《秦嶺造山帶—鄂爾多斯盆地野外實(shí)踐》課程之“造山帶構(gòu)造演化”野外教學(xué)設(shè)計(jì)

孫圣思，董云鵬

大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系，西安 710069

地質(zhì)學(xué)是研究固體地球（和行星）的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、地質(zhì)作用過程和形成演化規(guī)律的一門自然科學(xué)。因?yàn)樵搶W(xué)科具有空間的廣泛性與微觀性、時(shí)間的漫長性與瞬間性、地球系統(tǒng)的整體性與差異性、地質(zhì)過程的復(fù)雜性與有序性等特點(diǎn)（舒良樹，2020），所以野外實(shí)踐是地質(zhì)學(xué)研究的突出特色和創(chuàng)新源泉。

對(duì)于地質(zhì)學(xué)本科教學(xué)，野外實(shí)踐同樣是不可缺少的環(huán)節(jié)，是課堂理論教學(xué)的補(bǔ)充和延伸，對(duì)激發(fā)學(xué)生專業(yè)興趣、培養(yǎng)科學(xué)的地球思維觀、提高實(shí)踐動(dòng)手能力和科研創(chuàng)新水平具有重要的意義。在地質(zhì)學(xué)本科教學(xué)計(jì)劃中，一、二年級(jí)野外教學(xué)實(shí)習(xí)的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生基本地質(zhì)技能，重點(diǎn)是對(duì)巖性的正確識(shí)別和準(zhǔn)確描述、地質(zhì)現(xiàn)象的科學(xué)理解；而三年級(jí)的野外教學(xué)實(shí)習(xí)則是培養(yǎng)地質(zhì)學(xué)專業(yè)人才的關(guān)鍵，是在學(xué)生基本完成了專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、具備有一定的地學(xué)專業(yè)素養(yǎng)和理論儲(chǔ)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，教學(xué)目標(biāo)強(qiáng)調(diào)提高區(qū)域地質(zhì)綜合調(diào)查研究的能力、培訓(xùn)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯糠椒?，尤其是啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生如何利用紛繁復(fù)雜的地質(zhì)記錄、抽絲剝繭地開展宏觀地質(zhì)構(gòu)造的時(shí)—空演化過程與規(guī)律的研究。本文擬以西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系《秦嶺造山帶—鄂爾多斯盆地野外實(shí)踐》課程之“秦嶺造山帶構(gòu)造演化過程”為例，通過教師對(duì)橫穿整個(gè)造山帶的諸多野外現(xiàn)象的剖析講解，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行精細(xì)觀察、系統(tǒng)調(diào)查和分析研究。以板塊構(gòu)造理論為指導(dǎo)，通過多條地質(zhì)剖面和典型路線的考察和對(duì)比，通過對(duì)不同區(qū)段采獲到的珍貴地質(zhì)記錄（如古洋殼蛇綠巖殘片、古俯沖—碰撞過程中形成的巖漿巖、變質(zhì)—變形巖、沉積巖等）的綜合分析和研究，指導(dǎo)學(xué)生開展其空間位置—構(gòu)造環(huán)境—時(shí)間過程—成因機(jī)制的合理劃分與分期配套。在大量地質(zhì)事實(shí)和綜合研究的基礎(chǔ)上，重建造山帶形成與演化的地球動(dòng)力學(xué)過程。

1 課程設(shè)置思路和特色

西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系本科生野外地質(zhì)教學(xué)遵循“加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)、增強(qiáng)能力”的原則，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了三個(gè)年級(jí)循序漸進(jìn)的野外地質(zhì)教學(xué)實(shí)踐課程。一年級(jí)本科生野外地質(zhì)實(shí)踐為陜西韓城地區(qū)華北地塊的地質(zhì)特征認(rèn)知實(shí)踐，在基本地質(zhì)技能培訓(xùn)基礎(chǔ)上，重點(diǎn)學(xué)習(xí)華北地塊古生界沉積建造特征；二年級(jí)本科生野外地質(zhì)實(shí)踐在陜西漢中地區(qū)，培訓(xùn)學(xué)生測制地質(zhì)剖面、地質(zhì)填圖的基本技能，重點(diǎn)學(xué)習(xí)揚(yáng)子地塊的沉積建造序列，分析揚(yáng)子地塊的古生代—中生代沉積盆地演化。三年級(jí)本科生已經(jīng)較為系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了專業(yè)理論課程，通過前兩年野外地質(zhì)實(shí)踐掌握了野外調(diào)查工作的基本方法和地質(zhì)技能，尤其是學(xué)習(xí)了華北、揚(yáng)子地塊的沉積建造和演化規(guī)律，因此，三年級(jí)野外地質(zhì)實(shí)踐設(shè)置了《秦嶺造山帶—鄂爾多斯盆地野外實(shí)踐》課程。本課程是面對(duì)高年級(jí)地質(zhì)學(xué)及相關(guān)專業(yè)本科生設(shè)計(jì)的研究性綜合野外教學(xué)實(shí)習(xí)，設(shè)想通過跨越不同大地構(gòu)造單元的路線地質(zhì)觀察、典型區(qū)段地質(zhì)解剖，提高對(duì)復(fù)雜野外地質(zhì)現(xiàn)象的識(shí)別判斷能力和對(duì)區(qū)域構(gòu)造演化過程的全面綜合分析能力。野外實(shí)踐區(qū)域包括秦嶺造山帶和鄂爾多斯盆地兩大構(gòu)造單元，前者通過多條路線剖面典型地質(zhì)現(xiàn)象的觀察學(xué)習(xí)，分析研究不同路線剖面上保存的古洋殼蛇綠巖殘片、俯沖—碰撞過程的巖漿、變質(zhì)、變形、沉積記錄，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)不同的關(guān)鍵地質(zhì)記錄進(jìn)行成因機(jī)制—構(gòu)造環(huán)境—空間位置—時(shí)間過程的綜合分期配套，進(jìn)而以板塊構(gòu)造理論為指導(dǎo)，重建造山帶構(gòu)造演化過程；后者則主要學(xué)習(xí)鄂爾多斯盆地沉積建造特征、沉積相與環(huán)境、盆地演化過程，以及鄂爾多斯資源賦存特征。通過這兩個(gè)區(qū)域的野外實(shí)踐教學(xué)，期望從盆山耦合的角度，培養(yǎng)學(xué)生客觀認(rèn)識(shí)大陸兩個(gè)主要單元（造山帶和盆地）之間協(xié)同演化的宏觀大地構(gòu)造學(xué)研究思路和思維方式。

《秦嶺造山帶—鄂爾多斯盆地野外實(shí)踐》課程自1996年正式開設(shè)，1998年進(jìn)入國家教育部首批精品課程建設(shè)，2002年被評(píng)為優(yōu)秀項(xiàng)目，2007年開始獲國家自然科學(xué)基金委“基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基地”項(xiàng)目資助，經(jīng)過西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系老中青三代教師的精心建設(shè)，已經(jīng)成為國內(nèi)外知名的教學(xué)和青年人才培養(yǎng)基地。近10余年來，除了承擔(dān)本系三年級(jí)本科生教學(xué)實(shí)踐課程之外，還先后吸引了來自美國、奧地利等國外知名大學(xué)本科生和研究生、以及南京大學(xué)、南京師范大學(xué)、吉林大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)（北京）、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）、成都理工大學(xué)等本科生教學(xué)實(shí)習(xí)，并且多次主辦了國內(nèi)外青年地學(xué)人才野外培訓(xùn)課程。

本課程路線跨越秦嶺造山帶、渭河地塹和鄂爾多斯盆地，包括為期約20天野外實(shí)習(xí)和5天室內(nèi)報(bào)告和講解。根據(jù)實(shí)習(xí)區(qū)域地質(zhì)露頭特點(diǎn)、地層連續(xù)性、巖石類型和組合相關(guān)性、構(gòu)造組合和層次的差異性, 野外教學(xué)采取以主干剖面地質(zhì)觀察研究為主, 輔助剖面和典型區(qū)段地質(zhì)解析為輔的點(diǎn)—線—面相結(jié)合的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查方法。主干剖面保證對(duì)不同大地構(gòu)造單元地表地質(zhì)特點(diǎn)及其時(shí)—空相關(guān)性的全面的、宏觀的理解和認(rèn)識(shí)；輔助剖面和典型區(qū)段一方面補(bǔ)充因露頭限制的缺憾, 另一方面彌補(bǔ)了由地質(zhì)作用的特殊性造成的地質(zhì)現(xiàn)象的差異。野外教學(xué)實(shí)踐包含了豐富的多學(xué)科地質(zhì)現(xiàn)象，為培養(yǎng)學(xué)生觀察、認(rèn)知和綜合分析能力提供了寶貴資料。同時(shí)，鑒于跨區(qū)域地質(zhì)多學(xué)科內(nèi)容的復(fù)雜性、地質(zhì)過程的時(shí)空演化綜合認(rèn)知和分析研究的困難性，本課程出版了專門的指導(dǎo)教材《區(qū)域地質(zhì)綜合研究的方法與實(shí)踐：鄂爾多斯盆地—秦嶺造山帶野外實(shí)習(xí)指導(dǎo)書》（周鼎武等, 2002），而且，近年來新的科學(xué)認(rèn)識(shí)和研究成果也在不斷地補(bǔ)充傳授給學(xué)生。授課教師分別來自構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、巖漿巖/沉積巖/變質(zhì)巖巖石學(xué)、地球化學(xué)、第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)、石油地質(zhì)學(xué)等多個(gè)基礎(chǔ)專業(yè)，在野外教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交叉和互補(bǔ)。

在二十余年的教學(xué)實(shí)踐中，本課程不斷改進(jìn)、教學(xué)相長、精益求精，形成了三個(gè)鮮明的優(yōu)勢和特色：第一，課程的設(shè)計(jì)和實(shí)踐以培養(yǎng)高層次地質(zhì)學(xué)研究人才為目的，以“板塊構(gòu)造理論”為指導(dǎo)思想，以造山帶構(gòu)造和盆地沉積演化過程為主線，貫穿所有露頭、剖面地質(zhì)現(xiàn)象的講解和學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交叉和融匯；第二，西北大學(xué)地處西安, 北抵鄂爾多斯盆地, 南傍秦嶺造山帶，占據(jù)得天獨(dú)厚的盆地和造山帶交接位置，是研究造山帶和盆地構(gòu)造演化的天然實(shí)驗(yàn)室，而且具有長期的科學(xué)研究積累和優(yōu)勢。本野外實(shí)踐課程將西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系的地域和科研優(yōu)勢直接轉(zhuǎn)化為教育資源；第三，本野外實(shí)踐課程寓教于研，引導(dǎo)學(xué)生在野外觀察和討論中發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題，通過設(shè)立大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目解決問題，并將學(xué)生的科研成果應(yīng)用于新一輪野外教學(xué)中。

此外，本課程在野外實(shí)踐過程中根據(jù)沿途的自然景觀、人文歷史和愛國教育基地積極融入思政教育。在“中國脊梁”秦嶺山脈，黃河壺口瀑布等，欣賞祖國壯麗的河流山脈和獨(dú)特的地質(zhì)景觀；在倉頡造字的洛南縣，白居易創(chuàng)作《長恨歌》的仙游寺等，感受中華民族五千年文明的魅力；在富平縣習(xí)仲勛故居，延安棗園革命舊址等，體會(huì)老一輩革命先烈的艱苦奮斗、英勇衛(wèi)國的紅色精神與事跡！經(jīng)過本課程20余天野外實(shí)踐與室內(nèi)教學(xué)的綜合授課，不僅可以顯著提升學(xué)生們的野外實(shí)踐專業(yè)技能和科研創(chuàng)新思維能力，也培養(yǎng)了新一代大學(xué)生愛國愛黨的紅色情懷，同時(shí)增強(qiáng)了年輕人對(duì)于中華民族起源的了解、知識(shí)分子社會(huì)擔(dān)當(dāng)?shù)恼J(rèn)知以及文化傳承的民族自信。

受篇幅所限，本文聚焦于《秦嶺造山帶—鄂爾多斯盆地野外實(shí)踐》課程的“秦嶺造山帶構(gòu)造演化過程”，介紹高年級(jí)本科生野外實(shí)踐課程中以“板塊構(gòu)造理論”為指導(dǎo)，利用考察研究典型路線地質(zhì)剖面上保存的典型地質(zhì)現(xiàn)象和記錄，培養(yǎng)學(xué)生重建造山帶構(gòu)造演化過程的思路和方法。

秦嶺造山帶具有漫長的演化歷史、復(fù)雜多樣的物質(zhì)組成和變質(zhì)變形記錄，出露不同時(shí)期不同層次的巖石構(gòu)造單元，變形—變質(zhì)作用—深熔作用—巖漿作用等各種地質(zhì)作用集中發(fā)育。對(duì)于高年級(jí)本科生來說，秦嶺造山帶既是野外實(shí)踐訓(xùn)練的天然理想課堂，也學(xué)習(xí)重建造山帶構(gòu)造演化過程的重大挑戰(zhàn)。因此，課程首先安排構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)資深教師進(jìn)行室內(nèi)講座，重點(diǎn)介紹秦嶺造山帶的構(gòu)造單元?jiǎng)澐?、物質(zhì)組成以及多期復(fù)合造山的研究進(jìn)展。在學(xué)生建立初步認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，開展野外路線實(shí)踐。本課程在秦嶺造山帶主要穿越十幾條主干路線剖面和輔助剖面，觀察不同大地構(gòu)造單元的物質(zhì)組成、變質(zhì)變形特征及其時(shí)空分布規(guī)律。在每一條路線剖面結(jié)束時(shí)，教師會(huì)指導(dǎo)學(xué)生繪制路線剖面，總結(jié)觀察到的地質(zhì)現(xiàn)象并推測相關(guān)構(gòu)造事件。在完成所有路線剖面后，課程安排了秦嶺造山帶的構(gòu)造變形、巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用、沉積事件等專題總結(jié)講座，最后進(jìn)行的秦嶺造山帶構(gòu)造演化講座以板塊構(gòu)造為主線，將所有觀察到的地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行串聯(lián)，引導(dǎo)學(xué)生探討和理解中國南北大陸主體的拼合機(jī)制、重建秦嶺造山帶多期復(fù)合造山過程。

2 秦嶺造山帶構(gòu)造格局及其演化過程

秦嶺造山帶南、北兩側(cè)分別以勉略—巴山—襄廣斷裂、靈寶—魯山—舞陽斷裂為界，向外逆沖推覆于華南北緣和華北南緣之上（張國偉等, 2001;董云鵬等, 2019）。造山帶內(nèi)部分別以洛南—欒川斷裂、商丹縫合帶和勉略縫合帶為界，由北向南劃分為：華北地塊南部帶、北秦嶺構(gòu)造帶、南秦嶺構(gòu)造帶和華南地塊北部帶（圖1，2）。

商丹縫合帶是北秦嶺構(gòu)造帶和南秦嶺構(gòu)造帶之間最主要的構(gòu)造邊界（圖1，2），以廣泛發(fā)育早古生代蛇綠巖、俯沖相關(guān)火山巖和沉積巖為特征，傳統(tǒng)上被稱為丹鳳蛇綠混雜巖或丹鳳群，包含一系列大洋巖石圈殘片（534~471 Ma）、俯沖相關(guān)火山（523~472 Ma）和弧前沉積巖（455~435 Ma），斷續(xù)分布于鴛鴦鎮(zhèn)、武山、關(guān)子鎮(zhèn)、唐藏、巖灣、黑河、丹鳳地區(qū)（張成立等, 1994; Zhang et al.,1995; 張國偉等, 2001; Dong et al., 2011a, b, 2013），代表了早古生代華北地塊與揚(yáng)子地塊之間大洋巖石圈殘片及板塊縫合帶（Dong et al., 2011a, b; 2021）。

圖1 秦嶺造山帶及鄰區(qū)地質(zhì)簡圖（據(jù)Dong et al., 2011a; 董云鵬等, 2019）Fig.1 Tectonic outline of the Qinling Orogen and adjacent areas

勉略縫合帶以沿勉縣—略陽—高川地區(qū)，以及東部的大洪山地區(qū)斷續(xù)分布的一系列蛇綠巖和俯沖相關(guān)火山巖為標(biāo)志（Zhang et al., 2004；Dong et al.,2011a）。主要包括黑溝峽和勉縣地區(qū)的雙峰火山巖，指示勉略初始開啟的裂谷背景海洋（Li et al.,1996）；南坪—琵琶寺—康縣（賴紹聰?shù)? 2002; Lai et al., 2004a, b）、文家溝—莊科、安子山和勉略地區(qū)（Zhang et al., 1995, 2004；Li et al., 1996；Xu et al., 2000; 許繼鋒等, 2000; 張國偉等, 2001）的大洋中脊玄武巖。勉略縫合帶向西與東昆侖南部縫合帶相連，標(biāo)志著古特提斯洋的殘跡（Dong et al.,2011a, 2018；Dong and Santosh, 2016）。

華北地塊南部帶北以靈寶—魯山—舞陽斷裂、南以洛南—欒川斷裂為界。該帶發(fā)育了一套深變質(zhì)強(qiáng)變形的基底巖系，稱上太古界—下元古界太華巖群。太華巖群之上被中元古界熊耳群裂谷型火山巖系呈角度不整合覆蓋。熊耳群之上依次堆積中—新元古代時(shí)期的海相碎屑巖系（高山河群）和碳酸鹽巖沉積建造（洛南群），以及新元古代成冰紀(jì)時(shí)期的羅圈組冰磧巖和早古生代寒武紀(jì)至奧陶紀(jì)時(shí)期的被動(dòng)大陸邊緣沉積序列（張國偉等，2001）。

北秦嶺構(gòu)造帶位于洛南—欒川斷裂和商丹縫合帶之間，自北至南依次出露寬坪巖群、二郎坪群和秦嶺雜巖，相互之間以斷層或韌性剪切帶為界（圖1， 2）。寬坪巖群主要由綠片巖、斜長角閃巖、二云母石英片巖和大理巖組成。詳細(xì)的地質(zhì)填圖、巖石地球化學(xué)和年代學(xué)研究表明，寬坪群可以劃分為中—新元古代蛇綠巖和新元古代晚期碎屑沉積巖兩套巖石單元，代表了沿著華北地塊南緣展布的新元古代縫合帶（Dong et al., 2014）。二郎坪群由蛇綠巖、硅質(zhì)巖、碎屑沉積巖和碳酸鹽巖組成，蛇綠巖包括沿甘肅清水、伯陽、陜西草涼驛、鸚哥嘴、河南灣潭和火神廟一線斷續(xù)分布的534~440 Ma的超鎂鐵質(zhì)巖石、塊狀和枕狀玄武巖（Sun et al., 1996;Xue et al., 1996; 陸松年等, 2003; 閆全人等，2007;Zhang et al., 2007; 陳雋璐等, 2008; 李王曄, 2008;Dong et al., 2011b），以及少量含放射蟲硅質(zhì)巖夾層，代表了早古生代沿商丹縫合帶向北的俯沖作用導(dǎo)致的弧后盆地（Dong et al., 2011a, b; 2021）。秦嶺雜巖主要由黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖和大理巖組成，含有少量黑云斜長變粒巖和混合巖，在局部地區(qū)還有退變質(zhì)榴輝巖出露，代表了北秦嶺古元古代基底變質(zhì)雜巖系（Dong and Santosh, 2016）。其中侵位有大量的978~889 Ma花崗巖體 (陸松年等, 2003; Chen et al., 2004; 王濤等, 2005; 裴先治等,2007)，早古生代514~420 Ma島弧型輝長巖—閃長巖—花崗巖（Xue et al., 1996; 董云鵬等, 1997; Dong et al., 2011a, b; 李伍平等, 2000; 陸松年等, 2003; Su et al., 2004; 裴先治等, 2005; 李王曄, 2008; 劉軍鋒等, 2009; 徐學(xué)義等, 2007; 陳雋璐等, 2008; Yan et al., 2008; Wang et al., 2009), 代表了早古生代商丹洋北向俯沖的島?。―ong et al., 2011a, 2011b, 2021）

南秦嶺構(gòu)造帶位于商丹縫合帶與勉略縫合帶（勉略—巴山—襄廣斷裂帶）之間，除了在其北緣出露古元古代陡嶺雜巖之外，主要發(fā)育新元古代武當(dāng)巖群和耀嶺河巖群，前者主要為高綠片巖相變質(zhì)沉積—酸性火山巖夾少量基性火山巖，后者主要為綠片巖相變質(zhì)基性火山巖、少量酸性火山巖和沉積巖系。上覆新元古界震旦系主要為碎屑巖、冰磧巖和碳酸鹽巖，其上連續(xù)沉積大套寒武系—奧陶系灰?guī)r、志留系粉砂巖—頁巖，泥盆系—石炭系碎屑巖夾灰?guī)r不整合覆蓋于前述地層之上（Dong et al.,2011a）。以安康斷裂為界，南秦嶺北部廣泛出露泥盆系地層，包括下泥盆統(tǒng)灰?guī)r、中—上泥盆統(tǒng)濁積巖和頁巖，同時(shí)保存少量石炭系—三疊系碎屑沉積巖（圖2）；而南秦嶺南部則主要為早古生代地層發(fā)育區(qū)（Dong and Santosh, 2016）。南秦嶺構(gòu)造帶以發(fā)育薄皮構(gòu)造為特征，包括一系列向南逆沖的疊瓦狀逆沖褶皺系(張國偉等, 2001; Dong et al.,2011a, 2021)。

圖2 橫穿東秦嶺的構(gòu)造剖面圖（據(jù)Dong et al., 2011a）Fig.2 Cross-section showing the main tectonic units across the eastern Qinling orogenic belt (After Dong et al., 2011a)

3 課程的路線設(shè)計(jì)

本課程在秦嶺造山帶主要穿越了十幾條主干路線剖面和輔助剖面，主要觀察華北南緣、北秦嶺構(gòu)造帶、商丹縫合帶、南秦嶺構(gòu)造帶等不同大地構(gòu)造單元的物質(zhì)組成、變質(zhì)變形特征及其時(shí)空分布規(guī)律，從而引導(dǎo)學(xué)生探討和理解中國南北大陸主體的拼合機(jī)制、時(shí)—空規(guī)律以及秦嶺造山帶多期復(fù)合造山過程。其中，8條主干路線剖面及其觀察點(diǎn)內(nèi)容如下：

（1）華陰羅敷—洛南公路路線剖面

穿越華北南緣，觀察點(diǎn)：1.1新太古界太華巖群結(jié)晶基底變質(zhì)雜巖系；1.2華陽川早古生代韌性剪切帶；1.3金堆城中元古界熊耳群火山巖；1.4陳家澗中元古界高山河群變石英砂巖；1.5 中元古界洛南群白云巖；1.6上張灣震旦系羅圈組冰磧巖；1.7石門寒武系張夏組鮞?；?guī)r。

（2）洛南—山陽路線剖面

穿越華北南緣、北秦嶺構(gòu)造帶和南秦嶺構(gòu)造帶，觀察點(diǎn)：2.1窯底奧陶系陶灣群構(gòu)造變形及其與上覆二疊系不整合接觸關(guān)系；2.2 紅土嶺二疊系大荊組與下伏中—新元古界寬坪群不整合接觸關(guān)系；2.3紅土嶺隧道晚白堊—新近紀(jì)河流相沉積及其與寬坪巖群斷層接觸關(guān)系；2.4洪門河寬坪群二云母石英片巖多期構(gòu)造變形；2.5 商縣南秦水庫古元古界秦嶺雜巖及其變形構(gòu)造；2.6 拉雞廟早古生代輝長巖侵入體；2.7 沙河灣印支期環(huán)斑花崗巖；2.8 閆村南秦嶺中上泥盆統(tǒng)劉嶺群沉積建造特征及其構(gòu)造變形。

（3）山陽—鎮(zhèn)安鐵廠—錫銅溝路線剖面

穿越南秦嶺構(gòu)造帶，觀察點(diǎn)：3.1色河鋪泥盆系及山陽—鳳鎮(zhèn)斷裂；3.2上泥盆統(tǒng)—下石炭統(tǒng)界河街組；3.3鎮(zhèn)安—板巖鎮(zhèn)斷裂；3.4鎮(zhèn)安米糧—高橋石炭系—三疊系；3.5金雞嶺二疊系龍洞川組生物碎屑灰?guī)r；3.6下三疊統(tǒng)金雞嶺組；3.7下三疊統(tǒng)金雞嶺組與中三疊統(tǒng)嶺溝組；3.8 鎮(zhèn)安鐵廠上泥盆統(tǒng)棱水河組生物礁灰?guī)r；3.9 志留系梅子埡組及其與上覆泥盆系不整合關(guān)系；3.10錫銅溝口下泥盆統(tǒng)公館組。

（4）鎮(zhèn)安—柞水路線剖面

穿越南秦嶺構(gòu)造帶，觀察點(diǎn)：4.1南秦嶺中帶泥盆系星紅鋪組；4.2龍脖子上泥盆統(tǒng)九里坪組及其構(gòu)造變形；4.3乾佑河中泥盆統(tǒng)與下伏寒武-奧陶系不整合接觸關(guān)系；4.4石甕鎮(zhèn)中泥盆統(tǒng)古道嶺組與下伏奧陶系不整合接觸關(guān)系；4.5新元古代小磨嶺基性雜巖體；4.6印支期柞水花崗巖體。

（5）周至黑河—虎豹河—沙梁子路線剖面

穿越北秦嶺構(gòu)造帶、商丹縫合帶和南秦嶺構(gòu)造帶，觀察點(diǎn)：5.1黑河水庫秦嶺北緣山前斷裂構(gòu)造特征；5.2中—新元古界寬坪群變基性火山巖及其多期構(gòu)造變形；5.3早古生代二郎坪群基性火山巖；5.4柳葉河二郎坪群與上古生界沉積巖逆沖接觸關(guān)系；5.5古元古界秦嶺雜巖巖石組合規(guī)律；5.6秦嶺雜巖的揉流變形構(gòu)造；5.7小王澗丹鳳群枕狀熔巖；5.8虎豹河弧前盆地沉積礫巖；5.9沙梁子弧前盆地沉積砂礫巖及其構(gòu)造變形；5.10馬鞍橋韌性剪切帶；5.11南秦嶺中上泥盆統(tǒng)劉嶺群；5.12板房子侏羅系及其構(gòu)造變形特征。

（6）灃峪口—沙溝街—廣貨街路線剖面

穿越北秦嶺構(gòu)造帶、商丹縫合帶和南秦嶺構(gòu)造帶，觀察點(diǎn)：6.1雞窩子古元古代秦嶺雜巖固態(tài)流變；6.2喂子坪秦嶺雜巖混合巖化；6.3八里坪印支期花崗巖體；6.4關(guān)石秦嶺群變質(zhì)雜巖的固態(tài)流變及混合巖化；6.5沙溝街韌性剪切帶及其變質(zhì)變形分異作用；6.6廣貨街中上泥盆統(tǒng)劉嶺群。

（7）江口—旬陽壩—平和梁路線剖面

穿越南秦嶺構(gòu)造帶，觀察點(diǎn)：7.1東江口印支期巖體；7.2江口泥盆系；7.3旬陽壩泥盆系；7.4旬陽壩前寒武系基底—奧陶系；7.5平河梁胭脂壩巖體及其與圍巖接觸關(guān)系。

（8）戶縣—澇峪路線剖面

穿越南秦嶺構(gòu)造帶和北秦嶺構(gòu)造帶，觀察點(diǎn)：8.1皇冠南秦嶺泥盆系變形；8.2澇峪秦嶺雜巖；8.3澇峪韌性剪切帶；8.4澇峪上古生界；8.5栗園溝寬坪群構(gòu)造變形；8.6塔廟寬坪群；8.7渭河地塹南緣和秦嶺北緣山前斷裂；8.8侏羅紀(jì)斷陷盆地礫巖。

在每一個(gè)觀察點(diǎn)，首先讓學(xué)生們仔細(xì)觀察地質(zhì)現(xiàn)象，各抒己見。然后，教師對(duì)該觀察點(diǎn)的地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行補(bǔ)充，并介紹最新的科學(xué)研究數(shù)據(jù)和進(jìn)展。根據(jù)野外觀察和介紹，啟發(fā)學(xué)生回憶《板塊構(gòu)造》室內(nèi)教學(xué)相關(guān)內(nèi)容、思考板塊重建所需要的關(guān)鍵地質(zhì)證據(jù)，開展小組討論和交流，探討該觀察點(diǎn)的構(gòu)造意義。最后，教師進(jìn)行開放式的總結(jié)和補(bǔ)充。如果某一個(gè)觀察點(diǎn)的構(gòu)造意義證據(jù)不夠充分，會(huì)引導(dǎo)學(xué)生帶著科學(xué)問題在其他觀察點(diǎn)尋找答案。在此基礎(chǔ)上，如果野外觀察和文獻(xiàn)資料都沒有充足證據(jù)，那么鼓勵(lì)學(xué)生將科學(xué)問題作為大學(xué)生科研創(chuàng)新項(xiàng)目的選題，開展室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究，并在次年的本課程野外實(shí)踐中做介紹。

4 課程的設(shè)計(jì)思想

對(duì)秦嶺造山帶及其鄰區(qū)的地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、地質(zhì)年代學(xué)進(jìn)行的詳細(xì)綜合研究表明，秦嶺造山帶經(jīng)歷了五階段復(fù)合造山過程：（1）格林威爾期（~1.0 Ga）北秦嶺和華北地塊的碰撞拼貼；（2）新元古代華南地塊北部的俯沖/增生；（3）古生代北秦嶺和南秦嶺地塊的兩階段俯沖造山;（4）三疊紀(jì)南秦嶺地塊和華南地塊的碰撞造山，以及（5）晚白堊世—新生代秦嶺造山帶陸內(nèi)造山（圖3; Dong et al., 2011a, 2021; Dong and Santosh, 2016）。以上路線和觀察點(diǎn)的選取，涵蓋了秦嶺造山帶五期復(fù)合造山事件的蛇綠巖，巖漿、變質(zhì)、變形和沉積記錄。在野外講解和討論過程中，始終以板塊構(gòu)造理論為指導(dǎo)，以秦嶺造山帶的構(gòu)造演化過程為主線，將不同路線剖面、不同時(shí)—空位置上的觀察點(diǎn)有機(jī)聯(lián)系起來。

（1）格林威爾期北秦嶺地體和華北地塊的造山作用（Dong and Santosh, 2016）

中元古代，廣闊的寬坪洋分隔了北秦嶺地體和華北地塊（圖3a）。華北地塊的基底巖系以太華群為代表（觀察點(diǎn)1.1），上覆1.78 Ga熊耳群雙峰式火山巖顯示裂谷作用（觀察點(diǎn)1.3）、并逐步演化為被動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造環(huán)境，沉積了中元古界高山河群海相碎屑巖（觀察點(diǎn)1.4）和洛南群碳酸鹽巖（觀察點(diǎn)1.5）。而南側(cè)的北秦嶺地體則以秦嶺雜巖（觀察點(diǎn)2.5，5.5~5.6，6.1~6.2，6.4，8.2）為代表。大約1.0 Ga時(shí)期，寬坪洋開始向北秦嶺地體之下俯沖，導(dǎo)致大量979~911 Ma的 I型花崗巖侵入北秦嶺地體（圖3b）。900~850 Ma，寬坪洋閉合導(dǎo)致北秦嶺地體和華北地塊的碰撞（圖3c），殘存的大洋巖石圈保存為寬坪群蛇綠巖（觀察點(diǎn)2.2，2.4，5.2，8.5~8.6）。在后碰撞階段，約889~844 Ma的A型花崗巖在北秦嶺侵位。此后發(fā)生造山垮塌和伸展（圖3d），844 Ma的堿性正長巖體侵入北秦嶺地體和洛南—欒川斷裂帶。

（2）新元古代華南地塊北部的俯沖/增生作用（Dong and Santosh, 2016）

在1.1~1.0 Ga期間，華南地塊北側(cè)還存在一個(gè)主大洋，其中離散分布著中元古代神農(nóng)架和古元古代陡嶺地體（圖3a）。大約在1.0 Ga時(shí)，洋殼開始沿著黃陵縫合線向南俯沖到華南地塊之下（圖3b）。約900 Ma，隨著黃陵北側(cè)的持續(xù)俯沖，神農(nóng)架地體與陡嶺地體之間的洋殼開始了向南的洋內(nèi)俯沖，并形成了小磨嶺島?。▓D3c；觀察點(diǎn)4.5）。在900~810 Ma期間，小磨嶺北側(cè)縫合帶形成了約865 Ma的N-MORB和IAB型巖石，并被925~812 Ma俯沖相關(guān)的輝長巖和閃長巖侵入。在大約850~830 Ma，伴隨著大洋沿著黃陵和小磨嶺北緣向南俯沖，沿著陡嶺地體的北側(cè)出現(xiàn)了一次新的南向俯沖過程（圖3d），并在黃陵弧、武當(dāng)弧后裂谷盆地、小磨嶺弧、陡嶺弧等地形成了弧前火山—沉積序列和大量新元古代弧相關(guān)的鎂鐵質(zhì)和花崗質(zhì)侵入體。在約810~800 Ma，小磨嶺弧與陡嶺地體，神農(nóng)架地體與華南地塊發(fā)生碰撞拼合（圖3e），增厚的黃陵地體在約810~800 Ma迅速垮塌，并被806~797 Ma的長英質(zhì)—鎂鐵質(zhì)巖脈侵入。碰撞和垮塌事件誘發(fā)大洋沿著鳳凰山南側(cè)發(fā)生北向俯沖，形成年齡約為797~704 Ma的弧相關(guān)花崗巖和閃長巖侵入體以及武當(dāng)巖群火山—沉積建造（圖3f）。

（3）古生代北秦嶺和南秦嶺地塊之間的兩階段俯沖造山作用（Dong and Santosh, 2016）

大約600 Ma，商丹洋以關(guān)子溝大洋輝長巖為代表，分隔了華南地塊和華北地塊（觀察點(diǎn)1.6,1.7；圖3g）。在約540 Ma，商丹洋開始向北俯沖至北秦嶺地塊之下，并且在北秦嶺地塊中形成大量的俯沖相關(guān)的輝長巖和花崗巖侵入體（圖3h）。在俯沖帶殘留的大洋巖石圈即丹鳳群蛇綠巖，例如小王澗枕狀玄武巖（觀察點(diǎn)5.7）。大約515 Ma，商丹洋的俯沖作用在北秦嶺地塊中形成大量的輝長巖和花崗巖侵入體，并導(dǎo)致二郎坪弧后盆地打開（圖3i）。大約500 Ma，商丹洋巖石圈向北俯沖至北秦嶺地塊之下形成高壓/超高壓變質(zhì)巖，二郎坪弧后盆地開始向南俯沖至北秦嶺地塊之下（圖3j），并于440 Ma最終閉合，殘留的洋殼保存為二郎坪群變基性火山巖（圖3k；觀察點(diǎn)2.1, 5.3~5.4）。商丹洋在約460~422 Ma期間繼續(xù)向北俯沖，在北秦嶺地塊中形成大量的458~434 Ma輝長巖侵入體，例如拉雞廟巖體（觀察點(diǎn)2.6）。商丹洋俯沖過程中在弧前盆地形成了弧前增生雜巖，以虎豹河（觀察點(diǎn)5.8）和沙梁子（觀察點(diǎn)5.9，5.10）粗碎屑沉積巖為代表。同時(shí)，勉略洋盆開始擴(kuò)張，南秦嶺地塊從華南地塊中逐步分離出來（圖3k-l）。直到約400 Ma，大洋巖石圈的俯沖消減最終導(dǎo)致商丹洋閉合（圖3 m），形成了商丹縫合帶的蛇綠巖（觀察點(diǎn)5.7）、高應(yīng)變帶（觀察點(diǎn)6.5，1.2）以及不整合（觀察點(diǎn)2.1、3.9，4.3~4.4）。南秦嶺地塊與北秦嶺地塊發(fā)生陸—陸碰撞，導(dǎo)致秦嶺雜巖的深熔和混合巖化作用（觀察點(diǎn)5.6，6.1，6.2，6.4）。約400 Ma以后，南秦嶺地塊繼續(xù)向北秦嶺地塊以下進(jìn)行大陸俯沖，最終在南秦嶺北部地區(qū)形成了一個(gè)中泥盆世至早三疊世的前陸盆地（觀察點(diǎn)2.8，3.1~3.10，4.1~4.4，5.11，6.6，7.2~7.4，8.1，8.4）。

圖3 秦嶺造山帶造山模式圖 (據(jù)Dong and Santosh, 2016)Fig.3 Schematic cartoon showing the tectonic evolutionary history of the Qinling Orogenic belt (After Dong and Santosh, 2016)

（4）三疊紀(jì)南秦嶺和華南地塊之間的碰撞造山作用（Dong and Santosh, 2016）

勉略洋志留紀(jì)初始擴(kuò)張，南秦嶺地塊從華南地塊中分離（圖3k）。大約250 Ma，勉略洋向北俯沖至南秦嶺地塊之下，形成俯沖相關(guān)火山巖（圖3n）。220~210 Ma期間，勉略洋殼的逐漸消減導(dǎo)致南秦嶺地塊和華南地塊的碰撞拼合（圖3o），并且引起大陸地殼的增厚和部分熔融，在南秦嶺地塊產(chǎn)生大量220~210 Ma的花崗巖，如柞水巖體（觀察點(diǎn)4.6），八里坪巖體（觀察點(diǎn)6.3），東江口巖體（觀察點(diǎn)7.1），胭脂壩巖體（觀察點(diǎn)7.5）。同時(shí)，碰撞造山作用導(dǎo)致南秦嶺和商丹縫合帶均發(fā)生了大規(guī)模擠壓逆沖、走滑構(gòu)造變形（觀察點(diǎn)3.1，4.2，5.8~5.10，6.5）。大約在210~200 Ma，地殼的增厚和造山帶快速垮塌，形成后造山期沙河灣環(huán)斑花崗巖（觀察點(diǎn)2.7）、秦嶺內(nèi)部早中侏羅統(tǒng)紅色斷陷盆地沉積（觀察點(diǎn)5.12，8.8），以及高壓麻粒巖199-192 Ma的折返。勉略縫合帶在晚侏羅世-早白堊世期間被沿著勉略—巴山—襄廣斷裂發(fā)生的向南逆沖作用所疊加改造。

（5）晚白堊世—新生代秦嶺造山帶的陸內(nèi)造山作用（Dong and Santosh, 2016）

三疊紀(jì)的碰撞作用之后，華北地塊、北秦嶺地塊、南秦嶺地塊和華南地塊最終拼合成為中國大陸的主體。至此，整個(gè)秦嶺造山帶進(jìn)入陸內(nèi)造山演化階段，包括早中侏羅世時(shí)期秦嶺造山帶的伸展垮塌和斷陷作用、晚侏羅世至早白堊世期間的擠壓和逆沖作用（觀察點(diǎn)5.12，8.8）以及晚白堊世至古近紀(jì)的秦嶺造山帶抬升和北側(cè)渭河地塹的斷陷沉降作用（觀察點(diǎn)5.1，2.3，8.7）。

5 結(jié)語

高年級(jí)本科生的野外實(shí)習(xí)是提高地質(zhì)學(xué)專業(yè)學(xué)生野外實(shí)踐能力、培養(yǎng)宏觀區(qū)域構(gòu)造演化思維、實(shí)現(xiàn)地學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)的必要課程。西北大學(xué)“鄂爾多斯盆地—秦嶺造山帶野外教學(xué)實(shí)習(xí)”課程設(shè)計(jì)始終貫徹以構(gòu)造演化為主線，通過觀察—講解—討論—啟發(fā)的模式，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科知識(shí)的交叉融合，開展造山帶尺度的不同路線、不同地質(zhì)觀察點(diǎn)的時(shí)—空配置關(guān)系的有機(jī)串聯(lián)，有效引導(dǎo)學(xué)生從課堂理論學(xué)習(xí)向野外實(shí)踐和科學(xué)研究過渡，建立宏觀的構(gòu)造演化地學(xué)思維方式，為培養(yǎng)高水平地學(xué)優(yōu)秀人才起到了重要作用。