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江苏南通五山地区地质学基础实习基地的建设与思考

2022-05-30程成钱鹏董进国

大学教育 2022年10期
关键词:五山山地区五通

程成  钱鹏  董进国

[摘 要]野外实践是地学类专业人才培养的重要环节,需要有配套的野外实习基地。虽然全国各地已建立的实习基地极大满足了野外实习需求,但是对大多数高校来说,这些基地往往是跨省市的,这使常态化的学生实践存在诸多不便,因此就近选址建立实习基地成为一个很好的突破口。课题组通过发掘学校周边地质资源对就近选址建立地质学实习基地进行了一次有益的探索。实践结果表明,江苏南通五山地区范围虽小,但地质要素较全、分布集中,且实习环境安全稳定,是较为理想的地质学基础实习基地,能够满足相关专业的教学需要,能够在学生地质技能培训上发挥重要作用。同时,不断完善的实习基地还有望成为地学知识普及的重要阵地。

[关键词]地质学实习;基地建设;南通五山;常态化培训

[中图分类号] G642.44 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2022)10-0070-03

地学类专业非常注重对学生野外实践能力的培养,在培养方案中均会设置一系列的野外实践环节。其中,地质学基础实习又是地学类各专业实习环节中的基础,因而格外受到重视。目前,国内已经建立了数量众多的地质学实习基地,但受地质资源等的制约,这些地质学实习基地的分布不均,客观上造成许多高校的野外实习需要跨市,甚至跨省。而跨省市的野外实习一方面不利于常态化野外实践的开展,会阻碍学生实践能力的提升和专业兴趣的培养;另一方面,可能会因为交通、食宿等问题导致教学经费增加,更会因为某些不确定的因素而增加师生的安全风险。同时,疫情等突发状况还会导致许多高校的跨省、市实习时间难以确定。因此,就近选址建立野外实习基地成为解决上述一系列问题的有益尝试。下面以南通五山地区地质学基础实习基地的建立为例进行阐述。

一、实习基地选址要求

南通大学地理科学专业已有35年的办学历史,野外实践教学累计超20次,积累了较为丰富的实践教学经验[1-2]。其中,地质学基础实习通常安排在地质学基础课程结束之后的暑期进行,其主要目的在于帮助学生巩固地质学基础知识、教授給学生野外工作方法、提高学生的学习兴趣和培养学生的地质思维等,并为后续课程的学习打下坚实的基础。为满足上述实践教学功能,地质学实习基地的选址应符合以下要求:1.地质现象丰富且相对集中分布,基地覆盖范围不宜过大,在其范围内能够包含各类地质要素;2.基地地质概况清楚且地质复杂程度适中;3.基地具有安全稳定的自然环境和社会环境;4.基地具有较为开阔的空间,便于学生的野外技能培训[3-6]。同时,本实习基地是为了满足常态化野外实践和应对突发状况导致无法跨省、市实习而建立的,因此本着就近原则,应优先在市域范围内选址。

二、南通五山地区地质概况

南通全境以平原为主,唯市区西南的长江沿岸有五座低矮山峰依江而列,称作五山。五山自西向东依次为黄泥山、马鞍山、狼山、剑山和军山,是市内唯一的基岩大面积出露区(见图1)。因此,南通五山地区成为本校地理科学专业后备地质学实习基地的不二之选。

南通五山地区大地构造上位于扬子地块的下扬子东部。研究区地质构造相对简单,整体属苏南无锡-常熟背斜核部的延伸,除核部的五山有基岩出露外,两翼均被新生代地层覆盖。五山呈串珠状分布,断裂构造发育,为断裂控制的断块山。又由于地层产状较缓,地貌上多表现为单斜构造为主的单斜山。研究区出露地层主要为志留系茅山组(S2m)和泥盆系五通组(D3w),两者为平行不整合接触。此外,五山山坡上堆积有第四系下蜀黄土(Qpx)。

根据地质学基础实习的教学目标,野外实习需要完成的任务通常包括以下几个方面:1.野外技能培训,如野外仪器(罗盘、锤子、放大镜、GPS定位仪等)的使用、地形图的使用(读图、定点等)、地质现象观察描述和记录、地质图件的绘制(素描图和信手剖面图等)等;2.认识并掌握常见的岩石、矿物类型及其特征;3.观察并学会判断和描述断层、褶皱等地质构造及相应的类型与特征;4.掌握地质年代的基础知识及地层学原理[8]。这就要求野外实习基地有足够安全稳定的空间进行野外培训,并有足够丰富、清晰的地质要素,包括岩石、地层、构造等用于观察学习。五山各景区内均拥有非常开阔的空间,可以为学生的野外技能培训提供极大便利。而南通五山地区拥有的地质要素也能够基本满足地质学基础实习的要求,下面对其做简单梳理。

(一)岩石类型

五山地区出露的岩石类型较为单一,以各种碎屑岩为主,包括砾岩、砂岩、粉砂岩和泥页岩等,且颜色多变,有紫红、黄绿、灰绿、灰白、白色等,尤以紫红色最引人注目(见图2a),“紫狼山”之名便由此而来。其中,砂岩在全区的出露面积最广,主要包括长石石英砂岩和石英砂岩,前者为志留系茅山组的主要岩性,后者为泥盆系五通组的主要岩性。砾岩主要为白色石英砾岩(见图2b),主要分布在五通组底部和上部的一些层位。粉砂岩和泥页岩在两个组也均有分布。此外,黄泥山东段局部可见小型的侵入体,但多已风化呈浅绿色和白色黏土。另外,五山地区还发育有上更新统下蜀组风成黄土。

(二)地层及接触关系

南通五山地区属于扬子地层区下扬子分区。区内出露的基岩地层主要为志留系茅山组(S2m)和泥盆系五通组(D3w)。其中,茅山组以紫红、黄绿、灰绿、灰白色中细粒长石石英砂岩为主,夹紫红、灰绿色粉砂岩和页岩,主要分布在黄泥山、马鞍山、狼山、剑山、军山的下部。五通组底部为白色石英砾岩和含砾石英砂岩,整体以中粗粒石英砂岩为主,夹钙质泥岩,主要分布在狼山、剑山和军山的上部。两者产状一致,为平行不整合接触(见图2c),与区域内的下扬子其他地区类似,是加里东运动在区域内的具体表现。此外,五山山坡上发育的上更新统下蜀组黄土以棕黄-棕色厚层黏土粉砂为主,其与下伏的基岩为不整合接触。除沉积接触关系外,在马鞍山东麓局部可见的小型侵入体与其围岩茅山组之间为侵入接触关系,围岩具有明显的被烘烤特征(见图2d)。

(三)构造类型

五山地区发育的构造类型有断裂和褶皱两种。其中,断裂构造十分发育,五山均为断块山,最强烈的一组断裂是北西西向的张扭性断裂,其次为北东向的压扭性断裂。五山地区整体是由三个不完整的缓向斜和两个不完整的背斜构成的一个复背斜的核部[6]。由于基岩出露面积较小、岩性较为单一,加之断裂构造发育,构造面貌的恢复较为困难,但这也给学生留下了想象和探索的空间。此外,区域内局部发育有小型褶皱构造(见图2e),狼山、军山均为南东向缓倾的单斜构造(见图2f)。

综上分析表明,南通五山地区具有较为开阔的空间、便利的交通、安全稳定的自然和社会环境、集中分布且较为丰富的地质要素,能够满足地质学基础实习基地的各项要求,是一个较为理想的地质学基础课程实习基地。

三、实习任务和实习路线

根据地质学基础实习的目标和要求,并结合五山地区的地质概况,课程组制订了如下实习任务和主要实习路线(见图1)。

(一)主要实习任务

1.掌握野外工作方法,如学会使用罗盘、锤子、放大镜、GPS定位仪等工具,学会观察和记录地质现象,学会素描图和信手剖面图的绘制等。

2.认识五山地区主要的岩石类型,并延伸掌握三大岩的分类、主要类型及相应矿物组成和特征。

3.认识五山地区主要的构造类型,并延伸掌握断裂、褶皱等地质构造的分类和特征。

4.了解五山地区主要的地层单元、形成时代及相互接触关系,并延伸掌握地质年代学和地层学的基础知识。

5.了解五山地区主要的地貌类型和成因、主要地质灾害及其防治措施等。

(二)实习路线

1.路线1——马鞍山-黄泥山

该路线由园博园景区入口进入,绕马鞍山东北麓沿途观察,行至马鞍山东南端,沿小路上山,再至黄泥山。

沿途可以观察到的主要内容依次包括:(1)茅山组地层(主要为砂岩);(2)茅山组交错层理;(3)褶皱构造;(4)侵入岩体和侵入接触关系;(5)下蜀组黄土层;(6)断层构造及断层面特征;(7)X型节理;(8)海蚀地貌;(9)滑坡地质灾害工程点等。该路线涉及至少9个观察点。

2.路线2——狼山-剑山

该路线由狼山景区北门进入,向南行至西山咀处,拾级而上,向东沿山路步行观察,至仙人洞附近转向西行,再至林溪精舍观察,后从西门出并步行至剑山脚,沿山路而上进行观察。

沿途可以观察到的主要内容包括:(1)茅山组地层(以紫色砂岩和泥岩为主);(2)五通组地层;(3)下蜀组黄土层;(4)茅山组与五通组接触关系;(5)粒序层理、交错层理和平行层理等沉积构造;(6)单斜构造和单斜山;(7)断层构造及断层面;(8)崩塌地质灾害工程点等。该路线涉及至少8个观察点。

3.路线3——军山

该路线由军山景区入口进入,沿北麓向西沿途观察,行至观瀑廊西侧,沿山路拾级而上,行至山顶后从潇湘榭处下山。

沿途可以观察到的主要内容依次包括:(1)茅山组地层;(2)茅山组交错层理;(3)五通组地层;(4)五通组粒序层理、交错层理等;(5)茅山组与五通组接触关系;(6)下蜀组黄土层;(7)断层构造等。该路线涉及至少7个观察点。

在野外实习过程中,教师引导学生沿上述路线对各种地质现象进行观察,当涉及某个具体的知识点时,再与课堂中的理论知识串联,帮助学生更好地理解相关知识点,以促进学生理论水平和实践能力同步提升。

四、发展展望

实习基地的建设非一日之功,不能一蹴而就,需要在长期的教学实践中不断发展和完善。南通五山地区地质学基础实习基地的建设还处于初级阶段,为将其建设成为我校及周边有关院校的地质学教学实践基地,还有许多基础工作需要完成,包括:1.加强地质填图工作,绘制五山地区高精度(1∶5000)的地质图;2.进一步梳理和优化五山地区重要的地质-地貌实习点及实习路线;3.筛选出若干条可供学生练习野外实测技能的剖面;4.编制五山地区野外实习指导书等。

另外,除具有较为丰富的地质要素外,南通五山及周边地区还有多种不同类型的土壤、植被和地貌景观[7],有望发展成为自然地理学综合实习基地,但这需要师生在野外实习考察中不断发掘和整理。同时,以建设实习基地为契机,不断发掘地质、地理教学资源并进行延伸和拓展,还能使基地承担起地学知识普及的重任。

五、结语

为了便于学生的常态化野外实践和应对疫情等突发状况对异地实习的制约,本文建议有条件的学校应充分发掘周边地质资源来就近建立实习基地。在基地选址上,需要综合考虑地质资源、环境、空间和距离等因素。基地建立后还应充分发挥其在培训和科学普及上的功能,并在教学实践中不断发展、完善和壮大。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 董进国,蒋庆丰,韩宇捷.自然地理野外实践教学模式改革与探索[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2016(4):162-164.

[2] 韩宇捷,钱鹏,蒋庆丰.任务驱动教学模式在自然地理野外实习中的应用研究[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2015(6):118-120.

[3] 蒋玺,何丰胜,蒋文杰,等.贵州大学地质实习后备基地选址研究[J].中国地质教育,2017(1):56-60.

[4] 赵文涛,张文,颜明.青海大学地学实习基地选址研究[J].中国地质教育,2014(3):76-79.

[5] 宋丙剑.地质实习基地建设实践与思考:以昌平南口实习基地为例[J].城市地质,2015(1):15-19.

[6] 何金先,屈争辉,沈玉林,等.徐州及邻区地质实习基地建设与意义[J].大学教育,2018(8):85-87,182.

[7] 王海岗.南通地质[M].北京:地质出版社,2017.

[8] 刘家润,吴俊奇,蔡元峰.江苏及若干邻区基础地质认识实习:第2版[M].南京:南京大学出版社,2014.

[責任编辑:钟 岚]

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