“地質(zhì)年代學(xué)”課程開設(shè)現(xiàn)狀及體系建設(shè)

常健 邱楠生 朱傳慶

[摘 要] “地質(zhì)年代學(xué)”課程是地質(zhì)學(xué)專業(yè)教學(xué)的重要課程，其知識(shí)體系是培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的必要組成部分。在闡述地質(zhì)年代學(xué)技術(shù)在石油院校開設(shè)必要性的基礎(chǔ)上，調(diào)研了國(guó)內(nèi)外知名大學(xué)“地質(zhì)年代學(xué)”課程開設(shè)情況，發(fā)現(xiàn)以沉積盆地和油氣勘探研究作為對(duì)象的“地質(zhì)年代學(xué)”課程知識(shí)體系還沒有。考慮到石油院校專業(yè)特色和人才培養(yǎng)目標(biāo)，建立了“地質(zhì)年代學(xué)”課程知識(shí)體系，并探索性地提出了理論授課+實(shí)驗(yàn)教學(xué)+軟件培訓(xùn)“三位一體”教學(xué)模式，將有力地推動(dòng)學(xué)科發(fā)展、人才培養(yǎng)和教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞] 地質(zhì)年代學(xué);課程體系;石油院校;教學(xué)模式;知識(shí)體系

[基金項(xiàng)目] 2020年度中國(guó)石油大學(xué)（北京）校級(jí)教學(xué)改革項(xiàng)目地質(zhì)學(xué)專業(yè)“地質(zhì)年代學(xué)與熱年代學(xué)”課程建設(shè)（XM10720200114）;2020年度中國(guó)石油大學(xué)（北京）校級(jí)教學(xué)改革項(xiàng)目地質(zhì)學(xué)專業(yè)“高精度地質(zhì)年代學(xué)”課程建設(shè)（yjs2020023）

[作者簡(jiǎn)介] 常 ?。?982—），男，河北衡水人，博士，中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院副教授，主要從事低溫?zé)崮甏鷮W(xué)、沉積盆地?zé)釟v史及油氣成藏研究;邱楠生（1968—），男，福建連城人，博士，中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院教授，主要從事沉積盆地構(gòu)造-熱演化和溫壓演化研究;朱傳慶（1981—），男，山東曲阜人，博士，中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院副教授，主要從事沉積盆地地溫場(chǎng)和地?zé)崮芸碧窖芯俊?/p>

[中圖分類號(hào)] G642.0? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2021）31-0021-04? ?[收稿日期] 2021-04-27

為適應(yīng)21世紀(jì)地球科學(xué)的發(fā)展和滿足國(guó)家對(duì)地質(zhì)學(xué)人才的需求，目前國(guó)內(nèi)大部分石油院校（中國(guó)石油大學(xué)〔北京〕、中國(guó)石油大學(xué)〔華東〕、西安石油大學(xué)、西南石油大學(xué)等）已開設(shè)了地質(zhì)學(xué)本科專業(yè)。該專業(yè)旨在培養(yǎng)本科生掌握基礎(chǔ)地質(zhì)理論，熟悉地質(zhì)研究技術(shù)、實(shí)驗(yàn)方法及分析技能，能夠運(yùn)用相關(guān)的地質(zhì)學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)手段解決地質(zhì)、人文地理、工程建設(shè)等領(lǐng)域的科學(xué)問題。每個(gè)學(xué)科建設(shè)總會(huì)經(jīng)歷一個(gè)從定性—半定量—定量的發(fā)展歷程。地質(zhì)學(xué)專業(yè)早期設(shè)置的大部分基礎(chǔ)專業(yè)課程，往往都是以定性—半定量的理論知識(shí)闡述地質(zhì)問題。隨著定量分析手段和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，定量化地質(zhì)分析技術(shù)和手段在人才培養(yǎng)中越來越被重視。美國(guó)基金委地學(xué)部2030規(guī)劃中將地質(zhì)年代學(xué)作為六大重點(diǎn)扶持和培育方向之一，強(qiáng)調(diào)了地質(zhì)年代學(xué)技術(shù)在解決地學(xué)領(lǐng)域關(guān)鍵科學(xué)問題領(lǐng)域具有重要的支撐作用[1]。我國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委地球科學(xué)部在“十三五”和“十四五”規(guī)劃中將微量、微區(qū)、高精度實(shí)驗(yàn)分析技術(shù)（包括地質(zhì)年代學(xué)）作為優(yōu)先發(fā)展方向，體現(xiàn)了高精度地質(zhì)年代學(xué)技術(shù)在地質(zhì)理論、資源勘探等研究領(lǐng)域的重要性。另外，國(guó)家自然科學(xué)基金委于2020年學(xué)科優(yōu)化布局中將地質(zhì)年代學(xué)調(diào)整為一個(gè)研究方向[2]，體現(xiàn)了該學(xué)科未來發(fā)展的重要性。盡管地質(zhì)年代學(xué)知識(shí)在地球科學(xué)研究中至關(guān)重要，但國(guó)內(nèi)高校關(guān)于它的課程還很少，目前僅浙江大學(xué)、長(zhǎng)安大學(xué)開設(shè)了專門的選修課。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）、西北大學(xué)等傳統(tǒng)地質(zhì)類院校僅將地質(zhì)年代學(xué)知識(shí)放在“地球化學(xué)”相關(guān)課程中進(jìn)行講解，無論是知識(shí)面廣度，還是實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)處理等方面，都與國(guó)外存在較大差異。而石油院校地質(zhì)學(xué)專業(yè)還沒有與地質(zhì)年代學(xué)知識(shí)相關(guān)的課程建設(shè)。余際從等提出我國(guó)未來應(yīng)建立以創(chuàng)新能力為核心的地質(zhì)人才培養(yǎng)體系[3]，這就離不開地質(zhì)年代學(xué)技術(shù)的支撐。本文在闡述地質(zhì)年代學(xué)知識(shí)在沉積盆地的應(yīng)用領(lǐng)域與課程開設(shè)現(xiàn)狀調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合石油院校自身的人才培養(yǎng)特點(diǎn)，構(gòu)建了“地質(zhì)年代學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容、知識(shí)框架和教學(xué)模式，有利于“地質(zhì)年代學(xué)”課程的快速發(fā)展與人才培養(yǎng)。

一、“地質(zhì)年代學(xué)”課程在石油院校開設(shè)的必要性

相對(duì)于傳統(tǒng)地質(zhì)類院校，石油院校地質(zhì)學(xué)專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生主要還是從事與含油氣盆地相關(guān)的研究，所學(xué)課程主要包括“沉積學(xué)”“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”“石油地質(zhì)學(xué)”與“油氣地球化學(xué)”等，目前這些課程在闡述沉積機(jī)理和構(gòu)造演化過程時(shí)，僅能從定性—半定量的角度闡述地質(zhì)科學(xué)問題。比如，傳統(tǒng)的物源分析依托于對(duì)砂巖的礦物組成和含量分析，而構(gòu)造演化分析則依托于地震資料的反演等。然而，精確地揭示這些地質(zhì)要素形成時(shí)代（時(shí)間）則需要依托于地質(zhì)年代學(xué)方法（注：本文中地質(zhì)年代學(xué)術(shù)語涵蓋熱年代學(xué)部分）。對(duì)于沉積巖，碎屑鋯石U-Pb年齡不僅可以確定物源區(qū)，而且可依托最年輕鋯石U-Pb年齡限定沉積地層時(shí)代;新興的方解石U-Pb定年可測(cè)定不同期次碳酸鹽巖的形成年齡;自生伊利石K-Ar定年和瀝青Re-Os定年可直接測(cè)定油氣成藏的絕對(duì)地質(zhì)年齡;裂變徑跡和（U-Th）/He年齡對(duì)于沉積盆地未重置樣品（淺部樣品）可開展物源分析，而對(duì)于已重置樣品（深部樣品）可進(jìn)行構(gòu)造-熱歷史恢復(fù)研究，既可以確定構(gòu)造隆升（冷卻）事件發(fā)生的具體時(shí)間，又能揭示研究層位曾經(jīng)歷的古溫度史，對(duì)烴源巖成熟演化和油氣成藏具有重要的科學(xué)意義。隨著基礎(chǔ)地質(zhì)理論和科研設(shè)備的發(fā)展，地質(zhì)年代學(xué)方法在沉積盆地和油氣勘探領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)越來越廣，研究也會(huì)越來越深。然而，石油院校關(guān)于地質(zhì)年代學(xué)知識(shí)的課程還很少，無法滿足科研和社會(huì)需求。

學(xué)術(shù)論文統(tǒng)計(jì)結(jié)果從一定程度上可以反映出某一學(xué)科的發(fā)展動(dòng)向。筆者統(tǒng)計(jì)了SCI核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的近20年（2001—2020年）關(guān)于地質(zhì)年代學(xué)、熱年代學(xué)及具體某一種定年方法的論文發(fā)表情況，總體呈上升趨勢(shì)，反映了該研究領(lǐng)域良好的發(fā)展前景。以地質(zhì)年代學(xué)（Geochronology）和鋯石U-Pb作為主題搜集的論文數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以熱年代學(xué)及其他定年方法為主題的論文量。需要指出的是，自2009年之后，以鋯石U-Pb為主題的論文數(shù)量超過地質(zhì)年代學(xué)論文量，表明部分學(xué)者在撰寫論文過程中更注重強(qiáng)調(diào)鋯石U-Pb方法的重要性。以自生伊利石K-Ar、裂變徑跡、（U-Th）/He為主題的論文數(shù)量自2001年以來增長(zhǎng)較慢，這應(yīng)當(dāng)歸咎于兩個(gè)原因：一是這三種方法在造山帶研究領(lǐng)域具有局限性，僅適用于近地表冷卻事件或斷層活動(dòng)研究;二是在沉積盆地方面的應(yīng)用還未得到重視。相對(duì)于這三種方法，以方解石U-Pb為主題的論文數(shù)量則增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，表明研究人員越來越重視沉積盆地碳酸鹽巖成巖時(shí)間的研究。而對(duì)于瀝青Re-Os這種新興定年方法，盡管論文總量還很少，但自2010年以來總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，這表明隨著該方法理論體系的不斷完善，其在沉積盆地的應(yīng)用前景會(huì)越來越廣闊。