舒啟海

1. 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2. 北京大學(xué) 地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871；3. James Cook University, Townsville, QLD 4811, Australia

澳大利亞大學(xué)“礦床學(xué)”課程教學(xué)特點與啟示

舒啟海1,2,3

1. 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2. 北京大學(xué) 地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871；3. James Cook University, Townsville, QLD 4811, Australia

基于筆者在北京大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)（北京）以及澳大利亞詹姆斯庫克大學(xué)學(xué)習(xí)或講授“礦床學(xué)”課程的經(jīng)歷，介紹了詹姆斯庫克大學(xué)“礦床學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容、形式、課后實踐安排等方面的特點，并對比了中澳兩國“礦床學(xué)”課程教學(xué)的一些差異。在此基礎(chǔ)上，討論和總結(jié)了澳洲“礦床學(xué)”課程設(shè)置對我國教學(xué)的啟示，并建議國內(nèi)從事“礦床學(xué)”課程教學(xué)的同行取其精華，共同促進這一課程更好地發(fā)展。

礦床學(xué)；課程教學(xué)；中澳對比

一、背景

“礦床學(xué)”是地質(zhì)學(xué)專業(yè)和資源勘查工程專業(yè)的核心課程之一，也是地球化學(xué)、地球物理學(xué)等專業(yè)學(xué)科的必修課程，在地球科學(xué)教學(xué)體系中占有重要的位置[1-3]。礦床學(xué)不僅研究成礦元素組成、成礦物質(zhì)來源、成因機理及其時空分布規(guī)律，還注重闡釋礦體的規(guī)模、產(chǎn)狀、形態(tài)和物質(zhì)組成，以及礦床的形成條件和控礦要素[1-2]。隨著社會生產(chǎn)發(fā)展以及對資源需求的日益增加，礦床學(xué)的地位也不斷提升，它不僅是一門理論學(xué)科，更是一門技術(shù)經(jīng)濟與地質(zhì)學(xué)相結(jié)合的綜合性學(xué)科，即西方國家常說的“經(jīng)濟地質(zhì)學(xué)”（Economic Geology）。

澳大利亞是世界上礦產(chǎn)資源最豐富的國家之一，含有大量的金、鐵、錳、鎳、銅等金屬資源[4]。因此，在澳大利亞本科地質(zhì)學(xué)教育中，“礦床學(xué)”課程教學(xué)也格外受到重視。在澳大利亞，許多大學(xué)擁有與礦床學(xué)有關(guān)的產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的機構(gòu)，如西澳大學(xué)礦床勘查中心（Centre for Exploration Targeting）、塔斯馬尼亞大學(xué)國家卓越礦床研究中心（ARC Centre of Excellence in Ore Deposits）以及詹姆斯庫克大學(xué)經(jīng)濟地質(zhì)研究中心（Economic Geology Research Unit）。這些機構(gòu)不僅源源不斷地向社會輸送大量礦產(chǎn)勘探相關(guān)人才，還承擔(dān)了許多國家、地區(qū)或者企業(yè)的項目，是澳洲最重要的礦床學(xué)智庫。2013—2015年期間，筆者在澳大利亞詹姆斯庫克大學(xué)經(jīng)濟地質(zhì)研究中心攻讀博士學(xué)位，期間以旁聽者或助教的身份參與了“礦床學(xué)”課程的室內(nèi)及野外教學(xué)活動。此前，筆者在北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院就讀本科時，選修過北京大學(xué)的“礦床學(xué)”課程。目前筆者擔(dān)任中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院教員，參與講授“礦床學(xué)”課程。因此，對中澳兩國的“礦床學(xué)”課程均有一定的了解。本文基于對澳大利亞詹姆斯庫克大學(xué)“礦床學(xué)”教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課后實踐和野外實習(xí)等方面的介紹，指出其與目前國內(nèi)大學(xué)正開展的“礦床學(xué)”課程的一些差異，希望借此讓國內(nèi)從事礦床學(xué)教學(xué)的同行更多地了解該學(xué)科在國外的現(xiàn)狀，更期待大家能取其精華，共同努力促進國內(nèi)“礦床學(xué)”這一門課程更好、更健康地發(fā)展。

二、澳洲大學(xué)“礦床學(xué)”課程教學(xué)特點

澳大利亞詹姆斯庫克大學(xué)本科生“礦床學(xué)”課程名稱為Ore Genesis，字面上或許譯為“礦床成因?qū)W”更合適。不過，從課程內(nèi)容設(shè)計上來說，跟國內(nèi)的“礦床學(xué)”大同小異，因此本質(zhì)上就是“礦床學(xué)”課程。授課的對象為本科三年級學(xué)生，這些學(xué)生大多與國內(nèi)相似，是高中畢業(yè)直接就讀大學(xué)。不過，也有相當(dāng)一部分學(xué)生已經(jīng)有數(shù)年的工作經(jīng)歷，然后再進入大學(xué)重新選修了相關(guān)課程和學(xué)位。這部分人中，來自礦業(yè)公司的專業(yè)技術(shù)人員占多數(shù)。

1. 課程內(nèi)容設(shè)置

詹姆斯庫克大學(xué)的“礦床學(xué)”課程課時分為講授和實習(xí)各24學(xué)時，這與國內(nèi)一些高校大同小異，總體包括礦床學(xué)總論、礦床學(xué)基本概念原理和方法、巖漿礦床、熱液礦床、變質(zhì)礦床、沉積礦床和風(fēng)化礦床等內(nèi)容。其中熱液礦床也是課程的核心內(nèi)容，占據(jù)近50%的課時。

不過，在課堂具體講授內(nèi)容的安排上，詹姆斯庫克大學(xué)和國內(nèi)大學(xué)有所不同。最顯著的差異是詹姆斯庫克大學(xué)的部分講授內(nèi)容更貼近當(dāng)前國際礦床學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科前沿，注重向?qū)W生傳授最新的學(xué)術(shù)理論和研究進展。比如，詹姆斯庫克大學(xué)“礦床學(xué)”課程中有三節(jié)內(nèi)容分別介紹造山型金礦、淺成低溫?zé)嵋盒偷V床及IOCG型礦床（鐵氧化物銅金礦床）這三種礦床類型，這在國內(nèi)高校涉及較少。這主要是由于這幾類礦床類型的提出相對較晚，且在最近10多年才被廣泛認可。但是值得一提的是，這幾種類型礦床都是許多金屬礦產(chǎn)（如金、銀、銅等）的重要產(chǎn)出類型。例如，在世界上所有金資源量超過150噸的金礦床中，造山型金礦數(shù)量位居第一，淺成低溫?zé)嵋旱V床位居第三。又如，像奧林匹克壩這種世界級的大礦，就屬于IOCG型（其中，銅儲量名列世界第四，鈾儲量世界第一，金儲量高達1200噸）[5]。在中國，近年亦有多個大型—超大型的礦床被認為屬于以上三種類型[6-7]。由此可見，這幾種礦床在工業(yè)界的地位舉足輕重，理應(yīng)受到學(xué)界的廣泛關(guān)注。

除了課程內(nèi)容的整體設(shè)置外，對于許多細節(jié)問題，國內(nèi)的礦床學(xué)課程中也沒有及時追蹤最新的研究進展。例如，詹姆斯庫克大學(xué)“礦床學(xué)”課堂講學(xué)中涉及矽卡巖型礦床的內(nèi)容時，會將矽卡巖型礦床的成礦作用過程分為：接觸變質(zhì)和反應(yīng)矽卡巖階段，進變交代矽卡巖階段，以及退變矽卡巖和礦化階段。這種劃分更符合矽卡巖型礦床的實際成礦作用過程，并且也得到了野外和實驗?zāi)M的證實[8]。在國內(nèi)，目前的教學(xué)依然延續(xù)傳統(tǒng)的“兩期五階段”的劃分[1]，這在一定程度上是不準(zhǔn)確的。例如，在這種成礦階段的劃分框架下，“濕矽卡巖”（即退化矽卡巖）要早于硫化物的形成，但現(xiàn)實觀察的結(jié)果表明，二者往往是可以共生的[8]。

總之，在國內(nèi)限于許多礦床學(xué)教材的版本較老，或者盡管多次再版但并未及時對相關(guān)內(nèi)容進行更新，目前在本科生教學(xué)過程中還多沿用這些較老的教學(xué)參考書和資料，造成了教學(xué)內(nèi)容的滯后性。

2. 課程講授形式

關(guān)于課程的講授形式，中、澳的高校基本一致，都是以教員的課堂講授為主，并輔以教學(xué)幻燈片的展示。不過，在課堂講授過程中，詹姆斯庫克大學(xué)“礦床學(xué)”課程教員所設(shè)計的幾種授課形式值得一提。

首先是激發(fā)學(xué)生對礦產(chǎn)資源的學(xué)習(xí)興趣。教員在第一節(jié)課的時候，設(shè)置了一個“線上投資”系統(tǒng)，每個學(xué)生有虛擬的100萬澳元，然后對不同的金屬礦產(chǎn)進行“買入”和“賣出”，每天都可以在線上進行操作。因為國際金、銅等金屬礦產(chǎn)的價格每天都在變化，學(xué)生們每天也會相應(yīng)地出現(xiàn)“盈利”或者“虧損”的情況。到學(xué)期結(jié)束的時候，評出“賺錢”最多的三名“投資者”，并給予一定的獎勵（物質(zhì)獎勵和期末成績加分激勵）。通過這種形式，學(xué)生們一方面對礦產(chǎn)資源的價格變化、投資方式有了更深入的了解，另一方面也培養(yǎng)了學(xué)習(xí)“礦床學(xué)”課程的興趣。此外，很多學(xué)生畢業(yè)后都走向了礦企或者與礦業(yè)相關(guān)的投資行業(yè)，通過這樣的訓(xùn)練也為這一部分學(xué)生未來的工作打下了一定的基礎(chǔ)。

其次是幫助學(xué)生記憶常見礦石礦物。教員通過平時對礦物的認知，總結(jié)出了各種礦物的物理化學(xué)屬性（硬度、密度、解理、地殼豐度和經(jīng)濟價值），然而設(shè)計出一種名為“礦物王牌”（Mineral Supertrumps）的游戲[9]，材料是一副由40張左右的礦物卡片組成的牌，這些卡牌包括常見的礦石和脈石礦物，如石英、黃銅礦、自然金和金剛石等。每張卡牌所包含的礦物信息有化學(xué)式、分類、晶系和礦物產(chǎn)出的地質(zhì)環(huán)境，以及上述的五種物理化學(xué)屬性。在游戲過程中，4～6個玩家（學(xué)生和教員）可以每人隨機分得10張左右的牌，然后開始游戲。對于玩家來說，勝利的條件是出完手上所有的手牌。就像絕大多數(shù)的卡牌游戲一樣，需要運氣和策略去贏得游戲，而掌握每種礦物的性質(zhì)是獲勝的有利條件。在不斷進行游戲過程中，玩家（學(xué)生）在潛移默化中逐步掌握各種礦物的屬性，從而達到教學(xué)效果。

再次是培養(yǎng)學(xué)生課后自學(xué)能力。在每次講授課程內(nèi)容之后，教員會給學(xué)生推薦幾篇相應(yīng)的文獻，而且通常是相關(guān)領(lǐng)域的經(jīng)典文獻或前沿進展。例如，在講授完斑巖型礦床時，教員會給學(xué)生推薦三篇論文：一篇斑巖型礦床的經(jīng)典專著，介紹了斑巖型礦床的野外地質(zhì)特征和蝕變分帶；一篇論文介紹斑巖型礦床的地球化學(xué)特征的論文，其建立了斑巖型礦床的成因模型；另有一篇論文是對30多年來斑巖型礦床研究進展的一個總結(jié)。感興趣的學(xué)生閱讀這幾篇論文以后，能夠快速掌握這種礦床的特征和成礦機制。

總之，在傳遞課程內(nèi)容的形式上，通過一些非常規(guī)的手段和方法，可以有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效果以及學(xué)習(xí)的深度和廣度，這對于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力有非常重要的作用。很多學(xué)生在課堂上對課程內(nèi)容產(chǎn)生了濃厚的興趣，并在課后進一步深入學(xué)習(xí)相關(guān)領(lǐng)域的知識點，在本科畢業(yè)之后，這部分學(xué)生很多都選擇了與這一領(lǐng)域有關(guān)的工作，或者在這一學(xué)科領(lǐng)域繼續(xù)深造。

3. 課后實踐和野外實習(xí)

除了課堂講授內(nèi)容以外，詹姆斯庫克大學(xué)的“礦床學(xué)”課程還有一半的課時用于實踐活動。國內(nèi)的“礦床學(xué)”課程也有實習(xí)課，但與詹姆斯庫克大學(xué)的實踐課有所差異。詹姆斯庫克大學(xué)的礦床實踐課中，每涉及一種礦床類型的時候，教員會帶大家觀察這種類型礦床礦石礦物的一般特征（如結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、蝕變及礦化特征），這與國內(nèi)的礦床實習(xí)課大同小異。值得一提的是，詹姆斯庫克大學(xué)的“礦床學(xué)”課程教員還注重向?qū)W生介紹礦床學(xué)的一些常見研究方法并讓學(xué)生親自操作。例如，在介紹成礦流體的時候，教員會讓學(xué)生去流體包裹體實驗室對各種類型流體包裹體進行顯微觀察和測溫，并讓學(xué)生根據(jù)流體包裹體的相組成、顯微溫度以及計算出的鹽度等參數(shù)，判斷流體的來源以及所屬礦床的類型；又如，在介紹斑巖型和淺成低溫?zé)嵋盒偷V床的時候，教員會讓學(xué)生親手操作鑒定礦物的短波紅外光譜儀[10]，并根據(jù)光譜特征判斷蝕變礦物的類型以及所屬礦化分帶的位置?？偟膩碚f，詹姆斯庫克大學(xué)的實踐課，既包括了對普通礦石礦物的鑒定，也包括對一些關(guān)鍵的礦床學(xué)研究方法的學(xué)習(xí)和實際操作；既提升了學(xué)生的認知水平，也培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力。

除了實踐課外，詹姆斯庫克大學(xué)每學(xué)期的礦床學(xué)課程還配備2～3次野外實習(xí)。一般選擇的實習(xí)對象是課程內(nèi)容涉及的典型成礦類型，且距離學(xué)校在1天可以往返的距離之內(nèi)，這包括一個造山型金礦、一個低硫型淺成低溫?zé)嵋旱V床及一個IOCG型礦床。在野外實習(xí)過程中，學(xué)生根據(jù)課堂和實踐課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，自行辨認不同的礦物和蝕變，識別礦體的特征和控礦因素，并且總結(jié)出成礦規(guī)律。很多學(xué)生在野外過程中提出的一些問題，也成為他們未來完成本科畢業(yè)論文的研究課題。此外，除了實習(xí)內(nèi)容，教員在野外還注重培養(yǎng)學(xué)生在礦山工作的安全意識和團隊協(xié)作能力，這些都讓學(xué)生無比受益。

三、對我國“礦床學(xué)”課程教學(xué)的啟示

得益于技術(shù)手段和實驗方法的快速發(fā)展，礦床學(xué)也是日新月異，礦床學(xué)家目前已經(jīng)可以較為清晰地認識從全球尺度到微觀水平的礦床特征。近年來，新的礦床類型被提出，新的成礦模式被建立，新的找礦方法被應(yīng)用，這無不顯示了礦床學(xué)這門學(xué)科的鮮活生命力。

應(yīng)對這些新的理論、新的方法和新的發(fā)現(xiàn)，國外的“礦床學(xué)”課程在教學(xué)過程中也注重對原有知識體系進行更新、對原有教學(xué)方法進行改進。放眼中國，無論是普通大學(xué)地質(zhì)學(xué)專業(yè)的本科生還是相關(guān)生產(chǎn)部門的專業(yè)技術(shù)人員，“礦床學(xué)”都是他們的一門必修課程。相關(guān)教員在進行這些課程的講授過程中，除了傳授礦床學(xué)基本的概念、原理和內(nèi)容以外，還應(yīng)當(dāng)與時俱進，注重把學(xué)術(shù)界最新的研究成果介紹給學(xué)生，讓大家接受最新的知識體系。此外，教員在授課過程中還應(yīng)創(chuàng)新方法，讓學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生更容易理解和記憶所學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容認知的深度和廣度。最后，教員還應(yīng)當(dāng)注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，這也將為學(xué)生未來進行更加深入的研究生階段的科學(xué)研究或者在相關(guān)領(lǐng)域從事專業(yè)技術(shù)實踐打下良好的基礎(chǔ)。

致謝：北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院賴勇教授在筆者本科學(xué)習(xí)“礦床學(xué)”課程期間給予了熱忱的指導(dǎo)，澳大利亞詹姆斯庫克大學(xué)常兆山和Carl Spandler兩位老師在筆者博士學(xué)習(xí)期間提供了極大的便利和有益討論，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院礦床教研室各位教師在筆者從事教學(xué)活動過程中始終給予無私的幫助，在此一并致以謝意。

[1] 翟裕生，蔡克勤，姚書振.礦床學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，2013.

[2] 薛春紀(jì)，祁思敬，隗合明.基礎(chǔ)礦床學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，2006.

[3] 薛春紀(jì)，孫祥，王建平，等. “礦床學(xué)”課間野外教學(xué)實習(xí)及基地建設(shè)[J].中國地質(zhì)教育，2015，24（4）：35–37.

[4] 何金祥. 澳大利亞礦業(yè)投資環(huán)境[J]. 中國礦業(yè)，2009，18（12）：3–6.

[5] 趙宇安，劉海田，張偉波，等.奧林匹克壩銅—鈾—金—銀—稀土礦床最新研究[J].地質(zhì)科技情報，2013，32（5）：106–111.

[6] 毛景文，余金杰，袁順達，等.鐵氧化物—銅—金（IOCG）型礦床：基本特征、研究現(xiàn)狀與找礦勘查[J]. 礦床地質(zhì)，2008，27（3）：267–278.

[7] 薛春紀(jì)，趙曉波，莫宣學(xué)，等.西天山“亞洲金腰帶”及其動力背景和成礦控制與找礦[J].地學(xué)前緣，2014，21（5）：128–155.

[8] MEINERT L D, DIPPLE G M, NICOLESCU S. World skarn deposits [J]. Economic Geology 100th Anniversary Volume,2015, 299–336.

[9] SPANDLER C. Mineral Supertrumps: A new card game to assist learning of mineralogy [J]. Journal of Geoscience Education, 2016, 64: 108–114.

[10] CHANG Z, YANG Z. Evaluation of inter-instrument variations among short wavelength infrared (SWIR) devices [J].Economic Geology, 2012, 107: 1479–1488.

Title: An Introduction to the Ore Geology Course in Australia and Its implication for the Teaching in China

Author(s): SHU Qi-hai

ore geology; course Teaching; comparison between China and Australia

A

1006-9372（2017）03-0101-04

2017-03-20。

舒啟海，男，講師，主要從事礦床學(xué)的教學(xué)和研究工作。

投稿網(wǎng)址：www.chinageoeducation.net.cn聯(lián)系郵箱：bjb3162@cugb.edu.cn

舒啟海．澳大利亞大學(xué)“礦床學(xué)”課程教學(xué)特點與啟示[J]．中國地質(zhì)教育，2017，26（3）：101-104．