安徽野外地质实习基地主要教学资源、存在问题与对策

2023-08-07顾承串方辉煌时元玲刘启蒙徐宏杰

安徽地质 2023年2期

顾承串，方辉煌，时元玲，刘启蒙，徐宏杰

（安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南 232001）

0 引言

作为高校培育高素质创新人才的重要方式，实践教学与理论教学相辅相成、贯穿培养全程［1］。野外地质实习是地质类、地质学类本科专业实践教学课程体系中最重要的环节，主要包括地质认识实习、地质填图实习（或专业实习）、矿山地质实习（或生产实习）以及毕业实习等。地质与地理条件优越且经过长期开发形成的稳定实习基地是开展实践教学活动的基础，直接影响专业人才综合技能和素质的培养质量［2-3］。

目前安徽省内开设地质（学）类本科专业的高校共有7 所（中国科学技术大学、合肥工业大学、安徽大学、安徽理工大学、安徽建筑大学、宿州学院和皖江工学院），专业类型包括地球化学、地质学、资源勘查工程、勘查技术与工程、地质工程、地下水科学与工程。在长期办学过程中，各高校分别在省内发掘、建设了一批各具特色和功能的野外地质实习基地［4-9］。本文就安徽省内野外地质实习基地的分布情况及主要教学资源进行了总结，结合作者的野外实践教学经验，分析了当前实习基地和实践教学中存在的问题，并提出实习基地维护和功能提升的建议。

1 安徽地质条件与野外教学资源概况

安徽地处华北克拉通与华南板块碰撞拼合带的东段。省内前新生代沉积岩出露广泛，太古宇、元古宇及显生宇均有分布，其中以古生界和中生界出露最为连续、规模最大，并且地层剖面类型、古生物化石种属丰富多样［10］。地层区划上，以大别造山带和郯庐断裂带为界，皖北、皖中属于华北地层大区徐淮地层分区和华北南缘地层分区，而皖东、皖南属于华南地层大区桐柏-大别山地层分区、下扬子地层分区及江南地层分区［10］（图1）。

图1 安徽省岩浆岩、地质公园和野外实习基地分布图（据文献［19］修改）Figure 1.Distribution of magmatic rocks,geoparks and field practice bases in Anhui Province（modified after Wei Zhendai,see reference［19］）

省内岩浆岩分布广泛。侵入岩类型较为齐全，主要分布于大别造山带和下扬子地区，华北克拉通东南缘出露相对较少（图1）。侵位时间上，主要包括前中元古代（华北克拉通蚌埠隆起五河杂岩）［11］、新元古代（淮北-宿州地区辉绿岩群、张八岭隆起肥东杂岩、董岭杂岩等）［12-13］和中生代（蚌埠隆起和淮北-宿州地区，大别造山带和下扬子地区）［14-16］等。其中，以燕山期的中酸性侵入体最为发育，省内各构造单元均见分布。省内火山岩主要包括分布于张八岭隆起的前寒武纪变质火山岩［13］、分布于合肥盆地及长江沿线火山岩盆地群（庐枞盆地、宁芜盆地、滁州盆地等）的晚中生代火山岩［16-17］，以及大致沿郯庐断裂带分布的新生代基性火山岩［18］。

省内中-高级区域变质岩主要包括华北克拉通中太古代—古元古代结晶基底（五河杂岩和霍邱杂岩）［11，20］、华南板块早新太古代初始盖层岩石（肥东杂岩）［21］，以及大别造山带印支期高压-超高压变质岩［22］和早白垩世混合岩化作用的北大别杂岩［23］。蚌埠隆起南部的凤阳群［24］、张八岭隆起带张八岭群［21］、皖南山区南部的上溪群和历口群，以及北淮阳构造带佛子岭群［10］，还发育有各类中-低级变质岩。郯庐断裂带分别在大别造山带东缘、庐江、肥东等地出露了中-高温糜棱岩［25-26］。位于江南造山带东段的皖南蛇绿岩带是华南板块重要的前寒武纪蛇绿岩带之一，记录了扬子地块与华夏地块新元古代汇聚过程［27］。其中以歙县伏川地区出露最为完整、典型，是关于蛇绿岩野外观察教学的极佳位置。

安徽位于古特提斯构造域与滨太平洋构造域交汇带，以印支期的前陆变形和造山变形，以及燕山期北东-北北东向左行走滑构造和强烈的伸展构造变形最为发育［28］。各类构造型式广泛出露，脆性和韧性构造均有发育。郯庐断裂带左行走滑构造［25］、徐-宿弧形推覆构造［29］、下扬子前陆变形薄皮构造［30］、大别造山带俯冲-折返构造［31］、北大别韧性伸展构造［32］等，均是经典的构造变形野外教学对象。

省内地质遗迹资源极为丰富（表1），拥有省级以上地质公园18个，其中国家级地质公园14个［33］，另有国家级重点保护古生物化石产地3个。特别值得注目的是，黄山国家地质公园、天柱山国家地质公园和池州九华山国家地质公园先后被联合国教科文组织列入了世界地质公园名录，代表了极高的地质遗迹资源价值。以上地质公园在皖北和皖南均有分布，但以郯庐断裂带以东的华南板块分布较多（图1）。因此，无论是数量、质量、还是地理分布，省内地质遗迹资源均可满足全省范围不同高校就近开展各类野外地质实习的需要。

表1 安徽省地质公园和重点化石产地Table 1.List of geoparks and key sites of fossils in Anhui Province

2 安徽野外实习基地概况

安徽省大地构造位置特殊、区域地质演化历史复杂、构造变形现象丰富、各套地层出露齐全、露头地质条件较好、地质遗迹资源开发程度较高，具备开展地质教学与实训的理想条件。省内高校根据各自专业特色及教学需要，发掘了多个优质野外地质实习基地。通过查阅省内各高校编写的实习指导教材、公开发表的实践教学研究论文及高校官方网页，统计出省内地质（学）类本科专业野外实习基地主要有10处（表2）。这些实习基地地质遗迹和教学资源各具特色，可满足不同实践类课程的教学需求。

表2 安徽地质（学）类本科专业野外实习基地Table 2.List of field practice bases for undergraduates majoring in geology in Anhui Province

对于综合地质实习或地质填图实习，省内高校均选择巢湖北部山区作为实习基地。由于长期的露天矿山开采，实习区出露条件较好、地层较为齐全、构造发育典型且复杂程度适中。全球P-T海相金钉子备选剖面和巢湖龙动物群的发现极大提升了实习基地的知名度，各类教学资源相当丰富。实习区地势起伏不大，野外徒步登山危险系数相对较低，背靠巢湖，自然风光优越，紧邻城市边缘，生活较为便利。基于以上因素，该实习基地在全国具有极高的知名度和认可度，吸引了国内50余所高校慕名前来开展教学实习。

皖南地区位于长江中下游成矿带的中段［34］，中生代多期次的构造和岩浆活动强烈，矿化作用广泛，形成丰富的铁、铜、金等多金属矿床［35-36］。其中，铜陵、芜湖、马鞍山一带基岩广泛出露，勘探区、生产矿山及枯竭矿山众多，因而是开展资源勘查、矿山生产、地灾调查与防治等实习的理想场所。合肥工业大学资源勘查工程专业在该实习区开展长期的实习教学工作，并积累了丰富的教学实践经验［7-8］。

对于地质认识实习或专业课程实践环节，省内各高校均开展了广泛的教学实践，开发了一批各具特色的实习基地（图1，表2）。例如，中国科学技术大学在大别山地区开展岩矿野外实习；合肥工业大学在黄山-太平湖及周边地区开展地质认识实习［6］，在浮槎山开展构造地质学课程实习；安徽大学在大蜀山-紫蓬山、舜耕山-八公山及黄山-齐云山等地开展地质认识实习［9］；安徽理工大学在舜耕山-八公山、荆涂山-韭山洞-女山及天柱山等地开展地质认识实习和其他专业课程实习［5］；宿州学院在夹沟-皇藏峪及磬云山地区开展地质认识实习。

3 实习基地存在问题与优化建议

上述实习基地为各高校地学实践教学做出了卓越的贡献，但是随着社会经济和学科发展变革，长期的教学实践发现实习基地在开发和维护中仍存在一些问题，已无法满足现代教学的需求，实习基地建设有待进一步优化。

3.1 实习区地质遗迹保护力度不够

一方面，随着国民经济建设和地方国土规划调整、生态环境治理等工作的推进，很多经典地质露头被损毁、复绿；另一方面，除地质公园、森林公园等单位以及巢湖平顶山实习基地外，省内野外实习区基础设施建设投入微乎其微。一些天然露头或人工剥露出现的典型地质现象往往任其自然风化或人为破坏，缺少立碑保护，损毁迅速，难以持续应用于实践教学。在当下矿山生态修复背景下，一大批位于废弃矿山内的经典实习点位被回填覆盖，未能及时申请局部保留，造成已有教学资源的损失。因此，各高校和单位应尽快对部分经典、珍贵的地质遗迹资源进行清点，并开展相应保护措施。例如，在野外教学点树立标识牌或科普讲解牌，向有关单位和政府规划部门提出地质遗迹保护申请，对符合条件的实习区，组织国家级“地质文化村（镇）”等项目的申报和建设工作。

3.2 教学资源开发力度不够

安徽地质条件极为特殊，各类地质遗迹资源丰富，野外实习基地和教学资源尚有较大开发潜力。受限于教学经费，部分高校在野外实习基地开发和利用上多采用就近发掘、就近实习的原则。事实上，当前已有的实习基地存在教学资源不够全面的问题，例如，巢湖平顶山实习基地岩浆岩太少，且没有变质岩露头。同时，相对有限的实践课时和实习经费还不足以支撑全部重要的专业教学内容。因此，各高校应逐步增加实习经费预算，加大对相关科研和教研经费投入。基层教学组织应开展常态化野外集体备课，教学人员应提高理论水平和研究深度，不断发掘新的野外实习点位，建设新的实习基地。

3.3 野外地质实习线上教学资源空白

自2003 年以来，随着“国家精品课程”“国家精品开放课程”“国家精品在线开放课程”等共享课程建设项目的陆续开展，大量优质地学类理论课程资源陆续在各共享平台建设上线，并面向公众开放［37］。近年来随着技术手段的进步，各类实验或室外实践课程的线上教学资源建设逐渐受到重视，发展较为迅速。2020年1月以来受新冠疫情影响，线上教学成为保障各级、各类教学活动正常开展的重要手段。而丰富多样的理论和实践课程线上教学资源在线上教学过程中起到了关键作用。相比于理论课程，实践课程线上资源较少，特别是野外实习类课程相关资源更为缺乏。目前全国范围内也仅有少数的野外实习基地开展了相关数据库建设和线上共享（表3）。

表3 野外地质实习相关的虚拟仿真实验教学课程Table 3.List of virtual simulation courses related to geological field practice

遗憾的是，目前安徽省内还没有任何野外实习基地开展了虚拟仿真教学系统或数据库的建设，这在一定程度上制约了对优质、稀缺甚至即将消失的地质遗迹和教学资源的间接保护，也造成在特殊时期野外实践教学无法通过线上开展，对地质类工学专业的人才培养质量影响深远。因此，省内各高校应积极组织申报野外实习课程的虚拟仿真实验教学或其他线上课程建设项目，高校之间通过开展密切合作，共同开发线上教学及科普资源，并实现互联、共享。

一个好的案例是，在2022 年5 月召开的第六届全国大学生地质技能竞赛中，野外虚拟仿真路线成功应用到了“野外地质技能竞赛”项目，并取得了较好的效果。因此，以组织大学生野外地质技能竞赛为契机，线上和线下比赛方式同步开展，开发省内野外虚拟仿真路线剖面及其他线上资源，通过多年积累，逐步建成相关野外教学虚拟仿真数据库。此外，高校通过与地质公园、科技馆、地质博物馆等单位合作，建设各类特色的地学虚拟仿真体验项目，亦是丰富和积累线上虚拟仿真教学资源的手段。

3.4 野外实践教学跨校合作和交流情况

尽管省内高校各自积累了丰富的野外实践教学经验和各具特色的教学资源，然而目前各高校之间的合作和交流不足，造成优质教学资源共享率和利用率不高。通过增进校际合作可以实现经验交流、信息交换和优势互补，能够整合全省实习基地的优质、稀缺教学资源，最终实现共建、共享、共同维护。省内高校应建立定期交流和跨校集体备课的机制，搭建平台组织省级大学生野外地质技能竞赛、高校野外实践教学讲课比赛等活动，让大学生和教师相互学习与交流，提高专业知识技能。