大巴山综合地质实习基地建设的现状、问题与对策

2017-03-22 12:06李小刚王茂成谭先锋瞿雪姣高红灿徐桂文达雪娟
关键词:大巴山重庆基地

李小刚,王茂成,谭先锋,瞿雪姣,高红灿,徐桂文,达雪娟

大巴山综合地质实习基地建设的现状、问题与对策

李小刚,王茂成,谭先锋,瞿雪姣,高红灿,徐桂文,达雪娟

位于重庆城口与四川万源交界处的大巴山地质实习基地,是重庆科技学院继重庆北碚天府、万盛关坝之后的第3个教学实习基地。从学校地质学科面临的新形势出发,分析了实习基地建设的现状以及存在的问题,提出了加强大巴山地质实习基地建设的对策。

大巴山;地质实习;基地建设;实践教学

地质学是实践性、应用性及探索性极强,以自然界为天然实验室的学科。野外地质实习是应用技术型大学能否培养合格的“行业一线现场卓越地质工程师”的重要保障。因此,加强野外实践教学基地建设,既是国家发展战略[1],也是石油、地矿行业发展的倒逼,更是行业高校内涵发展的迫切需要。

重庆科技学院前身为重庆石油高等专科学校,地质类专业办学历史悠久,石油与天然气勘查等地质专业可追溯至建校之初。60余年来,学校先后在重庆中梁山、彭水鹿角、万盛关坝等地建立了地质实习基地。2008年,学校开办地质学理学专业,开始在四川万源—重庆城口交界处的大巴山褶皱冲断带西段建立地质实习基地。近年来,随着学校本科教育面临重大改革(学校成为全国应用技术大学联盟副理事长单位和重庆市地方高校转型发展联盟理事长单位)[2],石油与天然气国家级实验教学中心建设持续推进,石油与天然气学科专业群2015年入选重庆“三特行动计划”特色学科专业群建设项目等,建设一个辐射石油特色学科群的综合地质实践教学基地已迫在眉睫。加之,北碚天府、万盛关坝2个实习基地由于构造、地层相对简单,且近几年随着当地经济快速发展,陆续有经典教学资源遭到不同程度破坏。在这样的大背景下,经反复论证、对比与考察,基于大巴山丰富的地质遗迹资源,提出了将大巴山实习基地定位为综合地质实践教学基地,并将其作为学校今后长期内涵建设的核心部分,这既是响应国家号召,即力争建设一批可实现资源共享的区域性国家级地质实践教学基地[3],也符合学校开展应用技术人才培养模式改革的实际。

一、大巴山实习基地位置与地质特征概况

大巴山实习基地位于大巴山褶皱冲断带 (或称之为大巴山弧形构造带)西侧,重庆市城口县与四川省万源市交界处,范围包括城口县沿河乡、左岚乡、巴山镇、高楠乡与万源市钟亭乡、白果乡一带。

实习区地处扬子地台和秦岭地槽褶皱系两大地质构造单元的结合处,记录了古秦岭洋的发生、发展、消亡及秦岭、大巴山造山带抬升过程中的盆山动力学特征。长期以来,大巴山弧形构造带是我国南北大陆沿中央造山带多期碰撞造山研究的焦点地区之一[4]。习惯上,以规模巨大的城口-房县深断裂(也有学者称为巴山—城口断裂或高观-钟宝断裂)为界,其北属秦岭地槽南缘的大巴山冒地槽,出露青白口系到寒武系中统的一套轻度变质岩层,并伴随岩浆活动;其南属上扬子地台北缘的川东—鄂西地层分区,属地台型沉积,出露南华系/震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、二叠系、三叠系,褶皱强烈,断裂发育,并伴有岩浆活动和变质作用。因此,三大类岩石均有分布,出露岩石类型齐全。

实习区横跨3个地质构造带:(1)北大巴山北西向构造带。主要构造以一系列紧密线型复式褶曲和斜冲断层组成,呈北西—南东向延伸。实习区内小河口、巴山镇一线以北属此带,分布有蚂蝗垭背斜、老房子向斜、左岚背斜、廖家塝向斜、齐星逆冲断层、齐星背斜。(2)城口—房县巨型弧形冲断构造带。该弧形冲断构造带向南凸出,呈弧形,分割了秦岭褶皱系(大巴山冒地槽)和扬子地台,东西延长近1 000公里。在实习区,该断裂带由多条大致平行延伸的逆冲断层组成,主要有张家湾逆断层、钟亭逆断层及水寨子逆断层,其地层断距在数百米至2千米。(3)南大巴山帚状构造带。由一系列弧形冲断和线形褶曲组成,属上扬子地台北缘,整个弧形外缘略向南西凸出。实习区张家湾以南区域属此带,沿张家湾向南,分布有张家湾背斜、岔溪口向斜、沿河逆冲断层、王家院背斜。这些背、向斜均表现为线状紧闭褶皱,两冀岩层倾角较陡,部分发生倒转。

二、大巴山实习基地建设背景与现状

(一)建设背景

1.学校本科教育正面临重大改革

当前,我国高等教育结构正在发生深刻变化,高校分类管理已成为国家战略[2]。重庆科技学院紧抓国家和重庆市启动教育领域综合改革的机遇,转型发展,坚定走应用型大学发展道路,创建应用型特色科技大学。目前,学校已成为全国应用技术大学联盟副理事长单位和重庆市地方高校转型发展联盟理事长单位,正在积极开展应用技术人才培养模式的改革实践。教学内容由重理论轻实践向理论与实践并重转变,立足于培养“企业一线的现场工程师”,构建特色专业群共享共用的校内实验平台和校外实践教育基地。

2.加强野外地质实习基地建设已成为行业高校共识

国家政策的引导、行业发展的倒逼促使石油、地矿类高校正在进行一场实践教学综合改革。其中,加强校外地质实践教育基地建设成为各高校提升核心竞争力的重要筹码。例如,中国地质大学将周口店野外实践教学建成国家精品课程、国家实践教学示范中心及国家地质学理科野外实践教学基地;中国石油大学、东北石油大学等在北戴河建立“中国北方地质实习基地”;南京大学、合肥工业大学等将安徽巢湖地质实习基地建设目标定位为建成国家级“中国南方地质实习基地”;西北大学将“鄂尔多斯盆地-秦岭造山带野外教学基地”建设成为国家地质学理科基地野外实践教学基地;成都理工大学将峨眉实践教学基地建设成为国家级大学生野外实践基地;长江大学在校园内建立了三峡地层标本长廊校内地质实习基地;西南石油大学正在积极建设米仓山旺苍地质实习基地[5-7]。

3.学校石油特色学科群的发展需要一个高水平的野外基地作为支撑

重庆科技学院地质类专业办学历史悠久,但受办学层次、建设和维护成本等因素的影响,在1986年前一直未能建立固定的野外实习基地,长期在重庆周边中梁山、北碚等地以“游击战”方式开展地质实习。之后,在老一辈教师的努力下,于1986年建立重庆彭水鹿角野外地质实习基地。2005年,由于乌江修建水电站,该基地被迫废弃而转移至重庆万盛关坝,学校开始建设关坝野外地质实习基地。2008年,学校开办地质学理学专业,开始建立大巴山实习基地。令人遗憾的是,这些基地普遍存在只满足于基本教学,没有开展内涵建设的情况。

近年来,随着学校石油与天然气实验教学中心入选国家级实验教学中心建设名单,石油与天然气学科专业群2015年入选重庆“三特行动计划”特色学科专业群建设项目等,亟需改变学校野外基地“多而不精”的局面,整合资源,建设一个较高水平、能够辐射石油特色学科群的综合地质实践教学基地作为支撑。

(二)建设成果

1.基地建设初具规模

学校2008年开办地质学专业,经地质学专业人才培养工作组反复论证、实地考察,最终选取位于大巴山城巴断裂带西段重庆巴山镇—四川万源钟亭乡作为实习基地,可同时容纳100余名师生开展野外教学。

2.已建成野外教学路线12条

目前已建成钟亭—龙头寨、钟亭—上沙坝、钟亭—干饭包、张家湾—钟亭、小河口—碑垭豁、大岩洞—岔溪口、张家湾—岔溪口、王家院子—岔溪口、左岚—齐星村、青潭口—沿河煤矿、扁桶峡—李家河坝、巴山镇—高楠12条教学路线,内容涵盖三大岩石、地貌、构造、地层及少量矿床学知识。

3.编有《大巴山野外地质实习指导书》

《大巴山野外地质实习指导书》是学校地质教研室于2009年组织队伍在踏勘过程中编写的,为学校师生多年来赴大巴山野外实习的顺利开展做出了不小贡献。

4.积累了丰富的教学资料

学校师生每年赴大巴山开展2~3次野外地质考察,在地层、构造、岩石、古生物、页岩气、水文地质与工程地质、地貌与第四纪等方面不断有新的发现,积累了大量的教学资料。

5.与基地所在地建立了良好的关系

带队教师在实习过程中十分注重与本地政府、学校、居民建立良好关系,并严格要求学生展现大学生的良好风貌。近年来,学校师生在当地口碑良好,校地关系十分融洽。

三、大巴山地质实习基地存在的主要问题

(一)现有建设内容不能满足新人才培养方案的要求

在建设应用技术大学的总目标下,学校新制定的人才培养方案大幅提升了实践环节的比重,现有的12条教学路线已不能满足教学需求。此外,随着油气勘探开发面临的对象日趋复杂,石油企业对学生知识面、知识体系的要求越来越高[8],野外实习教学内容也应做出相应的调整,增加变质岩、岩浆岩、页岩气、矿产等基础地质方面的内容。

(二)现有建设内容与大巴山地区丰富的地质遗迹资源极不匹配

大巴山地区记录了古秦岭洋南段生成、发展、消亡的全过程,此盆-山耦合过程中形成的独特地质遗迹资源十分丰富。例如,记录地台和地槽演化过程的特殊沉积建造(碳酸盐岩建造、硬砂岩建造、复理石建造、磨拉石建造等);记录秦岭造山带褶皱过程中的动力学变质作用(板岩、片岩、混合岩)、火山侵入作用(花岗闪长岩、辉长岩);记录古秦岭洋内部多彩生物世界(三叶虫、直角石、笔石、海百合)及古秦岭洋消亡的遗迹(蛇绿岩套);记录秦岭造山过程中独特的成矿条件及成矿组合(毒重石、钡解石、锰矿)[9-11]。然而,上述地质资源仅有一部分在教学路线中体现,且内容较为零散,不成体系。特别是岩浆岩部分,目前仅有几处花岗闪长岩的零星分布,且与围岩界线特征不明显,不利于本科生教学。因此,现有的教学路线与大巴山这座天然实验室蕴藏的丰富地质资源极不匹配,现有的建成内容仅是“冰山一角”。而这些内容的增加,不仅能够极大地丰富教学内容,而且更能够激发学生学习地质、探索地球演化过程的兴趣。

(三)大巴山野外地质实践教学的配套教材建设滞后

目前,大巴山野外地质实践教学所用的实习指导书是学校地质教研室于2009年组织队伍在踏勘过程中编写的。内容相对简单,严格意义上还不能称之为教材,亟需组织责任教师按照新的人才培养方案对野外实践教学大纲进行修订,编写新的实习教材。

(四)中青年教师野外地质技能较弱

学校已建成的3个地质实习基地均为老一辈石油地质专家所建,尽管重庆万盛关坝和大巴山2个基地为2005年以后所建,但学校地球科学系29名专任教师中,2008年以后新引进的中青年教师就有19名,占67%。这些新引进的中青年教师虽然学历高,但野外地质技能普遍较弱,且没有参与实习基地的建设,与学校培养学生实践动手能力强的应用型人才的目标还存在较大差距。

(五)“以学生为中心”的野外实习教学理念未能在实践教学中体现

国外特别是欧美发达国家的高校在学生野外地质实习过程中,十分提倡“以学生为中心”的教学理念[12],强调将学生作为实习的主导者。但是,受传统地质教学观念及实习条件的限制,国内高校野外地质实习仍然采用“以教师为中心,由指导教师沿着固定教学路线讲解,学生围在野外露头处观察记录”的传统方式。

四、加强大巴山地质实习基地建设的对策

(一)教学资源整合与优化

按照最新人才培养方案,结合前期野外实践教学过程中存在的问题,对已有的12条野外教学路线进行资源整合、优化,改革现有的教学内容及方法。

1.教学路线改革

改变以往1条野外教学路线包罗万象的做法,以“1条路线涵盖1个小专题”的思路重新规划教学路线,有利于学生进行专题集训,从而提高教学效率与教学质量。

2.资源整合与优化

在“1条路线涵盖1个小专题”的基础之上,整合、优化现有教学资源。例如,“观察主要构造现象小专题”则集中展示褶皱、断裂、节理、构造角砾岩等与构造作用密切相关的地质现象,尽量弱化岩石学、矿床学知识;“观察与认识三大类岩石小专题”则尽量少涉及构造现象,避免岩石学、构造学及矿床学等所有知识一起抓,有利于初学者分门别类掌握知识。

3.教学资源深化

进一步查明实习区地槽沉积建造的岩性组合特征,纵、横向变化规律,与相邻地台区同时代形成的沉积建造进行对比,研究其形成环境、演化规律及实习区岩相古地理特征。

(二)拓展教学实践核心区,增加优质教学路线

1.扩大实践教学覆盖区域

根据近几年带队教师集体备课及指导毕业设计的情况,新发现一批典型地质现象,如左岚乡月亮田出露的紧闭尖棱褶皱、任河沿线出露的大套底砾岩、东安一带出露的大片侵入岩等,有必要在现有教学覆盖区的基础上,适当扩大实践教学范围。

2.建立1条古老地层震旦系标准地层剖面

大巴山地区有重庆市最古老的8亿年前完整的震旦纪地层,建立1条震旦系标准剖面,具有重要的教学、科研价值。

3.增加1~2条泥页岩专题剖面

大巴山地区地槽、地台区黑色页岩广泛发育,是渝东北页岩气勘探开发的核心地带,是探索地下页岩气奥秘的天然实验室,应将页岩、页岩气等知识融入野外实践教学中。

4.增加1~2条矿床学专题教学路线

现有教学资源中,矿床学知识十分薄弱,应查明实习区出露的主要矿产类型、分布及形成演化规律,重点突出钡矿、锰矿成因机制及找矿标志等。

5.增加1~2条岩浆岩专题教学路线

岩浆岩与各种金属、非金属矿产资源密切相关,但现有野外教学内容仅有几处花岗闪长岩的零星分布,且与围岩界线特征不明显,不利于本科生教学。因此,应进一步遴选露头良好、特征更加明显的剖面作为教学路线。

(三)组织大巴山地区实习指导教材编写

目前所用的实习指导书是学校地质教研室于2009年组织队伍在踏勘过程中编写的,内容单薄,且未能体现近几年师生积累的丰富教学资源。因此,应按照新人才培养方案,修订实习教学大纲,增加槽台学说、大巴山构造演化、矿产地质、工程地质、灾害地质等方面的内容。

(四)大力提升中青年教师野外实践教学能力

通过组织以老专家带队的野外踏勘、集中备课及专题研究,培养一支具有丰富野外实践教学经验、先进教学理念和教学方法的实践型师资队伍。

(五)探索野外实习“以学生为中心”的教学理念和方法

在野外地质实习过程中,“以学生为中心”的教学理念在我国地质教学领域还处于探索阶段。因此,应深刻认识到“以学生为中心”的教学理念和方法在培养学生独立思考、实践方面的重要性。

五、结语

面对新形势,立足重庆科技学院人才培养目标和新的人才培养方案,通过扩展核心教学区域,遴选优质教学路线,增大岩浆岩、变质岩、矿产、页岩气等内容所占比例,探索野外实习“以学生为中心”的教学理念和方法,加快实习基地内涵建设。逐步将大巴山实习基地建设成为具有较高水平,能够适应不同层次和专业,集地质教学实习、科学研究、科技创新及地质科普为一体的综合性实习基地,是学校能否培养合格“行业一线的现场卓越地质工程师”的重要保障,也是学校在建设应用技术大学过程中,构建特色专业群共享共用的校外实践教育基地改革的核心。

[1]孟宪来,蔡克勤,王训练,等.关于建立国家级地学教学实习基地的建议[J].中国地质教育,2011(1).

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[12]曹文融,高远.美国南加州大学以学生为中心的野外地质实习感受[J].中国地质教员,2008(1).

G642.44

A

1673-1999(2017)12-0121-04

李小刚(1983—),男,博士,重庆科技学院副教授,研究方向为构造地质学、石油地质学;王茂成(1950—),男,学士,重庆科技学院副教授,研究方向为区域地质调查;谭先锋(1982—),男,博士,重庆科技学院副教授,研究方向为沉积过程与古环境重建;瞿雪姣(1986—),男,博士,重庆科技学院讲师,研究方向为大陆科钻、石油地质学;高红灿(1986—),男,博士,重庆科技学院高级工程师,研究方向为事件沉积、沉积动力学;徐桂文(1982—),女,硕士,重庆科技学院讲师,研究方向为岩石学、矿床学;达雪娟(1984—),女,硕士,重庆科技学院实验师,研究方向为沉积地球化学。

2017-09-06

重庆市高等教育教学改革研究重点项目“大巴山综合地质实践教学基地建设的研究与实践”(152045);重庆市教委科学技术研究项目“断层两盘裂缝发育带宽度定量表征研究”(KJ1501323);重庆科技学院校级重点教改项目“大巴山野外地质实践教学的研究与实践”(201406)。

(编辑:刘姝)

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