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(diǎn),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(cè)的能力。
關(guān)鍵詞:礦床學(xué);實(shí)踐教學(xué);周口店
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):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(jí)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(shí)間集中在大學(xué)二年級(jí)下學(xué)期至三年級(jí)上學(xué)期,該時(shí)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(shí)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(shí)與野外實(shí)踐結(jié)合起來,幫助學(xué)生消化、吸收,并提高野外實(shí)踐技能,也只有通過野外實(shí)踐,才能檢驗(yàn)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(shí)習(xí)中針對(duì)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(shí)點(diǎn)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(shì)必阻礙學(xué)生野外礦化、蝕變現(xiàn)象識(shí)別能力的提升,更不利于其建立地質(zhì)體時(shí)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(duì)該區(qū)涉及礦床學(xué)知識(shí)的教學(xué)點(diǎn)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(shí)與野外實(shí)踐結(jié)合起來,掌握礦床學(xué)研究的野外工作方法,識(shí)別成礦作用相關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象,構(gòu)建地質(zhì)體的時(shí)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(cè)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(diǎn),進(jìn)一步解剖其成因與時(shí)空分布規(guī)律,其研究?jī)?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(shí),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?jī)?nèi)容必須包括礦石的組分、品級(jí)及選冶性能。由于現(xiàn)已開發(fā)的周口店實(shí)習(xí)區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)成型的金屬礦產(chǎn),加之實(shí)習(xí)時(shí)間和學(xué)生知識(shí)積累等方面的限制,教學(xué)過程中不可能對(duì)礦床成因及礦石的加工選冶性能開展研究,而應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)成礦地質(zhì)條件研究,野外蝕變、礦化線索識(shí)別,礦產(chǎn)成因類型預(yù)測(cè),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(gè)階段[4],各個(gè)階段對(duì)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(shí)習(xí)過程中僅能開展野外觀察和綜合分析兩項(xiàng)工作,尤以前者最為重要。野外觀察可通過實(shí)測(cè)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?jī)?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(duì)直接的礦化現(xiàn)象,也可以針對(duì)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(shí)空分布規(guī)律的解剖;通過學(xué)生自己動(dòng)手的方式去認(rèn)識(shí)該區(qū)內(nèi)蝕變的發(fā)育特征,可以加強(qiáng)學(xué)生識(shí)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(shí),構(gòu)建完整的熱液成礦系統(tǒng)的時(shí)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(gè)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(zhǎng)巖—石英閃長(zhǎng)巖體;第二次侵入的是花崗閃長(zhǎng)巖,與第一次侵入的石英閃長(zhǎng)巖呈明顯的侵入接觸關(guān)系[6]。針對(duì)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(zhǎng)巖體內(nèi)部。脈體寬5cm~90cm,長(zhǎng)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(zhǎng)石、斜長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(shí):(1)偉晶巖脈的形成時(shí)代晚于其寄主巖石花崗閃長(zhǎng)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(dòng)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(dòng)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),有足夠結(jié)晶分離時(shí)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(dòng)相關(guān)的礦床的。但是,云英巖化、鈉長(zhǎng)石化、鉀長(zhǎng)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(diǎn)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(duì)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(shí)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(shí)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(gè)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(dòng),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(shí)面會(huì)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(shí)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(shí)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(shí)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(cè)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(shí)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(shí)是可以直接服務(wù)于社會(huì)的。再者,礦床學(xué)中研究的對(duì)象——礦體具有很強(qiáng)的空間屬性,學(xué)生必須通過整體和動(dòng)態(tài)的觀察、認(rèn)識(shí)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(shí)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(shí)習(xí)中學(xué)生地質(zhì)時(shí)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(shí)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(shí)踐教學(xué)[J].中國地質(zhì)教育,2012,21(4):135-139.