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构造地质学范文1
构造地质学在工程地质中的应用在工程地质中,把地质体内的各种构造变形,如褶皱、断层、节理、劈理,还有其他各种面状和线状构造,称之为结构面,其基本特征、相互关系及现代活动性决定了该区域内的区域稳定性、岩(土)体稳定性及地下水渗流条件等,所以,地质构造控制着工程地质环境和工程地质条件。因此,构造地质学在地基稳定性、斜坡稳定性、地下洞室稳定性、区域稳定性等工程地质问题和滑坡、矿井突水、水库渗漏、地裂缝等地质灾害问题中都有着极其重要的应用。下面着重从区域地壳稳定性、大型工程场地选址、斜坡稳定性评价、地下洞室稳定性等方面,阐述构造地质学在工程地质中的具体应用。
在区域地壳稳定性评价中的应用近年来,根据现代构造地质学研究中的大陆动力学理论和岩石断裂力学理论,一些学者提出了区域稳定性动力学理论。区域稳定性动力学理论在区域稳定性评价过程中,能够使大陆地壳动力学过程、构造和地震活动性与岩土体的工程地质条件得到有机统一,最终实现大到区域地壳、小到场地地基的稳定性合理评价。区域深层地壳的稳定性决定于地壳深部的变异层带的性质特征,按结构和流变性特征,大陆岩石圈分为四套动力学子系统[1]。第一套动力学子系统是在上地幔顶部流变层。上地幔顶部的软流圈和低速高导层之间夹着较硬的层位,在全球构造应力的作用下,软层通过流动作用使硬层发生变形,在这个过程中能产生热效应和力学效应,从而引发地壳各圈层间的拆离、剪切、增温、加厚或减薄,从而导致岩浆作用和构造作用的发生。第二套动力学子系统是在壳幔过渡流变层。地壳和地幔沿该壳幔过渡流变带容易发生较大尺度的水平位移,从而造成大规模的造山带挤压碰撞和逆冲叠覆及裂陷区的地壳减薄伸展。第三套动力学子系统在地壳软弱层。大陆地壳按流变性、能干性、持力性等可以分为软弱层和持力层两大类,其中软弱层自上而下还可以分为沉积盖层与浅变质层间的拆离面、上地壳浅变质岩层与深变质基底间的拆离面、上地壳10km处的低速高导层、中地壳25~30km处的低速高导层等。这些软弱层面构成了地壳内大尺度的水平滑脱层,常常作为造山带的逆冲推覆、伸展垮塌、拆沉作用、变质核杂岩的拆离出露边界,在拉张区中,也常常作为伸展成盆地迁移和滑动边界。第四套动力学子系统在地壳持力层。地壳持力层在横向上多被断裂所切割,其与软弱层交界处形成脆韧性过渡带,该过渡带地震易发;而孕震条件及机理决定于持力层与软弱层之间形成的动力学作用耦合关系和活动协调性。
在大型工程场地选址中的应用大型工程场地一般都位于造山带、盆地构造、盆岭构造这三类构造区带上,它们是由于近地表上地壳的挤压推覆、扩张伸展和剪切走滑的构造变形作用所形成的[2]。造山带一般都作为重大能源工程场地选址区域,资源开发、灾害防治和环境保护等工程的进行决定于造山带的结构、演化和动力学特征。根据造山带的形成机制,其可以分为逆冲推覆型、伸展型和走滑型三大类。其中,逆冲推覆构造中形成的前锋带、冲起块体和飞来峰等构造,它们的变形最强烈,形成的断裂最密集,节理最发育,岩体最破碎;伸展构造的滑覆体前缘和滑来峰的稳定性较差。在进行工程选址时,应尽量避开这些构造不稳定地区。盆地是人类主要聚居区,故其选址更为的重要,在一些大型水利工程或者地震灾后重建的居民选址工作中,比如三峡移民工程、汶川大地震中灾后重建工程、以及舟曲重大泥石流灾后的重建工程等等,需要特别注意盆地中的不稳定区域、隐伏的活动性断裂等。按成因可将盆地分为压陷盆地、走滑盆地、伸展盆地。其中压陷盆地较为稳定,除了邻近造山带一侧活动性较强;受地壳剪切走滑的影响,走滑盆地活动性较强,一般较不稳定;伸展盆地由于盆地中心地壳减薄、浅层破裂较发育,而盆地边缘则受边界活断层的影响大,所以伸展盆地的中心和边缘稳定性最差。还有,盆地的上下不一致常常导致其转换处发生地震;盆地内部的隐伏断裂常常导致地表发生地裂缝,直接威胁工程建筑的安全稳定,比如大同地裂缝的形成,是由于新生代以来,同盆地受来自青藏高原和太平洋方向的侧向挤压,而导致右旋剪切拉张以及地幔上隆,区内地壳减薄,基底地壳断裂发展到上地幔,再伴随着断陷作用而发生地震和地裂缝。盆岭构造是大陆浅层构造中的重要类型,其由正断层形成地堑、地垒、掀斜和犁式断层等组成,其中隆起区为稳定区,沉降区为非稳定区。
在斜坡稳定性评价中的应用我国是个多山区的国家,每年都会因为斜坡地质灾害的发生而造成人员的伤亡和财产的损失,因此,做好灾前的斜坡稳定性评价十分的必要。滑坡、崩塌、泥石流等是斜坡地质灾害中最常见的三种,它们发生的主要因素都是来自自然方面的地形地貌、地质构造、地层岩性、岩土体结构特性、新构造活动及地下水条件等。其中,地质构造控制着中国山体的总体格局,新构造活动的强弱反映该地区地壳的稳定性,而地貌与构造共同控制着滑坡、崩塌、泥石流灾害的发育程度。所以,滑坡、崩塌、泥石流的形成与断裂构造之间有着密切的关系,断裂的性质、破碎带宽度、节理裂隙的发育程度及其组合特征等都是影响斜坡地质灾害的重要因素。在工程地质学中,通常根据岩体的结构面发育类型及程度将其分成Ⅰ~Ⅴ5个等级,不同等级的结构面的性质与组合形式不同,以此来判断岩土体的稳定性与变形破坏方式,从而进行斜坡的稳定性评价。工程地质学中的结构面就是构造地质中的构造结构面,指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低、两向延伸的地质界面(或地质带),例如岩层层面、节理、软弱夹层以及各种成因的断裂、裂隙等,反映了在长期内外动力作用下的地质构造现象。滑坡的形成与发展受地质构造的影响表现为两个方面:第一,滑坡往往沿断裂破碎带成群成带的分布形成;第二,滑动面的空间展布及滑坡的范围受到岩层面、断层面、节理面、片理面及不整合面等各种软弱结构面控制。因此,在斜坡稳定性评价中,必须先根据结构面确定滑动面的总体形态和空间展布,从而确定其规模,以此来采取相应的预防措施。地质构造对崩塌的控制作用也表现在两个方面:第一是断裂构造对崩塌的控制作用。具体表现在,当陡峭的斜坡走向与区域性断裂平行或大致平行时,沿该斜坡发生的崩塌一般较多;而大型崩塌往往发生在几组断裂交汇的峡谷区;在断层密集分布区,岩层较破碎,坡度较陡的时候,斜坡常发生崩塌或落石。第二,褶皱构造对崩塌的控制作用。褶皱核部岩层变形强烈,大量垂直层面的张节理在核部形成,而且在多次构造作用和风化作用的不断影响下,破碎岩体往往产生一定的位移,从而形成潜在崩塌岩体,当褶皱轴向与坡面方向垂直时,斜坡一般多产生落石和小型的崩塌;当褶皱轴向与坡面平行时,在高陡边坡上就容易产生规模较大的崩塌。由于构造作用形成的高差大、高坡度及大面积的流域沟谷等地形地貌,新构造运动下形成的岩体变形与构造结构面,为泥石流的发生创造了必要条件。因此,可以从构造角度分析泥石流的产生条件,提前做好预防措施,可以达到杜绝灾害发生或者减少灾害损失的目的。#p#分页标题#e#
构造地质学范文2
《构造地质学》资源勘查工程专业一门理论性和实践性很强专业核心课,是目前工程教育认证体系中专业基础课程。根据工程教育认证的标准,结合我校实际,构造地质学课程要求学生应具备以下几方面的能力要求:工程知识要求,即掌握专业基础知识,具有应用相关数理化知识解决复杂地质问题的技能;问题分析要求,即掌握基础地质相关的室内实验方法与技能;研究能力要求,即掌握地层、沉积与构造分析与研究的方法;工程素质要求,即掌握现代相关实验设备,能用于地层、沉积、构造及油气地质等的鉴定与分析。
由于这门课程具有较强的理论性与实践性,是一门比较抽象的基础理论课程。[2]为提高这门课程的学习效果,激发学生学习兴趣,使该门课程达到工程教育认证的标准,笔者对《构造地质学》课程教学进行了系统分析,对课程教学改革进行了系统的分析。
一、《构造地质学》课程教学的现状以及存在的问题
1.学生对课程性质认识不清。学生对于数学、英语等基础课相对比较熟悉而对专业课比较陌生,对自己将要从事专业的认识也十分模糊。尤其在课程学习中,各个课程的任课教师往往片面强调自己承担课程的重要性,使得学生在学习上存在认识上的误区,把该课程的重要性与其他非核心课程等同对待,使得学生的学习动力不足,影响学习质量和教学效果。
2.教学内容及教学方式与工程教育认证标准不一致。与工程教育认证目标要求相比,我校以往《构造地质学》各部分的教学内容、教学方式及考核方式上不够具体,在目标达成度评价时指标点拆分上,部分指标点的支撑难以在教学过程中体现出来,难以量化的问题较为严重。
3.理论知识与实践环节脱节。构造地质学的理论性、实践性都很强,它整个课程体系由理论课、实验课及野外实践三个环节构成。而调研发现,我校在构造地质学的教学安排中这三个环节的教学时间及先修后续等方面存在一定的问题,使得理论课与实验课、实践课在时间衔接上存在漏洞,学生的学习效果和教学质量受到一定程度的影响。
二、《构造地质学》课程教学的改革设想
以工程教育认证要求为目标,把地质思维能力、处理复杂地质问题能力的培养作为《构造地质学》课程教学的目的和实验教学的指引方向。在进行课程有体系教学的基础上,结合我校实际情况,拟从以下方面开展教学改革。
(一)优化教学内容和教学环节
1.树立核心课程意识。从大一开始,引导学生树立《构造地质学》的三大专业课的支柱地位。提出重要性的同时,循序渐进地启发学生的积极性和兴趣与好奇心,做到开端就抓住学生的注意力,使学生注重之后的理论教学与实践教学。
2.理论教学环节。在理论教学环节,主要从以下两个方面开展教学改革。第一,对于地层产状及接触关系、褶皱、节理、断层等核心内容,适当地增加学时强化讲解,重点简洁明了地讲解力各种基本理论、研究方法和应用,尽可能多的在理论学习过程中展示各种实际野外图片、仿真模型及实物模型等,让学生在掌握基本理论的同时,对各种构造作用有一个直观的认识。第二是,对于与本科生工程实践能力培养联系不紧密的内容,比如大地构造学派、槽台学说等内容在课时上予以适当压缩。通过对核心内容的调整和强化讲解,学生可全面巩固构造地质学教学内容,增强对各种具体地质现象的现实认识,提高了学生分析和解决复杂构造地质问题的能力。
3.实验实践教学环节。在实验实践教学环节,主要从以下三个方面开展教学改革。第一,在实验教学中,首先要课前让学生预习相关的理论教学的原理及演化过程,为实验教学开展做好充分准备,预习情况计入实验成绩,作为课程成绩的组成部分;第二,在课程作业环节,在教学过程中布置综合读图分析及小论文,以3~5人为小组,课程结束后一周之内完成并上交;第三,在教学过程中,结合学校本地周边环境及地质条件,利用周末时间组织一些典型构造剖面的课间实践教学,以使得学生的理论与野外实际及时结合。
(二)改进教学方式和方法
1.注重启发式教学,在讲解一个知识点前,进行原理启发,留下学生思考的空间,并在下次理论教学课上,进行讨论,使学生有一个先行的模式,不正确还可以进行修正,加深记忆。
2.利用一些现今地质模拟软件,给学生展示一些简单模型,演化,受力分析等技巧,使学生可以在课余时间自行学习创新。
3.在实验教学中,注重学生分析及合理演化能力的培养,在具有启发性的问题中,发现优秀学生,分别带领实验小组,课堂上,可以有效指导实验进行方向,课下可以随时探讨课后习题。
4.在完成一个章节教学后,可以选择实际地质区块,给予学生小组一些地质资料,让其完成一个构造演化,或受力分析,或形态分析的报告,随后对全班同学进行演示,作为平时成绩的一部分。
(三)完善考核和考评方式
组织好课程考试不但能够检查出学生的学习成绩,反映出课程教学效果,而且也能激励学生勤奋学习,从而实现教学目的。现有《构造地质学》课程主要由平时成绩(15%)、实验成绩(15%)和期末成绩(70%)三部分组成,平时成绩主要看学生的考勤、作业等情况,实验成绩主要看学生实验报告情况。结合课程教学现状,成绩考核方面主要从以下几个环节进行:
1.平时成绩方面。除了常规的考勤、作业等情况,增加课间实习、课程小论文等环节考核,并适当的将平时成绩所占总成绩的比例提高。
2.实验成绩方面。取消以往单看实验报告给成绩的思路,重点根据试验过程给分,包括实验预习情况、实验流程规范情况、实验报告质量情况等,每项分数均予以量化。
3.考试成绩方面。考试包括单元测验和期末考试。单元测验方面,按照教学大纲教学进度,开展阶段性的单元考试,闭卷开卷、笔试口试均可,这样不但给学生指出了学习重点,而且也有利于发现问题,促进教、学共同提高;期末考试方面,采用多种试题类型相结合的方法认真组织考题,既考知识,又考能力,既考基本理论,又考基本技能,不出偏题,怪题,避免死记硬背,重视理论的理解,要求学生在正确分析的基础上答卷,使学生考试成绩建立在对专业知识学懂、学活、会用的基础之上,从而减少了考试失误,也避免了学生突击学习通过考试的侥幸心理。
构造地质学范文3
关键词:遥感技术 地质 作用
一、引言
近年来,一方面,由于空间科学、信息科学、计算机科学、物理学等科学技术的进步与发展,为遥感技术奠定了必要的技术基础,另一方面,由于人类生产活动不断地向深度和广度进军,遥感技术得到较为广泛的应用,因而使得遥感技术获得了飞跃的发展,已经成为发达国家和一些发展中国家十分重视的一项科学技术。随着我国工农业生产的高速发展,人类对自然资源,特别是对矿产资源的需求量与日俱增。遥感数字图像处理属于地质工作中的一种新型的工作手段,充分结合了现时计算机高科技信息技术。在地质工作中主要是通过对一个地区岩性,构造的状况分析后服务与地调填图,矿产普查,工程地质,水文地质及地质灾害治理方面,有着其特殊的高效性,空间性和优势所在。正如中科院院士徐冠华等,所谈及遥感技术为地学研究提供了全新的手段,导致了地学研究范围,内容、方法的重要变化,标志着地学信息获取和方法处理的一场革命。中国遥感事业自70年代至今发生了巨大的变化,在国民经济中的应用也日渐普遍。相对国际发达国家,中国遥感事业与其尚存在较大差距,这也正证明了在学科应用教学方面的前景性和挑战性。
二、地质灾害遥感技术的历史与成绩
人口、资源、环境与灾害是当今社会人类面临的主要问题。人口的不断增长,导致了对资源需求的不断增加;人类活动空间和规模的迅速增大及对资源的过量开采,导致了一系列环境问题,引起了一系列自然灾害。在各种自然灾害中,地质灾害占有重要的比重。据不完全统计,全球发展中国家每年由地质灾害造成的经济损失,达到了国民生产总值的5%以上。在我国灾害及其所导致的环境问题中,据估计由地质灾害造成的损失约占整个灾害损失的35%。其中崩塌、滑坡、泥土流及人类工程活动诱发的浅表生地质灾害所造成的损失约占55%。遥感对地观测技术是当代高新技术的重要组成部分,是20世纪末几年开始执行的“对地观测系统(EOS)”计划的主体。它具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点。利用全球卫星定位系统(GPS)可以准确地监测地质灾害体的形变与蠕动情况,从卫星遥感图像上可实时或准实时地反映灾时的具体情况,监测重点灾害点的发展演化趋势,增强地质灾害发生的预见性。因此,为了能及时地调查地质灾害状况,为抢灾与救灾工作提供准确资料,根据国民经济建设与可持续发展的需要,在地质灾害调查中采用遥感技术这一先进手段,是尤为必要的,这也是现代高新技术应用发展的必然趋势。国内外地质灾害遥感调查技术方法主要是在上世纪最后20年发展起来的,现已基本形成了规范化的技术流程,在地质灾害遥感判读、分类及制作相应的图像方面都取得了较成熟的经验。
三、遥感技术的作用和方法
构造地质学在经历了近一个半世纪的发展后,不管是在研究方法还是研究程度上都已经有了很大的进步。构造地质学强调野外实地观测,其研究精度随科学技术的发展而迅速提高。这也对构造地质学的研究方法提出了更高的要求。20世纪60年代以后遥感技术的运用,对地质构造的研究产生了极高的效益。虽然遥感技术引入到构造地质学领域已经近半个世纪,但其本身的发展以及构造地质学对其利用的不充分,使得遥感数字图像处理在构造地质学领域还有很大的发展空间。利用好遥感数字图像处理能够使得不同尺度构造的研究有可能在成因和演化及运动学、动力学上结合得好,研究得更深入。因此,遥感影像上这些特殊影像体得识别是遥感直接找矿的一个重要环节。各种金属矿体的露头,特别是富含硫化物的矿体的露头,经风化淋滤后形成的氧化物或含氧岩类矿物,呈现出与周围岩石迥然不同的色彩,在高分辨率图像上可直接识别。通过遥感解译,信息提取,确定矿源层、含矿岩体、含矿脉体、矿化蚀变带等含矿地质体的存在。通过地物波普测试,来寻找含矿地质体存在的波普特征,提取与成矿有关的某些蚀变矿物的波普特征,确定含矿地质体的可能所在。另外,从遥感影像上识别出矿化与矿化体的特殊形态特征,如某些含矿石英脉的浅色纹带。矿床模型是对矿床赋存的地质环境、矿床产出的时空规律、矿床特征等矿床本质特征的高度概括,涵盖了矿产形成和保全的全部地质因素,显示现今地质科学对矿床学的研究程度,也显示了将矿床资料理论化的观念认识水平。利用遥感技术在打面积内寻找矿化集中区,将图像上的色、线、环、影纹图像与旷田构造的基本要素(成矿岩体、控矿断裂、围岩蚀变)相结合,提取矿床遥感地质信息,寻找区域找矿标志,并用矿床模式的概念来识别矿床赋存的遥感影特征,建立矿床遥感模型,逐渐成为20世纪90年代以来遥感找矿学的研究热点之一。这也势必能为影像矿床的分析开拓新的思路,把矿床遥感地质研究推进到一个新的层次。遥感技术对区域性和全球性成矿带、成矿域研究方面有着极其重要的意义。对大量不同来源、不同内容的图像或非图像子量进行综合处理,把原来的地学理论和逻辑思维转换成三维的直观和形象化得、时间和空间模型,把原来的定性概念转化为定量的观念和分析方法,进行多元化地学综合成矿。治理和预测地质灾害是我国迫在眉睫的件大事,故遥感人才是国家急需的专业性技术人才。
四、结语
遥感地质是一门理论与技术相结合的课程,其实际操纵性较强,需要我们对理论基础知识不断地应用巩固。它在未来地质工作中有非常重要的意义。
参考文献:
构造地质学范文4
【关键词】地质实习;教学模式;教学改革;建议
【Abstract】General geology,mineralogy, rock and structural geology is a very strong theoretical and practical course, in our school non-geological professional, it is a basic compulsory. In this paper, based on the geological practice and teaching model characteristic of non-geological professional in our school, the author analyzes the efficiency of different field practice teaching patterns and problems, improved measures for the existing problems, aiming to improve the school geology practice teaching model.
【Key words】Geological practice; Teaching model; Teaching reform; Suggestion
1 矿业类院校中地质课程现状分析
改革是事物发展前进的不竭动力,只有遵循事物发展规律才能取得成功。我国在经济体制改革的背景下,各高校也开始大刀阔斧的教学体制和教学模式改革。就矿业类非地质专业的地质课程教学模式和实践环节而言,不少地质教育者都进行了很多探索研究[1-4],目的在于提升学生综合素质,培养社会需要的创新型复合人才。
在工科院校特别是矿业类专业中,许多与矿业相关的专业都得学习地质类相关课程,而地质学是一门实践性很强的专业基础课,除了课堂讲授以外还得进行大量实习。但地质课程近年在我国矿业类高校中有逐渐被淡化和萎缩的趋势,主要表现在:一是课时量减少,二是野外实践环节减少甚至取消。究其原因,主要与学校资金投入和受外界环境变化影响突出有关。因此地质课程教学处于一种非常尴尬的境地。
2 课程性质定位
在我国许多矿业类高校中都开设有与地质类相关的专业,比如:采矿工程、矿物加工工程、测绘工程、安全工程和土木工程等专业。作为非地质类专业,根据不同院校对本校不同专业学生的就业方向有选择性的开设了相应的地质类课程。采矿工程开设了“基础地质学”课程,矿物加工工程专业开设了“矿物学”课程,测绘工程专业开设了“地质地貌学”课程,安全工程专业开设了“灾害地质学”课程,土木工程开设了“工程地质学”课程。不论开设了那门地质类课程,地质类课程在矿业类非地质专业中属于专业基础课,地质基础知识如名词概念、现象过程、作用原理等在这些专业中具有不可或缺的地位,在学科地位上处于一种承接基础课与专业课的地位。
3 非地质专业地质教学的必要内容
地质学是一门复杂的系统自然科学,根据我国目前的地质学分类,地质学划分出几十门课程,简单而言,主要包含以探讨基本事实和原理的基础学科和与生产或其它学科结合而成的应用学科,具体如下:
(1)基础学科中以物质成分为研究对象:如矿物学、岩石学、地球化学等。其中采矿工程专业必须学习基础地质学,包括矿物学、岩石学、矿床学和水文地质学;矿物加工工程专业必须学习矿物学和岩石学。
(2)以地质作用及遗留痕迹为研究对象:构造地质学、地质地貌学、地质力学等。其中测绘工程专业必须学习地质地貌学。
(3)以地质历史为主要研究对象:古生物学、地层学、古地理学及历史地质学等。我校目前非地质类专业没有开设这些课程,但据反馈回来的信息,继续深造的学生建议加上其中某些课。
(4)与生产或其它学科结合而成的应用性学科有:水文地质学、工程地质学、环境地质学、灾害地质学等。其中安全工程专业必须学习灾害地质学。
(5)将地球作为天体研究和自成体系:地球物理勘探、探矿工程、天文地质学等。其中采矿工程对三方面都有初步学习。
在众多的地质学科中,对于矿业类相关专业,比较适合的课程是基础地质学,包括矿物学、岩石学、地层学、矿床学和构造地质学等,否则,后续的专业课程将无法进行。
对于非地质专业学生,由于无地质学基础,必须要拿出较多的课时学习地质学基础知识,因而总课时量要求较大。比如,吉林大学《矿山基础地质学》课程总学时达到250学时[5],而我校采矿工程专业的《基础地质学》课堂教学时数仅为40学时,矿物加工工程专业的《矿物学》仅有40学时,测绘工程专业的《地质地貌学》仅有32学时等等,地质学基础知识内容较多,概念繁杂,在相当有限的课时内要学好地质学难度极大,况且还是在野外实践非常少甚至某些没有的情况下。
4 地质学教学中存在的主要困惑
由于各种原因,一些高校地质课程老师在教学中遇到了不少麻烦和困惑。比如,教学大纲的编写,正常情况是根据学科的培养目标确定教学内容和课时数,但现实情况往往是学校根据学生在校的总的教学目标将各课程的课时先确定下来,在课程学时量一定的条件下编写教学大纲,这就造成教师在教学内容的选择和各部分学时分配上顾此失彼。此外,一些专业的学生受实习学时数的限制或实习时间的冲突将实习取消或将地质实习放在理论课程学习之前进行,学生到了现场对老师所讲的内容一脸茫然,不知所云,费时费力费财。
作为一名负责任的老师,在遇到这些问题时当然要克服各种困难加以解决,比如在课时减少的情况下,采用多媒体教学手段增加单课时的知识量,但是经过实施,发现学生对单课时的接受量存在一定极限,超过极限的知识很难消化更别谈吸收了。
5 教学和实践改革思路和举措
如何在这种情况下更好的解决这些问题,对比国外和国内一些名牌大学的情况,并根据我校学生的培养目标,我们尝试做了一些改革,效果显著。
5.1 进行不同专业的地质学科体系建设
地质学作为非地质类专业的基础课,各专业应有所侧重。首先,在课程设置、实践教学、教材选定和课时分配上有所不同。采矿工程应以地质学中的矿物学、岩石学、构造地质学和矿床地质学等为主;矿物加工工程应以矿物学与岩石学为主;测绘工程应以地质地貌学为主,土木工程则应以工程地质学为主。其次,在授课前摸清已学课程,这样讲授时有增有减,以增加新知识量为主,对已开设中所学知识只做提示性讲授,把重点放到强化地质学应用上来。最后,对各专业在地质课程讲授中将涉及到的有关后续课程内容,作适当延伸,或在地质实习中体现出来,充分展示地质类课程专业基础课的特征。
5.2 授课内容的选择和构建
适当增加授课内容和学时,如采矿工程专业增加学时数,最少应控制在60学时,适当增加矿山实习;矿物加工专业增加矿相学实验,至少30学时;测绘工程专业增大学时数到56学时,增加地貌认识实习,土木工程专业增加土工试验。除此之外,实习模式按照基础综合实习进行,安排在理论课程结束之后2周左右进行,采矿和测绘的实习地点分别为白云鄂博铁矿和大青山。矿加和土木的实验分别在各自实验室。
5.3 授课方式的构建
由于课时少内容多,因此建议采用多媒体授课,多媒体授课太快,效果不好,因此最好采用小班授课,如我校采矿工程4个班180人同时上课,效果较差,建议采用50人以内小班授课,这样既采用了能反映某些矿物图片、地质现象的多媒体,又达到了预期效果。
5.4 教学质量评价模式的构建
采用课后答疑和网络交流的模式。现在信息同学特别方便,再加上我校新建了一些课程交流系统,方便了学生与老师课后交流。至于实践方面,我们尽量采用地点近、现象典型的矿山,时间上安排在课程结束后的五六月,教师配备上我校正在大力度解决,相信很快就能得到补充,实习开支我们采用基础综合实习,把实习地点相同的课程安排在同一学期,这样能有效节约开支。
6 结束语
经过这些改革,矿业类非地质专业的教学效果明显提高,但还存在一些问题。主要表现为时间安排不合理,如秋学期的地貌学实习时为严寒的冬天,学生缩手缩脚,好多应动手的环节无形被限制,春学期的地质学实习时为内蒙古多刮风期,矿区灰尘大,污染重,好多地质现象不易观察测量,再加上各学院都在野外实习和工程教育,校内实习用车紧张,常常派不出实习用车,社会租车费用太高。另外,由于基础地质实习模式开展时间较短,缺少实习指导教材。
为完善矿业类非地质专业教学模式,建议采用下列措施:优化学时,合理安排授课时间,增加实践环节,采用多媒体授课,编制本院实习指导书,错开实习高峰期。
【参考文献】
[1]肖淑容.基础地质实习之我见[J].中国地质教育,2007(3):100-103.
[2]谭松林.工程地质专业教学实习内容选择探讨[J].高等建筑教育,2007,16(1):115-117.
[3]时红莲,项伟.论深化地质教学实习改革[J].高等建筑教育,2007,16(1):118-121.
构造地质学范文5
关键词:地质研究,辩证思维,发展
中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:
1.引言
人类认识自然的过程,是从感性到理性的过程。绝对的真理是不存在,也就是说,人类不同阶段所有对自然的认识都是一种相对的真理,但是也正是这种相对的科学才推动了人类认识水平的不断发展。所以,在科学研究包括地质学的研究中,我们需要借助前人的科研成果,并且进行认真的学习和研究,但是在已有理论不能解释自然现象时,甚至和自然现象有重大的冲突时,我们不能固步自封,而需要发展现有的理论,甚至现有理论而有所创新。
2.地质研究中的辩证思维
近年来固体地球化学最基本的进展之一是在大洋玄武岩的研究中认识到了地幔化学和同位素组成上的不均一性。全球尺度上Sr-Nd-Hf同位素之间的相对简单变化可认为是由亏损MORB源区和富集组分混合造成的。但要解释Pb同位素,还须考虑诸多地幔端元(如,DMM,EMI,EMII和HIMU)。我们目前对这些地幔同位素端元成因的认识由于多种原因还远远不够,其中一个原因是我们全力用板块构造来解释其成因(牛耀龄,2010)。
我们用板块构造来解释其成因是目前人类认知水平所限,因为除了板块构造理论能解释大部分地质问题之外,还未能提出更好、更贴近“绝对真理”的理论。所提出的“原始地幔成分均一、地幔同位素的不均一性与地核无关”等假定是板块构造的理论基础,这无可厚非,因为每种理论都有其适用的前提。更进一步地说,提出板块构造并运用其解决自然问题的学者们能大胆提出这些假定(也就是适用范围)本身就体现了对“绝对真理”的尊重,是正确的认识观。所以在未能提出更好理论之前,甚至还未进行任何的实地研究,仅仅凭借臆想或者假说就大放厥词,板块构造理论,这是不可取的,或许他们更应该去做的是去完善,去发展。
板块构造理论无法解释陆内的许多现象,对太古代的的现象也不能做出很好的解释,但是板块构造理论本身没有错误,错在应用,不能犯概念外延的错误(张旗等,2008a)。由美国基金委地球科学部(2002)主持研讨会所汇集的白皮书“构造地质学和大地构造学的新起点——New Departures in St ructural Geology and Tectonics”和美国地球物理联合会(AGU)(2002)出版的《全球板块动力学历史》专著(Richards et al , 2000),分别对板块构造学说30年来的历史进行了回顾和反思,并提出了构造地质学和大地构造学(SG&T)未来发展的新方向;郭安林等(2004)强调了创建新构造学说的重要性;张旗(2008b)指出板块构造不是全球构造,板块构造+地幔柱构造也不是全球构造,板块构造+大陆构造才是全球构造。
随着地质学研究不断向地球深部发展,我们需要更好地运用认识观来进行研究。因为目前人类得到地球深部的直接证据还很有限,得到的大部分是一些不同深度的包体或岩体,所以我们更要谨慎、细致的进行研究。有人认为,搞大构造就不应该纠缠于小问题,要从宏观角度来把握问题。这种说法有一定的正确性,但是,细节很重要,有些小问题里可以折射大问题。比如:蛇绿岩是研究古板块缝合带的主要证据,但是在以前的研究中,有些人只注重蛇绿岩中几种镁铁、超镁铁质岩和枕状玄武岩、辉长岩(辉绿岩)脉的共生,其所说的“共生”只是区域上的毗邻而已,却忽视了它们的亲缘性研究,很可能把非蛇绿岩的几种岩体拼凑成一套蛇绿岩;可能在区域上距离较远的几套蛇绿岩组成,虽不毗邻,但有着很好的亲缘性,如果不谨慎、细致地从微观角度把握,很可能把这套蛇绿岩肢解掉。近年来,许多构造研究者加强了对于地球化学特别是“化学地球动力学”作用的重视,利用其进行构造环境判别和构造演化史的恢复。地球化学为构造研究提供了许多微观和统计学的证据,这本身就体现了“微观与宏观、整体与局部、偶然和必然”的联系。
另外,全面的把握分析问题对于地质学尤为重要。人们认识自然的程度在不断加深,不能用已知的理论来框定所有正在研究的问题。比如:地球化学投图的基本思想是“将今论古”的思想,经验占很大的作用。在进行地球化学投图的过程中,如果发现“投图结果”和野外观察出入较大的情况,是片面的相信“投图结果”还是更加重视野外观察?我认为这些“投图结果”更加适合作为佐证,野外的观察和岩性组合的对比才是最重要的。实践已证明某些具有一定化学特征的岩石可以产出于两种或两种以上的构造环境,例如,具有洋中脊玄武岩化学特征的玄武岩既可形成于洋中脊,又可见于弧后盆地和边缘海盆,因此判别结果具有多解性。同时,由于选用的判别图解不适当,也常造成模糊的结果或误判。
最后,在地质研究中不能有“想当然”的思想,要充分地尊重事实。比如:在玄武岩研究中获得很大成功的“分离结晶理论”及“哈克图解”是否能照搬到花岗岩研究中?适用于玄武岩构造环境判别的经典判别图解是否适用于花岗岩?在玄武岩中发挥巨大作用的地球化学证据在花岗岩研究中是否可以发挥同样大的作用?地球化学数据和岩石组合、岩性对判定构造环境或者物源环境哪个更可靠?这些都是存在较大争议的,或者说我们的研究还处在较浅的探索阶段,切不可以现有的理论框死所有的新现象,犯“形而上学”的错误。
3.结语
地质学是一门综合性极强的学科,在未来的研究中,要充分尊重现实,全面地、联系地、发展地认识自然现象,用辩证思维来看待问题,不能拘泥于已有的理论和模式,要勇于创新并敢于突破已有成果,才能推动地质研究不断向前发展。
参考文献
Richards et al. 全球板块动力学历史[M]. 美国:美国地球物理联合会(AGU),2000.
郭安林,张国伟,程顺有. 超越板块构造—大陆地质研究新机遇评述[J].自然科学进展, 2004,14 (7) : 729—733.
牛耀龄.板内洋岛玄武岩(OIB)成因的一些基本概念和存在的问题[J].科学通报,2010,55(2):103—114.
构造地质学范文6
遥感技术作为一门发展极其迅速的技术,在当今各行各业中的作用日益突显。尤其作为“数字地球”等国际重大计划中不可或缺的重要技术,其技术的更新日新月异。而作为地质学类学生必修的一门专业基础课,遥感地质学课程要求学生能够掌握基本的遥感技术特点、遥感图像解译方法、遥感工作的基本流程、遥感地质解译方法等内容,更重要的是要求学生能够利用相关的图像处理软件完成一定图像的解译,达到能真正使用遥感技术解决实际地质问题的目的[1-3]。作为大学三年级的本科生,虽然已经学习了地质学基础、构造地质学、岩浆岩、变质岩、沉积岩等地质学类的相关基础课程。但是,因为学时、教学经费、教学资源的限制,学生的地质野外实践课时非常有限,除了经过两次教学实习之外(大学一年级的地质认识实习和大学二年级的地质填图实习),对野外的实际地质现象的了解以及野外地质问题的认识还非常局限。如果对某一研究区域毫无了解和认识,或者只是通过书本知识以及查找相关资料获取了一定的内容。那么在遥感地质学的教学中,让学生自己利用遥感技术解决相应的地质问题则几乎不可能。因此,地质解译资料的选取,决定了在教学中能否让学生掌握遥感地质学的整体内容、地质解译的步骤和具体的方法。为此,本文将论述在遥感地质学课程的教学中结合野外地质填图实习内容的教学方法,加深学生对地质解译流程、解译方法等内容的强化学习,为遥感地质学的教学提供新的参考。
一、遥感地质学课程的性质和主要内容
遥感地质学,简单来讲就是遥感技术与地质学的结合,也就是利用遥感的技术手段来解决地质的问题。课程最主要的内容可以分成两大模块:其一为遥感技术的基础知识,如遥感的基本概念、遥感的应用、遥感的基本原理,同时还必须讲解遥感的仪器、平台以及信息获取的整个过程,并让学生掌握遥感图像的处理方法和步骤。这部分内容属于全新的内容,对于地质学类的学生来说较为陌生。因此,需要花费较长的时间让学生理解和掌握,才能为后续课程的学习提供基础和参考。其二为地质解译的主要内容,即地貌解译、构造解译、岩性解译、遥感找矿等。这部分内容属于重点掌握内容,但因为课时的限制,这部分内容的教学主要是让学生尽快回顾已学课程的内容,并紧密结合前期课程的基础内容才能尽快掌握。而整个遥感地质学的内容,需要将上述两部分内容紧密地结合起来,才能进行后续的实际应用。在后半部分实际问题的解决中,最为常见的遥感地?|问题有地质灾害、水体、冰川等的变化研究及监测,进而为相关灾害预警、环境变化提供帮助。这部分内容主要在方法技术手段以及地貌解译部分讲解。虽然内容繁多,但整体方法步骤清晰简单。而在基础地质学的研究中,遥感主要用来进行构造、岩性、地层等的解译,进一步完成地质规律及演化等相关内容的深入研究。虽然学生在学习遥感地质学之前,已经具备了地质学的基础知识体系,可以在野外识别地质现象、岩性、构造等。同时,学生也可以利用简单的地质现象对地质规律、地质问题进行描述和解释。然而,遥感地质学和其他很多基础地质科学不同,遥感地质学必须在学习概念、理论的基础上掌握具体的操作,并让学生会针对性地进行地质解译。因此,实践教学是其中重要的一个环节。为了更加有效地学习课程后半部分地质解译的内容,必须让学生熟悉整个解译过程(包括室内和野外的结合)。而大多数的教学中,都是根据课程的需要通过教师给学生练习的数据完成室内教学内容。但是通常给出的数据区域,学生往往比较陌生或者对研究区的地质状况所知不深,难以达到野外和室内相结合的目的。在这种情况下,学生在遥感技术的学习和地质学的学习容易脱节,根本无法很好地将二者联系起来。因此,学生往往反馈遥感在进行地质解译时困难较大,无从下手。
二、地质填图实习主要内容
地质填图实习,是大学二年级暑假之前进行的教学实习,通常选取自然条件好,便于观察和描述岩石露头以及地层的研究区进行。在地质填图实习阶段,学生已经通过前期的课程掌握了一定的地质专业基础理论。地质填图实习的目的在于通过教师的指导,让学生可以在一定程度上独立开展地质工作。其主要内容是从整体上进行地质特征、构造的认识和分析,并通过岩性的识别、鉴定以及地层的描述,最终完成地质填图[4]。主要步骤有踏勘、剖面测制、路线调查以及室内制图和报告编程。首先由带队教师带领所有学生进行踏勘,对整个区域的地质地貌及构造进行总体的把握,然后分组进行剖面测制,对填图区域进行地层以及岩性的基本了解。在此基础上,学生进行路线调查完成整个区域的地质情况调查和描述。在具体的剖面测制以及路线调查中,学生需独立进行观察并记录,对观察到的地质现象进行详细描述,并根据地形图勾勒地质地层分界线、岩性界限、典型的构造位置等。这样才能进行最后的室内制图和报告编写。以笔者所在单位为例,整个过程是三周的野外实践和一周的室内资料整理及报告编写。通过四周的实习训练,学生对整个研究区的地质概况、地貌、地层划分、岩性等内容有了整体的了解。
三、利用地质填图内容完成遥感地质学实践课程教学
以上的内容可以看出,野外地质填图所涉及到的内容,主要有岩性的识别、构造的识别、地层的识别等内容,这和遥感地质学所要掌握的重点解译内容几乎一样。因此,结合已有的野外地质调查资料进行遥感内容的学习,可以起到事半功倍的效果。学生已经在野外进行了三周的地质填图实习,并进行了一周的室内资料和报告编写,对研究区的地层、岩性和构造有了较为深入的了解。同时,通过前期的遥感技术部分的学习,掌握了遥感图像处理的基本方法和步骤。在此基础上,学习遥感地质学后面的地质解译内容时,只需要下载相关研究区的遥感数据,并在课堂上利用遥感的手段对遥感图像进行解译即可。因学生对研究区的地质情况比较熟悉,很快就可以和遥感内容相结合。学生主要进行解译流程的掌握,从遥感图像的导入到图像的辐射定标和大气校正,然后进行几何校正。同时,结合不同的处理方法,进行图像的增强、彩色变换、分类等处理即可。