观音峡背斜构造地质填图教学实践与思考
2014-03-25李光云张瀛陈国民刘静
李光云,张瀛,陈国民,刘静
构造地质填图实习、实践是资源勘查专业和地质学专业本科基础地质教学中不可或缺的一个环节。实践的主要目的在于以下三点:一是地质基础知识综合运用;二是学习绘图、制图行业规范和标准;三是培养野外地质认知素养、实践能力。
一、构造填图中的教学关键环节
(一)基本地质特征
观音峡背斜位于重庆北碚天府镇。工区内地层包括二叠系、三叠系和侏罗系等地层,背斜核部最老地层是茅口组(P1m),最新的是沙溪庙组(J2sh)。地层单元中系、组、段间岩性特征明显,界限清晰,碳酸盐岩和碎屑岩有规律分布。观音峡背斜呈东北-西南走向,核部向南倾没,分别在廖家坡西、廖家祠堂南、骑龙屋基到龙潭组(P2l)、长兴组(P2ch)和飞仙关组一段(T1f1)倾没端。郭家沟水库、毛狗洞还能见到P2ch、T1f1侵蚀窗。受11条平行背斜脊线的逆断层影响,背斜两翼地层不对称分布,西翼宽,地层全,东翼窄,地层有不同程度缺失。背斜成山,由于背斜两翼嘉陵江组灰岩溶蚀,东、西翼呈高、低不等槽谷地形,相对高差略 200m[1]8。
(二)教学关键环节
构造地质填图主要包含骨架剖面实测、路线地质踏勘、综合分析与地质图勾绘三个方面的工作[2]126-129;[3]62-66。
1.骨架剖面实测
按横穿背斜、剖面密度控制、兼顾不同地层时代和岩性的原则,且较少受地形、地物影响,主要选取了工区内鹰儿岩或文星场生物礁灰岩(P2ch)、纸厂沟鲕粒灰岩(T1f2)和陡石梯河流相砂泥岩(T3x)三条剖面作为实测剖面。
2.路线地质踏勘
有了对骨架剖面的认识,按照1∶10000大比例尺填图要求,制定详细的路线地质踏勘剖面计划。我们主要选择了6条剖面作线路地质踏勘:一是万家湾-铁厂沟-裴家湾;二是纸厂沟-小屋基;三是新院-廖家坡;四是大品湾-螃蟹井;五是水岚垭-毛狗洞-芹菜田;六是裴家湾-三官殿。
3.综合分析与地质图勾绘
按野外填图中形成的文字、草图、实物等资料完成资料整理,稳定地质体严格按“V”字形法则连线,进行平面地质图勾绘,最终形成综合地质成果图(平面地质图、综合地层柱状图、地质剖面图)。
二、构造地质填图中的教学思考
经过多年构造填图实践,我们已形成了较为完善的教学体系和管理规范。但随着教学理念的创新、地质理论的丰富和科学仪器的革新与运用,构造地质填图教学可从以下几方面改进:
(一)立足经典地质理论,跟踪新理论发展趋势,采用目测法与数字化相结合的综合填图模式
天府地区位于天府矿务局采矿区,地质资料完备,有较详细的1∶10000地形图。图上地形、地貌、地物标志充分,地层有规律分布,地质界线清晰,有利于结合地质分界点、构造点,用目测法进行构造地质填图。这,既能让学生加深地形图上等高线代表地形、地貌的理解,又能让学生独立完成地质界线的识别、理解和勾绘,增强了学生实践动手能力。
虽然目测法在构造地质填图中得到广泛应用,但也要在教学中将新理论、新技术逐渐引入实习中,让学生接受最新的填图理论和技术。如,等时的层序地层理论、露头地层层序理论和板块构造理论、动力学原理的引入,增强了构造地质填图的理论基础。Unistrong掌中宝数字填图机、GPS、数码照相机等数字化软件、设备的应用,在实践教学方面取得了良好的效果[4]67-70。
(二)规范构造地质填图过程,满足工业制图精度要求
1.剖面实测需多人团结协作。7-9人一个小组。一是对既有地质分层描述、前测手、后测手、记录、绘图、采集标本、测产状等严格分工,各司其职,各负其责。二是在观察地质现象、分层描述及导线方位角、坡度角、导线长等测量过程中相互协同,共同讨论分歧点。以后测手为主,协商一致,才能快速、保质保量地完成测绘任务。经记录人员核实本段所测数据完整后才宣布进入下一测线段,以确保测量数据真实、完整性。
2.剖面走向应垂直构造线,一般观测点距为填图比例尺的分母的厘米数的1/4至1/2。若填图比例尺为1∶10000,观测线距应为 25-50m,点密度 40-80点/km3。实习中,由于时间短,按实际情况可增大线距至100-200m,并降低点密度。
3.野外记录要规范。一是野外记录按路线进行记录,对每个路线上的点要分别记录;二是每条路线前要记录路线编号、路线名称、目的任务、手图编号、记录人、掌图人;三是每个点上要记录点号、点位、点性(如地质点D、构造点G)、地质点的描述(岩石名称、特征,构造产状、性质、接触关系等)、样品及位置、照片、路线地质等内容;四是在记录本背页绘制信手剖面和素描图;五是每条路线完成后要编写路线小结。
4.穿越法路线的布置要垂直总体构造线方向。追索法以控制所追索的地质体界线为准,地质点也不能均一分布,重要地质分界、构造点要加密布置。
5.剖面踏勘过程中,要及时检查地质点、观察路线、产状、填图单元代号、标本、样品的位置、界线的构绘有无错漏,误差小于1mm。对发现的问题在后续填图中进行补充和修正,或进行专门的复查工作。
(三)树立吃苦耐劳作风,培养野外地质素养,增强观察复杂地质现象、解决复杂地质问题的能力
工区属华莹山区,构造地质填图过程中,每天都要从西到东翻越观音峡背斜,天晴一身土,雨天一脚泥,遇到各种困难是肯定的。带队老师要循循善诱,培养学生野外地质兴趣,增强野外地质素养,遇到复杂地质现象,寻找多种地质依据,合理分析,共同讨论,提升解决地质问题的创新能力。
在进行地质现象观察时,要做到“四勤”(勤跑、勤敲、勤思考、勤记录)。学生既要忠实于客观地质情况;又要透过现象抓住本质,用各种地质理论分析研究各种地质现象,从中找出规律,作出正确的结论[5]132-135。
[1]廖太平,等.重庆天府地区地质考察指南[M].北京:石油出版社,2008.
[2]张雄华,等.地质填图实习中应注意的几个问题[J].中国地质教育,2009(2).
[3]袁晏明,等.周口店野外地质实践教学体系与内容[J].中国地质教育,2008(2).
[4]李安龙,等.数字化填图技术在地质本科教学实习中的应用[J].中国地质教育,2008(2).
[5]杨凤根,等.从基础地质学教学入手培养大学新生学地质的兴趣[J].中国地质教育,2009(1).