周口店教學(xué)實習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生礦床學(xué)研究能力的探索

付樂兵

摘要：本文以周口店地區(qū)內(nèi)生熱液礦床所涉野外地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容和調(diào)查方法作為出發(fā)點，以房山巖體—大礫巖山路線教學(xué)過程中所涉及的礦床學(xué)方面地質(zhì)內(nèi)容作為典例來拓展其內(nèi)涵與外延，以期培養(yǎng)學(xué)生通過野外地質(zhì)調(diào)查獲得資料進(jìn)行成礦預(yù)測的能力。

關(guān)鍵詞：礦床學(xué)；實踐教學(xué)；周口店

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）24-0182-02

中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）資源勘查工程專業(yè)是我校地質(zhì)資源與地質(zhì)工程一級學(xué)科的重要組成部分，在國內(nèi)高校中排名前列，其核心教學(xué)內(nèi)容為礦床學(xué)、礦產(chǎn)勘查理論與方法等與固體礦產(chǎn)勘查密切相關(guān)的課程。其中，最為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課《礦床學(xué)》的開設(shè)時間集中在大學(xué)二年級下學(xué)期至三年級上學(xué)期，該時間段內(nèi)的暑假則是我校地質(zhì)類專業(yè)本科生的周口店野外地質(zhì)教學(xué)實習(xí)。這一課程安排從理論上講有助于學(xué)生將課堂所學(xué)知識與野外實踐結(jié)合起來，幫助學(xué)生消化、吸收，并提高野外實踐技能，也只有通過野外實踐，才能檢驗和保障教育質(zhì)量[1]。但截止到目前，周口店地質(zhì)教學(xué)實習(xí)中針對該專業(yè)學(xué)生講授的內(nèi)容與地質(zhì)學(xué)專業(yè)學(xué)生無異，主要為沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖、構(gòu)造地質(zhì)等基礎(chǔ)地質(zhì)方面的教學(xué)內(nèi)容，礦床學(xué)相關(guān)的知識點講授、現(xiàn)象觀察及路線開發(fā)則成為薄弱環(huán)節(jié)。毫無疑問，缺少這些訓(xùn)練勢必阻礙學(xué)生野外礦化、蝕變現(xiàn)象識別能力的提升，更不利于其建立地質(zhì)體時空配置的立體格架[2，3]，更遑論成礦通過野外地質(zhì)調(diào)查判斷成礦潛力這一素質(zhì)的培養(yǎng)，而這些能力與素質(zhì)則是從事礦產(chǎn)勘查工作所必須的基本功。鑒于此，筆者認(rèn)為有必要對該區(qū)涉及礦床學(xué)知識的教學(xué)點及相關(guān)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)整理，旨在幫助資源勘查工程專業(yè)學(xué)生將礦床學(xué)理論知識與野外實踐結(jié)合起來，掌握礦床學(xué)研究的野外工作方法，識別成礦作用相關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象，構(gòu)建地質(zhì)體的時空配置關(guān)系，最終達(dá)到培養(yǎng)其通過野外地質(zhì)調(diào)查獲得資料并進(jìn)行成礦預(yù)測的能力。

一、周口店地區(qū)礦床學(xué)研究能力培養(yǎng)的主要內(nèi)容與途徑

礦床學(xué)是研究礦床在地殼中的形成條件、成因和分布規(guī)律的科學(xué)，由于其直接服務(wù)于礦物資源的開發(fā)和利用，所以在早期也被稱為經(jīng)濟(jì)地質(zhì)學(xué)[4]。因此，礦床學(xué)的研究必須以成礦地質(zhì)條件研究作為出發(fā)點，進(jìn)一步解剖其成因與時空分布規(guī)律，其研究內(nèi)容囊括礦物學(xué)、巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科涉及的內(nèi)容。同時，礦床學(xué)服務(wù)于后期礦產(chǎn)的開發(fā)與工業(yè)利用這一本質(zhì)，又決定了其研究內(nèi)容必須包括礦石的組分、品級及選冶性能。由于現(xiàn)已開發(fā)的周口店實習(xí)區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)成型的金屬礦產(chǎn)，加之實習(xí)時間和學(xué)生知識積累等方面的限制，教學(xué)過程中不可能對礦床成因及礦石的加工選冶性能開展研究，而應(yīng)重點加強(qiáng)成礦地質(zhì)條件研究，野外蝕變、礦化線索識別，礦產(chǎn)成因類型預(yù)測，成礦潛力判斷，等等方面的教學(xué)工作。

礦床學(xué)的研究工作包括野外觀察、室內(nèi)研究和綜合分析三個階段[4]，各個階段對應(yīng)不同的工作手段與方法。但囿于前述條件限制，周口店野外教學(xué)實習(xí)過程中僅能開展野外觀察和綜合分析兩項工作，尤以前者最為重要。野外觀察可通過實測剖面、路線調(diào)查、地質(zhì)礦產(chǎn)填圖等方式展開。值得注意的是，本文所強(qiáng)調(diào)的這些野外工作方法與以往教授的工作方法在名稱上一致，但在內(nèi)容方面存在一定差異，也即必須在地層、巖漿巖、構(gòu)造等基礎(chǔ)地質(zhì)研究內(nèi)容以外，加進(jìn)礦產(chǎn)方面的內(nèi)容。這些內(nèi)容可以針對直接的礦化現(xiàn)象，也可以針對與成礦作用相關(guān)的蝕變現(xiàn)象進(jìn)行解剖，進(jìn)而達(dá)到剖析區(qū)內(nèi)成礦作用的目的。比如太平山南坡的地質(zhì)填圖，可以在傳統(tǒng)的填制基本地質(zhì)內(nèi)容的基礎(chǔ)上加進(jìn)蝕變礦物種類、組合及其時空分布規(guī)律的解剖；通過學(xué)生自己動手的方式去認(rèn)識該區(qū)內(nèi)蝕變的發(fā)育特征，可以加強(qiáng)學(xué)生識別紅柱石等蝕變礦物的能力，并結(jié)合房山巖體路線獲得的認(rèn)識，構(gòu)建完整的熱液成礦系統(tǒng)的時空概念。路線地質(zhì)調(diào)查也類似，如房山巖體—大礫巖山教學(xué)路線，可督促學(xué)生觀察巖體—接觸帶—圍巖地層中發(fā)育的各類蝕變礦物種類、組合與空間展布特征，進(jìn)而達(dá)到相應(yīng)的訓(xùn)練目的，培養(yǎng)學(xué)生開展礦床學(xué)研究的基本技能。

二、房山巖體—大礫巖山路線解剖

（一）房山巖體路線

房山巖體是一個燕山晚期侵位的復(fù)式巖體，面積約60km2，呈巖株產(chǎn)出[5]。第一次侵入的是閃長巖—石英閃長巖體；第二次侵入的是花崗閃長巖，與第一次侵入的石英閃長巖呈明顯的侵入接觸關(guān)系[6]。針對資源勘查工程專業(yè)的本科生而言，筆者認(rèn)為除了上述基本內(nèi)容以外，需著重觀察巖體內(nèi)部偉晶巖脈的相關(guān)特征及并剖析其地質(zhì)意義。

巖體內(nèi)偉晶巖脈多處可見，主要集中產(chǎn)出在第二期侵入的花崗閃長巖體內(nèi)部。脈體寬5cm～90cm，長度可達(dá)數(shù)十米，露頭所見偉晶巖脈的傾角均較陡，走向多變，整體上圍繞著巖體中心呈放射狀產(chǎn)出[5]。偉晶巖脈呈灰白色，文象結(jié)構(gòu)發(fā)育，內(nèi)部主要由石英、鉀長石、斜長石及少量角閃石、黑云母等礦物組成，礦物均呈自形—半自形產(chǎn)出，粒徑0.5cm～1.5cm。巖脈內(nèi)部的石英、鉀長石通常交生在一起，構(gòu)成文象結(jié)構(gòu)，且粗大的石英晶體通常集中分布于脈體中央，往外圍則過渡到石英、長石共生。由前述的偉晶巖脈宏、微觀描述，應(yīng)啟發(fā)學(xué)生總結(jié)如下認(rèn)識：（1）偉晶巖脈的形成時代晚于其寄主巖石花崗閃長巖，陡立的放射狀產(chǎn)出形態(tài)表明控制脈體的裂隙的形成與早期寄主巖體的冷凝收縮作用有關(guān)。（2）脈體本身屬巖漿期后熱液活動的產(chǎn)物，與寄主巖石可能同源。（3）巖脈內(nèi)部礦物分帶現(xiàn)象、文象結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)說明熱液活動持續(xù)時間較長，有足夠結(jié)晶分離時間，有利于流體和熔體的分離以及熱液型礦床的形成。（4）巖體大面積裸露地表，說明巖體已經(jīng)有一部分被剝蝕掉，但偉晶巖脈通常產(chǎn)出于巖體頂部，所以房山巖體本身的剝蝕程度不高。教學(xué)過程中應(yīng)提醒學(xué)生：從成礦與找礦的角度綜合分析，房山巖體內(nèi)部及其接觸帶是有利于尋找與中酸性巖漿活動相關(guān)的礦床的。但是，云英巖化、鈉長石化、鉀長石化、電氣石化、黃玉化等典型高溫?zé)嵋何g變礦物缺失，說明在巖體內(nèi)部找到高溫?zé)嵋盒偷V產(chǎn)的可能性不大，我們關(guān)注的重點應(yīng)是巖體與圍巖的接觸帶。

（二）官地村東—大礫巖山路線

根據(jù)前述分析結(jié)果，筆者認(rèn)為接下來即可開展官地村東—大礫巖山這條路線的教學(xué)工作，也即在空間上遵循巖體—接觸帶—圍巖這一變化思路，將巖體內(nèi)部的成礦與找礦以及接觸帶上的成礦與找礦研究融為一體，這樣可培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。在官地村東—大礫巖山的具體教學(xué)過程中，針對資源勘查工程專業(yè)的學(xué)生而言，筆者認(rèn)為仍有如下幾方面內(nèi)容需進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)：（1）典型蝕變礦物、巖石的識別。該條路線上出現(xiàn)透閃石、紅柱石、石榴子石、大理巖等非常特征的熱接觸變質(zhì)礦物、巖石，學(xué)生通過野外訓(xùn)練后，應(yīng)熟練掌握這些蝕變礦物的肉眼鑒定，同時應(yīng)啟發(fā)學(xué)生，這些礦物的出現(xiàn)表明區(qū)內(nèi)有存在接觸交代型礦床的潛力。（2）大理巖化在整條路線上均不同程度的發(fā)育，但透閃石、紅柱石、石榴子石等蝕變礦物的空間展布是有規(guī)律可循的，透閃石距離巖體最近，次為紅柱石和石榴子石。通過這一基本現(xiàn)象，應(yīng)啟發(fā)學(xué)生去綜合分析產(chǎn)生這種分帶的主要控制因素：第一是與巖體的距離，不同距離代表的接觸變質(zhì)的溫壓條件是不一樣的；第二則是原巖成分，不同巖石發(fā)生接觸熱變質(zhì)作用后的產(chǎn)物是有差別的。（3）官地村東是房山巖體的主體，大礫巖山山腰也有一定規(guī)模的巖脈，在教學(xué)過程中可讓學(xué)生自由討論，探討兩者在深部可能的空間關(guān)系以及深部基礎(chǔ)帶上成礦的可能性。（4）提示學(xué)生將房山巖體路線與本條路線綜合起來作為一個整體進(jìn)行分析：區(qū)內(nèi)房山巖體的侵位伴隨著明顯的熱液活動，接觸帶上也存在明顯的熱接觸變質(zhì)作用，但為什么截止到目前區(qū)內(nèi)仍然沒有發(fā)現(xiàn)相關(guān)的內(nèi)生金屬礦床呢？要討論這一問題，所涉及的知識面會很寬，學(xué)生可憑能力、興趣自由發(fā)揮，從巖體的來源、演化、就位時的物理化學(xué)條件可以展開討論，也可從圍巖物理化學(xué)性質(zhì)等方面展開探討。

三、結(jié)語

通過系統(tǒng)的歸納、總結(jié)與野外實踐，必能促使學(xué)生掌握礦床學(xué)研究的野外基本工作方法、識別成礦作用相關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象，并最終培養(yǎng)其通過野外地質(zhì)調(diào)查進(jìn)行初步成礦預(yù)測的能力。另外，由于礦床學(xué)是與生產(chǎn)緊密結(jié)合的學(xué)科，在具體教學(xué)過程中應(yīng)與生產(chǎn)實際結(jié)合起來以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，讓學(xué)生明白其所學(xué)的知識是可以直接服務(wù)于社會的。再者，礦床學(xué)中研究的對象——礦體具有很強(qiáng)的空間屬性，學(xué)生必須通過整體和動態(tài)的觀察、認(rèn)識及分析相關(guān)地質(zhì)問題，才能真正做到學(xué)有所獲。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉建朝，薛春紀(jì).實踐教學(xué)是保證地學(xué)教育質(zhì)量的關(guān)鍵[J].中國地質(zhì)教育，2004，13（1）：24-25.

[2]譚俊.周口店地質(zhì)教學(xué)實習(xí)中學(xué)生地質(zhì)時空演化思維的培養(yǎng)[J].中國地質(zhì)教育，2012，21（1）：155-157.

[3]高紅燦，王茂成，李小剛.野外地質(zhì)教學(xué)中地質(zhì)時空觀的培養(yǎng)[J].中國地質(zhì)教育，2015，24（2）：72-74.

[4]翟裕生，姚書振，蔡克勤.礦床學(xué)[M].第三版.北京：地質(zhì)出版社，2011：471.

[5]趙溫霞.周口店地質(zhì)及野外地質(zhì)工作方法與高新技術(shù)應(yīng)用[M].武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2003：243.

[6]續(xù)海金，宋衍茹，章軍鋒，等.北京周口店地區(qū)房山巖體中巖漿混合作用的野外實踐教學(xué)[J].中國地質(zhì)教育，2012，21（4）：135-139.