周口店地質(zhì)實(shí)踐對(duì)能源類(lèi)本科生實(shí)習(xí)教學(xué)改革的啟示

李滌　何登發(fā)　魏玉帥　蔡益棟　石影

摘要：野外地質(zhì)實(shí)習(xí)是能源類(lèi)本科生教學(xué)活動(dòng)中的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，也是油氣地質(zhì)人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。如何在野外地質(zhì)實(shí)習(xí)中充分發(fā)揮油氣地質(zhì)理論實(shí)踐效應(yīng)是能源類(lèi)本科實(shí)踐教學(xué)改革面臨的根本問(wèn)題。本文以周口店地質(zhì)實(shí)習(xí)為例，認(rèn)為在野外實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中應(yīng)對(duì)實(shí)習(xí)區(qū)所蘊(yùn)含的盆地與成藏要素給予足夠的重視，并建議通過(guò)豐富課程設(shè)置、優(yōu)化師資結(jié)構(gòu)、選取特色實(shí)習(xí)路線等針對(duì)性舉措來(lái)加強(qiáng)對(duì)能源類(lèi)本科生專業(yè)性野外實(shí)踐的建設(shè)，進(jìn)而完善野外地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)體系，逐步推進(jìn)野外實(shí)踐功能的多元化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：能源類(lèi)；本科生；實(shí)習(xí)教學(xué)；改革建議

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）10-0017-02

野外地質(zhì)實(shí)踐是地學(xué)類(lèi)相關(guān)專業(yè)（包括地質(zhì)學(xué)、資源勘查等）本科生教學(xué)任務(wù)中的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，鞏固專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握室外地質(zhì)工作方法，提高創(chuàng)新能力和綜合研究素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)[1]。基于野外地質(zhì)實(shí)踐的必要性，目前全國(guó)各大地質(zhì)院校已在河北、安徽、四川、陜西等地區(qū)建設(shè)了多個(gè)地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)基地（如周口店、北戴河、秦皇島、巢湖、秦嶺等地質(zhì)實(shí)習(xí)基地），并且形成了一套較為成熟的野外教學(xué)體系，有效地提高了地學(xué)相關(guān)本科課程的教學(xué)質(zhì)量，為資源勘查類(lèi)專業(yè)人才的培養(yǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。地球科學(xué)自身的發(fā)展不僅是為更好地了解地球的形成和演化歷史，更重要的是順應(yīng)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展對(duì)石油、煤炭、金屬和非金屬等礦產(chǎn)資源的需求。然而，目前的野外地質(zhì)教學(xué)體系主要著眼于基礎(chǔ)地質(zhì)類(lèi)野外實(shí)踐任務(wù)，而關(guān)于能源、海洋、水文等領(lǐng)域的勘查和工程類(lèi)專業(yè)性地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容則相對(duì)匱乏[2]，尚未建立針對(duì)這些工學(xué)類(lèi)地質(zhì)本科生的特色教學(xué)模式。在前期實(shí)踐教學(xué)積累的基礎(chǔ)上，本文試圖在周口店實(shí)習(xí)基地現(xiàn)有的教學(xué)實(shí)習(xí)體系中就能源類(lèi)本科生的培養(yǎng)方向提出新的教學(xué)改革方案，進(jìn)而從地質(zhì)—勘探—工程實(shí)踐一體化的角度來(lái)豐富野外地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)體系。

一、野外地質(zhì)對(duì)能源類(lèi)本科專業(yè)實(shí)踐的作用

Perrodon（1980）曾提出“沒(méi)有盆地，就沒(méi)有石油”，強(qiáng)調(diào)了盆地研究對(duì)油氣資源勘探的重要性。那么對(duì)于能源地質(zhì)類(lèi)專業(yè)來(lái)說(shuō)，應(yīng)在野外地質(zhì)實(shí)習(xí)中著重引領(lǐng)學(xué)生從盆地分析的思路來(lái)建立地層、構(gòu)造、沉積和巖漿等地質(zhì)作用與盆地形成演化的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上傳授給學(xué)生生儲(chǔ)蓋成藏要素等油氣地質(zhì)內(nèi)容。一方面，學(xué)生可以在實(shí)踐過(guò)程中掌握對(duì)地質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征分析的本領(lǐng)和技巧，學(xué)會(huì)開(kāi)展野外地質(zhì)工作；另一方面，可以從專業(yè)的角度來(lái)明確本專業(yè)側(cè)重的研究方向和內(nèi)容，加深對(duì)油氣勘探的理解。從地質(zhì)歷史演化進(jìn)程來(lái)看，現(xiàn)今大多地質(zhì)面貌均為早期的盆地或坳陷經(jīng)過(guò)后期改造的結(jié)果，是天然的“盆地地震剖面解釋成果”。這些露頭尺度的構(gòu)造-沉積實(shí)體為油氣地質(zhì)調(diào)查提供了良好的平臺(tái)。例如，周口店實(shí)習(xí)區(qū)太平山南坡石炭-二疊系沉積序列在由海相到陸相的背景下總體表現(xiàn)出向上變粗的特征，代表了盆地逐漸充填、關(guān)閉的過(guò)程。早期形成的巖石以細(xì)粒沉積為主，并富含有機(jī)質(zhì)，部分層位夾有煤線，具備一定的生烴潛力；而其上覆的粗粒沉積展現(xiàn)出良好的儲(chǔ)集性。由此可見(jiàn)，野外地質(zhì)兼具基礎(chǔ)理論和勘探理論的實(shí)踐性，并且對(duì)能源類(lèi)本科生的專業(yè)理論實(shí)踐同樣是舉足輕重的。近年來(lái)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在原有的院所機(jī)構(gòu)設(shè)置的基礎(chǔ)上又增設(shè)了油氣資源調(diào)查中心，充分說(shuō)明了野外地質(zhì)調(diào)查對(duì)油氣戰(zhàn)略選區(qū)評(píng)價(jià)的重要性?；诖?，筆者從能源類(lèi)本科生周口店地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)中獲得了三個(gè)方面的改革啟示。

二、針對(duì)能源類(lèi)本科野外地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)的改革建議

我校中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）二年級(jí)本科生周口店地質(zhì)實(shí)習(xí)包括基礎(chǔ)課程講解、典型路線教學(xué)、半獨(dú)立和獨(dú)立實(shí)踐、綜合性訓(xùn)練等四個(gè)主要環(huán)節(jié)，其運(yùn)行體系包括考試、論文撰寫(xiě)、圖件繪制、報(bào)告編寫(xiě)等多種考查形式。其中，課程設(shè)置、教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)和實(shí)習(xí)路線的選取決定了實(shí)習(xí)內(nèi)容的導(dǎo)向，也是優(yōu)化地學(xué)分支專業(yè)野外實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵。

1.豐富課程設(shè)置。基礎(chǔ)知識(shí)是野外地質(zhì)實(shí)習(xí)的前提，也是科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐的理論指導(dǎo)。按照目前的課程設(shè)置，學(xué)生固然可以掌握地層、構(gòu)造、沉積、巖漿等方面的基本知識(shí)和野外工作技能，但很難建立起這些地質(zhì)要素與油氣勘探的聯(lián)系，更難以掌握油氣勘探的野外方法。因此，在周口店實(shí)習(xí)講堂中融入一些油氣地質(zhì)導(dǎo)論課程是十分必要的。該課程不僅能夠讓學(xué)生了解生儲(chǔ)蓋組合的含義和地質(zhì)構(gòu)成，激發(fā)其對(duì)專業(yè)知識(shí)的興趣，同時(shí)也為后續(xù)的綜合性訓(xùn)練引領(lǐng)了新的方向，突顯了野外地質(zhì)實(shí)習(xí)過(guò)程中的“產(chǎn)學(xué)研”綜合效應(yīng)。

2.優(yōu)化師資結(jié)構(gòu)。師資隊(duì)伍是否合理將直接影響實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量。優(yōu)化調(diào)整師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)是豐富周口店地質(zhì)實(shí)習(xí)內(nèi)容、發(fā)展交叉學(xué)科教學(xué)的重要保障。在師資配備上，一方面要考慮到教師自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)、野外工作經(jīng)驗(yàn)、研究領(lǐng)域等必要因素；另一方面則要滿足能源類(lèi)基礎(chǔ)課程教學(xué)的要求，同時(shí)也要充分考慮從事與野外實(shí)踐密切相關(guān)的沉積儲(chǔ)層和構(gòu)造成藏等學(xué)科方向的教師資源的均衡。這樣學(xué)生在全面掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，可以選擇個(gè)人感興趣的方向來(lái)開(kāi)展后續(xù)的專業(yè)性實(shí)踐研究。

3.選擇特色實(shí)習(xí)路線。周口店地區(qū)在不同時(shí)期原型盆地的疊加和改造過(guò)程中形成了多套油氣生儲(chǔ)蓋成藏要素。例如，中元古界洪水莊組千枚巖中富含有機(jī)質(zhì)，可作為烴源巖；奧陶系灰?guī)r發(fā)育溶洞和裂縫、石炭系本溪組礫巖以及房山巖體均具有良好的儲(chǔ)集性；古生界致密的細(xì)粒沉積具備較強(qiáng)的封蓋能力。這些要素以及區(qū)內(nèi)煤炭等資源為能源類(lèi)本科生專業(yè)的教學(xué)提供了天然的實(shí)踐平臺(tái)。八角寨—拴馬樁沿線出露的中新元古界霧迷山組、洪水莊組、鐵嶺組和長(zhǎng)龍山組剖面，可了解克拉通盆地沉積充填特征，熟悉烴源巖、儲(chǔ)集層等內(nèi)容，尤其可開(kāi)展裂縫、溶蝕孔洞等儲(chǔ)集空間分析。相應(yīng)地，羊屎溝剖面該套地層的變質(zhì)序列可作為上述實(shí)習(xí)內(nèi)容的參考路線，并能夠從中引導(dǎo)學(xué)生思考變質(zhì)作用對(duì)生烴作用和巖石儲(chǔ)集性的影響；金子溝剖面奧陶系發(fā)育大量逆沖斷裂及伴生的斷層相關(guān)褶皺，斷裂帶附近發(fā)育巖溶孔洞或大規(guī)模的溶洞。該實(shí)習(xí)路線能夠觀察灰?guī)r儲(chǔ)集空間類(lèi)型，了解流體運(yùn)移路徑以及構(gòu)造圈閉特征；太平山背斜兩翼主要發(fā)育石炭-二疊系沉積序列，底部的本溪組具有側(cè)向上由礫巖過(guò)渡至泥巖的盆地相沉積特征，自太原組開(kāi)始沉積粒度逐漸變粗，直觀地揭示了擠壓環(huán)境下盆地的充填閉合過(guò)程，有助于學(xué)生對(duì)盆地形成和演化模式的理解；同時(shí)借助該剖面也能了解（煤系）烴源巖的沉積環(huán)境以及粗碎屑沉積巖（如“三好礫巖”）的孔隙結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)集性。此外，對(duì)石油工程專業(yè)感興趣的學(xué)生也可以在房山西斷裂構(gòu)造實(shí)習(xí)路線中通過(guò)分析馬刨泉和?？谟畮?kù)的水位關(guān)系以及測(cè)定水流在溢出口的流速、流量來(lái)了解油氣開(kāi)發(fā)方案的設(shè)計(jì)原理。上述特色實(shí)習(xí)路線和內(nèi)容的選取必將提升能源類(lèi)本科生周口店野外地質(zhì)實(shí)踐的專業(yè)教學(xué)效果。

三、結(jié)束語(yǔ)

基于野外地質(zhì)資源對(duì)不同專業(yè)本科生開(kāi)展針對(duì)性實(shí)踐訓(xùn)練是地質(zhì)實(shí)習(xí)教學(xué)改革的一個(gè)重要方向。在地層、構(gòu)造、沉積、巖漿等相關(guān)基礎(chǔ)理論實(shí)踐的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮盆地與成藏要素的野外實(shí)踐優(yōu)勢(shì)，遵從產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)思路進(jìn)行實(shí)習(xí)教學(xué)課程設(shè)置、師資結(jié)構(gòu)和路線選擇等方面的改革，不僅可以完善周口店野外實(shí)習(xí)教學(xué)體系、提高能源類(lèi)本科生專業(yè)性實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也是充分利用國(guó)家地質(zhì)公園這一寶貴財(cái)富來(lái)強(qiáng)化石油地質(zhì)人才培養(yǎng)的重要體現(xiàn)。這些啟示和建議有助于為其他資源勘查類(lèi)本科實(shí)踐教學(xué)改革提供借鑒與參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊承運(yùn)，張大良.地學(xué)教育總體改革研究報(bào)告[M].北京：高等教育出版社，2003.

[2]杜學(xué)斌，解習(xí)農(nóng)，任建業(yè)，等.周口店野外實(shí)踐教學(xué)中如何體現(xiàn)海洋地質(zhì)特色[J].中國(guó)地質(zhì)教育，2012，（2）：123-125.