周口店地质教学实习中学生地质时空演化思维的培养

谭 俊

中国地质大学（武汉）资源学院，湖北 武汉 430074

周口店地质教学实习中学生地质时空演化思维的培养

谭 俊

中国地质大学（武汉）资源学院，湖北 武汉 430074

野外地质教学实习是提高本科生观察、描述、分析地质问题能力的重要环节。培养学生从动态的、整体的角度探索地质奥秘，更是增强学生认知程度和素质水平的重要途径。本文以周口店实习基地的典型地质现象为例，详细探讨了教学过程中地质时空演化思维训练的重要性，以期提高学生的学习收益和积极性。

地质时空；演化思维；实践教学；周口店

野外实践教学是地质类专业学生获得感性认识、强化室内理论知识理解和掌握实际野外工作技能的必修课[1]。中国地质大学（武汉）地质类专业本科生，突出强调实践环节的重要性，前三学年先后需进行北戴河地质认识实习、周口店地质教学实习以及结合毕业论文的地质生产实习[2]。周口店实习涵盖了矿物学、岩石学、构造地质学、地质调查、高新技术等多学科、多方法的综合运用，是培养学生地质思维认识、工作程序和方法的关键阶段。而其中地质思维的培养，更是引导和提高学生认识地质问题、分析地质问题和解决地质问题的必要途径。本文以周口店多处典型地质现象分析为例，对实习中如何培养学生的地质时空演化思维进行了探讨。

一、地质时空演化思维

地质演化始终围绕着时间和空间两条主线，如矿床的形成既包括了特定时间内物质和流体的起源、演化，亦需要有合适的运移通道和储藏位置；再如某些断裂的形成既是某一阶段或多阶段作用过程的产物，又体现了不同区域和垂向范围的不均一性变化。如何合理认识和划分既定时间范围内对应的地质现象和地质过程，以及如何合理重建不同时期地质演化组合关系，是客观分析和解决地质问题的关键之一。

本科生对于地质问题还基本处于启蒙阶段，在训练其观察和描述地质现象能力的同时，一些基本和基础地质思维的培养，直接关系到其未来分析和解决问题的角度和视野。如：野外两条断层存在穿插关系，若仅仅告诉学生二者的先后关系并加以描述，虽达到了培养学生基本观察能力的目的，但却忽视了对其地质时空演化思维的培养。未进行地质专业学习的学生亦能很清楚地认识到这一现象。至少还有三方面的内容可以进一步加以启发：（1）结合区域背景和实习区地质资料，对观察点上断层与不同级别断裂构造之间组合、序次、承生、叠加等关系加以分析，从演化角度判断断层形成所对应构造应力场的时空分布及应力场的力源；（2）仔细观察该点上两条断层分别对应的演化过程，可以通过构造角砾、牵引构造、擦痕、阶步等多种现象综合判断，同时亦要对这两条断层穿插同期、后期叠合演化过程加以分析；（3）针对专业需要，还可延伸到具体矿产勘查过程中矿床/矿体定位理论。这样，既培养和提高了学生实际分析地质问题的能力，又增强了学生的主动学习兴趣。

因此，对于学生地质时空演化思维的培养，笔者认为应从以下三个方面着手：

首先是训练学生对基本地质现象的客观认识和描述，也就是我们经常要求学生要多看、多听、多记。“看”即仔细观察每处地质现象，形态、规模、产状、组合、分布等基本地质要素要首先明确掌握；“听”既包括从老师或者有经验地质工作者处获取信息，也不能忽视同学间相互探讨的声音；“记”即是对上述获取信息及时、全面、客观的文字、图表和影像等记载。

其次是培养学生对现象本身时空演化以及与相关地质过程关联的认识，包含两个层面：地质现象虽是恒定不变的，但每个地质既定事实都是过程的结果，具有起源、形成和演化过程；无论何种地质现象，都不可能是孤立产生的，而是在相互关联的地质系统网络框架中形成。若要达到该层面思维，“多想”、“多问”、“多做”是对学生的基本要求。“想”是在现象的基础上升华认识，“问”是对认识正确与否的确认，“做”则是收集分析多方位信息，最终确定认识。

最后是提高学生对地质问题的内外拓延能力，这也是最容易忽视的方面。向内拓延即在掌握某一地质问题和现象分析的基础上，要求学生总结出对相同或者相似现象的思维认识过程和方法；向外拓延主要是结合学生专业和兴趣，开展适当知识延伸。对于资源勘查工程方向的学生，教师要时刻引导、提醒学生分析点上地质问题与地质勘查实战的切入点。

二、周口店部分地质现象对学生地质时空演化思维的训练

周口店野外实践教学资源丰富，实习区地层、侵入岩、变质岩、构造和矿产资源等十分发育[3]。优化精选的若干经典地质路线、区段地质现象丰富，本文就八角寨、车厂龙门口两处教学路线中如何培养学生的地质时空演化思维加以分析。

1.八角寨垭口东50m处雾迷山组(Pt2w)中两期硅质脉穿插现象

该处为Pt2w4中－薄层结晶白云岩，见两期硅质脉（石英脉）相互穿切[3]（图1）。从野外表象特征来看，对于实践经验不足的学生来说，很容易错误判断为“X”共轭节理。学生地质时空演化思维的培养，需要从地质现象、时空演化、思维拓展逐步进行。

图1 八角寨垭口东硅质脉穿插关系野外照片

因此，首先得训练学生对地质现象的观察能力，纠正其为两期硅质细脉存在切割关系，同时要求学生对两期脉体以及围岩的地质要素进行详细观察描述，包括围岩结晶白云岩的岩石学记录，以及硅质脉形态、规模、产状、物质组成等描述（具体记录格式不再赘述）。但仅停留于该层次认识，对学生地质思维培养还尚未达到目的。仔细观察发现，被穿插的硅质条带（Q1）为顺层状产出，形成时间应该晚于雾迷山组原始沉积岩，与更晚的变质分异作用有关，而后期石英脉（Q2）则为裂隙充填。

深层次时空演化分析发现，Q2石英脉还存在类似于石香肠的构造特点，上下盘围岩中亦有小的牵引构造（需要学生认真观察），指示着裂隙发生过左行活动。Q2含石英裂隙、石香肠、牵引构造三者的形成时空演化关系如何？若左行牵引发生在石香肠形成之后，那么石香肠与围岩接触带应该有存在此次活动的迹象，但两侧接触带紧闭，未有显示。所以可以基本判定该裂隙的左行活动发生在其形成同期或者略晚。因此，较为合理的时空演化过程为：变质分异形成早期顺层硅质条带（Q1）→第一期应力作用形成裂隙及伴生的左行活动，同期或略后富硅质流体充填（Q2）→第二期“垂向”（目前观察视角）挤压应力，导致Q2石香肠形成。至于Q1为什么没有形成石香肠，可能与应力大小和方向有关。

该处地质现象教学，既让学生掌握了观察和描述的基本技能，更为重要的是培养了学生从时空演化角度分析地质问题的能力。进一步延伸还可从找矿角度加以引导，许多矿区内都存在一些由变质分异作用形成的石英脉，但该类石英脉几乎不含硫化物，围岩杂质含量高，同时多期次流体活动迹象不明显，找矿意义有限。从地质现象认知，到地质过程反演，再到现象外延，既巩固了学生知识，培养了动态思维，也提高了学生学习兴趣，开阔了视野角度。

2.车厂龙门口村小型韧性剪切带匹配组合现象

龙门口村东山梁－东沟，是周口店实习塑性变形构造观察点之一。首先存在的地质现象为：龙门口村SW侧东沟小河边见一组NE50°左右的小型韧性剪切带（F1），切割早期暗色捕虏体和挤压流动面理（NE10°左右），造成捕虏体呈右行错移（图2A）（此次实习由于建筑遮盖未能见到）。龙门口村东山梁西侧见一组SE145°左右的小型韧性剪切带（F2），将早期捕虏体呈左行拖引（曲颈瓶构造），同时切割早期挤压流动面理，另外还见S-C面理组构、旋转碎斑、书斜式构造等（图2B）[3]。

同上，首先是训练学生对这两处构造现象的地质观察，包括岩性描述，指示韧性剪切变形构造及标志物的形态、产状、规模、运动学标志等记录。单独观察这两处小型韧性剪切带及伴生构造，对于培养学生对剪切运动方向及力学性质的分析已经基本达到目的。

图2 龙门口村小型韧性剪切带野外照片

如何将二者联系起来进一步分析其形成演化过程，从时空匹配角度进一步思考二者的关系才真正起到了培养学生地质时空思维能力的目的。首先，此两处韧性剪切带规模和级别类似，可能形成于同一构造应力场。其次，F1为右行特征，而F2为左行性质，可能为匹配断裂构造。结合房山复式岩体侵位过程以及观察点所处位置（岩体NNW边缘），基本上可以认为这两组韧性剪切带同时形成于岩体侵位过程中近东西向挤压应力场，形成近NS向的挤压流动面理，以及匹配的“X”共轭韧性剪切带[3]。引申到找矿角度，对于含矿构造力学性质的判断，对于矿体在三维空间的定位规律具有重要指示，如尖灭再现、尖灭侧现、侧列脉的空间展布范围、侧列脉的左阶或右阶形式等。

上述地质现象和问题的分析，不仅教会了学生要对局部地质现象加以充分认识，还明白了如何将特定时间内、特定地质现象整体分析，既考虑时间演化过程，亦思考空间匹配关系，通过逻辑分析与合理推理[4]，才能真正提高学生的地质思维能力和主动参与的积极性[5]。

三、结语

整体和动态的观察、认识和分析地质问题，是目前本科生教学及实践过程中相对需要进一步加强的方面。孤立和静态的地质思维方式，对地质过程的分析显然不够。本科阶段既是基本知识、基本技能掌握的关键时期，基本地质思维的训练亦是培养高素质人才中不可缺失的环节，尤其是本科这个承前启后的阶段。野外地质实践实习已是地质教学的重要组成部分，加强学生地质时空演化思维的培养，立足局部，总揽全局，从发展和演化的角度提高本科生的地质认识水平，增强其主动学习兴趣，亦是目前实践教学中逐步引起重视的层面。周口店是地质类专业学生真正步入地质殿堂的起点，其蕴含大量丰富的典型地质现象。目前和以往地质教学实习既注重学生对点上地质现象的观察、描述，亦重视从时空演化的角度详细阐述分析每一处地质现象所带来的精彩，是地质现象表象特征和深层次过程的双向结合。

[1]王家生，龚一鸣，顾松竹，等.地质实践教学成绩的评定方法改革和完善—以2010年北戴河地质认识实习为例[J].中国地质教育，2010，(4)：89-92.

[2]王敏芳，宫勇军，何谋春，等.周口店野外地质教学实习中高新技术的应用[J].中国地质教育，2008，(3)： 31-33.

[3]赵温霞.周口店地质及野外地质工作方法与高新技术应用[M].武汉：中国地质大学出版社，2003： 160.

[4]孟宪富.野外地质教学改革与学生地质思维方法的培养[J].科技创新导报，2011，(19)： 169-169.

[5]闫煜璞，李俊杰.地质类专业野外实习教学新探索[J].科技教育创新，2011，(6)： 174，190-191.

Temporal and Spatial Evolution Idea Training during Field Geological Practice Teaching at Zhoukoudian

TAN Jun
China University of Geosciences, Wuhan 430074, China

Field geological teaching is a key to improve the abilities of bachelors to investigate, describe and interpret geological phenomenon. Training the students how to grope for geological evolution processes through dynamic and holistic views plays an important role in polishing their level of knowledge and accomplishment. This paper focused on some typical geological points at Zhoukoudian, discussed the necessary of training the students’ temporal and spatial evolution idea during the field teaching, and hoped these will advance the study return and initiative positivity.

temporal-spatial; evolution idea; practice teaching; Zhoukoudian

G642

A

1006-9372 （2012）01-0155-03

2011-12-19；

2012-02-11。

中央高校科研业务费专项（优秀青年教师特色学科团队）资助。

谭 俊，男，讲师，主要从事矿产普查与勘探的教学和研究工作。