昆明理工大学资源勘查工程专业梁王山教学实习基地建设与实践

作者: 刘学龙 张世涛 陈爱兵 焦骞骞 朱俊

[摘 要]教学实习是地学类专业进行基本专业技能训练的一个重要的实践性教学环节,是在专业基础课程学习完成以后开展的综合性实习,对于学生深刻理解和掌握已学专业基础知识具有重要意义。文章对昆明理工大学梁王山教学实习中地质填图的特色及路线设置、野外教学阶段与教学方式及成绩评定等进行了系统梳理和总结,有助于地学实践教学的研究及实习基地的建设与探索,以期为我校资源勘查工程专业国家级一流本科专业建设提供重要保障,同时也为国内相关高校地质类专业教学实习的开展提供参考。

[关键词]实践教学;地质填图实习;梁王山;资源勘查工程专业;昆明理工大学

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2022)04-0091-04

实践教学是地质学教学的重要组成部分,对地学人才培养具有重要意义[1-2]。教学实习(地质填图实习)是资源勘查工程专业培养计划中结合专业课程教学对学生进行基本技能训练的一个重要的实践性教学环节,是理论联系实际不可缺少的教学方式之一[3]。其主要目的是使学生在理论学习的基础上,通过对基本地质现象的野外考察,获得感性认识并深化课程理论,为后续专业课程的学习奠定良好的基础[4]。

梁王山教学实习是昆明理工大学资源勘查工程专业本科二年级学生在完成地质学基础、岩石学、构造地质学、矿物学、古生物地史学等地质基础理论课程的基础上,进行的一次全面、系统的野外基础地质教学实践活动,要求学生将课堂所学的岩矿、地层、古生物、构造等方面的基本理论与野外地质相结合,深刻理解和掌握已学的基础知识。在实习教师的指导下,综合运用上述课程的基础知识,解决实习区的地层、岩石和地质构造问题,掌握地质填图的工作方法与步骤,包括地层剖面的测制及综合研究、地质图的填制、地质调査报告的编写,以及各种图件的测、编、绘方法[5]。本文围绕梁王山教学实习的开展与具体实践,对教学内容、教学方法及实习基地的建设进行了系统研究与探讨。

一、实习区地质概况

实习区位于昆明市呈贡区160°方向,平距约14km处,隶属于呈贡区马金铺乡风口村委会,北自架子山,南至梁王山,西起横冲村,东至磨盘山[6]。著名的“澄江动物群世界自然遗产地”、世界震旦系和寒武系界线候选剖面(“金钉子”)就位于实习区南侧的抚仙湖和实习区西部的滇池之滨。本区大地构造位置属扬子—华南陆块区、上扬子古陆块、康滇基底断隆带之昆明凹陷区东部边缘,东临南北向的小江深大断裂西支,西邻普渡河断裂带,总体构造轮廓受东西两侧南北向展布的普渡河小江两组深大断裂的影响及控制[7]。在近南北向的普渡河断裂及小江断裂活动影响下,被其夹持的次级断层构造以北东向为主,地层受压扭应力的影响,在夹持区形成一系列北东向褶皱构造(图1)。实习区内褶皱构造以宽缓开阔的北东向褶皱为特征,主要有杨柳冲背斜和梁王山向斜。实习区出露地层以上元古界震旦系及古生界为主,沟谷和山坡平缓处有第四系松散堆积覆盖。

二、实测地层剖面的选择

地层剖面是地层学研究的基础,通过实测剖面可以准确地建立地层层序,确定岩石地层、生物地层、磁性地层和生态地层的地层单位。此外,沉积相和古地理的研究、古生态和古地理的研究都是从实测剖面入手的。

进行实测剖面之前必须对研究区进行野外地质踏勘,选择实测剖面路线。选择剖面线的基本要求是:1.剖面线距离较短而地层出露齐全;2.地质构造简单,要选择未遭受褶皱、断层和侵入体破坏而发生地层重复或缺失的地层区域;3.所测地层单位的顶面和底面出露情况良好,接触关系清楚;4.发育有丰富的古生物化石,且保存完整,有利于生物地层工作的开展。

除上述一般要求之外,还需注意以下方面:

1.剖面地层露头的连续性良好,为此应充分利用沟谷的自然切面和人工采掘的坑穴、沟渠、铁路和公路两侧的崖壁等,作为剖面线通过的位置。

2.实测剖面的方向应基本垂直于地层的走向,一般情况下两者之间的夹角不宜小于60°。

3.当露头不连续时,应布置一些短剖面加以拼接,但需注意层位拼接的准确性以防止重复和遗漏层位,最好是确定明显的标志层作为剖面拼接的依据。

4.剖面线经过地带较平缓,剖面线拐折少。

5.实测剖面的数量应根据工作区地层的复杂程度、厚度及其变化情况、工作需要及前人研究程度等因素综合考虑。一般各地层单位及不同相带,至少应有1~2条代表性的实测剖面加以控制。

6.实测剖面的比例尺按研究程度确定,一般以1[∶]1000到1[∶]2000为宜,出露宽为1~2m的岩层都应画在剖面图上。有特殊地质意义的标志层或矿层,出露宽度不足1m的也应放大表示到剖面图上。

7.为了便于消除误差,剖面起点、终点及剖面中的地质界线点都应在实际材料图中加以标定。

三、实测地层剖面野外踏勘路线

野外地质踏勘是依据实习区地质、矿产的研究程度和存在的主要问题而进行的地质调查活动,是全面了解实习区地质概况的重要手段之一。在资源勘查工程专业教学实习的开展过程中,通过野外地质踏勘,了解实习区的地形、地貌、自然地理及交通位置等情况;认识实习区的地层分布、岩石基本类型及特征和主要的构造轮廓;了解实习区内的地层系统,初步研究地层划分标志,统一野外工作方法;了解实习区的地质构造复杂程度,检查前人工作成果的质量及其资料可供利用程度;确定实测剖面的位置和长度等。

1.杨柳冲:震旦系灯影组(Zd)―寒武系沧浪铺组([Э]1c)实测剖面

(1)灯影组(Zd)

出露在实习区中部,呈北东—南西向产出。上部为青灰—灰白色厚层状—薄层状泥质白云岩、硅质白云岩含黑色燧石条带,夹灰色薄层页岩。岩石裂隙发育,沿裂隙面往往铁染为红褐色。下部为灰白色薄—中厚层状白云岩,厚度为460m,底部未出露。

(2)渔户村组([Э]1y)

分布于实习区中部,总体为一套含磷粉砂岩、磷块岩夹白云岩。上部为深灰—黑灰色薄层状磷块岩,中部为贫磷磷块岩,下部为灰色薄层状磷块岩,发育有竹叶状磷质条带(下矿层),厚度为20~70m。与下伏灯影组呈整合或假整合接触。

(3)筇竹寺组([Э] 1q)

出露于实习区中部,上部为灰绿、褐黄色杂色薄层状砂板岩,局部夹豆荚状紫色含铁砂板岩;中下部夹两层灰黑色含炭质砂板岩、黑色炭质板岩,炭质板岩中常见富含黄铁矿的椭球状钙质结核(俗称铁胆石);底部为灰绿色海绿石中粒砂岩。含三叶虫、介形虫等化石。地层总厚为161~249m,与下伏渔户村组为整合接触。

(4)沧浪铺组([Э]1c)

分布于实习区北东侧和南东侧,岩性为灰白、黄褐色薄—中厚层状细砂岩、细—中粒石英砂岩夹页岩、长石石英粉砂岩,上部局部夹紫红色、灰绿色粉砂质泥岩,常见鲕状赤铁矿透镜体。含三叶虫和古介形类化石。厚度为126~356m,与下伏筇竹寺组呈整合接触。

2.风口村:泥盆系海口组(D2h)―上二叠统峨眉山玄武岩组(P2β)实测剖面

(1)海口组(D2h)

分布在实习区南东侧,岩性为灰—浅灰色薄层状长石石英粉砂岩、中层状细粒石英砂岩,层面分布管状虫迹,局部夹白云质砂岩。含植物碎片和鱼鳞化石。厚度为1~5m不等,与下伏寒武系下统沧浪铺组呈平行不整合接触。

(2)宰革组(D2z)

下部灰色中厚层状粉晶白云质、灰质白云岩、局部夹蓝绿色钙质页岩,上部灰色厚层状粉晶白云岩。白云岩风化面刀砍状溶蚀沟十分发育。厚度为76~200m,与下伏海口组呈整合接触。

(3)大塘组(C1d)

石炭系出露于实习区南东侧,在实习区内仅出露下统大塘组(C1d),与下伏泥盆系整合接触,顶部被二叠系倒石头组不整合覆盖。底部为灰色微晶灰岩,向上过渡为紫红色、灰绿色钙质泥岩、含灰岩角砾的泥灰岩和粉砂岩,上部为灰色厚层状—块状角砾状灰岩。厚度为52~80m。

(3)倒石头组(P1d)

分布在实习区南东侧,岩性为杂色铝土岩、铝土质页岩、细砂岩夹灰岩透镜体,局部夹黑色碳质页岩或薄煤层。厚度为2~67m,与下伏石炭系大塘组呈平行不整合接触。

(4)栖霞组(P1q)

出露于实习区南东部和北西部。岩性主要为灰色厚层状—块状白云质灰岩、白云岩,灰岩呈斑块状分布于白云岩中,称小虎斑灰岩或虎斑白云岩。灰岩中含大量生物碎屑和腕足类、有孔虫类、棘皮类生物化石。厚度为154~270m,与下伏倒石头组呈整合接触。

(5)茅口组(P1m)

出露于实习区东南部。岩性为灰—灰白色中厚层状生物碎屑灰岩、虎斑状白云质灰岩,称大虎斑灰岩。上部为厚层状灰色生物碎屑灰岩、白云质灰岩。本组生物化石丰富,常见腕足类、珊瑚、蜓类、海百合茎化石。厚度为254~370m,与下伏栖霞组呈整合接触。

(6)上二叠统峨眉山玄武岩组(P2β)

分布在实习区西北角和东南角,岩性为灰绿、褐黄色杏仁状玄武岩、气孔状玄武岩,夹紫色凝灰岩、凝灰质角砾岩。局部含磁铁玄武岩和自然铜,下部常见玛瑙。在梁王山地区玄武岩中常见发育良好的柱状节理。厚度大于140m,与下伏地层呈喷发不整合接触。

四、教学方法

1.踏勘阶段

这一阶段以小组(4~5人)为单位。指导教师带领学生概略了解实习区的地层系统;各时代地层的主要岩性特征、化石、分层标志、接触关系、各时代地层的出露、分布及厚度变化等情况;实习区的主要构造特征及岩体分布情况;实习区的地形、地物、地貌特点和交通状况。

2.实测剖面阶段

在野外踏勘的基础上,教师带领学生选择地层出露较好、构造简单、接触关系清楚的地段,实测各组地层剖面。这一阶段实习的目的是通过测制地层剖面,进一步观察研究各时代地层的岩石组合、基本层序、生物化石、岩相等特征,详细划分地层,从而比较客观地建立实习区的地层层序、确定填图单位。实测地层剖面以小组为单位进行,野外工作结束,即转入室内资料整理(包括地层厚度计算、剖面图、柱状图的编制及标本的清理登记等)。

3.野外填图阶段

野外填图是在地层层序划分并确定填图单位的基础上进行的。为提高实习效果,填图初期阶段各实习组主要是在指导教师带领下学会地质观察路线的布置、点位的确定、地质界线的勾绘以及观察记录等,教师要给予学生详细指导,同时要严格要求并做出示范。尔后的实习逐步以小组单独作业为主,教师跟随指导为辅。在填图过程中必须充分发挥每个学生的主观能动性,野外轮流操作,使每个学生都能得到全面锻炼。

4.资料整理、综合研究及报告编写阶段

室内资料综合整理是在野外工作结束后的重要工作阶段,要把野外观察到的第一手资料进行整理、分析、研究,上升到理性认识,总结出规律,从而完成符合实习要求的地质报告。在带队教师指导下独立完成地质图(以及相应的图切剖面)、构造纲要图、地层柱状图,学生要将地质现象准确客观地表达在图面上,并完成地质报告的编写。这一阶段以进行室内综合分析能力与工作技能的训练为重点。实习报告的编写按有关规定要求进行,要求报告有丰富的资料,又有综合性的分析,所写报告应力求语言通顺、简明扼要、重点突出、书写工整,所有附图附表要求按规范绘制,做到图件清晰美观、文图吻合。

5.实习考核与成绩评定

实习结束后,学生应独立完成实习报告,然后进行小组鉴定或考核。实习成绩由带队教师根据学生在实习期间的出勤及实习态度表现(30%)、 实习内容的掌握(20%)、 实习检査考核(20%)、实习报告的质量(20%)以及是否违犯纪律(10%)等情况,按昆明理工大学实习规程及规定,给出优、良、中、及格、不及格五级评定。考核的内容包括基本概念、基本理论、基本技能、综合分析能力、综合归纳能力、独立工作能力等,严格对学生进行全面考核、层层把关。教师在各单项内容考核的基础上综合评定野外实习总成绩,不合格者必须自费补修实习,直至达到要求。

为了启发激励学生主动钻研典型地质现象和科学问题,提高实践教学质量,在实习期间,教师也可结合实习区的实际情况,就实习中遇到的地质现象,对学生进行灵活多样的考核,如闭卷考试、开卷考试、抽签问答以及野外构造现象的识别[8]等。

五、结束语

资源勘查工程专业教学实习不仅仅是针对基础知识的综合训练和检验,而且对学生的锻炼是全面的、系统的,能有效激发学生对地质学专业的学习兴趣,对提高学生专业综合素质和加强专业技能训练具有重要作用。昆明理工大学梁王山教学实习基地经过近六年的建设与运行,已基本满足了地质学专业教学实习的需求,为地学实践教学活动的开展提供了优质的教学资源。因此,梁王山地学实习基地应进一步完善基础办学条件,加大与相关高校地学专业的合作办学力度,争取建设省级地学野外实践教学平台和野外地学观测基地。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 颜丹平,赵志丹,王根厚,等.中国地质大学(北京)地质学实践教学理念凝练与教学体系构建[J].中国地质教育,2015(4):31-34.

[2] 孟俊,李亚林.青藏高原地质学理科野外教学基地探索与实践[J].中国地质教育,2015(4):46-49.

[3] 蒋玺,唐波.谈地质实习对学生地质思维的培养:以贵州大学乌当地质填图实习为例[J].中国地质教育,2018(1):92-94.

[4] 苏生瑞,王贵荣,黄强兵,等.地质实习教程[M].北京:人民交通出版社,2007.

[5] 刘学龙,张世涛,陈爱兵,等.昆明理工大学资源勘查工程专业实践教学体系的构建[J].中国地质教育,2018(4):32-35.

[6] 张世涛,李俊,马宏杰,等.昆明理工大学梁王山地区教学实习指导书[M].昆明:昆明理工大学自编教材,2016.

[7] 马超,唐自航,倪春中.昆明市梁王山地区节理及断层构造分析[J].有色金属(矿山部分),2018(6):50-53,62.

[8] 陈爱兵,李保珠,张世涛,等.全国工程教育专业认证自评报告:昆明理工大学资源勘查工程专业[R].2018:122-220.

[责任编辑:刘凤华]

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