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地质工程(工程地质方向)专业地质学基础周口店野外教学探讨

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摘要:由于独特的地理位置和漫长的地质演化历史,中国地质大学周口店教学实习区拥有丰富且典型的地质学教学资源。周口店地质学基础野外教学实习是我校地质工程专业(工程地质方向)本科培养过程中重要的一个环节,考虑到专业性质和培养方案设置,在教学经验总结的基础上,提出了周口店野外教学内容中需要注意和加强的地方,并探讨了野外教学方法以助提高教学效果和质量。

关键词:工程地质;周口店实习站;教学方法;野外教学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)15-0251-02

一、引言

周口店野外实践教学区位于太行山山脉北段与华北平原的临接处,大地构造单元隶属于华北陆块燕山板内(陆内)构造带教学区内诸多的地质遗迹难易适中,加之区位优势和便利的交通条件,使周口店野外实践教学站成为享誉国内教育界的野外实践教学场所。

周口店地质学基础野外教学实习是我校地质工程专业(工程地质方向)本科生一门重要的实践课程,教学效果对本专业人才培养质量有着较大的影响,因此本文针对我校地质工程专业(工程地质方向)培养要求和专业特点,结合前人研究的基础上,就教学内容以及教学方法进行探讨。

二、教学内容探讨

周口店地质学基础野外教学实习由简到繁、循序渐进,共划分为:路线地质教学阶段、独立综合填图实践和地质(实习)报告编写三个阶段。

我校地质工程专业(工程地质方向)周口店野外教学为期四周,学生系统地掌握常规的地质调查方法和基本技能,包括:(1)地层的野外观察和描述;(2)罗盘和地形图使用;(3)地层实测剖面;(4)独立地质填图;(5)野外教学实习报告编写等五个内容。

地质工程专业(工程地质方向)周口店教学除按照地质学基础野外教学任务和要求外,考虑到专业特点以及后续教学内容的衔接,笔者认为还需要注意如下方面:

1.注重图件绘制能力训练。周口店野外教学实习图件编制包括地质素描图、信手剖面图、实测剖面图、地层综合柱状图、综合材料图、地质平面图以及构造纲要图。根据笔者周口店教学经验,要加强学生图件的编制能力,首先要强化地质素描以及信手剖面图的绘制训练。地质素描的技巧以及步骤详见《野外地质素描》,在此只针对笔者在教学实践中总结出几点注意事项供参考:(1)地质素描是对地质现象的形态特征和规律采用线条为主要表现形式予以表达,故素描之前,首先需要认真观察、看懂地质现象,然后才能画出正确的素描。如八角寨垭口附近的石香肠构造素描,除了石香肠特征(形成原因)外,还需要表现出剪切构造的性质、运动方向以及与石香肠构造的先后顺序等要点。(2)图形比例以及关键点或者地质现象在图中的位置。如孤山口火车站复杂褶皱构造素描中可以教会学生根据电线杆长度和间距估算出剖面高和长,然后根据野簿尺寸确定整数比例尺。地质点或现象的定位,首先确定典型的地形地物(挡墙、电线杆)或显著的构造点位置,再确定其他构造点或者要素的相对位置,从而避免素描失真。(3)先后顺序。如进行褶皱类素描时应首先画两翼,然后填充地层岩性,这样可以避免褶皱形态失真;对于断层则先确定断层面的位置和产状,然后再绘两盘地层岩性。为了表现出不同构造期次,则应遵循由新到老的顺序。

信手剖面图最大的问题是比例失调(地形失真)、岩层产状不正确以及岩性组合错误等三个问题。

比例失调一般出现在手绘地形起伏较大的剖面,可目估剖面起始距离或者从地形图上读取以确定剖面长度,再根据野簿尺寸确定横向比例尺。纵向比例尺则依据地形图读取高差或者根据树木、电线杆等估算山顶与谷底高差来确定纵向比例尺。坡面线则可采用罗盘测量出俯角或仰角,然后基于山顶与坡角的高差和纵向比例尺确定坡面的基准线,然后根据实际坡面起伏修正。

岩层产状主要为岩层倾向线画反以及倾角过陡。教学时可以告诉学生岩层倾向与剖面方向夹角小于90°则岩层倾向线向剖面方向倾斜,当二者夹角大于90°时则岩层倾向线向剖面方向相反的方向倾斜。视倾角小于或等于真倾角,故信手剖面上的岩层倾角要小于真倾角,具体数值可查阅野簿后面的附录表。

岩性组合画错的主要原因是学生并没有养成“边走边观察记录,边延伸剖面图”的习惯,加之天气炎热,绘图功底不扎实,很多学生凭印象画,甚至有的相互抄袭,以讹传讹。故教师在路线教学时,一定要严格督促学生训练其信手剖面功能。

2.强化独立地质填图训练。独立地质填图是学生掌握常规的地质调查方法和基本技能的必由途径,也是周口店野外教学成果的有效检验手段之一。

根据近六年的教学效果看,学生基本掌握了褶皱区的地质填图,而且对不同世代的褶皱构造分析具有一定的能力,取得了良好的教学效果。但需要注意的是,部分学生对于大型断层的确定以及填图还存在困惑。对于此,笔者建议地质工程专业(工程地质方向)填图区调正为东区和西区,填图时间延长至8天,不仅使学生的地质野外功底加强,而且也后利于后续的《工程地质学基础》和《工程地质勘察》课程的学习。

3.适当突出工程地质专业特色。周口店实习区拥有丰富的野外地质教学资源,部分路线同样可以作为后续的《工程地质学基础》课程教学的有益补充,如:

“房山西断裂观察”教学路线可以适当补充活断层、地震以及区域稳定方面的基础知识。地震区选址问题可以在“八角寨―拴马庄桥头”地层路线中的洪水庄组(Pt2h)韧性剪切(鞘褶皱)中结合“中性三角区”予以介绍。

岩体概念以及岩体结构控制理论可以在八角寨垭口的雾迷山组(Pt1w)地层岩性观察点进行讲解。同时以组为单位让学生进行节理测量,整理野簿时绘制玫瑰花图并划分优势节理产状,一方面训练学生的罗盘使用,另一方面初步加强学生对节理的水文地质工程地质意义的理解。

同样是在“八角寨―拴马庄桥头”地层路线的铁岭组(Pt2t)三段岩性变化观察分析之余,可介绍卸荷裂隙、岩质滑坡以及崩塌等概念,崩塌成因、边界确定、识别方法以及治理措施等类容。