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構造地質學范文1
構造地質學在工程地質中的應用在工程地質中,把地質體內的各種構造變形,如褶皺、斷層、節理、劈理,還有其他各種面狀和線狀構造,稱之為結構面,其基本特征、相互關系及現代活動性決定了該區域內的區域穩定性、巖(土)體穩定性及地下水滲流條件等,所以,地質構造控制著工程地質環境和工程地質條件。因此,構造地質學在地基穩定性、斜坡穩定性、地下洞室穩定性、區域穩定性等工程地質問題和滑坡、礦井突水、水庫滲漏、地裂縫等地質災害問題中都有著極其重要的應用。下面著重從區域地殼穩定性、大型工程場地選址、斜坡穩定性評價、地下洞室穩定性等方面,闡述構造地質學在工程地質中的具體應用。
在區域地殼穩定性評價中的應用近年來,根據現代構造地質學研究中的大陸動力學理論和巖石斷裂力學理論,一些學者提出了區域穩定性動力學理論。區域穩定性動力學理論在區域穩定性評價過程中,能夠使大陸地殼動力學過程、構造和地震活動性與巖土體的工程地質條件得到有機統一,最終實現大到區域地殼、小到場地地基的穩定性合理評價。區域深層地殼的穩定性決定于地殼深部的變異層帶的性質特征,按結構和流變性特征,大陸巖石圈分為四套動力學子系統[1]。第一套動力學子系統是在上地幔頂部流變層。上地幔頂部的軟流圈和低速高導層之間夾著較硬的層位,在全球構造應力的作用下,軟層通過流動作用使硬層發生變形,在這個過程中能產生熱效應和力學效應,從而引發地殼各圈層間的拆離、剪切、增溫、加厚或減薄,從而導致巖漿作用和構造作用的發生。第二套動力學子系統是在殼幔過渡流變層。地殼和地幔沿該殼幔過渡流變帶容易發生較大尺度的水平位移,從而造成大規模的造山帶擠壓碰撞和逆沖疊覆及裂陷區的地殼減薄伸展。第三套動力學子系統在地殼軟弱層。大陸地殼按流變性、能干性、持力性等可以分為軟弱層和持力層兩大類,其中軟弱層自上而下還可以分為沉積蓋層與淺變質層間的拆離面、上地殼淺變質巖層與深變質基底間的拆離面、上地殼10km處的低速高導層、中地殼25~30km處的低速高導層等。這些軟弱層面構成了地殼內大尺度的水平滑脫層,常常作為造山帶的逆沖推覆、伸展垮塌、拆沉作用、變質核雜巖的拆離出露邊界,在拉張區中,也常常作為伸展成盆地遷移和滑動邊界。第四套動力學子系統在地殼持力層。地殼持力層在橫向上多被斷裂所切割,其與軟弱層交界處形成脆韌性過渡帶,該過渡帶地震易發;而孕震條件及機理決定于持力層與軟弱層之間形成的動力學作用耦合關系和活動協調性。
在大型工程場地選址中的應用大型工程場地一般都位于造山帶、盆地構造、盆嶺構造這三類構造區帶上,它們是由于近地表上地殼的擠壓推覆、擴張伸展和剪切走滑的構造變形作用所形成的[2]。造山帶一般都作為重大能源工程場地選址區域,資源開發、災害防治和環境保護等工程的進行決定于造山帶的結構、演化和動力學特征。根據造山帶的形成機制,其可以分為逆沖推覆型、伸展型和走滑型三大類。其中,逆沖推覆構造中形成的前鋒帶、沖起塊體和飛來峰等構造,它們的變形最強烈,形成的斷裂最密集,節理最發育,巖體最破碎;伸展構造的滑覆體前緣和滑來峰的穩定性較差。在進行工程選址時,應盡量避開這些構造不穩定地區。盆地是人類主要聚居區,故其選址更為的重要,在一些大型水利工程或者地震災后重建的居民選址工作中,比如三峽移民工程、汶川大地震中災后重建工程、以及舟曲重大泥石流災后的重建工程等等,需要特別注意盆地中的不穩定區域、隱伏的活動性斷裂等。按成因可將盆地分為壓陷盆地、走滑盆地、伸展盆地。其中壓陷盆地較為穩定,除了鄰近造山帶一側活動性較強;受地殼剪切走滑的影響,走滑盆地活動性較強,一般較不穩定;伸展盆地由于盆地中心地殼減薄、淺層破裂較發育,而盆地邊緣則受邊界活斷層的影響大,所以伸展盆地的中心和邊緣穩定性最差。還有,盆地的上下不一致常常導致其轉換處發生地震;盆地內部的隱伏斷裂常常導致地表發生地裂縫,直接威脅工程建筑的安全穩定,比如大同地裂縫的形成,是由于新生代以來,同盆地受來自青藏高原和太平洋方向的側向擠壓,而導致右旋剪切拉張以及地幔上隆,區內地殼減薄,基底地殼斷裂發展到上地幔,再伴隨著斷陷作用而發生地震和地裂縫。盆嶺構造是大陸淺層構造中的重要類型,其由正斷層形成地塹、地壘、掀斜和犁式斷層等組成,其中隆起區為穩定區,沉降區為非穩定區。
在斜坡穩定性評價中的應用我國是個多山區的國家,每年都會因為斜坡地質災害的發生而造成人員的傷亡和財產的損失,因此,做好災前的斜坡穩定性評價十分的必要。滑坡、崩塌、泥石流等是斜坡地質災害中最常見的三種,它們發生的主要因素都是來自自然方面的地形地貌、地質構造、地層巖性、巖土體結構特性、新構造活動及地下水條件等。其中,地質構造控制著中國山體的總體格局,新構造活動的強弱反映該地區地殼的穩定性,而地貌與構造共同控制著滑坡、崩塌、泥石流災害的發育程度。所以,滑坡、崩塌、泥石流的形成與斷裂構造之間有著密切的關系,斷裂的性質、破碎帶寬度、節理裂隙的發育程度及其組合特征等都是影響斜坡地質災害的重要因素。在工程地質學中,通常根據巖體的結構面發育類型及程度將其分成Ⅰ~Ⅴ5個等級,不同等級的結構面的性質與組合形式不同,以此來判斷巖土體的穩定性與變形破壞方式,從而進行斜坡的穩定性評價。工程地質學中的結構面就是構造地質中的構造結構面,指巖體中具有一定方向、力學強度相對較低、兩向延伸的地質界面(或地質帶),例如巖層層面、節理、軟弱夾層以及各種成因的斷裂、裂隙等,反映了在長期內外動力作用下的地質構造現象。滑坡的形成與發展受地質構造的影響表現為兩個方面:第一,滑坡往往沿斷裂破碎帶成群成帶的分布形成;第二,滑動面的空間展布及滑坡的范圍受到巖層面、斷層面、節理面、片理面及不整合面等各種軟弱結構面控制。因此,在斜坡穩定性評價中,必須先根據結構面確定滑動面的總體形態和空間展布,從而確定其規模,以此來采取相應的預防措施。地質構造對崩塌的控制作用也表現在兩個方面:第一是斷裂構造對崩塌的控制作用。具體表現在,當陡峭的斜坡走向與區域性斷裂平行或大致平行時,沿該斜坡發生的崩塌一般較多;而大型崩塌往往發生在幾組斷裂交匯的峽谷區;在斷層密集分布區,巖層較破碎,坡度較陡的時候,斜坡常發生崩塌或落石。第二,褶皺構造對崩塌的控制作用。褶皺核部巖層變形強烈,大量垂直層面的張節理在核部形成,而且在多次構造作用和風化作用的不斷影響下,破碎巖體往往產生一定的位移,從而形成潛在崩塌巖體,當褶皺軸向與坡面方向垂直時,斜坡一般多產生落石和小型的崩塌;當褶皺軸向與坡面平行時,在高陡邊坡上就容易產生規模較大的崩塌。由于構造作用形成的高差大、高坡度及大面積的流域溝谷等地形地貌,新構造運動下形成的巖體變形與構造結構面,為泥石流的發生創造了必要條件。因此,可以從構造角度分析泥石流的產生條件,提前做好預防措施,可以達到杜絕災害發生或者減少災害損失的目的。#p#分頁標題#e#
構造地質學范文2
《構造地質學》資源勘查工程專業一門理論性和實踐性很強專業核心課,是目前工程教育認證體系中專業基礎課程。根據工程教育認證的標準,結合我校實際,構造地質學課程要求學生應具備以下幾方面的能力要求:工程知識要求,即掌握專業基礎知識,具有應用相關數理化知識解決復雜地質問題的技能;問題分析要求,即掌握基礎地質相關的室內實驗方法與技能;研究能力要求,即掌握地層、沉積與構造分析與研究的方法;工程素質要求,即掌握現代相關實驗設備,能用于地層、沉積、構造及油氣地質等的鑒定與分析。
由于這門課程具有較強的理論性與實踐性,是一門比較抽象的基礎理論課程。[2]為提高這門課程的學習效果,激發學生學習興趣,使該門課程達到工程教育認證的標準,筆者對《構造地質學》課程教學進行了系統分析,對課程教學改革進行了系統的分析。
一、《構造地質學》課程教學的現狀以及存在的問題
1.學生對課程性質認識不清。學生對于數學、英語等基礎課相對比較熟悉而對專業課比較陌生,對自己將要從事專業的認識也十分模糊。尤其在課程學習中,各個課程的任課教師往往片面強調自己承擔課程的重要性,使得學生在學習上存在認識上的誤區,把該課程的重要性與其他非核心課程等同對待,使得學生的學習動力不足,影響學習質量和教學效果。
2.教學內容及教學方式與工程教育認證標準不一致。與工程教育認證目標要求相比,我校以往《構造地質學》各部分的教學內容、教學方式及考核方式上不夠具體,在目標達成度評價時指標點拆分上,部分指標點的支撐難以在教學過程中體現出來,難以量化的問題較為嚴重。
3.理論知識與實踐環節脫節。構造地質學的理論性、實踐性都很強,它整個課程體系由理論課、實驗課及野外實踐三個環節構成。而調研發現,我校在構造地質學的教學安排中這三個環節的教學時間及先修后續等方面存在一定的問題,使得理論課與實驗課、實踐課在時間銜接上存在漏洞,學生的學習效果和教學質量受到一定程度的影響。
二、《構造地質學》課程教學的改革設想
以工程教育認證要求為目標,把地質思維能力、處理復雜地質問題能力的培養作為《構造地質學》課程教學的目的和實驗教學的指引方向。在進行課程有體系教學的基礎上,結合我校實際情況,擬從以下方面開展教學改革。
(一)優化教學內容和教學環節
1.樹立核心課程意識。從大一開始,引導學生樹立《構造地質學》的三大專業課的支柱地位。提出重要性的同時,循序漸進地啟發學生的積極性和興趣與好奇心,做到開端就抓住學生的注意力,使學生注重之后的理論教學與實踐教學。
2.理論教學環節。在理論教學環節,主要從以下兩個方面開展教學改革。第一,對于地層產狀及接觸關系、褶皺、節理、斷層等核心內容,適當地增加學時強化講解,重點簡潔明了地講解力各種基本理論、研究方法和應用,盡可能多的在理論學習過程中展示各種實際野外圖片、仿真模型及實物模型等,讓學生在掌握基本理論的同時,對各種構造作用有一個直觀的認識。第二是,對于與本科生工程實踐能力培養聯系不緊密的內容,比如大地構造學派、槽臺學說等內容在課時上予以適當壓縮。通過對核心內容的調整和強化講解,學生可全面鞏固構造地質學教學內容,增強對各種具體地質現象的現實認識,提高了學生分析和解決復雜構造地質問題的能力。
3.實驗實踐教學環節。在實驗實踐教學環節,主要從以下三個方面開展教學改革。第一,在實驗教學中,首先要課前讓學生預習相關的理論教學的原理及演化過程,為實驗教學開展做好充分準備,預習情況計入實驗成績,作為課程成績的組成部分;第二,在課程作業環節,在教學過程中布置綜合讀圖分析及小論文,以3~5人為小組,課程結束后一周之內完成并上交;第三,在教學過程中,結合學校本地周邊環境及地質條件,利用周末時間組織一些典型構造剖面的課間實踐教學,以使得學生的理論與野外實際及時結合。
(二)改進教學方式和方法
1.注重啟發式教學,在講解一個知識點前,進行原理啟發,留下學生思考的空間,并在下次理論教學課上,進行討論,使學生有一個先行的模式,不正確還可以進行修正,加深記憶。
2.利用一些現今地質模擬軟件,給學生展示一些簡單模型,演化,受力分析等技巧,使學生可以在課余時間自行學習創新。
3.在實驗教學中,注重學生分析及合理演化能力的培養,在具有啟發性的問題中,發現優秀學生,分別帶領實驗小組,課堂上,可以有效指導實驗進行方向,課下可以隨時探討課后習題。
4.在完成一個章節教學后,可以選擇實際地質區塊,給予學生小組一些地質資料,讓其完成一個構造演化,或受力分析,或形態分析的報告,隨后對全班同學進行演示,作為平時成績的一部分。
(三)完善考核和考評方式
組織好課程考試不但能夠檢查出學生的學習成績,反映出課程教學效果,而且也能激勵學生勤奮學習,從而實現教學目的。現有《構造地質學》課程主要由平時成績(15%)、實驗成績(15%)和期末成績(70%)三部分組成,平時成績主要看學生的考勤、作業等情況,實驗成績主要看學生實驗報告情況。結合課程教學現狀,成績考核方面主要從以下幾個環節進行:
1.平時成績方面。除了常規的考勤、作業等情況,增加課間實習、課程小論文等環節考核,并適當的將平時成績所占總成績的比例提高。
2.實驗成績方面。取消以往單看實驗報告給成績的思路,重點根據試驗過程給分,包括實驗預習情況、實驗流程規范情況、實驗報告質量情況等,每項分數均予以量化。
3.考試成績方面。考試包括單元測驗和期末考試。單元測驗方面,按照教學大綱教學進度,開展階段性的單元考試,閉卷開卷、筆試口試均可,這樣不但給學生指出了學習重點,而且也有利于發現問題,促進教、學共同提高;期末考試方面,采用多種試題類型相結合的方法認真組織考題,既考知識,又考能力,既考基本理論,又考基本技能,不出偏題,怪題,避免死記硬背,重視理論的理解,要求學生在正確分析的基礎上答卷,使學生考試成績建立在對專業知識學懂、學活、會用的基礎之上,從而減少了考試失誤,也避免了學生突擊學習通過考試的僥幸心理。
構造地質學范文3
關鍵詞:遙感技術 地質 作用
一、引言
近年來,一方面,由于空間科學、信息科學、計算機科學、物理學等科學技術的進步與發展,為遙感技術奠定了必要的技術基礎,另一方面,由于人類生產活動不斷地向深度和廣度進軍,遙感技術得到較為廣泛的應用,因而使得遙感技術獲得了飛躍的發展,已經成為發達國家和一些發展中國家十分重視的一項科學技術。隨著我國工農業生產的高速發展,人類對自然資源,特別是對礦產資源的需求量與日俱增。遙感數字圖像處理屬于地質工作中的一種新型的工作手段,充分結合了現時計算機高科技信息技術。在地質工作中主要是通過對一個地區巖性,構造的狀況分析后服務與地調填圖,礦產普查,工程地質,水文地質及地質災害治理方面,有著其特殊的高效性,空間性和優勢所在。正如中科院院士徐冠華等,所談及遙感技術為地學研究提供了全新的手段,導致了地學研究范圍,內容、方法的重要變化,標志著地學信息獲取和方法處理的一場革命。中國遙感事業自70年代至今發生了巨大的變化,在國民經濟中的應用也日漸普遍。相對國際發達國家,中國遙感事業與其尚存在較大差距,這也正證明了在學科應用教學方面的前景性和挑戰性。
二、地質災害遙感技術的歷史與成績
人口、資源、環境與災害是當今社會人類面臨的主要問題。人口的不斷增長,導致了對資源需求的不斷增加;人類活動空間和規模的迅速增大及對資源的過量開采,導致了一系列環境問題,引起了一系列自然災害。在各種自然災害中,地質災害占有重要的比重。據不完全統計,全球發展中國家每年由地質災害造成的經濟損失,達到了國民生產總值的5%以上。在我國災害及其所導致的環境問題中,據估計由地質災害造成的損失約占整個災害損失的35%。其中崩塌、滑坡、泥土流及人類工程活動誘發的淺表生地質災害所造成的損失約占55%。遙感對地觀測技術是當代高新技術的重要組成部分,是20世紀末幾年開始執行的“對地觀測系統(EOS)”計劃的主體。它具有時效性好、宏觀性強、信息量豐富等特點。利用全球衛星定位系統(GPS)可以準確地監測地質災害體的形變與蠕動情況,從衛星遙感圖像上可實時或準實時地反映災時的具體情況,監測重點災害點的發展演化趨勢,增強地質災害發生的預見性。因此,為了能及時地調查地質災害狀況,為搶災與救災工作提供準確資料,根據國民經濟建設與可持續發展的需要,在地質災害調查中采用遙感技術這一先進手段,是尤為必要的,這也是現代高新技術應用發展的必然趨勢。國內外地質災害遙感調查技術方法主要是在上世紀最后20年發展起來的,現已基本形成了規范化的技術流程,在地質災害遙感判讀、分類及制作相應的圖像方面都取得了較成熟的經驗。
三、遙感技術的作用和方法
構造地質學在經歷了近一個半世紀的發展后,不管是在研究方法還是研究程度上都已經有了很大的進步。構造地質學強調野外實地觀測,其研究精度隨科學技術的發展而迅速提高。這也對構造地質學的研究方法提出了更高的要求。20世紀60年代以后遙感技術的運用,對地質構造的研究產生了極高的效益。雖然遙感技術引入到構造地質學領域已經近半個世紀,但其本身的發展以及構造地質學對其利用的不充分,使得遙感數字圖像處理在構造地質學領域還有很大的發展空間。利用好遙感數字圖像處理能夠使得不同尺度構造的研究有可能在成因和演化及運動學、動力學上結合得好,研究得更深入。因此,遙感影像上這些特殊影像體得識別是遙感直接找礦的一個重要環節。各種金屬礦體的露頭,特別是富含硫化物的礦體的露頭,經風化淋濾后形成的氧化物或含氧巖類礦物,呈現出與周圍巖石迥然不同的色彩,在高分辨率圖像上可直接識別。通過遙感解譯,信息提取,確定礦源層、含礦巖體、含礦脈體、礦化蝕變帶等含礦地質體的存在。通過地物波普測試,來尋找含礦地質體存在的波普特征,提取與成礦有關的某些蝕變礦物的波普特征,確定含礦地質體的可能所在。另外,從遙感影像上識別出礦化與礦化體的特殊形態特征,如某些含礦石英脈的淺色紋帶。礦床模型是對礦床賦存的地質環境、礦床產出的時空規律、礦床特征等礦床本質特征的高度概括,涵蓋了礦產形成和保全的全部地質因素,顯示現今地質科學對礦床學的研究程度,也顯示了將礦床資料理論化的觀念認識水平。利用遙感技術在打面積內尋找礦化集中區,將圖像上的色、線、環、影紋圖像與曠田構造的基本要素(成礦巖體、控礦斷裂、圍巖蝕變)相結合,提取礦床遙感地質信息,尋找區域找礦標志,并用礦床模式的概念來識別礦床賦存的遙感影特征,建立礦床遙感模型,逐漸成為20世紀90年代以來遙感找礦學的研究熱點之一。這也勢必能為影像礦床的分析開拓新的思路,把礦床遙感地質研究推進到一個新的層次。遙感技術對區域性和全球性成礦帶、成礦域研究方面有著極其重要的意義。對大量不同來源、不同內容的圖像或非圖像子量進行綜合處理,把原來的地學理論和邏輯思維轉換成三維的直觀和形象化得、時間和空間模型,把原來的定性概念轉化為定量的觀念和分析方法,進行多元化地學綜合成礦。治理和預測地質災害是我國迫在眉睫的件大事,故遙感人才是國家急需的專業性技術人才。
四、結語
遙感地質是一門理論與技術相結合的課程,其實際操縱性較強,需要我們對理論基礎知識不斷地應用鞏固。它在未來地質工作中有非常重要的意義。
參考文獻:
構造地質學范文4
【關鍵詞】地質實習;教學模式;教學改革;建議
【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 礦業類院校中地質課程現狀分析
改革是事物發展前進的不竭動力,只有遵循事物發展規律才能取得成功。我國在經濟體制改革的背景下,各高校也開始大刀闊斧的教學體制和教學模式改革。就礦業類非地質專業的地質課程教學模式和實踐環節而言,不少地質教育者都進行了很多探索研究[1-4],目的在于提升學生綜合素質,培養社會需要的創新型復合人才。
在工科院校特別是礦業類專業中,許多與礦業相關的專業都得學習地質類相關課程,而地質學是一門實踐性很強的專業基礎課,除了課堂講授以外還得進行大量實習。但地質課程近年在我國礦業類高校中有逐漸被淡化和萎縮的趨勢,主要表現在:一是課時量減少,二是野外實踐環節減少甚至取消。究其原因,主要與學校資金投入和受外界環境變化影響突出有關。因此地質課程教學處于一種非常尷尬的境地。
2 課程性質定位
在我國許多礦業類高校中都開設有與地質類相關的專業,比如:采礦工程、礦物加工工程、測繪工程、安全工程和土木工程等專業。作為非地質類專業,根據不同院校對本校不同專業學生的就業方向有選擇性的開設了相應的地質類課程。采礦工程開設了“基礎地質學”課程,礦物加工工程專業開設了“礦物學”課程,測繪工程專業開設了“地質地貌學”課程,安全工程專業開設了“災害地質學”課程,土木工程開設了“工程地質學”課程。不論開設了那門地質類課程,地質類課程在礦業類非地質專業中屬于專業基礎課,地質基礎知識如名詞概念、現象過程、作用原理等在這些專業中具有不可或缺的地位,在學科地位上處于一種承接基礎課與專業課的地位。
3 非地質專業地質教學的必要內容
地質學是一門復雜的系統自然科學,根據我國目前的地質學分類,地質學劃分出幾十門課程,簡單而言,主要包含以探討基本事實和原理的基礎學科和與生產或其它學科結合而成的應用學科,具體如下:
(1)基礎學科中以物質成分為研究對象:如礦物學、巖石學、地球化學等。其中采礦工程專業必須學習基礎地質學,包括礦物學、巖石學、礦床學和水文地質學;礦物加工工程專業必須學習礦物學和巖石學。
(2)以地質作用及遺留痕跡為研究對象:構造地質學、地質地貌學、地質力學等。其中測繪工程專業必須學習地質地貌學。
(3)以地質歷史為主要研究對象:古生物學、地層學、古地理學及歷史地質學等。我校目前非地質類專業沒有開設這些課程,但據反饋回來的信息,繼續深造的學生建議加上其中某些課。
(4)與生產或其它學科結合而成的應用性學科有:水文地質學、工程地質學、環境地質學、災害地質學等。其中安全工程專業必須學習災害地質學。
(5)將地球作為天體研究和自成體系:地球物理勘探、探礦工程、天文地質學等。其中采礦工程對三方面都有初步學習。
在眾多的地質學科中,對于礦業類相關專業,比較適合的課程是基礎地質學,包括礦物學、巖石學、地層學、礦床學和構造地質學等,否則,后續的專業課程將無法進行。
對于非地質專業學生,由于無地質學基礎,必須要拿出較多的課時學習地質學基礎知識,因而總課時量要求較大。比如,吉林大學《礦山基礎地質學》課程總學時達到250學時[5],而我校采礦工程專業的《基礎地質學》課堂教學時數僅為40學時,礦物加工工程專業的《礦物學》僅有40學時,測繪工程專業的《地質地貌學》僅有32學時等等,地質學基礎知識內容較多,概念繁雜,在相當有限的課時內要學好地質學難度極大,況且還是在野外實踐非常少甚至某些沒有的情況下。
4 地質學教學中存在的主要困惑
由于各種原因,一些高校地質課程老師在教學中遇到了不少麻煩和困惑。比如,教學大綱的編寫,正常情況是根據學科的培養目標確定教學內容和課時數,但現實情況往往是學校根據學生在校的總的教學目標將各課程的課時先確定下來,在課程學時量一定的條件下編寫教學大綱,這就造成教師在教學內容的選擇和各部分學時分配上顧此失彼。此外,一些專業的學生受實習學時數的限制或實習時間的沖突將實習取消或將地質實習放在理論課程學習之前進行,學生到了現場對老師所講的內容一臉茫然,不知所云,費時費力費財。
作為一名負責任的老師,在遇到這些問題時當然要克服各種困難加以解決,比如在課時減少的情況下,采用多媒體教學手段增加單課時的知識量,但是經過實施,發現學生對單課時的接受量存在一定極限,超過極限的知識很難消化更別談吸收了。
5 教學和實踐改革思路和舉措
如何在這種情況下更好的解決這些問題,對比國外和國內一些名牌大學的情況,并根據我校學生的培養目標,我們嘗試做了一些改革,效果顯著。
5.1 進行不同專業的地質學科體系建設
地質學作為非地質類專業的基礎課,各專業應有所側重。首先,在課程設置、實踐教學、教材選定和課時分配上有所不同。采礦工程應以地質學中的礦物學、巖石學、構造地質學和礦床地質學等為主;礦物加工工程應以礦物學與巖石學為主;測繪工程應以地質地貌學為主,土木工程則應以工程地質學為主。其次,在授課前摸清已學課程,這樣講授時有增有減,以增加新知識量為主,對已開設中所學知識只做提示性講授,把重點放到強化地質學應用上來。最后,對各專業在地質課程講授中將涉及到的有關后續課程內容,作適當延伸,或在地質實習中體現出來,充分展示地質類課程專業基礎課的特征。
5.2 授課內容的選擇和構建
適當增加授課內容和學時,如采礦工程專業增加學時數,最少應控制在60學時,適當增加礦山實習;礦物加工專業增加礦相學實驗,至少30學時;測繪工程專業增大學時數到56學時,增加地貌認識實習,土木工程專業增加土工試驗。除此之外,實習模式按照基礎綜合實習進行,安排在理論課程結束之后2周左右進行,采礦和測繪的實習地點分別為白云鄂博鐵礦和大青山。礦加和土木的實驗分別在各自實驗室。
5.3 授課方式的構建
由于課時少內容多,因此建議采用多媒體授課,多媒體授課太快,效果不好,因此最好采用小班授課,如我校采礦工程4個班180人同時上課,效果較差,建議采用50人以內小班授課,這樣既采用了能反映某些礦物圖片、地質現象的多媒體,又達到了預期效果。
5.4 教學質量評價模式的構建
采用課后答疑和網絡交流的模式。現在信息同學特別方便,再加上我校新建了一些課程交流系統,方便了學生與老師課后交流。至于實踐方面,我們盡量采用地點近、現象典型的礦山,時間上安排在課程結束后的五六月,教師配備上我校正在大力度解決,相信很快就能得到補充,實習開支我們采用基礎綜合實習,把實習地點相同的課程安排在同一學期,這樣能有效節約開支。
6 結束語
經過這些改革,礦業類非地質專業的教學效果明顯提高,但還存在一些問題。主要表現為時間安排不合理,如秋學期的地貌學實習時為嚴寒的冬天,學生縮手縮腳,好多應動手的環節無形被限制,春學期的地質學實習時為內蒙古多刮風期,礦區灰塵大,污染重,好多地質現象不易觀察測量,再加上各學院都在野外實習和工程教育,校內實習用車緊張,常常派不出實習用車,社會租車費用太高。另外,由于基礎地質實習模式開展時間較短,缺少實習指導教材。
為完善礦業類非地質專業教學模式,建議采用下列措施:優化學時,合理安排授課時間,增加實踐環節,采用多媒體授課,編制本院實習指導書,錯開實習高峰期。
【參考文獻】
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構造地質學范文5
關鍵詞:地質研究,辯證思維,發展
中圖分類號:F407.1 文獻標識碼:A 文章編號:
1.引言
人類認識自然的過程,是從感性到理性的過程。絕對的真理是不存在,也就是說,人類不同階段所有對自然的認識都是一種相對的真理,但是也正是這種相對的科學才推動了人類認識水平的不斷發展。所以,在科學研究包括地質學的研究中,我們需要借助前人的科研成果,并且進行認真的學習和研究,但是在已有理論不能解釋自然現象時,甚至和自然現象有重大的沖突時,我們不能固步自封,而需要發展現有的理論,甚至現有理論而有所創新。
2.地質研究中的辯證思維
近年來固體地球化學最基本的進展之一是在大洋玄武巖的研究中認識到了地幔化學和同位素組成上的不均一性。全球尺度上Sr-Nd-Hf同位素之間的相對簡單變化可認為是由虧損MORB源區和富集組分混合造成的。但要解釋Pb同位素,還須考慮諸多地幔端元(如,DMM,EMI,EMII和HIMU)。我們目前對這些地幔同位素端元成因的認識由于多種原因還遠遠不夠,其中一個原因是我們全力用板塊構造來解釋其成因(牛耀齡,2010)。
我們用板塊構造來解釋其成因是目前人類認知水平所限,因為除了板塊構造理論能解釋大部分地質問題之外,還未能提出更好、更貼近“絕對真理”的理論。所提出的“原始地幔成分均一、地幔同位素的不均一性與地核無關”等假定是板塊構造的理論基礎,這無可厚非,因為每種理論都有其適用的前提。更進一步地說,提出板塊構造并運用其解決自然問題的學者們能大膽提出這些假定(也就是適用范圍)本身就體現了對“絕對真理”的尊重,是正確的認識觀。所以在未能提出更好理論之前,甚至還未進行任何的實地研究,僅僅憑借臆想或者假說就大放厥詞,板塊構造理論,這是不可取的,或許他們更應該去做的是去完善,去發展。
板塊構造理論無法解釋陸內的許多現象,對太古代的的現象也不能做出很好的解釋,但是板塊構造理論本身沒有錯誤,錯在應用,不能犯概念外延的錯誤(張旗等,2008a)。由美國基金委地球科學部(2002)主持研討會所匯集的白皮書“構造地質學和大地構造學的新起點——New Departures in St ructural Geology and Tectonics”和美國地球物理聯合會(AGU)(2002)出版的《全球板塊動力學歷史》專著(Richards et al , 2000),分別對板塊構造學說30年來的歷史進行了回顧和反思,并提出了構造地質學和大地構造學(SG&T)未來發展的新方向;郭安林等(2004)強調了創建新構造學說的重要性;張旗(2008b)指出板塊構造不是全球構造,板塊構造+地幔柱構造也不是全球構造,板塊構造+大陸構造才是全球構造。
隨著地質學研究不斷向地球深部發展,我們需要更好地運用認識觀來進行研究。因為目前人類得到地球深部的直接證據還很有限,得到的大部分是一些不同深度的包體或巖體,所以我們更要謹慎、細致的進行研究。有人認為,搞大構造就不應該糾纏于小問題,要從宏觀角度來把握問題。這種說法有一定的正確性,但是,細節很重要,有些小問題里可以折射大問題。比如:蛇綠巖是研究古板塊縫合帶的主要證據,但是在以前的研究中,有些人只注重蛇綠巖中幾種鎂鐵、超鎂鐵質巖和枕狀玄武巖、輝長巖(輝綠巖)脈的共生,其所說的“共生”只是區域上的毗鄰而已,卻忽視了它們的親緣性研究,很可能把非蛇綠巖的幾種巖體拼湊成一套蛇綠巖;可能在區域上距離較遠的幾套蛇綠巖組成,雖不毗鄰,但有著很好的親緣性,如果不謹慎、細致地從微觀角度把握,很可能把這套蛇綠巖肢解掉。近年來,許多構造研究者加強了對于地球化學特別是“化學地球動力學”作用的重視,利用其進行構造環境判別和構造演化史的恢復。地球化學為構造研究提供了許多微觀和統計學的證據,這本身就體現了“微觀與宏觀、整體與局部、偶然和必然”的聯系。
另外,全面的把握分析問題對于地質學尤為重要。人們認識自然的程度在不斷加深,不能用已知的理論來框定所有正在研究的問題。比如:地球化學投圖的基本思想是“將今論古”的思想,經驗占很大的作用。在進行地球化學投圖的過程中,如果發現“投圖結果”和野外觀察出入較大的情況,是片面的相信“投圖結果”還是更加重視野外觀察?我認為這些“投圖結果”更加適合作為佐證,野外的觀察和巖性組合的對比才是最重要的。實踐已證明某些具有一定化學特征的巖石可以產出于兩種或兩種以上的構造環境,例如,具有洋中脊玄武巖化學特征的玄武巖既可形成于洋中脊,又可見于弧后盆地和邊緣海盆,因此判別結果具有多解性。同時,由于選用的判別圖解不適當,也常造成模糊的結果或誤判。
最后,在地質研究中不能有“想當然”的思想,要充分地尊重事實。比如:在玄武巖研究中獲得很大成功的“分離結晶理論”及“哈克圖解”是否能照搬到花崗巖研究中?適用于玄武巖構造環境判別的經典判別圖解是否適用于花崗巖?在玄武巖中發揮巨大作用的地球化學證據在花崗巖研究中是否可以發揮同樣大的作用?地球化學數據和巖石組合、巖性對判定構造環境或者物源環境哪個更可靠?這些都是存在較大爭議的,或者說我們的研究還處在較淺的探索階段,切不可以現有的理論框死所有的新現象,犯“形而上學”的錯誤。
3.結語
地質學是一門綜合性極強的學科,在未來的研究中,要充分尊重現實,全面地、聯系地、發展地認識自然現象,用辯證思維來看待問題,不能拘泥于已有的理論和模式,要勇于創新并敢于突破已有成果,才能推動地質研究不斷向前發展。
參考文獻
Richards et al. 全球板塊動力學歷史[M]. 美國:美國地球物理聯合會(AGU),2000.
郭安林,張國偉,程順有. 超越板塊構造—大陸地質研究新機遇評述[J].自然科學進展, 2004,14 (7) : 729—733.
牛耀齡.板內洋島玄武巖(OIB)成因的一些基本概念和存在的問題[J].科學通報,2010,55(2):103—114.
構造地質學范文6
遙感技術作為一門發展極其迅速的技術,在當今各行各業中的作用日益突顯。尤其作為“數字地球”等國際重大計劃中不可或缺的重要技術,其技術的更新日新月異。而作為地質學類學生必修的一門專業基礎課,遙感地質學課程要求學生能夠掌握基本的遙感技術特點、遙感圖像解譯方法、遙感工作的基本流程、遙感地質解譯方法等內容,更重要的是要求學生能夠利用相關的圖像處理軟件完成一定圖像的解譯,達到能真正使用遙感技術解決實際地質問題的目的[1-3]。作為大學三年級的本科生,雖然已經學習了地質學基礎、構造地質學、巖漿巖、變質巖、沉積巖等地質學類的相關基礎課程。但是,因為學時、教學經費、教學資源的限制,學生的地質野外實踐課時非常有限,除了經過兩次教學實習之外(大學一年級的地質認識實習和大學二年級的地質填圖實習),對野外的實際地質現象的了解以及野外地質問題的認識還非常局限。如果對某一研究區域毫無了解和認識,或者只是通過書本知識以及查找相關資料獲取了一定的內容。那么在遙感地質學的教學中,讓學生自己利用遙感技術解決相應的地質問題則幾乎不可能。因此,地質解譯資料的選取,決定了在教學中能否讓學生掌握遙感地質學的整體內容、地質解譯的步驟和具體的方法。為此,本文將論述在遙感地質學課程的教學中結合野外地質填圖實習內容的教學方法,加深學生對地質解譯流程、解譯方法等內容的強化學習,為遙感地質學的教學提供新的參考。
一、遙感地質學課程的性質和主要內容
遙感地質學,簡單來講就是遙感技術與地質學的結合,也就是利用遙感的技術手段來解決地質的問題。課程最主要的內容可以分成兩大模塊:其一為遙感技術的基礎知識,如遙感的基本概念、遙感的應用、遙感的基本原理,同時還必須講解遙感的儀器、平臺以及信息獲取的整個過程,并讓學生掌握遙感圖像的處理方法和步驟。這部分內容屬于全新的內容,對于地質學類的學生來說較為陌生。因此,需要花費較長的時間讓學生理解和掌握,才能為后續課程的學習提供基礎和參考。其二為地質解譯的主要內容,即地貌解譯、構造解譯、巖性解譯、遙感找礦等。這部分內容屬于重點掌握內容,但因為課時的限制,這部分內容的教學主要是讓學生盡快回顧已學課程的內容,并緊密結合前期課程的基礎內容才能盡快掌握。而整個遙感地質學的內容,需要將上述兩部分內容緊密地結合起來,才能進行后續的實際應用。在后半部分實際問題的解決中,最為常見的遙感地?|問題有地質災害、水體、冰川等的變化研究及監測,進而為相關災害預警、環境變化提供幫助。這部分內容主要在方法技術手段以及地貌解譯部分講解。雖然內容繁多,但整體方法步驟清晰簡單。而在基礎地質學的研究中,遙感主要用來進行構造、巖性、地層等的解譯,進一步完成地質規律及演化等相關內容的深入研究。雖然學生在學習遙感地質學之前,已經具備了地質學的基礎知識體系,可以在野外識別地質現象、巖性、構造等。同時,學生也可以利用簡單的地質現象對地質規律、地質問題進行描述和解釋。然而,遙感地質學和其他很多基礎地質科學不同,遙感地質學必須在學習概念、理論的基礎上掌握具體的操作,并讓學生會針對性地進行地質解譯。因此,實踐教學是其中重要的一個環節。為了更加有效地學習課程后半部分地質解譯的內容,必須讓學生熟悉整個解譯過程(包括室內和野外的結合)。而大多數的教學中,都是根據課程的需要通過教師給學生練習的數據完成室內教學內容。但是通常給出的數據區域,學生往往比較陌生或者對研究區的地質狀況所知不深,難以達到野外和室內相結合的目的。在這種情況下,學生在遙感技術的學習和地質學的學習容易脫節,根本無法很好地將二者聯系起來。因此,學生往往反饋遙感在進行地質解譯時困難較大,無從下手。
二、地質填圖實習主要內容
地質填圖實習,是大學二年級暑假之前進行的教學實習,通常選取自然條件好,便于觀察和描述巖石露頭以及地層的研究區進行。在地質填圖實習階段,學生已經通過前期的課程掌握了一定的地質專業基礎理論。地質填圖實習的目的在于通過教師的指導,讓學生可以在一定程度上獨立開展地質工作。其主要內容是從整體上進行地質特征、構造的認識和分析,并通過巖性的識別、鑒定以及地層的描述,最終完成地質填圖[4]。主要步驟有踏勘、剖面測制、路線調查以及室內制圖和報告編程。首先由帶隊教師帶領所有學生進行踏勘,對整個區域的地質地貌及構造進行總體的把握,然后分組進行剖面測制,對填圖區域進行地層以及巖性的基本了解。在此基礎上,學生進行路線調查完成整個區域的地質情況調查和描述。在具體的剖面測制以及路線調查中,學生需獨立進行觀察并記錄,對觀察到的地質現象進行詳細描述,并根據地形圖勾勒地質地層分界線、巖性界限、典型的構造位置等。這樣才能進行最后的室內制圖和報告編寫。以筆者所在單位為例,整個過程是三周的野外實踐和一周的室內資料整理及報告編寫。通過四周的實習訓練,學生對整個研究區的地質概況、地貌、地層劃分、巖性等內容有了整體的了解。
三、利用地質填圖內容完成遙感地質學實踐課程教學
以上的內容可以看出,野外地質填圖所涉及到的內容,主要有巖性的識別、構造的識別、地層的識別等內容,這和遙感地質學所要掌握的重點解譯內容幾乎一樣。因此,結合已有的野外地質調查資料進行遙感內容的學習,可以起到事半功倍的效果。學生已經在野外進行了三周的地質填圖實習,并進行了一周的室內資料和報告編寫,對研究區的地層、巖性和構造有了較為深入的了解。同時,通過前期的遙感技術部分的學習,掌握了遙感圖像處理的基本方法和步驟。在此基礎上,學習遙感地質學后面的地質解譯內容時,只需要下載相關研究區的遙感數據,并在課堂上利用遙感的手段對遙感圖像進行解譯即可。因學生對研究區的地質情況比較熟悉,很快就可以和遙感內容相結合。學生主要進行解譯流程的掌握,從遙感圖像的導入到圖像的輻射定標和大氣校正,然后進行幾何校正。同時,結合不同的處理方法,進行圖像的增強、彩色變換、分類等處理即可。