張?jiān)?，王紅亮

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院， 北京 100083

實(shí)踐教學(xué)

“沉積學(xué)基礎(chǔ)”課程野外教學(xué)點(diǎn)的建設(shè)和意義

張?jiān)＃跫t亮

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院， 北京 100083

“沉積學(xué)基礎(chǔ)”是一門(mén)以自然地質(zhì)現(xiàn)象為基礎(chǔ)的大學(xué)本科課程，野外實(shí)踐對(duì)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要作用。本文圍繞完善硅化木地質(zhì)公園野外教學(xué)點(diǎn)的目標(biāo)，深入探討野外教學(xué)點(diǎn)建設(shè)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和建設(shè)步驟，基于野外教學(xué)的特點(diǎn)，精煉教學(xué)內(nèi)容和優(yōu)選教學(xué)路線，并提出“野外教學(xué)和理論教學(xué)內(nèi)容互補(bǔ)”等野外教學(xué)設(shè)計(jì)的基本原則。通過(guò)完備的野外教學(xué)，逐步將過(guò)去的認(rèn)知型為主的教學(xué)體系轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿餍院驼J(rèn)知性并重的教學(xué)體系，豐富了“沉積學(xué)基礎(chǔ)”的教學(xué)模式，取得了良好的教學(xué)效果，也為相關(guān)地學(xué)類(lèi)課程的實(shí)踐課程設(shè)計(jì)提供了參考。

沉積學(xué)；硅化木；野外教學(xué)；教學(xué)模式

作為一門(mén)理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，“沉積學(xué)基礎(chǔ)”是石油地質(zhì)專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。其野外實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)課程的教學(xué)效果具有至關(guān)重要的作用。但由于條件和課時(shí)限制，野外實(shí)踐教學(xué)重視程度不夠，極大地影響了教學(xué)效果。本文以校級(jí)教學(xué)改革為契機(jī)，以延慶硅化木國(guó)家地質(zhì)公園實(shí)踐教學(xué)點(diǎn)為依托，基于野外教學(xué)的特點(diǎn)，進(jìn)行合理的野外作業(yè)設(shè)計(jì)。使學(xué)生掌握沉積巖的概念、基本特征、沉積巖的形成機(jī)理、陸源碎屑巖及碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、主要巖石類(lèi)型及其特征和成因、主要沉積相模式等沉積學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，掌握沉積巖研究和鑒定的基本技能，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及畢業(yè)后的生產(chǎn)和研究活動(dòng)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

一、實(shí)踐教學(xué)點(diǎn)地質(zhì)情況

考察區(qū)距延慶縣城約45km，位于北京市延慶縣東北部的千家店鎮(zhèn)辛柵子村北坡的硅化木國(guó)家地質(zhì)公園中心區(qū)及其附近。盆地的形成時(shí)期為中生代中晚侏羅世時(shí)期，主要充填序列為上侏羅統(tǒng)土城子組（J31），形成時(shí)間約156～139M a。土城子期在南北向擠壓構(gòu)造背景下形成了復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和盆地分割，形成了許多山間坳陷盆地。這些構(gòu)造體系，尤其是走滑正斷層系是形成侏羅世時(shí)期“花盆”盆地的主要構(gòu)造控制單元，也是層序地層形成的重要控制因素?！盎ㄅ琛迸璧匚挥谘嗌今薨檸Щㄅ瑁暮０捡薜臇|側(cè)，出露地層主要為中元古代薊縣系霧迷山組和中生代侏羅系土城子組。霧迷山組巖性為一套白云巖、硅質(zhì)條紋—條帶及團(tuán)塊白云巖組合。土城子組不整合于霧迷山組之上，為盆地主要的充填地層序列。巖石組合主要為淺綠色頁(yè)巖、含粉砂頁(yè)巖、淺綠色—暗紫色含角礫凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粗砂巖、凝灰質(zhì)細(xì)砂巖、粉砂巖、復(fù)成分礫巖，少量粗面安山巖、安山巖、復(fù)成分火山角礫巖等；在淺綠色頁(yè)巖及含粉砂頁(yè)巖中發(fā)育有硅化木化石群。

二、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

北京延慶硅化木地質(zhì)公園的中生界碎屑巖和元古界的碳酸鹽巖沉積，前者為陸相的辮狀河沉積體系及湖相沉積體系為主；后者以海相為主。野外教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)包括硅化木公園中心區(qū)的湖相沉積，扇三角洲沉積和辮狀河沉積，公園北側(cè)中生界與元古界之間的邊界斷層及中生界沖積扇沉積，層間斷層、穹窿、單斜、背斜及大型浪成波痕等構(gòu)造現(xiàn)象及沉積現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。通過(guò)野外實(shí)地考察，使學(xué)生認(rèn)識(shí)邊界斷層、沖積扇、扇三角洲及辮狀河的特征，認(rèn)識(shí)斷層、單斜、穹窿背斜等構(gòu)造現(xiàn)象及濱淺海的沉積構(gòu)造特點(diǎn)，為室內(nèi)理論學(xué)習(xí)進(jìn)行有益的補(bǔ)充。

1.陸相層序地層教學(xué)

本區(qū)層序地層具有陸相層序的典型特征，發(fā)育正常的湖泊層序，同時(shí)也發(fā)育火山事件層序。具有“體系域發(fā)育規(guī)模有限，湖退體系域發(fā)育，以及發(fā)育大型沖刷面”等典型的陸相層序特征。其中底部層序?yàn)榈湫偷?、受?gòu)造和氣候控制的正常湖泊層序；中部和上部層序?yàn)榛鹕绞录有?。每套火山事件層序以火山事件周期為層序周期，早期以大型火山集塊巖為主，中期逐漸過(guò)渡為小型火山集塊巖，并向火山凝灰?guī)r過(guò)渡，晚期為火山凝灰?guī)r。以上內(nèi)容可作為陸相層序地層教學(xué)的主要內(nèi)容。

2.河湖相沉積體系特征教學(xué)

本區(qū)由于具備多樣的河湖相沉積，所以可以成為理想的實(shí)踐教學(xué)點(diǎn)。本區(qū)的河流相為中生代紅色泥巖和礫巖組成的碎屑沉積物。礫巖的磨圓分選較差，沉積物支撐類(lèi)型為雜基支撐，并具有典型的河流沖刷。本區(qū)的湖泊相主要為扇三角洲和湖泊泥巖為主，可見(jiàn)多期充填河道疊置構(gòu)成的大型下切河谷，其底部礫巖整體呈“V”字形侵蝕其下伏的泥巖層。單個(gè)河道充填呈頂平底凸的正韻律沉積。河切谷被辨狀河所充填，且分選較差，有一定的高角度定向排列。是典型的扇三角洲前緣水下分流河道沉積。

三、實(shí)踐教學(xué)路線

教學(xué)路線1包含5個(gè)觀察點(diǎn)（圖1）。涵蓋了盆地邊界和一套底部層序。路線2包含6個(gè)觀察點(diǎn)，基本涵蓋了盆地內(nèi)部不出露的全部地層，并包含有明顯的火山事件沉積。露頭點(diǎn)觀察以識(shí)別層序邊界和層序內(nèi)部分界面特征為主要目的，詳細(xì)識(shí)別各露頭點(diǎn)生物化石情況、巖性特征、構(gòu)造特征和沉積特征。

圖1 教學(xué)路線圖及觀察點(diǎn)

路線1：主要對(duì)盆地邊界和底部的地層進(jìn)行觀察，觀察內(nèi)容包括：斷層邊界、不整合、大型河切谷沉積、海進(jìn)和海退序列，以及對(duì)地層體系域的鑒別與劃分。例如：觀察點(diǎn)3、4、5處層序1可劃分為三個(gè)體系域，低位體系域（LST）、海進(jìn)體系域（TST）和高位體系域（HST）。觀察點(diǎn)3，辮狀河充填的河切谷沉積，可見(jiàn)明顯的海退特征，這部分可看作低位體系域。觀察點(diǎn)4，在沖積扇與河切谷沉積物上部發(fā)現(xiàn)厚層灰綠色泥巖，表明湖水位上升，此處為海進(jìn)體系域的開(kāi)端。觀察點(diǎn)5，泥巖之上繼續(xù)沉積了一層細(xì)粉砂，砂巖厚度逐漸增加，且顆粒粒度向上變粗，表明了海退的特征，可看作高位體系域。

路線2： 主要對(duì)盆地沉積地層和火山事件沉積地層進(jìn)行觀察，觀察內(nèi)容包括：河湖相沉積層序的觀察和劃分界限、事件沉積的層序地層，以及劃分本區(qū)的火山期次。觀察點(diǎn)7，露頭顯示層序地層3的底部，粗粒砂巖侵蝕其下伏泥巖的位置可以確認(rèn)層序地層的界限，并可發(fā)現(xiàn)四組向上變粗的層序，表明了一種很強(qiáng)的河流侵蝕作用。觀察點(diǎn)8，這部分包括4組層序地層（層序4～7）。在層序地層4底部，細(xì)粒砂巖侵蝕下伏黃色細(xì)粒砂巖的位置可以確定層序3和4的界限。層序5～7的界限可以根據(jù)底部和凝灰質(zhì)火山集塊巖來(lái)劃分，在沉積期間，曾發(fā)生過(guò)三次強(qiáng)烈的火山活動(dòng)。

四、實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)

基于野外教學(xué)點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)要遵循“解決實(shí)際問(wèn)題”的原則，由指導(dǎo)教師針對(duì)教學(xué)點(diǎn)的基礎(chǔ)地質(zhì)問(wèn)題來(lái)設(shè)計(jì)一些的科研大作業(yè)，如“本區(qū)辮狀河沉積特征”大作業(yè)，規(guī)定相應(yīng)的課題小組要完成巖性描述、巖石成因解釋、沉積剖面繪制等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，可以增加難度，設(shè)立“辮狀河三角洲和扇三角洲的區(qū)別”大作業(yè)。使學(xué)生在對(duì)辮狀河進(jìn)行觀察時(shí)不僅了解它的沉積特征，還要了解與其他的沉積體系的區(qū)別。這樣的野外作業(yè)會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高了學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。

1.野外教學(xué)和理論教學(xué)內(nèi)容對(duì)照

野外教學(xué)點(diǎn)的設(shè)計(jì)必須要有的放矢，要依據(jù)課堂上所講述的理論內(nèi)容進(jìn)行有目的的選擇。首先就要選取一些可以和課堂上講到的一些理論知識(shí)相對(duì)照的野外實(shí)踐內(nèi)容。比如，在講到“碳酸鹽巖”章節(jié)時(shí)，要講到不同碳酸鹽巖的識(shí)別特征，那么就可以選取野外具有典型特征的白云巖進(jìn)行實(shí)踐。這樣，使得課堂理論可以很好的在野外進(jìn)行驗(yàn)證，增強(qiáng)了知識(shí)的實(shí)用性，也更容易是同學(xué)們接受課堂上的理論知識(shí)。

2.野外教學(xué)和理論教學(xué)內(nèi)容互補(bǔ)

在進(jìn)行野外教學(xué)內(nèi)容的選擇時(shí)，還需要注意教學(xué)內(nèi)容的互補(bǔ)性。要盡量把一些課堂上可能涉及不到的知識(shí)或容易遺漏的知識(shí)在野外實(shí)踐教學(xué)中進(jìn)行補(bǔ)充，也就是“室內(nèi)+野外教學(xué)內(nèi)容互補(bǔ)原則”。仍以“碳酸鹽巖”章節(jié)為例，在課堂講授時(shí)，由于“巖溶垮塌”是一種個(gè)別現(xiàn)象，往往課堂上不會(huì)提及，但在野外實(shí)踐點(diǎn)卻可以觀察到，那么在野外教學(xué)點(diǎn)的選擇上對(duì)這類(lèi)知識(shí)點(diǎn)適當(dāng)?shù)募右詢A斜，使學(xué)生的知識(shí)得以拓展。

3.教學(xué)用例“單一完備”

野外教學(xué)容易受場(chǎng)地、天氣等等因素的限制。相對(duì)課堂教學(xué)，野外教學(xué)要面臨更大的困難和挑戰(zhàn)。野外教學(xué)往往要面對(duì)比課堂上更加復(fù)雜的局面。這就要求教學(xué)者在在進(jìn)行野外教學(xué)內(nèi)容的選擇時(shí)，尤其要注意教學(xué)用例的選擇。盡量先做到“單一簡(jiǎn)明”，再循序漸進(jìn)。避免復(fù)雜情況的發(fā)生。比如，在進(jìn)行“碎屑巖”野外實(shí)踐點(diǎn)觀察時(shí)，盡量先選擇巖性比較單一的實(shí)踐點(diǎn)進(jìn)行觀察，對(duì)一些野外比較容易混淆的復(fù)雜用例要進(jìn)行刪減。這樣可以在有限的野外實(shí)踐中使學(xué)生加深對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的掌握。當(dāng)然對(duì)個(gè)別理解能力突出的學(xué)生，可以適當(dāng)拓展。但教學(xué)首先要顧全整體效果，才能最大限度的提高教學(xué)質(zhì)量。

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Construction and Signif i cance of the Field Teaching for the Course of Basis of Sedimentology

ZHANG Yuan-fu, WANG Hong-liang
China University of Geosciences, Beijing 100083, China

Basis of Sedimentology is an undergraduate course which is based on natural geological phenomenon. Field teaching plays a crucial role for realizing the teaching objectives. For building and perfecting the f i eld practice locations in the Petrif i ed Wood Geological Park, the problems resulting from the process of building and the practical steps are researched in detail. Based on the characteristics of f i eld teaching, the teaching contents are ref i ned and the teaching routes are optim ized. The basic principles, f i eld teaching and theory teaching should make up for each other, is determ ined. Through the integrated field teaching, the previous cognitive-based teaching system is gradually changed into the balanced system in which the exploration-based f i eld teaching is indispensable. All efforts are in exchange for good teaching effectiveness, also provides reference for designing practice course of relevant geological course.

sedimentology; petrif i ed wood; f i eld teaching; teaching model

G642

A

1006-9372 （2012）03-0071-03

2012-06-06；

2012-08-16。

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）教學(xué)改革面上項(xiàng)目“《沉積學(xué)基礎(chǔ)》野外實(shí)踐教學(xué)體系研究”（JGYB-201113）。

張?jiān)?，男，副教授，主要從事石油地質(zhì)和勘查的教學(xué)和研究工作。