勘查院共建的“地球化学产学研中心”，在学校与中国地质科学院物化探所签署战略合作协议的框架下，积极开展生态环境地球化学、土地质量生态管护、勘查地球化学方法技术等方面的科学研究和技术攻关，保证学生实践教学的时间和质量。

（4）以室内试验动手能力培养为重点。

增强学生室内试验动手能力，是培养学生创新意识和综合研究能力的重要手段，地球化学实验室、流体包裹体实验室、流体动力学实验室、地球化学有机分析实验室是专门为地球化学专业学生建设的教学实验室。我们将根据实验室现有实验能力和学生掌握的知识水平，在课堂教学和学生论文中，加大学生实践动手能力、理解问题能力、解决问题能力和科学研究能力的培养力度。

（5）以教材建设和双语教学为手段。

以课程建设为主线，带动教学改革。对“地球化学”、“环境地球化学”和“勘查地球化学”及“地球化学样品分析”等专业主干课程，有计划、有步骤地进行“北京市精品课程”、“国家级精品课程”和双语课程建设。

（6）以提高教学质量为根本。

通过不断完善教学方式，改变教学理念，以“提高学习兴趣，开阔知识视野，培养科学思维，增强创新能力”，培养热爱专业、献身科学、严谨求实、乐于奉献的现代地球化学人才为目标，大力推进开放式、启发式、讨论式和问题式教学改革，以提高教学质量为根本，创建新世纪合格地球化学专业人才培养基地。

（7）以科研项目为支撑。

地球化学专业教师承担多项国家攻关、“973”、“863”、国家自然科学基金和地质调查等项目，在本科生教学中，充分发挥科研项目在本科生培养过程的作用，进一步加强科学研究与教学工作的融合程度，增强学生创新与教师辅导的力度，加大本科生发表高级别科研论文的培养力度，使学生高起点融入科学研究领域。

三、取得的成效

由于坚持地球化学理论与应用实践相结合的办学特色，在坚实基础知识的前提下，注重学生的动手能力和创新意思的培养，经过几代人的努力，我校地球化学学科建设进入了腾飞时期：

（1）2002年，中国地质大学与中国科技大学的地球化学学科被评为全国重点学科，成为国内地球化学学科的领航者。

（2）在2005年进行“地球化学本科品牌专业建设基础上，2010年地球化学又获批开始执行教育部“高等学校特色专业建设点项目”，使地球化学学科建设迈上了新台阶。

（3）1997年地球化学本科恢复招生后，几经起伏，目前以每年招生一个班的规模，使地球化学专业才人培养逐渐趋于稳定。此外，硕士生和博士生招生规模不断扩大 (表1)，培养质量逐年上升，为我国地球化学人才辈出作出了贡献。

表1 地球化学学科1999～2011年硕士与博士招生人数

（4）2000年，地球化学教学实验室通过了北京高等学校基础课实验室评估，成为了合格实验室，原子吸收实验室于2004年通过了国家认监委计量认证。随后，“211”工程的持续支持下，又相继建设了流体包裹体实验室、有机污染物实验室、流体动力学实验室和计算地球化学实验室，这些专业实验室的建设为保障高质量完成地球化学教学与科研工作奠定了基础。

随着地质分析测试技术不断向微区与原位、痕量与超痕量、低检出限与高灵敏度等方面发展，地球化学在地球科学基础理论问题的解决能力、满足国家建设对矿产资源需求的应用技术、保障生态系统安全与社会经济可持续发展的实践水平等方面将越来越发挥主力军作用，对地球科学的发展和技术进步必将起着积极的推动作用。

中国地质大学（北京）地球化学专业肩负着满足科学发展和国家建设对地球化学人才需求的教育培养重任，通过特色专业建设，使我们的学生进一步增强社会竞争力和适应能力，在地球科学研究、国家经济建设与生态环境保护等领域作出更大贡献。

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Special Characteristics and Construction Practice of Geochem istry Discip line

YANG Zhong-fang, FENG Hai-yan, HOU Qing-ye, YU Tao, LI Da-peng
China University of Geosciences, Beijing 100083, China

The discipline of geochem istry in China University of Geosciences is the national key discipline. With the hard work of several generations, the discipline had gradually formed three unique research directions, which are the theory geochem istry, geodynamics of crustal and mantle evolution, and applied geochem istry. Through the construction of the national key discipline in high schools, and w ith the educational scheme construction as the focus, the teaching staff construction as the foundation, f i eld practical teaching as the guarantee, indoor practice ability improvement as the key point, textbook construction and bilingual teaching as the approaches, improving the teaching quality as the fundamentality, and scientif i c research projects as the support, the discipline has got remarkable achievement and trained a lot of geochem ical professional talents for our country.

geochem istry; special characteristics; key discipline

G642

A

1006-9372 （2012）03-0099-05

2012-06-06；

2012-07-16。

国家级教学团队“地质学基础课教学团队”，教育部“高等学校特色专业建设点—地球化学”。

杨忠芳，女，教授，博士生导师，主要从事环境地球化学、生态地球化学、勘查地球化学和土地质量地球化学评估等方面的教学与研究工作。