李玮-西北大学-科教融合,提升“构造地质学”教学质量

立项依据及地质背景
六盘山弧形构造带夹于 鄂尔多斯地块、青藏地 块和阿拉善地块之间。
由于印度板块与欧亚板 块碰撞汇聚，导致青藏 高原隆升和青藏高原内 部及周缘构造变形。
通过青藏高原东北缘弧 形断裂带的研究可以了 解青藏高原东北缘构造 变形过程，为讨论弧形 断裂带形成的动力学背 景提供地质学依据。
东北部的主要边界。 ➢ 六盘山弧形断裂带的活动时限限定了印度板块与欧亚板块碰撞时限应不晚于57-61Ma
学生的收益
• 结合课堂和野外露头的实际教学，对构造 现象的几何学和运动学有了准确的认识
• 掌握了野外地质的工作方法 • 提高了野外构造解析能力 • 养成地质思维的研究方法 （地质思维就是运用地质学知识和原理去分 析、研究古今地质作用的过程。 包括“将今 论古”和“以古证今”两个方面。）
环境扫描电子显微镜系统+电子背散射衍射仪 （EBSD）
主要应用于岩石矿物的定向分析，尤其是变形岩 石的微观组构分析。
惰性气体质谱仪（Argus VI）
主要用于热年代学研究，测量云母类矿物、钾 长石、角闪石的冷却年龄。
仪器设备
热退磁仪 (MMTD80) 主要应用于土壤、岩石及沉积物等样品 的热退磁。
通过科研与教学结合得到的启示
➢ 在教学中挖掘科研潜力，培养创新思想； ➢ 在科研中锻炼动手能力，提升教学质量。
Thank you and welcome your
comments
liwei@
• 利用断裂带内断层形成的地质标志，判断断层的运动学特点，收集脆性断裂带断层面和擦痕数据， 恢复构造古应力场。
• （2）石英脉体ESR测年：
• 对断层带内与断层同期发育的石英脉采样，进行ESR测年，确定断层活动时限。
构造变形分析
六盘山弧形构造带，是指一系列走 向近北西向由宝鸡途径平凉、固原、 并向西北永登、景泰、中卫、同心 等地发散的向北东弧形凸出的断裂 构造带。通过对六盘山弧形带内断 裂的详细野外几何学、运动学和年 代学研究，恢复了六盘山弧形构造 带的变形历史，约束了印度板块与 欧亚板块碰撞的时限。
围绕秦岭造山带-鄂尔多斯盆地实习基地和南 北构造带，紧密结合老师的科研项目设源自地 质学科学研究培训项目，提升教学质量
选题——资料收集整理——撰写申请书——申请汇 报（课题论证）——课题实施——成果汇报。
通过课堂及野外实习教学、相关老师的科研工作 介绍，发现和提炼科学问题，激发学生的地质思 维，加深理解课堂教学内容，锻炼学生的科研能 力，达到科教融合的效果。
研究区域
Peter Molnar; Paul Tapponnier；1975
完成工作情况
• 1.野外地质考察 • 2009.7-2010.7：3次野外考察工作:
• 对六盘山弧形构造带的几条主要断裂都进行了实地测量和数据统计，实测了两条剖面并系统的采集 了断层带内的石英脉体样品。
• 2.室内研究 • （1）数据统计分析与制图：
六盘山群内部正断层：显示东西向伸展
➢ 断裂带石英脉体测年
样品
采样断层
地点
10XR23 10ZW23 10WB27 10DS28 10DS29 10DS30
中卫-同心 断裂带
中卫-同心 断裂
牛首山-罗山 断裂
牛首山-罗山 断裂
牛首山-罗山 断裂
牛首山-罗山 断裂
兴仁堡 中卫 牛首山 青铜峡 青铜峡 青铜峡
六盘山弧形构造带内主要断层 ①海源-六盘山断裂带、 ②中卫-同心断裂带、 ③烟筒山断裂 ④牛首山-罗山断裂带。
六盘山西部构造变形
• 六盘山西部构造变形强烈 • 断层发育，具逆冲-走滑性
质； • 褶皱发育，轴面多西倾
六盘山东部构造概况
• 六盘山东部变形相对于西部要弱得多 • 地层只发育少量平缓的褶皱
科教融合,提升“构造地质学”教学质量
李玮 西北大学
汇报内容
➢ 教学资源现状 ➢ 如何更好的利用资源，提升教学质量？ ➢ 可行的思路：科教融合 ➢ 目标：教学促进科研，科研带动教学 ➢ 实例介绍：
➢ 丰富的教学资源
教学实验室-构造地质学专业实验室； 网络教学资源-构造地质学精品课程； 野外教学实习基地-秦岭造山带-鄂尔多斯盆
Structrual geology：Our intent in this book is to present our
current understanding of how, and under what conditions, the different types of structures form and to show we can use that understanding to reconstruct the history of the crust. (Twiss and Moores, 2007) ——Information of structures gives us clues to Earth history.
磁化率仪，旋转磁力仪
(KLY-4S ，JR-6A ) 磁化率仪主要测量岩石的磁化率及磁化率的各 向异性。旋转磁力仪主要用来测量岩石剩磁方 向和强度，应用于大地构造、地层年代对比及 地下岩芯方位恢复等方面。
裂变径迹仪(EL300) 主要用于测定裂变径迹密度及长度。利用径迹密度 计算岩石形成的年龄，分析径迹长度和形状的变化， 可以获得不同地质时期的热演化历史。应用于构造 地质、石油地质等方面。
N:38°23.199′; E:105°45.851′
脉石英热活化ESR测年数据
产出状态
顺磁中心浓度 铀当量含量 (1015Sp/g） (μg/g）
年龄 ( Ma）
顺断层面
0.353
1.003
58.7±6.0
断层带内
0.250
1.073
39.2±4.0
断层带内
0.300
1.063
56.4±6.0
顺层
该点发育一系列宽缓褶皱，但变形都相对较弱。
该点发育一系列宽缓褶皱，但变形都相对较弱。
六盘山弧形构造带采样点及断层解析
六盘山西缘褶皱变形
E
发育一系列斜歪倾伏褶皱—— 显示由西向东的推挤复背斜褶皱变形
六盘山东麓断裂
泾源香子店水库断裂带（由于左行走滑，顺错断 岩层倾向滑动的右盘剖面上表现为上升盘，剖面 上显示正断层效应）
ELAN 6100 PRC
GEOLAS 2005
Nu Plasma
激光剥蚀-多接收等离子质谱仪(LA-MC/Q-ICPMS) 多接收等离子质谱仪主要用于固体和水溶液 中同位素组成和微量元素高精度分析；和激 光剥蚀系统、四极杆等离子质谱仪联用，主 要用于锆石原位U-Pb定年以及矿物微区微量 元素分析和Hf同位素同时测定
10SG40 三关口断裂 三关口
GPS
N:37°00.013′; E:105°15.494′ N:37°21.246′; E105°14.488′ N:37°41.438′; E106°05.052′ N:37°47.654′; E106°02.909′ N:37°47.654′; E106°02.909′ N:37°47.654′; E106°02.909′
激光粒度仪(MS-2000) 主要用于测定物质粒度的组成及分布，广泛应用 于黄土、沉积岩、沙漠、土壤、岩土工程、涂料、 油漆、纳米材料、水泥、医药等多方面的研究。
➢ 丰富的教学资源— 秦岭造山带-鄂尔多斯盆地实习基地
区域地质图
野外实习掠影
野外实习掠影
C C’
S
柞水-镇安 刘岭群九里坪组褶皱变形
沣峪口秦岭群片麻岩变形
2012年鄂尔多斯盆地-秦岭造山带联合实习
How can we maximize utilization of teaching resources???
——科教融合，提升教学质量
如何做？？？
为了更大程度的利用各种教学资源，更好的提高地球科学教学质量， 西北大学地质学系前辈们做出的很好的探索，带领我们不断的尝试改革， 逐渐提出了初步的思路和实施方案。
➢ 古应力场恢复
新生代以来，六盘山弧形断裂带 内显示出三期构造应力场
➢晚白垩世-古新世 ——北西-南东向挤压 ➢始新世近东西向伸展 ➢新近纪北东-南西向挤压
六盘山弧形断裂带古构造应力场反演 (吴氏网下半球投影)
➢ 六盘山弧形构造带构造演化
➢ 六盘山弧形构造带在新生代以来经历了挤压-引张-挤压构造应力体制的交替和转换。 ➢ 六盘山弧形断裂带形成于北西向挤压应力场，形成于57-61Ma，并发生多次活动。 ➢ 六盘山弧形断裂带强烈响应了青藏高原的东向挤出引起的变形构造，并限定了构造变形的
同位素超净实验室 主要用于Rb-Sr、Sm-Nd、Lu-Hf、Re-Os、Pb、U 系、Mg、Li、Fe、Nb、Zr等同位素的分离工作
Agilent 7500a
GEOLAS 200M
激光剥蚀-等离子质谱仪
( LA-ICPMS) 等离子质谱仪主要用于各种地质样品中微 量元素分析；和激光剥蚀系统联用，进行 固体中的微量元素原位分析和微区原位锆 石U-Pb定年
仪器设备
X荧光光谱仪 (RIX2100)
主要用于测定物质的组成及各组分含量。广泛 应用于地质、化学、化工、环保、农业、有色 金属、建材、电子和能源等众多领域
Quanta 400 FEG
INCA能谱仪 (OXFORD IE350)
阴极荧光谱仪 (Gatan MonoCL3+ )
显微激光拉曼光谱仪 (inVia) 主要用于鉴定微小（d≥1μm）特征标型矿物； 研究矿物中气相、液相、水溶液相和固相包裹 体；可以测定有机物分子基团成分；能对岩浆 熔体玻璃相分子网络聚合结构进行测定；对宝 玉石鉴定具有权威性
思路：科教融合，提升本科生教学质量 实施方案：
1）以“秦岭造山带和南北构造带”为重要的科研和教学基地； 2) 继续完善鄂尔多斯盆地-秦岭造山带实习基地； 3）充分发挥野外教学实习，提高学生探索地球科学的兴趣和挖掘学生的科研潜力； 4）更新教材体系和网络精品课程教学，实现教材与开放课程的有机结合； 5）设立“系创”+“校创”本科生培养计划科研项目； 6）完善评价体系，互动的激发和促进师生的科研能力，提升本科教学质量。
0.230
1.623
28.3±2.7
切层
0.488
1.693
57.6±6.0
顺层
0.141
2.322
12.1±1.0
断层带内沿 劈理面产出
0.696
2.277
61.1±6.0
早期以左行走滑为主的断裂带中石英脉体ESR年龄集中在57-61Ma，代表了弧形断裂带形成年龄。 后期以挤压为主的同期石英脉体年龄为28Ma、12.1Ma，表明该地区经历了多期次的构造活动。
教学与科研的实例介绍
• 地质学科学研究培训项目 • 《六盘山弧形构造带几何学、运动学及年
代学研究》 • 申请者：王东、张快乐 • 所在年级：2007级地质学基地班 • 指导教师：李玮 • 项目执行期限：2009-2010
六盘山弧形构造带的几何学、 运动学、年代学研究
西北大学创新基金项目
2007级地质学基地班 张快乐、王东 指导教师 李玮 项目执行期限：2009-2010
地质学&构造地质学核心内容
地质学：是研究固体地球的物质组成、结构构 造、地质作用过程、形成演化历史的科学。
地质学的一个基本研究 内容就是通过对地球物 质（岩石学、地球化学） 和结构状态（构造地质 学）的研究，揭示地球 特别是地球表面的演化 历史。
19
构造地质学：主要研究组成地壳的岩石、岩层和岩体在岩石 圈中力的作用下变形形成的各种构造现象,探讨产生这些构 造的形成机制（朱志澄等，2008）。
地野外教学实习基地； 大陆动力学国家重点实验室；
➢ 丰富的教学资源——网络教学课程
➢ 丰富的教学资源—大陆动力学国家重点实验室
仪器设备
实验室拥有一批高层次、高质量大中型仪器设备，可进行同位素、固体样品主量元 素与微量元素、液体微量元素、激光锆石定年、矿物包裹体、固体样品表面微观结构、古 地磁、裂变径迹等多方面的分析测试和地质数据处理方面的高水平研究。