胡新露 宫勇军
摘要:矿田构造学课程对于认识矿床成因以及找矿预测实践都具有重要意义。文章从课程名称、教材选用、教学内容和教学方法等方面,讨论了对矿田构造学课程改革的思考。建议将该课程名称改为“构造成矿学”,将新的构造学说和成矿理论融入课程中,并及时更新教材。将案例教学法引入教学过程,有助于激发学生兴趣,培养学生的创新能力和实践能力。
关键词:矿田构造学;构造成矿学;改革;案例教学法
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2020)15-0111-02
矿田构造学主要研究各种地质构造和变形作用对矿床、矿体的形成和分布的控制和改造作用。通过分析构造与成矿的关系,可以更全面深入地认识成矿过程和成矿机理,从而指导实际的找矿勘探工作。该课程目前主要面向资源勘查工程专业的大三或大四学生开设,是一门经典的传统课程。然而,近三十年来,构造地质学说、成矿理论和找矿技术方法都有了较大进展,教学的思路和方法也有很多革新,如何将这些新理论和新方法融入矿田构造学课程中,是亟待解决的重要问题。笔者根据从事矿田构造学教学的经验,建议从以下几方面对这门课程进行改革。
一、课程名称可重新厘定
“矿田”包含着在地质构造、物质成分和成因上具有联系的两个以上的矿床和矿点。而“矿田构造”是指在矿田范围内,控制各矿床的形成、改造和空间分布的地质构造因素的总和。由于矿田构造学并不只是关注矿田尺度的控矿构造,还关注矿床和矿体尺度的构造,因此从研究尺度来看,“矿田构造”的说法并不是十分准确。
此外,资源勘查工程专业的课程体系中目前尚未涉及大地构造学的内容,而各类矿床形成的大地构造背景对于认识矿床成因又十分重要。虽然在矿床学课程中老师们对该部分内容会有所提及,但学生对各类矿床形成的大地构造环境还是没有系统的认识。我们认为可以将大地构造与成矿的关系添加到本课程的教学内容中,既完善了教学体系,也能使学生对矿床的形成环境有更宏观的认识,更深刻地理解不同类型矿床之间的区别和联系。
综上所述,本课程所研究的构造尺度不只是矿田尺度,应包含更宏观的大地构造尺度以及更微观的矿床和矿体尺度,所以“矿田构造学”的名称可能不太适合本课程。我们认为将本课程的名称改成构造成矿学可能较为合适,既可囊括不同尺度的构造类型,又强调了构造与成矿的关系。
二、选用的教材需要更新
该课程目前选用的教材是地质出版社1993年出版的《矿田构造学》[1],由翟裕生和林新多先生主编。该教材是在《矿田与矿床构造》(B.M.克列特尔,1956)、《成矿构造研究法》(陈国达,1978)、《矿田构造学概论》(翟裕生,1984)等专著的基础上发展而来的,充分吸收了前人的理论和成果。该教材通俗易懂、思路清晰,特别适合本科生及一线地质工作者使用,对我国的地质找矿工作起到了重要的指导作用。
近三十年来,成矿理论有了很大进展,很多类型的矿床都取得了重大的找矿突破。虽然该教材中的主要课程体系仍然适用,但一些具体内容和所涉及的矿床实例等都亟待更新,然而目前还没有其他合适的教材可供学生使用。一本经典的教材对一门学科的发展有至关重要的意义,本领域的学者应该在这方面贡献自己的力量。
三、教学内容有待改进
矿田构造学课程以构造为主线,重点主要讲授不同类型的构造对成矿的控制作用和控制规律,主要包括褶皱构造、断裂构造、侵入体构造和火山构造等四大构造要素,还涵盖了韧性剪切带、逆冲推覆构造、拆离断层和同生断层等几种特殊的构造形式。其中褶皱构造和断裂构造在构造地质学课程中有详尽的论述,而学生对于其他类型的构造较为陌生,在教学过程中应首先详细介绍它们的基本特征,在此基础上再进一步讲授它们与成矿的关系。
近年来随着成矿理论的发展,课程中的一些教学内容也需要相应更新。例如在讲授韧性剪切带对成矿的控制作用时,原课程体系中使用的还用的是剪切带型金矿、石英脉型金矿、蚀变岩型金矿、糜棱岩型金矿等概念,应该改为目前较通用的造山型金矿的概念,并比较不同名称的差别和联系,让学生能更深刻理解传统概念和新概念的内涵,与矿床学课程中所学的知识联系起来。在讲授褶皱构造对成矿的控制作用时,应补充强调其对卡林型金矿床、石油、天然气等矿产的控制作用,扩展学生的知识面。
目前计算机、数字模拟等技术方法在地质学中的应用越来越普遍。矿田构造学课程中有一次实习,要求学生根据某脉状钨矿床的不同成矿阶段矿脉的产状和数量来恢复矿区构造应力场的演化。该实习要用到吴氏网盘、透明纸等工具,实际操作步骤较为复杂,很多学生认为学起来较为困难。目前已经有很多小程序可用来模拟和反演构造应力场,若能开发出相应的程序来解决这次实习中的问题,可以让学生的注意力从复杂的操作流程中解放出来,更好地关注和理解构造的产状和各应力轴方位之间的空间关系。此外,构造应力场的数字模拟方法也被越来越多地应用于矿田构造研究中,在课程讲授时应适当涉及这方面的内容,拓展学生的思路和视野。
最后,由于矿田构造学课程是以构造为主线进行讲授,在这些内容讲授完成之后最好能加上一节,总结一下不同类型矿床的控矿构造类型、特征及规律,这样学生就能把所学内容与矿床学进行结合对比,有利于知识的连接和巩固,形成更牢固的知识体系。
四、教学方法需要创新
矿田构造学是一门实践性很强的课程,要求学生能灵活运用所学知识解决实际问题。可以考虑将案例教学法引入该课程的教学中,這样有助于激发学生兴趣,培养学生的创新能力和实践能力[2]。
教师可选择典型的矿田和矿床作为案例,首先要收集和整理案例材料,如矿区平面图、剖面图、野外照片、手标本照片、显微镜下照片、矿床勘查报告和已经发表的相关论文和专著等,将它们提供给学生作为初始资料。可以先介绍一下矿床的发现过程、勘查历史和现状等,激发学生的兴趣。然后展示该矿区的平面图、勘探线剖面图、矿区图片、矿石照片等,让学生的思维进入该矿区,成为案例中的主体角色。
在展示矿区实际材料的基础上,教师要结合主要知识点提出关键的问题供学生思考、讨论和辩论,教师负责课堂的组织、引导及关键知识的总结。以瑶岗仙钨矿床为例,教师在展示该矿床的平面地质图、剖面图和相关照片之后,可以提出一系列问题,例如该矿床的控矿构造类型有哪些,不同的构造要素各有什么特征,矿化在水平方向和垂直方向上是怎样变化的,有无规律,矿床的成因类型是什么,有哪些找矿标志,等等。学生也可以自己提问,教师可以现场回答或引导其他学生回答,或让学生自己查阅相关资料再进行总结。最后由每个学生对案例材料和相关问题进行总结,撰写案例分析报告。课程的考核方式也应进行改进,学生的课堂表现和案例分析报告的质量应在最终分数中占相当大的权重。
为了让学生能更深刻地理解所学知识,还应该配合进行一些野外实践教学,让学生能实际观察到相关的构造型式及其对成矿的控制。例如在湖北大冶铁山矿区的矿床认识实习中,可以让学生现场观察到热流变褶皱、侵入接触构造等特点以及它们与成矿的关系,如果能在现场进行教学,会给学生留下深刻的印象。
参考文献:
[1]翟裕生,林新多.矿田构造学[M].北京:地质出版社,1993.
[2]王长明.运用案例法进行拓展性教学——以“矿田构造学”教学为例[J].中国地质教育,2010,(2):109-111.