地质地貌综合野外实践教学 教学大纲

地质地貌综合野外实践教学课程教学大纲华东师范大学2013年8月课程代码：课程负责人：郑祥民教授主讲教师：郑祥民教授、顾志文副教授、范安康副教授、吕红华副教授等课程名称：地质地貌综合野外实践教学课程类别：专业必修课程学分数：2课程学时数：36授课对象：地理科学学院一、二年级本科生本课程的前导课程：地质学基础、地貌学、水文与水资源等一、教学目的（1）强调地球系统科学的理念，重视多领域知识的交叉与融合，以探索人－地相互关系为切入点，借助野外实践教学这一重要途径，便于直观认知自然地理学科的理念与内涵。

（2）大自然是最好的课堂。

实习选取了具有典型性、综合性、代表性的不同自然特征区域，让学生来实地识别和观察自然地理各要素，运用自然地理学的基本理论、基本知识，分析各自然地理区域的基本特征、形成与分布规律，以及各自然要素的相互关系，做到理论和实践的统一，收到了良好的教学效果。

（3）通过室内和野外调查、观测、采样、分析，总结、撰写报告等实践性的教学环节设计，着重对学生获取资料和资源环境实验分析的基本技能等动手能力的培养，以其达到巩固课堂教学效果，并为将来独立开展有关专业工作打好基础。

（4）安排一些资源、环境和生态环境有特点的地区，让学生收集资料，分析评价人类活动对环境造成的有利或不利的影响，探讨协调人－地关系的途径，树立可持续发展的观念。

二、教学要求本课程教学过程以学生为主体，实施学生自我管理、主动参与为主的管理方式。

教师采用启发式、讨论式、研究式的教学方法，充分调动学生的积极性、主动性和趣味性。

通过让学生观察研究、分析地质地理现象，采集样本，收集相关素材，思考讨论问题，培养他们自主学习，探究性学习和合作学习的能力，以提高动手能力，获取信息能力，观察思考和分析问题的能力，激发创新精神。

野外教学过程中，每天个人小结，小组讨论、总结实习内容，老师进行教学检查。

三、课程内容与学时分配本课程共36学时，具体分配如下：第一部分室内实践教学第一单元矿物标本的基本鉴别特征地壳的物质组成可分为3个层次：元素、矿物、岩石，而矿物是组成岩石的基本单位。

我们认识岩石，首先要熟悉矿物的基本特征，尤其是要利用矿物的主要鉴别特征在野外对其进行识别。

鉴别矿物，主要借助矿物的物理性质，这包括颜色、条痕、光泽、透明度、硬度、解理、断口、弹性与挠性、磁性、电性、发光性等。

其中，颜色（自色）、条痕、解理与断口、硬度等是鉴别矿物的主要物理性质，但对于某些矿物，如萤石，发光性是其重要鉴别特征，而磁性则是磁铁矿等矿物的重要鉴别依据。

因此，对于特定矿物，有其特有的鉴别方法。

对于本课程，野外实习主要涉及到的矿物将包括石英、正长石、斜长石、黑云母、橄榄石、方解石等等。

在此主要介绍这些矿物的基本鉴别特征。

石英：最常见的石英晶体多为六方柱及菱面体的聚形，晶面上有横纹。

但在岩石中，如苏州天平山的花岗岩，石英常为无晶形的粒状，具典型的玻璃光泽，透明或者半透明，无解理，贝壳状断口，硬度7。

正长石：晶体为板状或短柱状，但在岩石中，如苏州天平山的花岗岩，常为晶形不完整的颗粒状。

颜色特殊，为肉红色、浅黄色或者黄白色，具玻璃光泽，半透明，硬度6。

斜长石：细柱状或板状晶体，在岩石中，如苏州天平山的花岗岩，多为板状、细柱状颗粒。

多为白色或灰白色，玻璃光泽，半透明，硬度6-6.5。

黑云母：具特殊的片状特征，单向最完全解理，黑褐色至黑色，橄榄石：晶体扁柱状，具特殊的橄榄绿色，玻璃光泽，透明或半透明，硬度6.5-7。

在南京桂子山玄武岩中见有橄榄石的包裹体，橄榄石结晶程度好。

方解石：多为乳白色的块状、粒状、鲕状、晶簇等集合体，玻璃光泽，印度2.7。

具典型的三组完全解理。

在南京汤山地区实习过程中，我们将观察到地层中发育有方解石脉。

如在阳山碑材考察点，灰黑色栖霞组灰岩中发育许多方解石脉以及燧石结核。

第二单元火成岩的基本鉴别特征通常认为，火成岩由两类岩石组成，一是岩浆作用形成的岩浆岩，二是非岩浆作用形成的，如花岗岩化作用形成的花岗岩。

火成岩以前者为主。

对于火山碎屑岩的类型归属，目前还存在一些争议，如有人将火山碎屑岩归类为火成岩亚类，也有人认为其属于沉积碎屑岩亚类。

本课程暂且在火成岩部分介绍浙江建德大慈岩火山碎屑岩的基本特征及其形成的独特地貌。

地下岩浆经过岩浆作用而形成岩浆岩，包括侵入岩和喷出岩（火山岩）两类。

由于经过的岩浆作用存在差异（如温度、压力等条件的变化过程不同），这两类火成岩的结构、构造等方面的特征因此不同，具体表现在组成矿物的结晶程度、晶体颗粒大小、组合形式等诸多方面，可在实习过程中理解这些不同。

本课程实习观察到的火成岩主要包括苏州天平山白垩纪花岗岩和南京六合桂子山下更新统玄武岩。

花岗岩属酸性深成侵入岩（除了花岗岩化花岗岩），其组成矿物主要包括正长石（钾长石）、富钠斜长石、石英等，也含少量黑云母或角闪石。

通常而言，钾长石多于斜长石，石英含量可达20%以上。

因此，我们见到的花岗岩多呈肉红色，并具黑色斑点。

由于属深成侵入岩，花岗岩的组成矿物结晶程度好，颗粒较大，甚至有些具似斑状结构。

值得一提的是，苏州砚瓦山的页岩由于受到附近天平山花岗岩侵入作用的影响，其部分已变质成为更加坚硬的板岩。

另外，由于上覆地层已被侵蚀搬运，从而使得天平山花岗岩得以出露地表。

玄武岩是典型的基性喷出岩，分布广。

玄武岩多呈黑色、黑灰色等，风化面呈黄褐色或者灰绿色。

由于属于喷出岩类，岩浆冷却速度相对较快，这导致其主要组成矿物（辉石、基性斜长石）结晶程度较低，多为细粒或者隐晶质结构，甚至玻璃质结构，常具气孔构造，气孔被填充后成为次生的杏仁构造。

另外，由于不同矿物的结晶条件（如温度等）不同，玄武岩中的副矿，如橄榄石，一般先结晶形成橄榄石包裹体。

这种现象在南京六合桂子山的玄武岩实习中将得以观察。

第三单元沉积岩的基本鉴别特征及变质作用的认识碎屑物质在外动力地质作用的改造影响下、并经成岩作用而形成的岩石就是沉积岩。

沉积岩的原始特征可用原始叠置律、原始连续律、原始水平律来描述。

沉积岩的物质主要来源于先成岩石，无论火成岩、变质岩还是先成的沉积岩，因此，沉积岩的性质在一定程度上讲受母岩的控制。

沉积岩的形成过程非常复杂，主要包括风化、剥蚀、搬运、沉积与成岩等过程。

同一时代不同地区或同一地区不同时代，由于沉积环境不同（海陆分布、气候条件、生物状况甚至人类活动的改造程度等），因此形成的沉积岩也千差万别。

总体而言，沉积环境主要划分为海相、陆相和过渡相三类。

海相沉积最突出的特征是含有海相生物化石，陆相沉积则含有陆相生物化石，过渡相沉积则可能两者兼而有之。

这三类沉积环境可进一步划分，海相沉积包括滨海相、浅海相、半深海相和深海相等；陆相包括河流、湖泊、沼泽、洪积、坡积、冰川、风积等；过渡相包括泻湖相、三角洲相等。

不同环境形成的沉积类型不同，沉积特征也存在差异。

如海相沉积常为泥岩、页岩、灰岩等，河流相沉积多为砾岩、砂岩、粉砂岩等。

这些不同类型的沉积岩在沉积结构（化学结构还是碎屑结构，若是后者，则颗粒大小、分选性、磨圆度等如何）、沉积构造（如是否具层理等）上均存在差异。

另外，岩层在形成过程中或者形成后可能会受到侵蚀作用的改造，从而造成地层缺失或不连续。

尽管存在这些影响，但沉积岩中赋含丰富的古环境信息，对沉积岩的研究，有助于重建某一地区地质演化历史。

对于此项工作，首先需要进行某一地区地层的划分与对比，然后予以古环境重建。

地层划分与对比的一些重要依据包括岩性旋回、古生物化石、地层接触关系等。

本课程实习主要在南京汤山地区对志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系、第三系等沉积地层进行观察、描述，内容主要包括沉积地层的岩性、颜色、沉积结构、沉积构造、构造变形现象（如断层擦痕、断层阶步、构造节理等）。

在此基础上，结合前人关于不同时代地层中含有的古生物化石，如汤山四维村高家边组泥页岩中的笔石化石，恢复实习区地质环境演化历史。

并实地考察苏州砚瓦山泥页岩受到变质作用而成为板岩的地质现象。

第二部分野外实践教学第一单元区域地质野外实习的基本方法开展野外工作，需首先明确地质野外实习的目的、任务，然后准备相关图件资料，为野外实习做好前期准备工作。

关于野外工作方法，结合本课程实习的内容和要求，主要介绍以下几个方面。

2.1 地质观察点野外地质观察的对象是露头。

野外对露头进行地质观察的点，称为地质观察点，根据性质不同，又可分为岩性点、地层界线点、地貌点、水文点、构造点等。

不同性质的点，观察时内容自然不尽相同，记录的内容也不可能一样，但归纳起来，大致有以下几项是必须记录的：1、点号；2、位置；3、点的性质；4、露头出露情况；5、岩层（或构造面）产状；其他地质描述。

（一）岩性点描述内容所谓“岩性描述”就是在野外观察时，将岩石最主要的特征用简练的语言记录下来，它的描述顺序一般是：颜色、原生构造、结构构成、矿物成分（或物质组成），以上各项就构成岩石的名称。

然后还可以记录岩石风化后的特征，岩层产状，沿走向、倾向的变化等等。

例如沉积岩的描述：浅灰色厚层粗粒含云母石英砂岩，风化后为黄褐色。

呈蜂窝状。

如果是火成岩或火山岩，描述的内容及顺序一般是：颜色+结构+构造+矿物成分，这样构成岩石的名称。

例如，灰黑、深灰色致密状气孔玄武岩。

然后进一步描述其他内容，如与围岩接触关系，有无析离体、捕虏体，蚀变和矿化现象等，侵入或喷出时代，风化特征等。

（二）构造描述内容（1）褶曲的描述内容：i）地理位置；ii）背斜或向斜；iii）核部及两翼岩层性质和产状变化；iv）轴面产状等。

（2）断层的描述内容：i）地理位置；ii）出露的构造部位；iii）断层面的产状变化；iv）断层的性质（正、逆断层等），如有可能应对断距作出估计；V）断层两盘岩层的岩性和产状；vi）断层证据（挤压破碎、断层泥、角砾岩、擦痕、磨光面、断层带中的充填物，以及地貌上表现的沟壑、断崖等）等。

（三）野外记录簿具体的记录格式野外记录是地质观察最宝贵的原始资料，应认真记好。

野外记录簿一般右页作文字记录，左页印有毫米方格，主要用来绘制信手地质剖面图、露头素描图、标本素描以及其他地质草图或示意图。

野外记录一般要求用铅笔记录，晚上回到住地应进行补充和整理。

2.2 绘制信手地质剖面图野外地质观察往往不是一个点上的观察，而是由若干个点构成一条地质观察路线。

为了表示在这条线上出现的地层层序、岩性变化、地质构造以及所出现的岩脉、矿脉的位置等，往往需要将沿途观察到的上述现象画在剖面图上，这样的剖面图就称为信手地质剖面图。

作法如下：（1）首先确定前进方向（用地质罗盘确定方位角），如有比较明显的地物（如公路、陡坎、小屋）应予利用，并标注在图上，然后沿此方向前进，观察岩性、构造等各种地质现象。

（2）到了第二观察点，要目估点l至点2的水平距离和地形起伏情况，并按一定比例画在图上（即勾绘地形起伏线，比例自定，但应考虑不致使剖面图过长或过短），然后将1至2点间的地层岩性与产状、岩性界线（或地层界线）、地质构造等分别绘在该段剖面的相应位置上。