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關(guān)鍵詞: 構(gòu)造地質(zhì)學(xué);現(xiàn)狀;建議
中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2012)05-0257-02
0引言
構(gòu)造地質(zhì)學(xué)是地質(zhì)學(xué)的重要分支學(xué)科,是石油地質(zhì)學(xué)研究的重要支柱,是評價油氣遠(yuǎn)景不可缺少的依據(jù)。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)主要研究由內(nèi)力地質(zhì)作用所形成的褶皺、斷層、節(jié)理等各種地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模、形成條件、成因機制、分布規(guī)律和演化歷史。該學(xué)科主要針對高等院校地質(zhì)學(xué)專業(yè)和資源勘查工程專業(yè)的學(xué)生而開設(shè)的。它對于培養(yǎng)優(yōu)秀的地質(zhì)專業(yè)人才具有重要的影響作用,因此對該課程進行教學(xué)改革具有重要的意義。本文通過對目前我校構(gòu)造地質(zhì)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀進行分析,提出了一些改革方法和建議,試圖不斷提高教學(xué)質(zhì)量和效果,對學(xué)生今后的發(fā)展、樹立學(xué)校品牌乃至對行業(yè)的發(fā)展都有十分重要的意義。
1構(gòu)造地質(zhì)學(xué)教學(xué)存在問題分析
通過對我校近幾年的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)教學(xué)情況的分析,發(fā)現(xiàn)在教學(xué)過程中普遍存在如下問題:
1.1 學(xué)生對課程性質(zhì)認(rèn)識不清對于初入象牙塔的大學(xué)生來說,在學(xué)習(xí)過程中,對初高中均有接觸的英語、數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)課程接受的比較自然,而對專業(yè)課比較陌生,對自己將要從事專業(yè)的認(rèn)識也十分模糊。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)是我校資源勘查工程的專業(yè)基礎(chǔ)課,本學(xué)科是構(gòu)造學(xué)的一個分支。它主要介紹構(gòu)造地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的最基本知識、思維方式和操作技能。它不同于公共基礎(chǔ)課,對于初學(xué)者來說接受和理解都比較難,不知道學(xué)這些有什么用、怎么應(yīng)用。致使學(xué)生在學(xué)習(xí)上的盲目性和缺乏興趣,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)動力不足,從而影響學(xué)習(xí)質(zhì)量和教學(xué)效果。
1.2 教師的教學(xué)設(shè)計能力有待提高教師作為教學(xué)過程的主導(dǎo)者,引導(dǎo)學(xué)生能動地進行認(rèn)識活動、循序漸進地掌握文化科學(xué)知識和基本技能,以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。因而教師的教學(xué)過程在培養(yǎng)高質(zhì)量人才過程中起著重要的作用。我校構(gòu)造地質(zhì)學(xué)教學(xué)團隊中的青年教師普遍學(xué)歷層次高,但大都在本科為非師范專業(yè)畢業(yè),而且從事教學(xué)時間短,他們對于教學(xué)設(shè)計的工作還不夠熟悉,缺乏實際工作能力。而對高校教師而言,教學(xué)設(shè)計特別是課堂的教學(xué)設(shè)計是一項重要的基本功。它直接影響大學(xué)生素質(zhì)和學(xué)習(xí)能力的提高,從而影響教學(xué)質(zhì)量和效果。
1.3 書本知識與實際應(yīng)用脫節(jié)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的教學(xué)不同于英語、數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)課程,構(gòu)造地質(zhì)學(xué)是理論性、實踐性都很強的課程。它是由理論課、實驗課及野外實踐三個環(huán)節(jié)構(gòu)成,描述性的內(nèi)容較多,而計算公式和復(fù)雜的推理較少。我校在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的教學(xué)安排中沒有合理的分配這三個環(huán)節(jié)的教學(xué)時間,使得理論課與野外考查課間隔時間太長,不能將學(xué)習(xí)的理論知識及時有效地在實際的實踐中得到應(yīng)用,從而使得學(xué)生不能很好的理解所學(xué)的知識,影響學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量。
1.4 學(xué)校選擇的教材較單一教材建設(shè)是實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ),選擇一本好的教材是實現(xiàn)教學(xué)大綱、教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容的根本,也是學(xué)內(nèi)容與保證教學(xué)質(zhì)量的前提。由戴俊生老師主編的《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)及大地構(gòu)造》是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材,主要是針對地質(zhì)學(xué)專業(yè)和資源勘查工程專業(yè)的本科教學(xué)而編寫的。該書本著加強基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、追蹤學(xué)科前沿和突出石油特色的原則,系統(tǒng)地介紹了巖層產(chǎn)狀、應(yīng)力、褶皺、節(jié)理、斷層等的基本概念、基本理論和基本研究方法。將基本地質(zhì)理論與實踐作為重點,有輕有重、層次分明、突出重點、強調(diào)特點,較好地保證了地質(zhì)類專業(yè)的教學(xué)效果。我校的資源勘查工程專業(yè)及資源勘查技術(shù)等其他地質(zhì)相關(guān)專業(yè)均采用該教材,但該教材在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)分析與研究方法教學(xué)方面不能滿足教學(xué)需求,因而對于提高學(xué)生實際工作能力有一定的局限。
2提高構(gòu)造地質(zhì)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的幾點建議
目前,構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的教學(xué)在學(xué)生、老師和學(xué)校各個環(huán)節(jié)都存在很多問題,致使構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量沒有得到顯著提高。針對存在的這些問題,結(jié)合多年來科研和教學(xué)經(jīng)驗,本人提出一些看法和改革建議:
2.1 介紹專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域和前景,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情為了避免學(xué)生盲目學(xué)習(xí),缺乏學(xué)習(xí)的積極性和主動性,這就要求我們在新生入學(xué)時或?qū)I(yè)課開課前,盡量抽出一部分時間大致介紹一下專業(yè)的概況和本課程的應(yīng)用領(lǐng)域和前景??梢匝堃恍┯吞锕ぷ魅藛T和專業(yè)課老師為學(xué)生舉辦一些介紹相關(guān)的專業(yè)背景知識的講座,也可以從國際和國內(nèi)能源發(fā)展?fàn)顩r來說明石油工業(yè)的重要性。石油作為一種戰(zhàn)略物資,越來越受到各國的重視,其實質(zhì)就是對石油能源的爭奪。我國現(xiàn)在也高度重視石油工業(yè)的發(fā)展,把石油作為重要戰(zhàn)略物資,放在優(yōu)先發(fā)展地位。介紹我們所從事的地質(zhì)勘探專業(yè)是石油工業(yè)的龍頭專業(yè),事關(guān)石油工業(yè)的突破和發(fā)展,這就更依靠年輕一代的大學(xué)生努力和拼搏。通過講解,培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)理想,激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣,增強學(xué)生對所從事專業(yè)的自豪感和榮譽感。同時介紹一些學(xué)習(xí)專業(yè)課的方法,特別是對于構(gòu)造地質(zhì)學(xué)這種專業(yè)基礎(chǔ)課,它不同于公共基礎(chǔ)課,需要學(xué)生改變學(xué)習(xí)思維和方法。
2.2 建設(shè)優(yōu)秀的教師隊伍教學(xué)過程,即指教學(xué)活動的展開過程,是教師根據(jù)一定的社會要求和學(xué)生身心發(fā)展的特點,借助一定的教學(xué)條件,指導(dǎo)學(xué)生主要通過認(rèn)識教學(xué)內(nèi)容從而認(rèn)識客觀世界,并在此基礎(chǔ)上發(fā)展自身的過程。對于年輕教師而言,通過組織培訓(xùn)交流來積累經(jīng)驗,還可以通過專家組的聽課評審來不斷提高實際的工作能力。
教學(xué)過程作為一種特殊的認(rèn)識過程,是促進學(xué)生全面發(fā)展的過程。年輕教師在教學(xué)過程中要明確有計劃、有目的地引導(dǎo)學(xué)生進行認(rèn)識的過程,要明確教什么、怎么教,并避免灌輸式的教學(xué),提倡參與式的教學(xué),引起學(xué)生的求知欲;要避免結(jié)論型的過多而問題型的甚少;要避免教學(xué)設(shè)計過細(xì),教學(xué)“彈性區(qū)間”較少。只有做到這些才能讓學(xué)生過多的參與進來,變學(xué)生的適應(yīng)性發(fā)展為創(chuàng)造性發(fā)展,變學(xué)生的被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),從而免去了填鴨式的教學(xué)模式,能更多的開發(fā)學(xué)生的應(yīng)用能力和智力。
總之教師是課程實施的主體,教師的教學(xué)能力也關(guān)系到培養(yǎng)人才的質(zhì)量。因此,提高教師的整體素質(zhì)、強化教師的競爭意識和責(zé)任意識,有助于教學(xué)水平和科研水平的顯著提高。
2.3 注重能力培養(yǎng)的實踐教學(xué)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)是理論性和實踐性都很強的課程,除了良好的理論教學(xué)之外,構(gòu)造地質(zhì)學(xué)野外實習(xí)教學(xué)也是重要且必須得教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生通過老師的課堂講授掌握教學(xué)大綱所要求的基本知識、基本理論。但學(xué)生在對于構(gòu)造地質(zhì)學(xué)這門課程的學(xué)習(xí)時,普遍覺得枯燥、難懂、難記,對于一些抽象的概念、術(shù)語更是束手無策?;谶@種情況,我校在進行構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的教學(xué)安排時,加大實驗教學(xué)和野外考察的課時。為了培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識,培養(yǎng)學(xué)生的地質(zhì)思維,實驗課要以學(xué)生為主體,放手讓學(xué)生盡量獨立完成實驗,教師僅就基本原理和要點進行講解和輔導(dǎo),鍛煉學(xué)生的地質(zhì)思維和文字表達能力。在做好實驗課的同時還要強化野外實習(xí),雖然通過理論課程和實驗課的學(xué)習(xí),學(xué)生對地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象有一定的概念,但對相應(yīng)的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)內(nèi)容了解還是比較少,不全面且抽象,加上實際地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象的復(fù)雜性和多樣性,使得學(xué)生不能將課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)容和實際構(gòu)造現(xiàn)象完全融會貫通。所以野外實習(xí)對于構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的教學(xué)來說是必要的教學(xué)環(huán)節(jié)。同時應(yīng)合理安排理論課、實驗課和野外實習(xí)的的教學(xué)日程。只有這樣才能使學(xué)生做到理論與實際融會貫通,使抽象的概念描述轉(zhuǎn)變成具體的地質(zhì)現(xiàn)象。
2.4 合理選擇教材,相輔相成合適的教材是一門課程成功的關(guān)鍵因素之一。我校本科生培養(yǎng)階段所用的教材對于基本概念、基本知識、基本理論的教學(xué)是可以滿足要求的。但是對于分析和研究構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、培養(yǎng)和提高學(xué)生實際工作能力的目的還有所欠缺。因此,從全面提高構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量的角度出發(fā),還應(yīng)在教材選擇方面有所改革。
對于不同類型的學(xué)生,在遵循大綱要求的前提下,對其教學(xué)內(nèi)容進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。特別是對于一些轉(zhuǎn)專業(yè)的學(xué)生來說,在沒有一定專業(yè)基礎(chǔ)的前提下學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)會很吃力,所以對于這種情況的學(xué)生要積極引導(dǎo),指導(dǎo)他們在課余時間主動自學(xué),并與本專業(yè)學(xué)生多多交流。同時對于本科生和研究生教學(xué)要有所側(cè)重,既要避免教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)還要防止有所遺漏??傊瑧?yīng)結(jié)合我校實際情況,合理選擇教材,為提高構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量提供良好的基礎(chǔ)條件。
3總結(jié)
專業(yè)課教學(xué)是大學(xué)教育中一項極為重要的內(nèi)容,教學(xué)質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量,甚至對學(xué)生今后的發(fā)展都會產(chǎn)生重要影響。因此,無論從學(xué)校、教師還是學(xué)生的角度,都要高度重視。要根據(jù)我校實際情況和教學(xué)現(xiàn)狀,不斷進行探索、改革,培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻:
[1]戴俊生.構(gòu)造地質(zhì)學(xué)及大地構(gòu)造.北京:石油工業(yè)出版社,2006.11.
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[3]滕玉洪,李世安,王岫巖,伊三泉.關(guān)于普通地質(zhì)教學(xué)改革的探討,中國地質(zhì)教育,1994(01).
[4]王曉青.感知教學(xué)與地質(zhì)教學(xué)改革,中國地質(zhì)教育,2005(02).
構(gòu)造地質(zhì)學(xué)在工程地質(zhì)中的應(yīng)用在工程地質(zhì)中,把地質(zhì)體內(nèi)的各種構(gòu)造變形,如褶皺、斷層、節(jié)理、劈理,還有其他各種面狀和線狀構(gòu)造,稱之為結(jié)構(gòu)面,其基本特征、相互關(guān)系及現(xiàn)代活動性決定了該區(qū)域內(nèi)的區(qū)域穩(wěn)定性、巖(土)體穩(wěn)定性及地下水滲流條件等,所以,地質(zhì)構(gòu)造控制著工程地質(zhì)環(huán)境和工程地質(zhì)條件。因此,構(gòu)造地質(zhì)學(xué)在地基穩(wěn)定性、斜坡穩(wěn)定性、地下洞室穩(wěn)定性、區(qū)域穩(wěn)定性等工程地質(zhì)問題和滑坡、礦井突水、水庫滲漏、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害問題中都有著極其重要的應(yīng)用。下面著重從區(qū)域地殼穩(wěn)定性、大型工程場地選址、斜坡穩(wěn)定性評價、地下洞室穩(wěn)定性等方面,闡述構(gòu)造地質(zhì)學(xué)在工程地質(zhì)中的具體應(yīng)用。
在區(qū)域地殼穩(wěn)定性評價中的應(yīng)用近年來,根據(jù)現(xiàn)代構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究中的大陸動力學(xué)理論和巖石斷裂力學(xué)理論,一些學(xué)者提出了區(qū)域穩(wěn)定性動力學(xué)理論。區(qū)域穩(wěn)定性動力學(xué)理論在區(qū)域穩(wěn)定性評價過程中,能夠使大陸地殼動力學(xué)過程、構(gòu)造和地震活動性與巖土體的工程地質(zhì)條件得到有機統(tǒng)一,最終實現(xiàn)大到區(qū)域地殼、小到場地地基的穩(wěn)定性合理評價。區(qū)域深層地殼的穩(wěn)定性決定于地殼深部的變異層帶的性質(zhì)特征,按結(jié)構(gòu)和流變性特征,大陸巖石圈分為四套動力學(xué)子系統(tǒng)[1]。第一套動力學(xué)子系統(tǒng)是在上地幔頂部流變層。上地幔頂部的軟流圈和低速高導(dǎo)層之間夾著較硬的層位,在全球構(gòu)造應(yīng)力的作用下,軟層通過流動作用使硬層發(fā)生變形,在這個過程中能產(chǎn)生熱效應(yīng)和力學(xué)效應(yīng),從而引發(fā)地殼各圈層間的拆離、剪切、增溫、加厚或減薄,從而導(dǎo)致巖漿作用和構(gòu)造作用的發(fā)生。第二套動力學(xué)子系統(tǒng)是在殼幔過渡流變層。地殼和地幔沿該殼幔過渡流變帶容易發(fā)生較大尺度的水平位移,從而造成大規(guī)模的造山帶擠壓碰撞和逆沖疊覆及裂陷區(qū)的地殼減薄伸展。第三套動力學(xué)子系統(tǒng)在地殼軟弱層。大陸地殼按流變性、能干性、持力性等可以分為軟弱層和持力層兩大類,其中軟弱層自上而下還可以分為沉積蓋層與淺變質(zhì)層間的拆離面、上地殼淺變質(zhì)巖層與深變質(zhì)基底間的拆離面、上地殼10km處的低速高導(dǎo)層、中地殼25~30km處的低速高導(dǎo)層等。這些軟弱層面構(gòu)成了地殼內(nèi)大尺度的水平滑脫層,常常作為造山帶的逆沖推覆、伸展垮塌、拆沉作用、變質(zhì)核雜巖的拆離出露邊界,在拉張區(qū)中,也常常作為伸展成盆地遷移和滑動邊界。第四套動力學(xué)子系統(tǒng)在地殼持力層。地殼持力層在橫向上多被斷裂所切割,其與軟弱層交界處形成脆韌性過渡帶,該過渡帶地震易發(fā);而孕震條件及機理決定于持力層與軟弱層之間形成的動力學(xué)作用耦合關(guān)系和活動協(xié)調(diào)性。
在大型工程場地選址中的應(yīng)用大型工程場地一般都位于造山帶、盆地構(gòu)造、盆嶺構(gòu)造這三類構(gòu)造區(qū)帶上,它們是由于近地表上地殼的擠壓推覆、擴張伸展和剪切走滑的構(gòu)造變形作用所形成的[2]。造山帶一般都作為重大能源工程場地選址區(qū)域,資源開發(fā)、災(zāi)害防治和環(huán)境保護等工程的進行決定于造山帶的結(jié)構(gòu)、演化和動力學(xué)特征。根據(jù)造山帶的形成機制,其可以分為逆沖推覆型、伸展型和走滑型三大類。其中,逆沖推覆構(gòu)造中形成的前鋒帶、沖起塊體和飛來峰等構(gòu)造,它們的變形最強烈,形成的斷裂最密集,節(jié)理最發(fā)育,巖體最破碎;伸展構(gòu)造的滑覆體前緣和滑來峰的穩(wěn)定性較差。在進行工程選址時,應(yīng)盡量避開這些構(gòu)造不穩(wěn)定地區(qū)。盆地是人類主要聚居區(qū),故其選址更為的重要,在一些大型水利工程或者地震災(zāi)后重建的居民選址工作中,比如三峽移民工程、汶川大地震中災(zāi)后重建工程、以及舟曲重大泥石流災(zāi)后的重建工程等等,需要特別注意盆地中的不穩(wěn)定區(qū)域、隱伏的活動性斷裂等。按成因可將盆地分為壓陷盆地、走滑盆地、伸展盆地。其中壓陷盆地較為穩(wěn)定,除了鄰近造山帶一側(cè)活動性較強;受地殼剪切走滑的影響,走滑盆地活動性較強,一般較不穩(wěn)定;伸展盆地由于盆地中心地殼減薄、淺層破裂較發(fā)育,而盆地邊緣則受邊界活斷層的影響大,所以伸展盆地的中心和邊緣穩(wěn)定性最差。還有,盆地的上下不一致常常導(dǎo)致其轉(zhuǎn)換處發(fā)生地震;盆地內(nèi)部的隱伏斷裂常常導(dǎo)致地表發(fā)生地裂縫,直接威脅工程建筑的安全穩(wěn)定,比如大同地裂縫的形成,是由于新生代以來,同盆地受來自青藏高原和太平洋方向的側(cè)向擠壓,而導(dǎo)致右旋剪切拉張以及地幔上隆,區(qū)內(nèi)地殼減薄,基底地殼斷裂發(fā)展到上地幔,再伴隨著斷陷作用而發(fā)生地震和地裂縫。盆嶺構(gòu)造是大陸淺層構(gòu)造中的重要類型,其由正斷層形成地塹、地壘、掀斜和犁式斷層等組成,其中隆起區(qū)為穩(wěn)定區(qū),沉降區(qū)為非穩(wěn)定區(qū)。
在斜坡穩(wěn)定性評價中的應(yīng)用我國是個多山區(qū)的國家,每年都會因為斜坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生而造成人員的傷亡和財產(chǎn)的損失,因此,做好災(zāi)前的斜坡穩(wěn)定性評價十分的必要?;?、崩塌、泥石流等是斜坡地質(zhì)災(zāi)害中最常見的三種,它們發(fā)生的主要因素都是來自自然方面的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、巖土體結(jié)構(gòu)特性、新構(gòu)造活動及地下水條件等。其中,地質(zhì)構(gòu)造控制著中國山體的總體格局,新構(gòu)造活動的強弱反映該地區(qū)地殼的穩(wěn)定性,而地貌與構(gòu)造共同控制著滑坡、崩塌、泥石流災(zāi)害的發(fā)育程度。所以,滑坡、崩塌、泥石流的形成與斷裂構(gòu)造之間有著密切的關(guān)系,斷裂的性質(zhì)、破碎帶寬度、節(jié)理裂隙的發(fā)育程度及其組合特征等都是影響斜坡地質(zhì)災(zāi)害的重要因素。在工程地質(zhì)學(xué)中,通常根據(jù)巖體的結(jié)構(gòu)面發(fā)育類型及程度將其分成Ⅰ~Ⅴ5個等級,不同等級的結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)與組合形式不同,以此來判斷巖土體的穩(wěn)定性與變形破壞方式,從而進行斜坡的穩(wěn)定性評價。工程地質(zhì)學(xué)中的結(jié)構(gòu)面就是構(gòu)造地質(zhì)中的構(gòu)造結(jié)構(gòu)面,指巖體中具有一定方向、力學(xué)強度相對較低、兩向延伸的地質(zhì)界面(或地質(zhì)帶),例如巖層層面、節(jié)理、軟弱夾層以及各種成因的斷裂、裂隙等,反映了在長期內(nèi)外動力作用下的地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象?;碌男纬膳c發(fā)展受地質(zhì)構(gòu)造的影響表現(xiàn)為兩個方面:第一,滑坡往往沿斷裂破碎帶成群成帶的分布形成;第二,滑動面的空間展布及滑坡的范圍受到巖層面、斷層面、節(jié)理面、片理面及不整合面等各種軟弱結(jié)構(gòu)面控制。因此,在斜坡穩(wěn)定性評價中,必須先根據(jù)結(jié)構(gòu)面確定滑動面的總體形態(tài)和空間展布,從而確定其規(guī)模,以此來采取相應(yīng)的預(yù)防措施。地質(zhì)構(gòu)造對崩塌的控制作用也表現(xiàn)在兩個方面:第一是斷裂構(gòu)造對崩塌的控制作用。具體表現(xiàn)在,當(dāng)陡峭的斜坡走向與區(qū)域性斷裂平行或大致平行時,沿該斜坡發(fā)生的崩塌一般較多;而大型崩塌往往發(fā)生在幾組斷裂交匯的峽谷區(qū);在斷層密集分布區(qū),巖層較破碎,坡度較陡的時候,斜坡常發(fā)生崩塌或落石。第二,褶皺構(gòu)造對崩塌的控制作用。褶皺核部巖層變形強烈,大量垂直層面的張節(jié)理在核部形成,而且在多次構(gòu)造作用和風(fēng)化作用的不斷影響下,破碎巖體往往產(chǎn)生一定的位移,從而形成潛在崩塌巖體,當(dāng)褶皺軸向與坡面方向垂直時,斜坡一般多產(chǎn)生落石和小型的崩塌;當(dāng)褶皺軸向與坡面平行時,在高陡邊坡上就容易產(chǎn)生規(guī)模較大的崩塌。由于構(gòu)造作用形成的高差大、高坡度及大面積的流域溝谷等地形地貌,新構(gòu)造運動下形成的巖體變形與構(gòu)造結(jié)構(gòu)面,為泥石流的發(fā)生創(chuàng)造了必要條件。因此,可以從構(gòu)造角度分析泥石流的產(chǎn)生條件,提前做好預(yù)防措施,可以達到杜絕災(zāi)害發(fā)生或者減少災(zāi)害損失的目的。#p#分頁標(biāo)題#e#
“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”是地質(zhì)學(xué)的重要分支學(xué)科,主要研究組成地殼的巖石、巖層和巖體在巖石圈中力的作用下變形形成的各種構(gòu)造(朱志澄和宋鴻林,1990)。通過該課程的教與學(xué),培養(yǎng)學(xué)生形成構(gòu)造地質(zhì)思維,并學(xué)會綜合運用“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”的知識解決相關(guān)地質(zhì)問題的能力(鞠瑋和姜波,2015)。
節(jié)理是“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”研究的重要內(nèi)容,是巖石中沒有明顯位移的破裂(曾佐勛和樊光明,2008)。節(jié)理以各種樣式廣泛發(fā)育于不同的巖層中。其中,雁列節(jié)理是其重要的表現(xiàn)形式之一(如圖1)。前人多采用“階”和“列”描述雁列節(jié)理的分布特征,并且Srivastava(2000)對其幾何學(xué)也進行了分類。但在具體理解和運用上,不同的教材和文?I中存在偏差,影響了構(gòu)造地質(zhì)人員的繼續(xù)研究分析。本次研究在重新梳理兩種描述定義依據(jù)的基礎(chǔ)上,理清其差異,以期提高教學(xué)質(zhì)量。
一、雁列節(jié)理的特征及描述參數(shù)
雁列節(jié)理被充填后形成雁列脈,在理論研究和礦產(chǎn)勘探等方面均具有重要的意義(郭穎和李智陵,1995;趙得思,2010),因此需要對其特征進行細(xì)致描述。一般而言,雁列節(jié)理描述的參數(shù)主要包括雁列帶、雁列帶寬度、雁列面、雁列軸和雁列角(圖2)。雁列帶是雁列脈呈帶狀分布的范圍,其寬度稱為雁列帶寬度。穿過各個單脈中心而平分雁列帶的中心面,稱為雁列面。雁列軸,即雁列面在雁列帶橫截面上的跡線。雁列角是單脈與雁列面的銳夾角。
二、“列”和“階”概念及判斷方法梳理
前人多采用“階”和“列”描述雁列節(jié)理的分布特征,但在不同的教材和文獻中有不同的定義(見表1),甚至在網(wǎng)絡(luò)的授課多媒體中將二者視為同一概念。
三、“列”和“階”概念及判斷方法厘定
說文解字中闡述到:“階,陛也。字亦作?輟A校?分解也?!边@些釋義均是古代對這兩個字的解釋,亦可以說是這兩個字的本義。而現(xiàn)在,“列”字可以解釋為按順序擺放,在表格中與“行(hang)”描述的方向垂直?!半A”字可以解釋為為了便于上下砌成或鑿成的梯形臺,也就是說,“階”是沿著梯形的前行方向進行描述的(如圖3)。
綜合參考前人定義(表1)和文字解釋(圖3),我們將雁列節(jié)理視為按照順序擺放的n行節(jié)理,因此“列”的定義及判斷方法為:“垂直節(jié)理走向觀察,遠(yuǎn)側(cè)的節(jié)理向右錯列或者在右端重疊時,為右列,反之為左列?!薄半A”的定義及判斷方法為:“順著節(jié)理走向觀察,遠(yuǎn)側(cè)節(jié)理向右側(cè)錯列或者在近端重疊時,為右階,反之為左階?!?/p>
關(guān)鍵詞:構(gòu)造地質(zhì)學(xué);實習(xí)課;內(nèi)容體系;改革
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)12-0029-02
構(gòu)造地質(zhì)學(xué)是地質(zhì)學(xué)的重要分支科學(xué),以研究地殼及上地幔地質(zhì)體的形成、形態(tài)和變形構(gòu)造作用的成因機制及其相互影響、時空分布和演化規(guī)律為其主要目標(biāo)。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)堪稱“地質(zhì)學(xué)中的哲學(xué)”,可分為大地構(gòu)造學(xué)(在1∶20萬及以下比例尺地質(zhì)圖上能見其全貌的構(gòu)造單元)、“狹義”構(gòu)造地質(zhì)學(xué)(在1∶5萬地質(zhì)圖至手標(biāo)本尺度上能見全貌的構(gòu)造)和顯微構(gòu)造學(xué)(顯微鏡下可以觀察到的構(gòu)造)。本文的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)主要指的是“狹義”構(gòu)造地質(zhì)學(xué),其研究方法是利用野外觀察、地球物理探測、室內(nèi)試驗和基于連續(xù)力學(xué)的計算來研究地質(zhì)構(gòu)造。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)內(nèi)容或研究方法包括幾何學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)三個方面[2,3],這三個方面不是獨立存在,而是相互穿插銜接。對本科生初學(xué)者來說,構(gòu)造幾何學(xué)概念的建立是最重要的,也是最基本的要求,必須通過大量的實習(xí)才能取得好的效果。這就要求在構(gòu)建實習(xí)課內(nèi)容時,合理分配學(xué)時,并精心組織內(nèi)容。本文將結(jié)合教學(xué)實際,對本科生構(gòu)造地質(zhì)學(xué)實習(xí)內(nèi)容及教學(xué)環(huán)節(jié)等提出一些看法,供同行交流。
一、構(gòu)造幾何學(xué)的內(nèi)涵
構(gòu)造幾何學(xué)是指地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)、大小、產(chǎn)狀以及各構(gòu)造要素之間的幾何關(guān)系,他們組成完整的具有幾何規(guī)律的構(gòu)造系或型式。構(gòu)造幾何學(xué)應(yīng)含制圖學(xué)[1]。運動學(xué)是指巖石作為整體或其內(nèi)部各部分從形成至變形期間所經(jīng)歷的過程和發(fā)生的運動,是由巖石或巖層中的原生構(gòu)造、次生構(gòu)造所揭示。運動學(xué)含定年學(xué)和GPS技術(shù)[1]。動力學(xué)是指產(chǎn)生構(gòu)造的力、應(yīng)力和力學(xué)過程,其目的是查明變形應(yīng)力的性質(zhì)、大小和方位,常以應(yīng)變分析和流變分析為基礎(chǔ)。上述三個方面中,幾何學(xué)是構(gòu)造解析的基礎(chǔ),也是最具有實際應(yīng)用價值的部分[2,3]。
二、構(gòu)造幾何學(xué)的意義
構(gòu)造幾何學(xué)的意義主要表現(xiàn)在三個方面,一是幫助學(xué)生建立構(gòu)造的概念模型,二是幫助培養(yǎng)學(xué)生的繪圖能力,三是在探礦等方面的實際應(yīng)用。構(gòu)造幾何學(xué)分析也是構(gòu)造的描述性分析,是構(gòu)造研究第一步的也是最基礎(chǔ)的部分,是對構(gòu)造位態(tài)、規(guī)模及其相互之間關(guān)系的分析描述,幫助定義構(gòu)造類型、構(gòu)造樣式,建立構(gòu)造變形場。構(gòu)造幾何學(xué)分析為運動學(xué)分析和動力學(xué)分析打下基礎(chǔ),例如頂厚褶皺或多排線狀褶皺,很可能是縱彎褶皺作用的結(jié)果,巖層受到了垂直褶皺長軸方向的水平擠壓;再如,斷層面上的一條水平擦痕,則指示斷層兩盤發(fā)生了走向運動,斷層兩盤受到剪切力作用。構(gòu)造幾何學(xué)分析之下的運動學(xué)和動力學(xué)分析,既可幫助理解構(gòu)造形成的動力學(xué)機制,理解構(gòu)造動力學(xué)背景,又可反過來指導(dǎo)幾何學(xué)研究,幫助預(yù)測未發(fā)現(xiàn)的構(gòu)造,如構(gòu)造應(yīng)力場計算預(yù)測裂縫分布。在油氣探測、礦床尋找等實踐活動中,往往需要構(gòu)造大小規(guī)模、排列分布等方面的資料,如某圈閉構(gòu)造的產(chǎn)狀及閉合幅度、礦體大小及展布方向等,這都是幾何學(xué)方面的內(nèi)容。這些參數(shù)有時可在野外直接測量活動,更多的情況則是根據(jù)間接資料如地震資料等通過編圖獲得,如剖面圖、構(gòu)造圖等。在編圖過程中,培養(yǎng)了學(xué)生的繪圖能力,幫助建立了構(gòu)造的空間概念,幫助理解構(gòu)造。
三、加強構(gòu)造幾何學(xué)概念的措施
1.依據(jù)多資料多方法多手段建立產(chǎn)狀概念。產(chǎn)狀乃巖體在地殼上的賦存狀況,包括巖層面的空間方位和傾角以及巖層厚度,是建立空間概念、進行構(gòu)造分析和讀圖分析的基礎(chǔ)。這里的產(chǎn)狀主要指的是面狀構(gòu)造(巖層面、斷層面等)的空間方位和傾斜程度,有走向、傾向、傾角。產(chǎn)狀可在野外露頭上直接測量獲得,也可根據(jù)諸如鉆井、地震資料,利用間接手段得到。隨堂實習(xí)課,學(xué)生學(xué)習(xí)的方法應(yīng)包括:在地形地質(zhì)圖上,應(yīng)用“V”字型法則、“弧弦法”、“三點法”等求產(chǎn)狀?!癡”字型法則可以幫助判斷巖層走向和傾向;“弧弦法”是在地形地質(zhì)圖上,通過制作同一層面上兩條平行走向線的方法獲得的;“三點法”的基本原理是三點決定一個面,資料來源于鉆井或地震。赤平投影是間接獲得巖層產(chǎn)狀的有效方法,它既可方便地表示面、線構(gòu)造的產(chǎn)狀及其相互關(guān)系,又能進行要素統(tǒng)計和幾何關(guān)系解析。赤平投影方法的學(xué)習(xí)和應(yīng)用,還可幫助學(xué)生建立構(gòu)造的空間概念。
2.通過讀圖和編圖理解構(gòu)造幾何學(xué)。(1)讀圖,讀圖主要指閱讀分析地質(zhì)圖。先讀水平巖層和單斜巖層地區(qū)的地形地質(zhì)圖,然后讀帶斷層和褶皺的地形地質(zhì)圖。在此基礎(chǔ)上,讀復(fù)雜褶皺區(qū)地質(zhì)圖。(2)編圖,表達一個構(gòu)造的最基本圖件就是平面圖和剖面圖。通過編圖,使學(xué)生對構(gòu)造三維空間形態(tài)有更深的理解,同r培養(yǎng)學(xué)生動手能力,這也是將來工作所必需的基本技能。地質(zhì)圖和構(gòu)造(等高線)圖是最重要的平面圖。地質(zhì)圖可以根據(jù)巖層露頭點和傾斜資料,利用放線距進行編制,可編制一個層系的簡單露頭線,也可編制帶不整合或其他構(gòu)造的多層系露頭線。構(gòu)造圖是表示某一個面(巖層面、斷層面等)的高低起伏變化,可根據(jù)鉆井資料、地震資料編圖,并對圖件所反映的構(gòu)造形態(tài)做出簡要分析。從編制一個簡單背斜構(gòu)造圖入手,再編制有斷層和褶皺地區(qū)的構(gòu)造圖。剖面圖一般指的是橫切構(gòu)造的鉛直剖面。在本科生學(xué)習(xí)階段,制作剖面圖,主要是在地質(zhì)圖上進行??稍?幅地質(zhì)圖上的多個方向編圖,這樣會使學(xué)生對構(gòu)造有一個全方位的理解,從二維圖上“看出”三維構(gòu)造。剖面圖的編制可從簡單的入手,如先編制單斜層剖面圖,然后逐漸過渡到編制復(fù)雜構(gòu)造區(qū)剖面圖。根據(jù)野外節(jié)理產(chǎn)狀統(tǒng)計資料,用赤平投影方法編制等密圖,學(xué)習(xí)節(jié)理資料的統(tǒng)計方法,進一步理解產(chǎn)狀概念和構(gòu)造三維形態(tài)。(3)綜合作業(yè),在課程后期,安排綜合分析作業(yè),所分析的圖件應(yīng)較復(fù)雜,包括不整合、斷層、褶皺以及巖漿巖體等構(gòu)造現(xiàn)象,分析構(gòu)造特點、演化歷史及動力條件。同時編制1―2幅剖面圖、構(gòu)造綱要圖,最后寫出總結(jié)報告,培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力。最后,在教學(xué)過程中,應(yīng)結(jié)合講課內(nèi)容安排1―2次野外實地講課,如好的褶皺構(gòu)造、斷層構(gòu)造露頭等,使學(xué)生對構(gòu)造形態(tài)有更好的理解。
四、效果分析
在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的教學(xué)過程中,難點之一就是表現(xiàn)在各構(gòu)造及構(gòu)造間關(guān)系的空間概念建立上,不能根據(jù)地質(zhì)圖、構(gòu)造圖想象出實體構(gòu)造形態(tài)和方位,從而影響了學(xué)習(xí)興趣和對構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的理解。而這一問題的解決,只能靠大量的練習(xí)和觀察才能解決。通過上述的實習(xí)課內(nèi)容的補充調(diào)整和安排,在教學(xué)過程中得到了良好的教學(xué)效果,也得到了學(xué)生們的認(rèn)可。通過實習(xí)課,學(xué)生的讀圖能力、做圖能力和綜合分析能力都有明顯的提高。隨堂進行的2次野外實地教學(xué),極大地調(diào)動了學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣,有道是百聞不如一見。學(xué)生實地觀察、實地測量、實地分析討論,取得了非常好的教學(xué)效果。這樣的實地教學(xué)不同于認(rèn)識實習(xí)和綜合地質(zhì)實習(xí),它是緊密結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,主題明確。實習(xí)課內(nèi)容的整合凝練,幫助學(xué)生對構(gòu)造地質(zhì)學(xué)內(nèi)容和研究方法的系統(tǒng)理解和掌握,也使學(xué)生懂得了實際應(yīng)用,明確了學(xué)習(xí)目標(biāo),提高了學(xué)習(xí)興趣,課堂氣氛活躍,課后積極思考和完成作業(yè)。總體教學(xué)效果優(yōu)良。
五、結(jié)論及建議
在新的形式下,構(gòu)造地質(zhì)學(xué)實習(xí)課的教學(xué)面臨著新的挑戰(zhàn),其內(nèi)容既要體現(xiàn)傳統(tǒng)經(jīng)典,又要體現(xiàn)當(dāng)展要求。在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)實習(xí)課內(nèi)容編排和講授環(huán)節(jié)上,應(yīng)以構(gòu)造幾何學(xué)為主,兼顧運動學(xué)和動力學(xué)。只有這樣,才能讓學(xué)生對構(gòu)造地質(zhì)學(xué)有一個系統(tǒng)的理解,提高學(xué)習(xí)興趣,取得良好的教學(xué)效果。
參考文獻:
[1]賈承造,雷永良,陳竹新.構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的進展與學(xué)科發(fā)展特點[J].地質(zhì)論評,2014,60(4):709-720.
《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》資源勘查工程專業(yè)一門理論性和實踐性很強專業(yè)核心課,是目前工程教育認(rèn)證體系中專業(yè)基礎(chǔ)課程。根據(jù)工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合我校實際,構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課程要求學(xué)生應(yīng)具備以下幾方面的能力要求:工程知識要求,即掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識,具有應(yīng)用相關(guān)數(shù)理化知識解決復(fù)雜地質(zhì)問題的技能;問題分析要求,即掌握基礎(chǔ)地質(zhì)相關(guān)的室內(nèi)實驗方法與技能;研究能力要求,即掌握地層、沉積與構(gòu)造分析與研究的方法;工程素質(zhì)要求,即掌握現(xiàn)代相關(guān)實驗設(shè)備,能用于地層、沉積、構(gòu)造及油氣地質(zhì)等的鑒定與分析。
由于這門課程具有較強的理論性與實踐性,是一門比較抽象的基礎(chǔ)理論課程。[2]為提高這門課程的學(xué)習(xí)效果,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,使該門課程達到工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn),筆者對《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》課程教學(xué)進行了系統(tǒng)分析,對課程教學(xué)改革進行了系統(tǒng)的分析。
一、《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》課程教學(xué)的現(xiàn)狀以及存在的問題
1.學(xué)生對課程性質(zhì)認(rèn)識不清。學(xué)生對于數(shù)學(xué)、英語等基礎(chǔ)課相對比較熟悉而對專業(yè)課比較陌生,對自己將要從事專業(yè)的認(rèn)識也十分模糊。尤其在課程學(xué)習(xí)中,各個課程的任課教師往往片面強調(diào)自己承擔(dān)課程的重要性,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)上存在認(rèn)識上的誤區(qū),把該課程的重要性與其他非核心課程等同對待,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)動力不足,影響學(xué)習(xí)質(zhì)量和教學(xué)效果。
2.教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方式與工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)不一致。與工程教育認(rèn)證目標(biāo)要求相比,我校以往《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》各部分的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式及考核方式上不夠具體,在目標(biāo)達成度評價時指標(biāo)點拆分上,部分指標(biāo)點的支撐難以在教學(xué)過程中體現(xiàn)出來,難以量化的問題較為嚴(yán)重。
3.理論知識與實踐環(huán)節(jié)脫節(jié)。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的理論性、實踐性都很強,它整個課程體系由理論課、實驗課及野外實踐三個環(huán)節(jié)構(gòu)成。而調(diào)研發(fā)現(xiàn),我校在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的教學(xué)安排中這三個環(huán)節(jié)的教學(xué)時間及先修后續(xù)等方面存在一定的問題,使得理論課與實驗課、實踐課在時間銜接上存在漏洞,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教學(xué)質(zhì)量受到一定程度的影響。
二、《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》課程教學(xué)的改革設(shè)想
以工程教育認(rèn)證要求為目標(biāo),把地質(zhì)思維能力、處理復(fù)雜地質(zhì)問題能力的培養(yǎng)作為《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》課程教學(xué)的目的和實驗教學(xué)的指引方向。在進行課程有體系教學(xué)的基礎(chǔ)上,結(jié)合我校實際情況,擬從以下方面開展教學(xué)改革。
(一)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)
1.樹立核心課程意識。從大一開始,引導(dǎo)學(xué)生樹立《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》的三大專業(yè)課的支柱地位。提出重要性的同時,循序漸進地啟發(fā)學(xué)生的積極性和興趣與好奇心,做到開端就抓住學(xué)生的注意力,使學(xué)生注重之后的理論教學(xué)與實踐教學(xué)。
2.理論教學(xué)環(huán)節(jié)。在理論教學(xué)環(huán)節(jié),主要從以下兩個方面開展教學(xué)改革。第一,對于地層產(chǎn)狀及接觸關(guān)系、褶皺、節(jié)理、斷層等核心內(nèi)容,適當(dāng)?shù)卦黾訉W(xué)時強化講解,重點簡潔明了地講解力各種基本理論、研究方法和應(yīng)用,盡可能多的在理論學(xué)習(xí)過程中展示各種實際野外圖片、仿真模型及實物模型等,讓學(xué)生在掌握基本理論的同時,對各種構(gòu)造作用有一個直觀的認(rèn)識。第二是,對于與本科生工程實踐能力培養(yǎng)聯(lián)系不緊密的內(nèi)容,比如大地構(gòu)造學(xué)派、槽臺學(xué)說等內(nèi)容在課時上予以適當(dāng)壓縮。通過對核心內(nèi)容的調(diào)整和強化講解,學(xué)生可全面鞏固構(gòu)造地質(zhì)學(xué)教學(xué)內(nèi)容,增強對各種具體地質(zhì)現(xiàn)象的現(xiàn)實認(rèn)識,提高了學(xué)生分析和解決復(fù)雜構(gòu)造地質(zhì)問題的能力。
3.實驗實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在實驗實踐教學(xué)環(huán)節(jié),主要從以下三個方面開展教學(xué)改革。第一,在實驗教學(xué)中,首先要課前讓學(xué)生預(yù)習(xí)相關(guān)的理論教學(xué)的原理及演化過程,為實驗教學(xué)開展做好充分準(zhǔn)備,預(yù)習(xí)情況計入實驗成績,作為課程成績的組成部分;第二,在課程作業(yè)環(huán)節(jié),在教學(xué)過程中布置綜合讀圖分析及小論文,以3~5人為小組,課程結(jié)束后一周之內(nèi)完成并上交;第三,在教學(xué)過程中,結(jié)合學(xué)校本地周邊環(huán)境及地質(zhì)條件,利用周末時間組織一些典型構(gòu)造剖面的課間實踐教學(xué),以使得學(xué)生的理論與野外實際及時結(jié)合。
(二)改進教學(xué)方式和方法
1.注重啟發(fā)式教學(xué),在講解一個知識點前,進行原理啟發(fā),留下學(xué)生思考的空間,并在下次理論教學(xué)課上,進行討論,使學(xué)生有一個先行的模式,不正確還可以進行修正,加深記憶。
2.利用一些現(xiàn)今地質(zhì)模擬軟件,給學(xué)生展示一些簡單模型,演化,受力分析等技巧,使學(xué)生可以在課余時間自行學(xué)習(xí)創(chuàng)新。
3.在實驗教學(xué)中,注重學(xué)生分析及合理演化能力的培養(yǎng),在具有啟發(fā)性的問題中,發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀學(xué)生,分別帶領(lǐng)實驗小組,課堂上,可以有效指導(dǎo)實驗進行方向,課下可以隨時探討課后習(xí)題。
4.在完成一個章節(jié)教學(xué)后,可以選擇實際地質(zhì)區(qū)塊,給予學(xué)生小組一些地質(zhì)資料,讓其完成一個構(gòu)造演化,或受力分析,或形態(tài)分析的報告,隨后對全班同學(xué)進行演示,作為平時成績的一部分。
(三)完善考核和考評方式
組織好課程考試不但能夠檢查出學(xué)生的學(xué)習(xí)成績,反映出課程教學(xué)效果,而且也能激勵學(xué)生勤奮學(xué)習(xí),從而實現(xiàn)教學(xué)目的?,F(xiàn)有《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》課程主要由平時成績(15%)、實驗成績(15%)和期末成績(70%)三部分組成,平時成績主要看學(xué)生的考勤、作業(yè)等情況,實驗成績主要看學(xué)生實驗報告情況。結(jié)合課程教學(xué)現(xiàn)狀,成績考核方面主要從以下幾個環(huán)節(jié)進行:
1.平時成績方面。除了常規(guī)的考勤、作業(yè)等情況,增加課間實習(xí)、課程小論文等環(huán)節(jié)考核,并適當(dāng)?shù)膶⑵綍r成績所占總成績的比例提高。
2.實驗成績方面。取消以往單看實驗報告給成績的思路,重點根據(jù)試驗過程給分,包括實驗預(yù)習(xí)情況、實驗流程規(guī)范情況、實驗報告質(zhì)量情況等,每項分?jǐn)?shù)均予以量化。
3.考試成績方面??荚嚢▎卧獪y驗和期末考試。單元測驗方面,按照教學(xué)大綱教學(xué)進度,開展階段性的單元考試,閉卷開卷、筆試口試均可,這樣不但給學(xué)生指出了學(xué)習(xí)重點,而且也有利于發(fā)現(xiàn)問題,促進教、學(xué)共同提高;期末考試方面,采用多種試題類型相結(jié)合的方法認(rèn)真組織考題,既考知識,又考能力,既考基本理論,又考基本技能,不出偏題,怪題,避免死記硬背,重視理論的理解,要求學(xué)生在正確分析的基礎(chǔ)上答卷,使學(xué)生考試成績建立在對專業(yè)知識學(xué)懂、學(xué)活、會用的基礎(chǔ)之上,從而減少了考試失誤,也避免了學(xué)生突擊學(xué)習(xí)通過考試的僥幸心理。
關(guān)鍵詞:構(gòu)造地質(zhì)學(xué) 地質(zhì)填圖 教學(xué)質(zhì)量 工程教育認(rèn)證 觀音峽背斜
中圖分類號:G71 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)09(a)-0144-03
《構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)》是資源勘查工程相關(guān)專業(yè)學(xué)生不可或缺的實踐環(huán)節(jié)。重慶北碚后峰巖地質(zhì)實習(xí)基地自建立以來,一直作為資源勘查工程專業(yè)《構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)》的實習(xí)基地。學(xué)校及學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)非常重視野外實踐教學(xué)成果,強調(diào)在整個實習(xí)過程中一定要突出實習(xí)的特色,深化教學(xué)改革,探索出在新形勢下適合資源勘查工程專業(yè)學(xué)生《構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)》的方法,以此提高其教學(xué)質(zhì)量,以便為學(xué)生今后的工作打下夯實的地質(zhì)技能基礎(chǔ)。該文將根據(jù)作者近十幾年指導(dǎo)《構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)》的教學(xué)經(jīng)驗,對在新形勢下該課程如何提高野外地質(zhì)教學(xué)質(zhì)量進行探討。
1 《構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)》的重要性
《構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)》是構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課堂教學(xué)知識的補充及深化,教學(xué)過程中的重要實踐環(huán)節(jié),實踐環(huán)節(jié)的成敗將直接影響該課程的教學(xué)質(zhì)量。《構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)》一般是作為學(xué)生學(xué)習(xí)完《普通地質(zhì)學(xué)》《古生物學(xué)與地層學(xué)》和《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》這些專業(yè)基礎(chǔ)課之后所進行的一次野外地質(zhì)實習(xí)。學(xué)生應(yīng)在系統(tǒng)學(xué)習(xí)《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》基礎(chǔ)理論課程之后,再利用一定時間,到野外專門訓(xùn)練其實際操作、資料收集、構(gòu)造現(xiàn)象觀察及描述、圖表的編制、報告編寫等綜合分析能力,使理論與實踐相結(jié)合,掌握分析方法和對各種構(gòu)造分布規(guī)律及形成機制的認(rèn)識,并可鞏固用變形理論及力學(xué)知識分析地質(zhì)構(gòu)造的基礎(chǔ)知識,同時訓(xùn)練學(xué)生對野外構(gòu)造現(xiàn)象的認(rèn)識和分析能力,特別是對一些野外地質(zhì)現(xiàn)象能夠進行描述,以達到對野外工作全過程的掌握和了解。
2 《構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)》實習(xí)基地的選擇
構(gòu)造野外地質(zhì)實習(xí)地點的選擇很重要,首先應(yīng)該選擇適合該專業(yè)的野外實習(xí)地點。西南石油大學(xué)資源勘查工程專業(yè)的野外地質(zhì)實習(xí)基地主要有:重慶北碚后峰巖實習(xí)基地、峨眉山地質(zhì)實習(xí)基地和旺蒼地質(zhì)實習(xí)基地。而對于構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)來講,選擇重慶北碚后峰巖作為實習(xí)地點是非常不錯的選擇,《構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)》野外實習(xí)時間為3周。
重慶北碚實習(xí)地區(qū)在行政區(qū)劃上屬重慶市北碚區(qū)以及緊鄰的合川市、華鎣市所轄。地理坐標(biāo)約在東經(jīng)l06°28′~l06°31′,北緯29°50′~29°55′之間。實習(xí)地區(qū)處于揚子準(zhǔn)地臺,四川臺向斜川東南臺褶帶上的川東高褶帶西緣觀音峽背斜。實習(xí)剖面多數(shù)集中在北碚至代家溝之間的地段,地質(zhì)填圖在代家溝以南約5 km的區(qū)段之內(nèi)。
3 提高《構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)》教學(xué)質(zhì)量的方式
《構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)》面臨時間緊,剖面多且長,線路復(fù)雜,學(xué)生知識結(jié)構(gòu)差異大以及重慶地區(qū)山路滑而陡等復(fù)雜原因,有可能會直接或間接影響到野外地質(zhì)實習(xí)的質(zhì)量與效果,每個實習(xí)指導(dǎo)老師甚至教學(xué)體系應(yīng)引起重視并加以解決。通過對《構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)》的思考,總結(jié)經(jīng)驗,應(yīng)從以下幾方面入手來提高野外地質(zhì)實習(xí)的教學(xué)質(zhì)量。
3.1 實習(xí)區(qū)教學(xué)材料的更新
為了使學(xué)生在實習(xí)之前就對北碚天府地區(qū)地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)條件有個大致了解,西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院自己攝制了《天府地質(zhì)大觀―野外地質(zhì)構(gòu)造》,片長26分鐘,另外收集了科教電影制片廠《地殼運動》《板塊構(gòu)造》等許多教學(xué)影片作為教學(xué)輔助材料。同時專門安排了有經(jīng)驗的教師編寫了該區(qū)地質(zhì)實習(xí)配套使用的指導(dǎo)書、地質(zhì)地形圖,建立了每條剖面的宏觀微觀相結(jié)合的資料庫,制作了精美的多媒體課件和視頻,同時配備和培養(yǎng)了高水平的實習(xí)教師隊伍。因此,每次野外實習(xí)之前,讓學(xué)生通過電教片和野外實習(xí)指導(dǎo)書,先了解一下實習(xí)區(qū)的自然經(jīng)濟及地理概況、地質(zhì)概況、實習(xí)路線及內(nèi)容、實習(xí)目標(biāo)以及最基本的野外地質(zhì)工作技能和方法等。讓學(xué)生以做到心中有數(shù),增加野外的實習(xí)效果,從而為后面的野外地質(zhì)實戰(zhàn)打下良好基礎(chǔ)。
3.2 實習(xí)內(nèi)容調(diào)整
以前構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)內(nèi)容主要集中在地層觀察及測量、地質(zhì)填圖、圖件繪制,最后寫出完整的實習(xí)報告。本著拓寬學(xué)生知識面等原則,實習(xí)指導(dǎo)老師對構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)進行了改革與創(chuàng)新。目前實習(xí)內(nèi)容主要做了以下調(diào)整:(1)區(qū)域構(gòu)造背景:大地構(gòu)造背景作一般性的介紹,要求學(xué)生了解實習(xí)地區(qū)的區(qū)域大地構(gòu)造位置,四川盆地基底構(gòu)造“暗三塊”與蓋層“明三塊”的吻合性;主要構(gòu)造及成因,如:川東高褶帶、威遠(yuǎn)―龍女寺古隆起等劃分概況。了解四川盆地含油氣層系和地層出露厚度。了解構(gòu)造層的劃分和盆地的性質(zhì)。(2)地層觀察及測量:掌握從中上寒武統(tǒng)婁山關(guān)群(∈2-31s)―上侏羅統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組(J3p)的地層層序,各組的巖性特征,地層厚度,所含主要化石,生儲油氣層、礦層、接觸關(guān)系等。對中二疊統(tǒng)茅口組(P2m)―上三疊統(tǒng)須家河組(T3x)要求掌握到各層段的基本特征。并選擇一段地層(不得少于400 m)進行地層基本厚度丈量基本步驟與方法、地層巖性的描述內(nèi)容等。(3)踏勘:了解實習(xí)區(qū)內(nèi)地層層序、時代、主要巖性特征和分布狀況。掌握實習(xí)區(qū)構(gòu)造輪廓、主要構(gòu)造線方向、分布規(guī)律,在此基礎(chǔ)上確定制圖標(biāo)準(zhǔn)層填圖穿越剖面。(4)地質(zhì)填圖:以1∶1萬的天府地區(qū)地形圖為底圖,采用剖面穿越法,填繪出各層的地層界線。要求至少穿越5條剖面,對難點部位要進行追索。(5)專題研究:為了培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,鍛煉其實際工作本領(lǐng),針對實習(xí)區(qū)的地質(zhì)特點,擬定出一些專題研究題目,如:褶皺形成機理、斷裂與褶皺的關(guān)系、裂縫發(fā)育規(guī)律及構(gòu)造應(yīng)力場等。讓學(xué)生自由選擇,在教師的指導(dǎo)下,獨立到野外收集資料,處理和分析資料,最后寫出具有自己觀點的專題小論文。(6)小構(gòu)造觀察:為了拓寬知識面,增加新內(nèi)容、新方法,對小型構(gòu)造研究奠定基礎(chǔ)。實習(xí)隊安排帶學(xué)生參觀實習(xí)區(qū)內(nèi)的“層內(nèi)小褶皺”“次級小斷層”“剪切帶”“構(gòu)造縫合線”“S型及反S型張節(jié)理”“節(jié)理的交切”“羽毛狀張裂縫”“雁脈帶”“平面和剖面共軛X節(jié)理系”等典型小構(gòu)造現(xiàn)象。(7)圖件編繪:主要繪制地層柱狀圖、平面地質(zhì)草圖、地形地質(zhì)圖、構(gòu)造橫剖面圖、構(gòu)造等值線圖及典型構(gòu)造現(xiàn)象的素描圖。(8)文字報告:主要包括野外實習(xí)綜合報告、地形地質(zhì)圖說明書、構(gòu)造等值線圖說明書及專題小論文。
3.3 師資及野外裝備的良好配置
構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)的師資配置相當(dāng)重要,以往師生比大概在1∶30左右。構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)不同于課堂教學(xué),野外空間大,有些典型的地質(zhì)構(gòu)造只能遠(yuǎn)觀而不能近察。而有些實習(xí)點位空間狹小,只能容下幾個人。因此,帶隊指導(dǎo)老師只能一遍一遍給學(xué)生講解,嚴(yán)重影響實習(xí)進度。因此,為了解決這種不合理的授課方式,提高野外實習(xí)質(zhì)量,應(yīng)結(jié)合野外地質(zhì)實習(xí)的實際情況,將師生比例加大,按照師生比1∶10~15左右比較合適。如果指導(dǎo)老師數(shù)量充足的話,完全可以按照師生比1∶5~1∶10進行。同時學(xué)校為每個組配置了一部手執(zhí)GPS儀及數(shù)碼相機,在實習(xí)的過程中,帶隊指導(dǎo)老師可以指導(dǎo)學(xué)生如何使用GPS儀定位定點以及采集相關(guān)地質(zhì)數(shù)據(jù)等。后續(xù)實習(xí)過程中,盡可能為實習(xí)隊伍提供一些先進的教學(xué)設(shè)備,如:數(shù)字填圖軟件RGMap、RGSection等教學(xué)軟件;射程1 000 m以上的綠激光筆、戶外教學(xué)專用的擴音器以及數(shù)字語音錄入筆等。這樣構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)的教學(xué)效果就會得到大大提高。
3.4 采取多種教學(xué)模式,增強學(xué)生的積極性
良好的教學(xué)方法是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高,專業(yè)知識理解加深的重要途徑。目前大多數(shù)的野外實習(xí)是將學(xué)生帶到實習(xí)地點,學(xué)生觀察完地質(zhì)現(xiàn)象后老師再進行講解總結(jié)。若這種古板的教學(xué)方式不進行改革,將難以提高學(xué)生野外實習(xí)的積極性,更難以提高野外實習(xí)教學(xué)質(zhì)量。經(jīng)過十幾年的野外實踐教學(xué)活動,發(fā)現(xiàn)采取互動式、獎勵式和探究式等多種教學(xué)模式相結(jié)合的教學(xué)方法,教學(xué)效果會更為顯著。
采取學(xué)生之間討論、小組內(nèi)討論、小組之間結(jié)論比較、老師講解總結(jié)、學(xué)生記錄及素描的教學(xué)模式。西南石油大學(xué)資源勘查工程專業(yè)學(xué)生通過人人參與表達闡述自己的地質(zhì)觀點,通過小組內(nèi)隊員之間的討論、分析與總結(jié),同學(xué)們可以大膽發(fā)言,甚至?xí)霈F(xiàn)互相反駁的現(xiàn)象,現(xiàn)場氣氛一度達到。通過成員之間的討論,最后得出比較合理的結(jié)論。在整個討論過程中,使學(xué)生由以前的被動參與者直接變?yōu)榱四壳暗闹鲃訁⑴c者。帶隊老師此時可以根據(jù)學(xué)生的野外地質(zhì)專業(yè)表現(xiàn)進行現(xiàn)場打分,這更能大大激發(fā)學(xué)生的討論興趣。最后,指導(dǎo)老師針對具體的地質(zhì)觀察點,先啟發(fā)性地給予提示,引導(dǎo)學(xué)生通過觀察分析,對關(guān)鍵問題進行師生間的討論、講解與總結(jié),真正讓學(xué)生能夠理解并最終掌握實習(xí)的內(nèi)容及最基本的地質(zhì)實習(xí)技能等。全部學(xué)生掌握之后,要求大家對實習(xí)觀察點進行相關(guān)的地質(zhì)內(nèi)容記錄、總結(jié),并將將隨手地質(zhì)剖面圖及地質(zhì)現(xiàn)象的素描圖繪制在野外記錄本上。
3.5 多種教學(xué)場所結(jié)合確保實習(xí)順利進行
隨著北碚實習(xí)區(qū)退耕還林、水庫蓄水、季節(jié)性洪水、修橋鋪路、資源(煤炭、石灰等)的大規(guī)模開采等眾多因素,有的剖面被植被嚴(yán)重覆蓋(如:紙廠溝-小屋基構(gòu)造剖面、石筍溝龍?zhí)督M地層、河西洞須一段地層),有的剖面大部分被淹沒于水下(大壩溝大安寨段地層,白廟子飛仙關(guān)一段下部地層),一定程度上影響了正常的野外教學(xué)秩序。因此,野外實習(xí)基地的面積及規(guī)模也在逐年減小,急需尋找新的實習(xí)剖面或者實習(xí)基地以滿足后續(xù)生源的需求。為了解決這種困境,各帶隊指導(dǎo)老師專門對北碚區(qū)天府鎮(zhèn)進行了實地踏勘,開辟出了幾條新的野外教學(xué)剖面,如:文星場-張家坡剖面、司法所―視槽溝剖面、鷹耳巖剖面、老龍洞剖面等6條剖面,以保證后續(xù)生源的正常野外教學(xué)。
3.6 靈活有效的評分標(biāo)準(zhǔn)
構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)的成績評分既要體現(xiàn)出野外學(xué)習(xí)能力及動手實踐能力,也要突出室內(nèi)圖件繪制、報告編寫的能力。因此,資源勘查工程專業(yè)的構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)為了統(tǒng)一評分標(biāo)準(zhǔn),全面考查學(xué)生學(xué)習(xí)成績,評分以圖件、文字報告為主,結(jié)合野外表現(xiàn)、學(xué)習(xí)態(tài)度及野外記錄本進行綜合評定。具體評分標(biāo)準(zhǔn)如下:地層柱狀圖(10分)、平面地質(zhì)草圖(5分)、地形地質(zhì)圖及說明書(10分)、構(gòu)造橫剖面圖(10分)、構(gòu)造等值線圖及說明書(15分)、專題研究論文(10分)、野外表現(xiàn)及態(tài)度(20分)、文字綜合報告(20分)。先采用以上計分方法逐項進行評分,然后累加起來,最后采用優(yōu)(86分及以上)、良(80分~85分)、中(70分~79分)、及格(60分~69分)、不及格(60分以下)五級記分制給出實習(xí)成績。
4 結(jié)語
《構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)》野外教學(xué)不同于課堂教學(xué),其具有很強的實踐性。在實習(xí)基地選擇合適,野外教學(xué)資源及時更新,實習(xí)內(nèi)容相應(yīng)進行調(diào)整,教學(xué)模式的大膽改革等條件下,學(xué)生可以在樂趣中探索大自然的奧秘而不是片面認(rèn)為地質(zhì)工作是枯燥無味的。通過以上的野外實習(xí)訓(xùn)練,學(xué)生基本能夠掌握每個實習(xí)觀察點的重點內(nèi)容,學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得到了鍛煉,學(xué)習(xí)氣氛更加活躍,這也極大提高了學(xué)生的野外團隊協(xié)作精神,從而提高了《構(gòu)造地質(zhì)綜合實習(xí)》的教學(xué)實習(xí)質(zhì)量。
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關(guān)鍵詞:遙感 空間信息 地質(zhì) 找礦 應(yīng)用
一、引言
近年來,空間科學(xué)、信息科學(xué)、計算機科學(xué)、物理學(xué)、等科學(xué)技術(shù)的進步和發(fā)展,為遙感技術(shù)奠定了必要的技術(shù)基礎(chǔ),此外,由于人類活動不斷向深度和廣度方面發(fā)展,遙感技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,從而使得贏得了飛躍的發(fā)展,遙感技術(shù)在發(fā)達國家和一些發(fā)展中國家已經(jīng)成為一個高度重視的科學(xué)技術(shù)。在地質(zhì)工作中,遙感數(shù)字圖像處理屬于新的工作方法,充分結(jié)合了當(dāng)前的計算機技術(shù)信息技術(shù)。在地質(zhì)工作中主要是通過對一個地區(qū)巖性,構(gòu)造的狀況分析后服務(wù)與地調(diào)填圖,礦產(chǎn)普查,工程地質(zhì),水文地質(zhì)及地質(zhì)災(zāi)害治理方面,有著其特殊的高效性,空間性和優(yōu)勢所在。中國遙感事業(yè)自70年代至今發(fā)生了巨大的變化,在國民經(jīng)濟中的應(yīng)用也日漸普遍。相對國際發(fā)達國家,中國遙感事業(yè)與其尚存在較大差距,這也正證明了在學(xué)科應(yīng)用教學(xué)方面的前景性和挑戰(zhàn)性。本文結(jié)合“遙感地質(zhì)”課程的學(xué)習(xí),淺談下其在未來地學(xué)相關(guān)工作中的應(yīng)用。
二、遙感地質(zhì)在地學(xué)方面的意義和作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面
1.區(qū)域地質(zhì)調(diào)查方面
在地質(zhì)調(diào)查方面,我國青藏高原地區(qū)明顯體現(xiàn)出了遙感數(shù)字圖像處理的意義和作用。青藏高原空白區(qū)是我國存在最大的空白區(qū),因為青藏高原獨特的海撥,積雪,壓力,缺氧以及交通等因素給地質(zhì)工作者在這一地區(qū)開展工作造成了極大的困難,尤其在藏北,屬于“世界屋脊”這一片區(qū)域,是生命的,地質(zhì)工作者很難實地進入,實施開展。青藏高原所占面積巨大,為我國地學(xué),生物學(xué),資源與環(huán)境科學(xué)提供了富有特色的研究領(lǐng)域和天然的實驗室,其研究開發(fā)價值極大。近年來國土資源部先后開展了多次地質(zhì)調(diào)查,如1:25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查。安多地區(qū)平均海撥4700多米,氣候已變,極寒,其中部分地區(qū)很難進入。中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院教師承擔(dān)的地質(zhì)調(diào)查局“安多1:25萬安多多幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項目”中就充分利用了遙感數(shù)字圖像處理技術(shù)的優(yōu)勢。
2.構(gòu)造地質(zhì)方面
遙感地質(zhì)技術(shù)在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)方面的應(yīng)用從空間宏觀角度著手,“宏觀看構(gòu)造,微觀看結(jié)構(gòu)”。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)在經(jīng)歷了近一個半世紀(jì)的發(fā)展后,在研究方法和研究程度上都取得了很大的進步。由于構(gòu)造地質(zhì)學(xué)強調(diào)野外實地觀測,它的研究精度是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷提高的。20世紀(jì)60年代以后遙感技術(shù)的運用,對地質(zhì)構(gòu)造的研究產(chǎn)生了極高的效益。雖然遙感技術(shù)引入到構(gòu)造地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)近半個世紀(jì),但其本身的發(fā)展以及構(gòu)造地質(zhì)學(xué)對其利用的不充分,使得遙感數(shù)字圖像處理在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域還有很大的發(fā)展空間。利用好遙感數(shù)字圖像處理能夠使得不同尺度構(gòu)造的研究有可能在成因和演化及運動學(xué)、動力學(xué)上結(jié)合得好,研究得更深入。
3.礦產(chǎn)勘查方面
伴隨著“358”和四部委聯(lián)合找礦突破行動的實施,遙感找礦將會在今后幾年的地質(zhì)礦產(chǎn)工作中升級為一熱點。在礦產(chǎn)勘查方面,利用遙感影像波譜的不同,根據(jù)具體巖性波譜可宏觀分析該地礦產(chǎn)分布和密集特點。在室內(nèi)計算機遙感圖像數(shù)字處理后,再根據(jù)具體結(jié)果配合以野外實地勘查將大大降低勘查的經(jīng)濟投入和地質(zhì)工作者的負(fù)擔(dān),同時也將勘查工作推向了高效性。
3.1遙感找礦模型的建立
礦床模型的地質(zhì)環(huán)境發(fā)生在礦床,礦床產(chǎn)出的時空規(guī)律、礦床特征等高度概括了礦床模型的特點,覆蓋整個礦產(chǎn)地質(zhì)形成和保全的各個因素,顯示出了現(xiàn)在的礦產(chǎn)地質(zhì)科學(xué)研究程度,也顯示了理論化礦產(chǎn)資料這一觀念認(rèn)識水平。利用遙感技術(shù)在大面積區(qū)域?qū)ふ艺业V化集中區(qū),將圖像上的色、線、環(huán)、影紋圖像與曠田構(gòu)造的基本要素(成礦巖體、控礦斷裂、圍巖蝕變)相結(jié)合,提取遙感地質(zhì)礦藏信息,尋找區(qū)域找礦標(biāo)志,通過礦床模型來識別礦床賦存的遙感影特征,建立礦床模型,遙感找礦在1990年代以來,已經(jīng)成為重點研究研究熱點之一。這可以開拓礦床圖像分析的新的思路,將礦床地質(zhì)遙感研究推進到一個新的水平。
3.2綜合成礦預(yù)測
遙感技術(shù)對區(qū)域性和全球性成礦帶、成礦域研究方面有著極其重要的意義對大量不同來源、不同內(nèi)容的圖像或非圖像子量進行綜合處理,把原來的地學(xué)理論和邏輯思維轉(zhuǎn)換成三維的直觀和形象化得、時間和空間模型,把原來的定性概念轉(zhuǎn)化為定量的觀念和分析方法,進行多元化地學(xué)綜合成礦。地物化資料與遙感資料的綜合研究提高了地質(zhì)解譯與綜合分析的效果與效率,已成為尋找巨型、大型礦床最為有效的找礦方法,也是當(dāng)前世界找礦趨勢。
4.地質(zhì)災(zāi)害方面
遙感數(shù)字圖像處理可完全應(yīng)用與地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報和災(zāi)后治理救援方面。汶川地震所引發(fā)的堰塞湖,山體坍塌,泥石流等具多。汶川8.0級地震發(fā)生后,諸多交通線路中斷,信息癱瘓,救災(zāi)隊伍難以第一時間摸清里面災(zāi)害情況,而此時遙感技術(shù)將是處理一連續(xù)事情的最佳選擇手段。遙感數(shù)字圖像處理對災(zāi)后搶救和治理過程中的突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的的觀測起到了不可磨滅的作用。治理和預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害是我國迫在眉睫的件大事,故遙感人才是國家急需的專業(yè)性技術(shù)人才。
三、結(jié)語
遙感地質(zhì)是一個理論和技術(shù)相結(jié)合的課程,實際可操作性強,我們需要鞏固理論基礎(chǔ)知識,并不斷應(yīng)用??傊?,隨著地質(zhì)信息技術(shù)的不斷提高,遙感技術(shù)實際工作中的應(yīng)用也會不斷增多。通過短期課程,很難掌握遙感地質(zhì)這門課程的所有知識,真正的掌握遙感技術(shù)還需要在以后的課程里不斷的學(xué)習(xí)。通過學(xué)習(xí),我們可以全面了解遙感技術(shù)在我國的應(yīng)用前景,在國民經(jīng)濟發(fā)展扮演的重要角色,以及對未來地質(zhì)工作的重要意義,初步了解計算機數(shù)字圖像處理技術(shù)和相關(guān)遙感技術(shù)。
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關(guān)鍵詞:遙感技術(shù) 地質(zhì) 作用
一、引言
近年來,一方面,由于空間科學(xué)、信息科學(xué)、計算機科學(xué)、物理學(xué)等科學(xué)技術(shù)的進步與發(fā)展,為遙感技術(shù)奠定了必要的技術(shù)基礎(chǔ),另一方面,由于人類生產(chǎn)活動不斷地向深度和廣度進軍,遙感技術(shù)得到較為廣泛的應(yīng)用,因而使得遙感技術(shù)獲得了飛躍的發(fā)展,已經(jīng)成為發(fā)達國家和一些發(fā)展中國家十分重視的一項科學(xué)技術(shù)。隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展,人類對自然資源,特別是對礦產(chǎn)資源的需求量與日俱增。遙感數(shù)字圖像處理屬于地質(zhì)工作中的一種新型的工作手段,充分結(jié)合了現(xiàn)時計算機高科技信息技術(shù)。在地質(zhì)工作中主要是通過對一個地區(qū)巖性,構(gòu)造的狀況分析后服務(wù)與地調(diào)填圖,礦產(chǎn)普查,工程地質(zhì),水文地質(zhì)及地質(zhì)災(zāi)害治理方面,有著其特殊的高效性,空間性和優(yōu)勢所在。正如中科院院士徐冠華等,所談及遙感技術(shù)為地學(xué)研究提供了全新的手段,導(dǎo)致了地學(xué)研究范圍,內(nèi)容、方法的重要變化,標(biāo)志著地學(xué)信息獲取和方法處理的一場革命。中國遙感事業(yè)自70年代至今發(fā)生了巨大的變化,在國民經(jīng)濟中的應(yīng)用也日漸普遍。相對國際發(fā)達國家,中國遙感事業(yè)與其尚存在較大差距,這也正證明了在學(xué)科應(yīng)用教學(xué)方面的前景性和挑戰(zhàn)性。
二、地質(zhì)災(zāi)害遙感技術(shù)的歷史與成績
人口、資源、環(huán)境與災(zāi)害是當(dāng)今社會人類面臨的主要問題。人口的不斷增長,導(dǎo)致了對資源需求的不斷增加;人類活動空間和規(guī)模的迅速增大及對資源的過量開采,導(dǎo)致了一系列環(huán)境問題,引起了一系列自然災(zāi)害。在各種自然災(zāi)害中,地質(zhì)災(zāi)害占有重要的比重。據(jù)不完全統(tǒng)計,全球發(fā)展中國家每年由地質(zhì)災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失,達到了國民生產(chǎn)總值的5%以上。在我國災(zāi)害及其所導(dǎo)致的環(huán)境問題中,據(jù)估計由地質(zhì)災(zāi)害造成的損失約占整個災(zāi)害損失的35%。其中崩塌、滑坡、泥土流及人類工程活動誘發(fā)的淺表生地質(zhì)災(zāi)害所造成的損失約占55%。遙感對地觀測技術(shù)是當(dāng)代高新技術(shù)的重要組成部分,是20世紀(jì)末幾年開始執(zhí)行的“對地觀測系統(tǒng)(EOS)”計劃的主體。它具有時效性好、宏觀性強、信息量豐富等特點。利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)可以準(zhǔn)確地監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害體的形變與蠕動情況,從衛(wèi)星遙感圖像上可實時或準(zhǔn)實時地反映災(zāi)時的具體情況,監(jiān)測重點災(zāi)害點的發(fā)展演化趨勢,增強地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的預(yù)見性。因此,為了能及時地調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害狀況,為搶災(zāi)與救災(zāi)工作提供準(zhǔn)確資料,根據(jù)國民經(jīng)濟建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展的需要,在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中采用遙感技術(shù)這一先進手段,是尤為必要的,這也是現(xiàn)代高新技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的必然趨勢。國內(nèi)外地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查技術(shù)方法主要是在上世紀(jì)最后20年發(fā)展起來的,現(xiàn)已基本形成了規(guī)范化的技術(shù)流程,在地質(zhì)災(zāi)害遙感判讀、分類及制作相應(yīng)的圖像方面都取得了較成熟的經(jīng)驗。
三、遙感技術(shù)的作用和方法
構(gòu)造地質(zhì)學(xué)在經(jīng)歷了近一個半世紀(jì)的發(fā)展后,不管是在研究方法還是研究程度上都已經(jīng)有了很大的進步。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)強調(diào)野外實地觀測,其研究精度隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而迅速提高。這也對構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的研究方法提出了更高的要求。20世紀(jì)60年代以后遙感技術(shù)的運用,對地質(zhì)構(gòu)造的研究產(chǎn)生了極高的效益。雖然遙感技術(shù)引入到構(gòu)造地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)近半個世紀(jì),但其本身的發(fā)展以及構(gòu)造地質(zhì)學(xué)對其利用的不充分,使得遙感數(shù)字圖像處理在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域還有很大的發(fā)展空間。利用好遙感數(shù)字圖像處理能夠使得不同尺度構(gòu)造的研究有可能在成因和演化及運動學(xué)、動力學(xué)上結(jié)合得好,研究得更深入。因此,遙感影像上這些特殊影像體得識別是遙感直接找礦的一個重要環(huán)節(jié)。各種金屬礦體的露頭,特別是富含硫化物的礦體的露頭,經(jīng)風(fēng)化淋濾后形成的氧化物或含氧巖類礦物,呈現(xiàn)出與周圍巖石迥然不同的色彩,在高分辨率圖像上可直接識別。通過遙感解譯,信息提取,確定礦源層、含礦巖體、含礦脈體、礦化蝕變帶等含礦地質(zhì)體的存在。通過地物波普測試,來尋找含礦地質(zhì)體存在的波普特征,提取與成礦有關(guān)的某些蝕變礦物的波普特征,確定含礦地質(zhì)體的可能所在。另外,從遙感影像上識別出礦化與礦化體的特殊形態(tài)特征,如某些含礦石英脈的淺色紋帶。礦床模型是對礦床賦存的地質(zhì)環(huán)境、礦床產(chǎn)出的時空規(guī)律、礦床特征等礦床本質(zhì)特征的高度概括,涵蓋了礦產(chǎn)形成和保全的全部地質(zhì)因素,顯示現(xiàn)今地質(zhì)科學(xué)對礦床學(xué)的研究程度,也顯示了將礦床資料理論化的觀念認(rèn)識水平。利用遙感技術(shù)在打面積內(nèi)尋找礦化集中區(qū),將圖像上的色、線、環(huán)、影紋圖像與曠田構(gòu)造的基本要素(成礦巖體、控礦斷裂、圍巖蝕變)相結(jié)合,提取礦床遙感地質(zhì)信息,尋找區(qū)域找礦標(biāo)志,并用礦床模式的概念來識別礦床賦存的遙感影特征,建立礦床遙感模型,逐漸成為20世紀(jì)90年代以來遙感找礦學(xué)的研究熱點之一。這也勢必能為影像礦床的分析開拓新的思路,把礦床遙感地質(zhì)研究推進到一個新的層次。遙感技術(shù)對區(qū)域性和全球性成礦帶、成礦域研究方面有著極其重要的意義。對大量不同來源、不同內(nèi)容的圖像或非圖像子量進行綜合處理,把原來的地學(xué)理論和邏輯思維轉(zhuǎn)換成三維的直觀和形象化得、時間和空間模型,把原來的定性概念轉(zhuǎn)化為定量的觀念和分析方法,進行多元化地學(xué)綜合成礦。治理和預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害是我國迫在眉睫的件大事,故遙感人才是國家急需的專業(yè)性技術(shù)人才。
四、結(jié)語
遙感地質(zhì)是一門理論與技術(shù)相結(jié)合的課程,其實際操縱性較強,需要我們對理論基礎(chǔ)知識不斷地應(yīng)用鞏固。它在未來地質(zhì)工作中有非常重要的意義。
參考文獻: