淺談野外地質(zhì)實踐教學(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)實踐教學(xué)的經(jīng)驗為基礎(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)生在野外實習(xí)過程中容易陷入的、與野外觀察力有關(guān)的兩個誤區(qū)。

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

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

野外地質(zhì)實踐是地質(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)。只有通過扎實的野外地質(zhì)實踐，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)實踐教學(xué)的一個重要方面是培養(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)實踐教學(xué)中的一個重點。許多專家學(xué)者就野外地質(zhì)實踐教學(xué)中地質(zhì)思維的培養(yǎng)和訓(xùn)練進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，是國內(nèi)多所本科地質(zhì)院校開展野外地質(zhì)實踐教學(xué)的重要基地。本文基于筆者多次在周口店野外實踐教學(xué)過程中的經(jīng)驗，探討野外實踐教學(xué)過程中學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)和鍛練以及他們在野外觀察方面常見的兩個誤區(qū)。

一、周口店野外實踐教學(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。針對不同的學(xué)科、不同的研究對象，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)過程中的第一要務(wù)是指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會觀察識別不同的巖石類型。周口店實習(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、花崗閃長巖等都有出露。這些巖性的野外識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，在觀察巖性時應(yīng)首先向?qū)W生講解其觀察方法。例如，對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，根據(jù)所含灰?guī)r含量的不同，其起泡程度也不同。此外，在實踐過程中，還應(yīng)注意學(xué)生是否正確運用了觀察方法。例如，很多學(xué)生在鑒別巖性時習(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候容易產(chǎn)生錯誤的認識。實際上，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)到運動學(xué)再到動力學(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)特征的詳細而準(zhǔn)確的刻畫。因此，野外實踐教學(xué)過程中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生勤測地質(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)鼓勵他們利用羅盤測量統(tǒng)計此處包體長軸的走向，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)觀察常見的兩個誤區(qū)

1.只遠觀而不做近距離觀察。野外實踐中，學(xué)生經(jīng)常站在離露頭一定距離對地質(zhì)現(xiàn)象進行遠觀。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，但卻忽視了對細節(jié)的觀察，從而造成觀察信息的片面和對地質(zhì)現(xiàn)象的錯誤解釋。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)生在遠觀觀察后認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）此處霧迷山組地層中的結(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識。至于石英脈的局部細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）來進一步推斷。顯然，這些觀察結(jié)果和認識是僅靠遠觀獲取不到的，后者得到的認識也是錯誤的。另外一個類似的例子則來自對房山巖體花崗閃長巖中組成礦物的觀察。一些同學(xué)在野外僅用肉眼對手標(biāo)本進行觀察，但是在后來的室內(nèi)考察中卻無法識別石英。究其原因，這些同學(xué)只采用了“遠觀”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)過程中要鼓勵學(xué)生不僅進行遠觀，還應(yīng)趴到露頭上進行近距離觀察。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)個別現(xiàn)象的觀察就匆忙下結(jié)論。教學(xué)實踐過程中，學(xué)生們?nèi)菀走M入的另一個誤區(qū)是未做詳細全面的觀察，就某一個或幾個現(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-龍門口路線中一個觀察點發(fā)育脆性變形構(gòu)造，在其中一個經(jīng)典露頭可以觀察到房山巖體過渡相花崗閃長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左行平移斷層的認識。但是，在這一觀察點進行廣泛的觀察之后，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度（一些斷層延伸超過2m），在斷層另一側(cè)幾乎看不到對應(yīng)的包體（圖3）。反過來仔細觀察圖2中被錯斷的包體，可以發(fā)現(xiàn)兩個包體在平移之后無法完全拼合，而且兩個包體的長軸方向并不一致，從而說明這兩個包體原來并非同一個包體。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)該包含垂向的運動分量。

三、結(jié)語

地質(zhì)現(xiàn)象的正確認識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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