淺談野外地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)中觀察力的培養(yǎng)和鍛煉

王永鋒

摘要：野外觀察能力的高低制約著地質(zhì)工作者能否在野外獲得詳盡而準(zhǔn)確的第一手資料，進(jìn)而影響著其能否正確地提出和解決地質(zhì)問題。本文以周口店野外地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，提出地質(zhì)類專業(yè)學(xué)生在巖石/地層和構(gòu)造方面需如何提高野外觀察能力。特別是，文中還列舉了學(xué)生在野外實(shí)習(xí)過程中容易陷入的、與野外觀察力有關(guān)的兩個(gè)誤區(qū)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)；觀察能力；周口店；地質(zhì)教育

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）52-0120-03

野外地質(zhì)實(shí)踐是地質(zhì)類專業(yè)學(xué)生步入地質(zhì)殿堂的必經(jīng)之路和重要環(huán)節(jié)。只有通過扎實(shí)的野外地質(zhì)實(shí)踐，學(xué)生才能學(xué)習(xí)和掌握基本的野外工作方法，并訓(xùn)練其地質(zhì)思維。野外地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)重要方面是培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的觀察能力。良好的觀察能力是地質(zhì)工作者準(zhǔn)確獲取野外第一手資料的保證，也是發(fā)現(xiàn)和解決地質(zhì)問題的重要前提。一名地質(zhì)工作者若未能在野外觀察過程中獲取正確的地質(zhì)信息，必然也不會(huì)正確地提出和解決地質(zhì)問題。因此，野外觀察能力的訓(xùn)練一直是地質(zhì)類專業(yè)本科生野外地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)。許多專家學(xué)者就野外地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)中地質(zhì)思維的培養(yǎng)和訓(xùn)練進(jìn)行了深入的探討和研究[1-7]，但關(guān)于野外地質(zhì)觀察能力的探討則很少[7]。

周口店地區(qū)出露豐富的地層、巖石和構(gòu)造現(xiàn)象，是國(guó)內(nèi)多所本科地質(zhì)院校開展野外地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)的重要基地。本文基于筆者多次在周口店野外實(shí)踐教學(xué)過程中的經(jīng)驗(yàn)，探討野外實(shí)踐教學(xué)過程中學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)和鍛練以及他們?cè)谝巴庥^察方面常見的兩個(gè)誤區(qū)。

一、周口店野外實(shí)踐教學(xué)過程中學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)和鍛煉

工欲善其事，必先利其器，正確地觀察地質(zhì)現(xiàn)象需要正確的觀察方法。在野外教學(xué)過程中，應(yīng)避免“灌輸式”教學(xué)方式，授人以魚不如授人以漁，將正確的觀察方法教給學(xué)生是培養(yǎng)鍛煉其觀察能力的第一步。針對(duì)不同的學(xué)科、不同的研究對(duì)象，需分別教授給學(xué)生相應(yīng)的觀察方法。

1.地層/巖石的觀察。地質(zhì)體是由各種巖石（沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖）組成的，因此，野外教學(xué)過程中的第一要?jiǎng)?wù)是指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)觀察識(shí)別不同的巖石類型。周口店實(shí)習(xí)區(qū)發(fā)育豐富的巖石類型，從灰?guī)r、白云巖、砂巖、礫巖，到板巖、千枚巖、片巖、角巖、片麻巖、大理巖、花崗閃長(zhǎng)巖等都有出露。這些巖性的野外識(shí)別除了肉眼直接觀察之外，還可以借助小刀、稀鹽酸、放大鏡等工具。不同的巖石類型有不同的觀察鑒別方法，在觀察巖性時(shí)應(yīng)首先向?qū)W生講解其觀察方法。例如，對(duì)于碳酸巖可以借助稀鹽酸鑒別其是白云巖還是灰?guī)r：滴稀鹽酸之后，灰?guī)r會(huì)劇烈起泡，白云巖則幾乎不起泡，但是白云巖的粉末可以輕微起泡；此外，白云巖中若含有灰?guī)r成分（白云質(zhì)灰?guī)r或灰質(zhì)白云巖）時(shí)，根據(jù)所含灰?guī)r含量的不同，其起泡程度也不同。此外，在實(shí)踐過程中，還應(yīng)注意學(xué)生是否正確運(yùn)用了觀察方法。例如，很多學(xué)生在鑒別巖性時(shí)習(xí)慣用小刀直接在巖石表面刻劃，但是這種做法在巖石組成礦物顆粒很小的時(shí)候容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。實(shí)際上，只有當(dāng)小刀在礦物（而不是巖石）表面刻劃出粉末才說(shuō)明該礦物硬度小于小刀。如果巖石中組成礦物顆粒太小，小刀在巖石表面刻劃出的粉末可能并非礦物本身，而是礦物顆粒之間的填隙物。這種情況下，正確的做法是用巖石在小刀表面刻劃，若能產(chǎn)生劃痕則說(shuō)明該巖石組成礦物硬度大于小刀。

2.構(gòu)造現(xiàn)象的觀察。構(gòu)造解析遵循從幾何學(xué)到運(yùn)動(dòng)學(xué)再到動(dòng)力學(xué)的原則。任何構(gòu)造現(xiàn)象的合理解釋都離不開幾何學(xué)特征的詳細(xì)而準(zhǔn)確的刻畫。因此，野外實(shí)踐教學(xué)過程中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生勤測(cè)地質(zhì)體產(chǎn)狀要素、勤畫構(gòu)造現(xiàn)象素描圖的習(xí)慣。周口店龍門口出露房山巖體過渡相花崗閃長(zhǎng)巖，其中發(fā)育小型的韌性剪切帶和大量定向排列的紡錘形包體。該處露頭對(duì)于了解房山巖體的侵位方式非常關(guān)鍵。野外教學(xué)過程中，不僅可以要求學(xué)生觀察韌性剪切帶的剪切指向標(biāo)志并做相關(guān)的素描圖，還應(yīng)鼓勵(lì)他們利用羅盤測(cè)量統(tǒng)計(jì)此處包體長(zhǎng)軸的走向，然后在室內(nèi)編制包體走向的玫瑰花圖。這樣的訓(xùn)練不僅有利于學(xué)生定量思維的培養(yǎng)，也有利于突破其肉眼觀察的局限，“看”到包體定向與巖體侵位之間的聯(lián)系。

二、學(xué)生野外地質(zhì)觀察常見的兩個(gè)誤區(qū)

1.只遠(yuǎn)觀而不做近距離觀察。野外實(shí)踐中，學(xué)生經(jīng)常站在離露頭一定距離對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行遠(yuǎn)觀。這種做法雖然有利于把握地質(zhì)現(xiàn)象的宏觀特征，如巖層的傾向、脈體的相互穿插關(guān)系、褶皺的位態(tài)等，但卻忽視了對(duì)細(xì)節(jié)的觀察，從而造成觀察信息的片面和對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象的錯(cuò)誤解釋。例如，八角寨-拴馬樁路線中，八角寨埡口東約100m處公路邊的霧迷山組地層中發(fā)育石英脈與硅質(zhì)條帶穿切的現(xiàn)象（如圖1）。一些學(xué)生在遠(yuǎn)觀觀察后認(rèn)為該處露頭代表一組共軛的節(jié)理，后期的石英脈沿著節(jié)理貫入而造成兩個(gè)石英脈相互穿切的關(guān)系。但是，近距離觀察之后，我們可以看到：（1）兩組“脈體”特征明顯不同：其中一組為明顯的石英脈，切層產(chǎn)出，另外一組肉眼和放大鏡均看不到明顯的礦物晶體，其硬度大于小刀，順層產(chǎn)出。聯(lián)系到本區(qū)霧迷山組地層的巖性特征（結(jié)晶白云巖夾硅質(zhì)條帶和千枚巖），后一組“脈體”可以很自然地被歸類到霧迷山組的硅質(zhì)條帶，這與其順層產(chǎn)出的特征是吻合的。（2）石英脈的邊界并不平直，局部甚至有細(xì)頸化現(xiàn)象，并且石英脈明顯穿切了硅質(zhì)條帶，表明石英脈形成晚于硅質(zhì)條帶（圖2b）；（3）此處?kù)F迷山組地層中的結(jié)晶白云巖在石英脈體附近發(fā)育明顯的、指示左行剪切的牽引構(gòu)造，但是硅質(zhì)條帶并未因這一剪切事件而發(fā)生明顯的錯(cuò)位，表明該裂隙是節(jié)理而非斷層造成的。綜合這些近距離觀察的結(jié)果，我們可以得出石英脈是沿著節(jié)理在同變形期或變形后貫入的初步認(rèn)識(shí)。至于石英脈的局部細(xì)頸化或香腸化是否變形造成的可以通過研究石英脈中石英的顯微構(gòu)造（如是否發(fā)育波狀消光、亞顆粒、變形紋等晶內(nèi)塑性變形特征和結(jié)晶學(xué)優(yōu)選方位）來(lái)進(jìn)一步推斷。顯然，這些觀察結(jié)果和認(rèn)識(shí)是僅靠遠(yuǎn)觀獲取不到的，后者得到的認(rèn)識(shí)也是錯(cuò)誤的。另外一個(gè)類似的例子則來(lái)自對(duì)房山巖體花崗閃長(zhǎng)巖中組成礦物的觀察。一些同學(xué)在野外僅用肉眼對(duì)手標(biāo)本進(jìn)行觀察，但是在后來(lái)的室內(nèi)考察中卻無(wú)法識(shí)別石英。究其原因，這些同學(xué)只采用了“遠(yuǎn)觀”而未采用放大鏡近距離觀察巖性，雖然看了卻并未“見到”其中的組成礦物。因此，教學(xué)過程中要鼓勵(lì)學(xué)生不僅進(jìn)行遠(yuǎn)觀，還應(yīng)趴到露頭上進(jìn)行近距離觀察。只有將二者結(jié)合，才能獲取詳盡的露頭尺度地質(zhì)信息。

2.根據(jù)個(gè)別現(xiàn)象的觀察就匆忙下結(jié)論。教學(xué)實(shí)踐過程中，學(xué)生們?nèi)菀走M(jìn)入的另一個(gè)誤區(qū)是未做詳細(xì)全面的觀察，就某一個(gè)或幾個(gè)現(xiàn)象的觀察而匆忙得出結(jié)論，結(jié)果自然并不一定正確。例如，車廠-龍門口路線中一個(gè)觀察點(diǎn)發(fā)育脆性變形構(gòu)造，在其中一個(gè)經(jīng)典露頭可以觀察到房山巖體過渡相花崗閃長(zhǎng)巖中的紡錘形包體被一斷層切割（圖2）。單就這一露頭現(xiàn)象而言，學(xué)生們很容易得出這是一個(gè)左行平移斷層的認(rèn)識(shí)。但是，在這一觀察點(diǎn)進(jìn)行廣泛的觀察之后，可以發(fā)現(xiàn)該處還存在很多被斷層切割的包體。但是不管包體大小和斷層延伸長(zhǎng)度（一些斷層延伸超過2m），在斷層另一側(cè)幾乎看不到對(duì)應(yīng)的包體（圖3）。反過來(lái)仔細(xì)觀察圖2中被錯(cuò)斷的包體，可以發(fā)現(xiàn)兩個(gè)包體在平移之后無(wú)法完全拼合，而且兩個(gè)包體的長(zhǎng)軸方向并不一致，從而說(shuō)明這兩個(gè)包體原來(lái)并非同一個(gè)包體。因此，圖2所示的斷層不能完全解釋為平移斷層，而至少應(yīng)該包含垂向的運(yùn)動(dòng)分量。

三、結(jié)語(yǔ)

地質(zhì)現(xiàn)象的正確認(rèn)識(shí)首先取決于野外地質(zhì)信息的正確獲取，后者則在很大程度上取決于地質(zhì)工作者的野外觀察能力。在某種意義上，野外地質(zhì)教學(xué)實(shí)踐過程中鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力甚至比培養(yǎng)其地質(zhì)思維能力的要求更迫切。希望本文能夠拋磚引玉，期待看到更多同行探討關(guān)于野外地質(zhì)實(shí)踐過程中學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)和鍛煉。

致謝：作者感謝與王連訓(xùn)和徐先兵的有益探討。

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