程成 錢鵬 董進國
[摘 要]野外實踐是地學類專業(yè)人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),需要有配套的野外實習基地。雖然全國各地已建立的實習基地極大滿足了野外實習需求,但是對大多數(shù)高校來說,這些基地往往是跨省市的,這使常態(tài)化的學生實踐存在諸多不便,因此就近選址建立實習基地成為一個很好的突破口。課題組通過發(fā)掘學校周邊地質資源對就近選址建立地質學實習基地進行了一次有益的探索。實踐結果表明,江蘇南通五山地區(qū)范圍雖小,但地質要素較全、分布集中,且實習環(huán)境安全穩(wěn)定,是較為理想的地質學基礎實習基地,能夠滿足相關專業(yè)的教學需要,能夠在學生地質技能培訓上發(fā)揮重要作用。同時,不斷完善的實習基地還有望成為地學知識普及的重要陣地。
[關鍵詞]地質學實習;基地建設;南通五山;常態(tài)化培訓
[中圖分類號] G642.44 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2022)10-0070-03
地學類專業(yè)非常注重對學生野外實踐能力的培養(yǎng),在培養(yǎng)方案中均會設置一系列的野外實踐環(huán)節(jié)。其中,地質學基礎實習又是地學類各專業(yè)實習環(huán)節(jié)中的基礎,因而格外受到重視。目前,國內已經建立了數(shù)量眾多的地質學實習基地,但受地質資源等的制約,這些地質學實習基地的分布不均,客觀上造成許多高校的野外實習需要跨市,甚至跨省。而跨省市的野外實習一方面不利于常態(tài)化野外實踐的開展,會阻礙學生實踐能力的提升和專業(yè)興趣的培養(yǎng);另一方面,可能會因為交通、食宿等問題導致教學經費增加,更會因為某些不確定的因素而增加師生的安全風險。同時,疫情等突發(fā)狀況還會導致許多高校的跨省、市實習時間難以確定。因此,就近選址建立野外實習基地成為解決上述一系列問題的有益嘗試。下面以南通五山地區(qū)地質學基礎實習基地的建立為例進行闡述。
一、實習基地選址要求
南通大學地理科學專業(yè)已有35年的辦學歷史,野外實踐教學累計超20次,積累了較為豐富的實踐教學經驗[1-2]。其中,地質學基礎實習通常安排在地質學基礎課程結束之后的暑期進行,其主要目的在于幫助學生鞏固地質學基礎知識、教授給學生野外工作方法、提高學生的學習興趣和培養(yǎng)學生的地質思維等,并為后續(xù)課程的學習打下堅實的基礎。為滿足上述實踐教學功能,地質學實習基地的選址應符合以下要求:1.地質現(xiàn)象豐富且相對集中分布,基地覆蓋范圍不宜過大,在其范圍內能夠包含各類地質要素;2.基地地質概況清楚且地質復雜程度適中;3.基地具有安全穩(wěn)定的自然環(huán)境和社會環(huán)境;4.基地具有較為開闊的空間,便于學生的野外技能培訓[3-6]。同時,本實習基地是為了滿足常態(tài)化野外實踐和應對突發(fā)狀況導致無法跨省、市實習而建立的,因此本著就近原則,應優(yōu)先在市域范圍內選址。
二、南通五山地區(qū)地質概況
南通全境以平原為主,唯市區(qū)西南的長江沿岸有五座低矮山峰依江而列,稱作五山。五山自西向東依次為黃泥山、馬鞍山、狼山、劍山和軍山,是市內唯一的基巖大面積出露區(qū)(見圖1)。因此,南通五山地區(qū)成為本校地理科學專業(yè)后備地質學實習基地的不二之選。
南通五山地區(qū)大地構造上位于揚子地塊的下?lián)P子東部。研究區(qū)地質構造相對簡單,整體屬蘇南無錫-常熟背斜核部的延伸,除核部的五山有基巖出露外,兩翼均被新生代地層覆蓋。五山呈串珠狀分布,斷裂構造發(fā)育,為斷裂控制的斷塊山。又由于地層產狀較緩,地貌上多表現(xiàn)為單斜構造為主的單斜山。研究區(qū)出露地層主要為志留系茅山組(S2m)和泥盆系五通組(D3w),兩者為平行不整合接觸。此外,五山山坡上堆積有第四系下蜀黃土(Qpx)。
根據(jù)地質學基礎實習的教學目標,野外實習需要完成的任務通常包括以下幾個方面:1.野外技能培訓,如野外儀器(羅盤、錘子、放大鏡、GPS定位儀等)的使用、地形圖的使用(讀圖、定點等)、地質現(xiàn)象觀察描述和記錄、地質圖件的繪制(素描圖和信手剖面圖等)等;2.認識并掌握常見的巖石、礦物類型及其特征;3.觀察并學會判斷和描述斷層、褶皺等地質構造及相應的類型與特征;4.掌握地質年代的基礎知識及地層學原理[8]。這就要求野外實習基地有足夠安全穩(wěn)定的空間進行野外培訓,并有足夠豐富、清晰的地質要素,包括巖石、地層、構造等用于觀察學習。五山各景區(qū)內均擁有非常開闊的空間,可以為學生的野外技能培訓提供極大便利。而南通五山地區(qū)擁有的地質要素也能夠基本滿足地質學基礎實習的要求,下面對其做簡單梳理。
(一)巖石類型
五山地區(qū)出露的巖石類型較為單一,以各種碎屑巖為主,包括礫巖、砂巖、粉砂巖和泥頁巖等,且顏色多變,有紫紅、黃綠、灰綠、灰白、白色等,尤以紫紅色最引人注目(見圖2a),“紫狼山”之名便由此而來。其中,砂巖在全區(qū)的出露面積最廣,主要包括長石石英砂巖和石英砂巖,前者為志留系茅山組的主要巖性,后者為泥盆系五通組的主要巖性。礫巖主要為白色石英礫巖(見圖2b),主要分布在五通組底部和上部的一些層位。粉砂巖和泥頁巖在兩個組也均有分布。此外,黃泥山東段局部可見小型的侵入體,但多已風化呈淺綠色和白色黏土。另外,五山地區(qū)還發(fā)育有上更新統(tǒng)下蜀組風成黃土。
(二)地層及接觸關系
南通五山地區(qū)屬于揚子地層區(qū)下?lián)P子分區(qū)。區(qū)內出露的基巖地層主要為志留系茅山組(S2m)和泥盆系五通組(D3w)。其中,茅山組以紫紅、黃綠、灰綠、灰白色中細粒長石石英砂巖為主,夾紫紅、灰綠色粉砂巖和頁巖,主要分布在黃泥山、馬鞍山、狼山、劍山、軍山的下部。五通組底部為白色石英礫巖和含礫石英砂巖,整體以中粗粒石英砂巖為主,夾鈣質泥巖,主要分布在狼山、劍山和軍山的上部。兩者產狀一致,為平行不整合接觸(見圖2c),與區(qū)域內的下?lián)P子其他地區(qū)類似,是加里東運動在區(qū)域內的具體表現(xiàn)。此外,五山山坡上發(fā)育的上更新統(tǒng)下蜀組黃土以棕黃-棕色厚層黏土粉砂為主,其與下伏的基巖為不整合接觸。除沉積接觸關系外,在馬鞍山東麓局部可見的小型侵入體與其圍巖茅山組之間為侵入接觸關系,圍巖具有明顯的被烘烤特征(見圖2d)。
(三)構造類型
五山地區(qū)發(fā)育的構造類型有斷裂和褶皺兩種。其中,斷裂構造十分發(fā)育,五山均為斷塊山,最強烈的一組斷裂是北西西向的張扭性斷裂,其次為北東向的壓扭性斷裂。五山地區(qū)整體是由三個不完整的緩向斜和兩個不完整的背斜構成的一個復背斜的核部[6]。由于基巖出露面積較小、巖性較為單一,加之斷裂構造發(fā)育,構造面貌的恢復較為困難,但這也給學生留下了想象和探索的空間。此外,區(qū)域內局部發(fā)育有小型褶皺構造(見圖2e),狼山、軍山均為南東向緩傾的單斜構造(見圖2f)。
綜上分析表明,南通五山地區(qū)具有較為開闊的空間、便利的交通、安全穩(wěn)定的自然和社會環(huán)境、集中分布且較為豐富的地質要素,能夠滿足地質學基礎實習基地的各項要求,是一個較為理想的地質學基礎課程實習基地。
三、實習任務和實習路線
根據(jù)地質學基礎實習的目標和要求,并結合五山地區(qū)的地質概況,課程組制訂了如下實習任務和主要實習路線(見圖1)。
(一)主要實習任務
1.掌握野外工作方法,如學會使用羅盤、錘子、放大鏡、GPS定位儀等工具,學會觀察和記錄地質現(xiàn)象,學會素描圖和信手剖面圖的繪制等。
2.認識五山地區(qū)主要的巖石類型,并延伸掌握三大巖的分類、主要類型及相應礦物組成和特征。
3.認識五山地區(qū)主要的構造類型,并延伸掌握斷裂、褶皺等地質構造的分類和特征。
4.了解五山地區(qū)主要的地層單元、形成時代及相互接觸關系,并延伸掌握地質年代學和地層學的基礎知識。
5.了解五山地區(qū)主要的地貌類型和成因、主要地質災害及其防治措施等。
(二)實習路線
1.路線1——馬鞍山-黃泥山
該路線由園博園景區(qū)入口進入,繞馬鞍山東北麓沿途觀察,行至馬鞍山東南端,沿小路上山,再至黃泥山。
沿途可以觀察到的主要內容依次包括:(1)茅山組地層(主要為砂巖);(2)茅山組交錯層理;(3)褶皺構造;(4)侵入巖體和侵入接觸關系;(5)下蜀組黃土層;(6)斷層構造及斷層面特征;(7)X型節(jié)理;(8)海蝕地貌;(9)滑坡地質災害工程點等。該路線涉及至少9個觀察點。
2.路線2——狼山-劍山
該路線由狼山景區(qū)北門進入,向南行至西山咀處,拾級而上,向東沿山路步行觀察,至仙人洞附近轉向西行,再至林溪精舍觀察,后從西門出并步行至劍山腳,沿山路而上進行觀察。
沿途可以觀察到的主要內容包括:(1)茅山組地層(以紫色砂巖和泥巖為主);(2)五通組地層;(3)下蜀組黃土層;(4)茅山組與五通組接觸關系;(5)粒序層理、交錯層理和平行層理等沉積構造;(6)單斜構造和單斜山;(7)斷層構造及斷層面;(8)崩塌地質災害工程點等。該路線涉及至少8個觀察點。
3.路線3——軍山
該路線由軍山景區(qū)入口進入,沿北麓向西沿途觀察,行至觀瀑廊西側,沿山路拾級而上,行至山頂后從瀟湘榭處下山。
沿途可以觀察到的主要內容依次包括:(1)茅山組地層;(2)茅山組交錯層理;(3)五通組地層;(4)五通組粒序層理、交錯層理等;(5)茅山組與五通組接觸關系;(6)下蜀組黃土層;(7)斷層構造等。該路線涉及至少7個觀察點。
在野外實習過程中,教師引導學生沿上述路線對各種地質現(xiàn)象進行觀察,當涉及某個具體的知識點時,再與課堂中的理論知識串聯(lián),幫助學生更好地理解相關知識點,以促進學生理論水平和實踐能力同步提升。
四、發(fā)展展望
實習基地的建設非一日之功,不能一蹴而就,需要在長期的教學實踐中不斷發(fā)展和完善。南通五山地區(qū)地質學基礎實習基地的建設還處于初級階段,為將其建設成為我校及周邊有關院校的地質學教學實踐基地,還有許多基礎工作需要完成,包括:1.加強地質填圖工作,繪制五山地區(qū)高精度(1∶5000)的地質圖;2.進一步梳理和優(yōu)化五山地區(qū)重要的地質-地貌實習點及實習路線;3.篩選出若干條可供學生練習野外實測技能的剖面;4.編制五山地區(qū)野外實習指導書等。
另外,除具有較為豐富的地質要素外,南通五山及周邊地區(qū)還有多種不同類型的土壤、植被和地貌景觀[7],有望發(fā)展成為自然地理學綜合實習基地,但這需要師生在野外實習考察中不斷發(fā)掘和整理。同時,以建設實習基地為契機,不斷發(fā)掘地質、地理教學資源并進行延伸和拓展,還能使基地承擔起地學知識普及的重任。
五、結語
為了便于學生的常態(tài)化野外實踐和應對疫情等突發(fā)狀況對異地實習的制約,本文建議有條件的學校應充分發(fā)掘周邊地質資源來就近建立實習基地。在基地選址上,需要綜合考慮地質資源、環(huán)境、空間和距離等因素?;亟⒑筮€應充分發(fā)揮其在培訓和科學普及上的功能,并在教學實踐中不斷發(fā)展、完善和壯大。
[ 參 考 文 獻 ]
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[責任編輯:鐘 嵐]