构造地质学范例6篇

构造地质学

构造地质学范文1

论文关键词:构造地质学,专业基础课,学习方法

一、掌握课程的基本结构,认识教学要求

《构造地质学》的课程内容按照教学性质分为3种类型:(1)认知型:即对基本理论和基本概念的认识和了解。包括沉积岩层的原生构造、岩层的产状、地层接触关系、地质构造分析的力学基础、褶皱、断层、节理等;(2)技能型:即对基本地质能力的训练和培养,包括读地质图、绘制剖面图、利用赤平投影处理各种地质数据、绘制等值线图等。(3)推理和分析型:即利用基本理论和技能对某一具体地区的构造演化与发展做出合理判断,如利用节理资料恢复区域古构造应力场、根据构造样式推断变形环境、根据地质图件和有关资料反演区域构造发展史等。可以看出这3种类型的课程内容,认知是对专业基础知识的理解和把握,技能是实际操作水平的训练和提高,而推理和分析则是衡量一名地质工作者专业修养和水平的标准。针对3种不同类型的课程内容,应该采用不同的学习方法。

对于认知型知识,一般要求理解和掌握基本的概念及原理,能够把握每个概念和术语的核心内涵,而不是死记硬背这些概念,不加理解的记忆很容易遗忘。例如在讲解了线状构造产状要素时,会涉及到倾伏和侧伏两个概念,学习过程中,同学们感觉很容易混淆。实际上倾伏和侧伏是从不同角度描述线状构造的两个术语,前者是描述某一线状构造在空间的产出状态,类似于面状构造的倾向;而后者是描述某一线状构造在其所在平面内的产出状态,其产状要素只有在确定了所处平面才能测量。理解了这些特征,概念就不易混淆或忘记。

对于技能型知识,一般要求学生具备地质图件的判读能力,掌握基本的作图方法。主要通过实验课及课后作业达到训练的目的。对于作图方法,学生应注意各种地质图件的规范和要求,在编制图件时,严格按照规范操作,把地质图件的各个要素都仔细的完成,不可随心所欲,自创标准。《构造地质学》课程的配套教材实习指导书上有大量的地质图,实验课作业不可能全部涉及,因此,学生在完成实验课程作业的基础上,把有关课程内容的地质图作为练习,仔细思考,达到对地质图的判读能力的训练。

对于推理和分析型知识,是在前两种知识掌握比较牢固的前提下,对具体构造问题的分析和判断,这是一种综合能力的培养,需要反复的训练,实验课程中的一些课后作业,就是对这种分析和判断能力的训练。

二、善于总结规律,简化问题

《构造地质学》课程中有很多内容都有一定的规律性,在学习过程中应该及时总结。例如褶皱一章中,讲到里卡德对褶皱的分类,他把褶皱分分了七大类,每一类型都有不同名称和对应的产状要素,不容易记忆。可是,仔细分析发现,这种分类命名有一个共同的规律,即名称是按轴面产状+枢纽产状+褶皱定名的,而轴面、枢纽产状分3种,直立、倾斜和水平,同时注意轴面和枢纽都倾斜时有两种类型及当轴面水平时枢纽不可能直立或倾斜和当轴面倾斜时枢纽不可能直立,则七种褶皱类型通过两两组合很容易推到出来。掌握了这种规律,里卡德褶皱分类根本不需要去死记硬背。再例如,讲到兰姆赛的等倾斜线法的褶皱分类,内容也很多,且容易混淆,同学们可以把分类中3个关键问题总结起来,编成如下的表格(表1),则记忆起来比较方便,同时也容易对不同类型的褶皱进行对比。

表1 褶皱的等倾斜线分类简表

类型

等倾斜线形态

等倾斜线长度

代表性褶皱

ⅠA类

向内弧强烈收敛

翼部大,顶部短

顶薄褶皱

ⅠB类

向内弧收敛

垂直层面等长

平行褶皱

ⅠC类

向内弧轻微收敛

翼部短顶部长

过渡褶皱

Ⅱ类

平行褶皱轴面

平行轴面等长

相似褶皱

Ⅲ类

向外弧收敛

翼部短,顶部长

顶厚褶皱

三、培养良好的空间想象力

任何一种构造类型,都是在自然界三维空间中产出的。因此,对构造问题的思考需要有良好的空间思维。也就是可以将平面立体化,将数据立体化。例如,我们在课程中碰到的地质图,都是将三维空间的地质体投影到二维平面上;或者地质体产状数据,是将空间地质体转化为数字表示,为了能更好的理解和分析地质体、构造之间的关系,我们就需要在头脑中建立起立体模型,这样才使我们能更好的了解构造与地质体、构造与构造之间的关系,利于我们分析构造问题。当然,这种空间想象能力,不是通过几道简单的习题就能建立起来的,在学习过程中要有意识的训练和培养空间想象力。经长期的练习,会达到好的效果。

四、善于综合应用知识,抓住主要矛盾

尽管我们学习过程,是将各种地质构造分开描述与讲解的,但实际上自然界系统中,各种构造现象,往往是共存在同样一个地区或地质体,当我们解决实际问题是,就要善于综合应用知识,对问题给出合理的解释。例如,同学们学完褶皱构造和断裂构造后,知道褶皱是岩石塑性变形的表征,而断裂是岩石脆性变形的标志,而我们经常看到褶皱构造和断裂构造同时在一个地区出现,这是为什么呢?实际上要回答这个问题需要综合考虑如岩石的力学性质、构造变形的速率、岩石变形的性状、变形发生时体系的温度和压力及变形时流体的作用等方面,单纯从环境因素来分析这一现象是不能得出正确的结论的。

构造地质学范文2

关键词:构造地质学 地质填图 教学质量 工程教育认证 观音峡背斜

中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)09(a)-0144-03

《构造地质综合实习》是资源勘查工程相关专业学生不可或缺的实践环节。重庆北碚后峰岩地质实习基地自建立以来,一直作为资源勘查工程专业《构造地质综合实习》的实习基地。学校及学院领导非常重视野外实践教学成果,强调在整个实习过程中一定要突出实习的特色,深化教学改革,探索出在新形势下适合资源勘查工程专业学生《构造地质综合实习》的方法,以此提高其教学质量,以便为学生今后的工作打下夯实的地质技能基础。该文将根据作者近十几年指导《构造地质综合实习》的教学经验,对在新形势下该课程如何提高野外地质教学质量进行探讨。

1 《构造地质综合实习》的重要性

《构造地质综合实习》是构造地质学课堂教学知识的补充及深化,教学过程中的重要实践环节,实践环节的成败将直接影响该课程的教学质量。《构造地质综合实习》一般是作为学生学习完《普通地质学》《古生物学与地层学》和《构造地质学》这些专业基础课之后所进行的一次野外地质实习。学生应在系统学习《构造地质学》基础理论课程之后,再利用一定时间,到野外专门训练其实际操作、资料收集、构造现象观察及描述、图表的编制、报告编写等综合分析能力,使理论与实践相结合,掌握分析方法和对各种构造分布规律及形成机制的认识,并可巩固用变形理论及力学知识分析地质构造的基础知识,同时训练学生对野外构造现象的认识和分析能力,特别是对一些野外地质现象能够进行描述,以达到对野外工作全过程的掌握和了解。

2 《构造地质综合实习》实习基地的选择

构造野外地质实习地点的选择很重要,首先应该选择适合该专业的野外实习地点。西南石油大学资源勘查工程专业的野外地质实习基地主要有:重庆北碚后峰岩实习基地、峨眉山地质实习基地和旺苍地质实习基地。而对于构造地质综合实习来讲,选择重庆北碚后峰岩作为实习地点是非常不错的选择,《构造地质综合实习》野外实习时间为3周。

重庆北碚实习地区在行政区划上属重庆市北碚区以及紧邻的合川市、华蓥市所辖。地理坐标约在东经l06°28′~l06°31′,北纬29°50′~29°55′之间。实习地区处于扬子准地台,四川台向斜川东南台褶带上的川东高褶带西缘观音峡背斜。实习剖面多数集中在北碚至代家沟之间的地段,地质填图在代家沟以南约5 km的区段之内。

3 提高《构造地质综合实习》教学质量的方式

《构造地质综合实习》面临时间紧,剖面多且长,线路复杂,学生知识结构差异大以及重庆地区山路滑而陡等复杂原因,有可能会直接或间接影响到野外地质实习的质量与效果,每个实习指导老师甚至教学体系应引起重视并加以解决。通过对《构造地质综合实习》的思考,总结经验,应从以下几方面入手来提高野外地质实习的教学质量。

3.1 实习区教学材料的更新

为了使学生在实习之前就对北碚天府地区地形地貌、地质构造等地质条件有个大致了解,西南石油大学地球科学与技术学院自己摄制了《天府地质大观―野外地质构造》,片长26分钟,另外收集了科教电影制片厂《地壳运动》《板块构造》等许多教学影片作为教学辅助材料。同时专门安排了有经验的教师编写了该区地质实习配套使用的指导书、地质地形图,建立了每条剖面的宏观微观相结合的资料库,制作了精美的多媒体课件和视频,同时配备和培养了高水平的实习教师队伍。因此,每次野外实习之前,让学生通过电教片和野外实习指导书,先了解一下实习区的自然经济及地理概况、地质概况、实习路线及内容、实习目标以及最基本的野外地质工作技能和方法等。让学生以做到心中有数,增加野外的实习效果,从而为后面的野外地质实战打下良好基础。

3.2 实习内容调整

以前构造地质综合实习内容主要集中在地层观察及测量、地质填图、图件绘制,最后写出完整的实习报告。本着拓宽学生知识面等原则,实习指导老师对构造地质综合实习进行了改革与创新。目前实习内容主要做了以下调整:(1)区域构造背景:大地构造背景作一般性的介绍,要求学生了解实习地区的区域大地构造位置,四川盆地基底构造“暗三块”与盖层“明三块”的吻合性;主要构造及成因,如:川东高褶带、威远―龙女寺古隆起等划分概况。了解四川盆地含油气层系和地层出露厚度。了解构造层的划分和盆地的性质。(2)地层观察及测量:掌握从中上寒武统娄山关群(∈2-31s)―上侏罗统蓬莱镇组(J3p)的地层层序,各组的岩性特征,地层厚度,所含主要化石,生储油气层、矿层、接触关系等。对中二叠统茅口组(P2m)―上三叠统须家河组(T3x)要求掌握到各层段的基本特征。并选择一段地层(不得少于400 m)进行地层基本厚度丈量基本步骤与方法、地层岩性的描述内容等。(3)踏勘:了解实习区内地层层序、时代、主要岩性特征和分布状况。掌握实习区构造轮廓、主要构造线方向、分布规律,在此基础上确定制图标准层填图穿越剖面。(4)地质填图:以1∶1万的天府地区地形图为底图,采用剖面穿越法,填绘出各层的地层界线。要求至少穿越5条剖面,对难点部位要进行追索。(5)专题研究:为了培养学生分析问题和解决问题的能力,锻炼其实际工作本领,针对实习区的地质特点,拟定出一些专题研究题目,如:褶皱形成机理、断裂与褶皱的关系、裂缝发育规律及构造应力场等。让学生自由选择,在教师的指导下,独立到野外收集资料,处理和分析资料,最后写出具有自己观点的专题小论文。(6)小构造观察:为了拓宽知识面,增加新内容、新方法,对小型构造研究奠定基础。实习队安排带学生参观实习区内的“层内小褶皱”“次级小断层”“剪切带”“构造缝合线”“S型及反S型张节理”“节理的交切”“羽毛状张裂缝”“雁脉带”“平面和剖面共轭X节理系”等典型小构造现象。(7)图件编绘:主要绘制地层柱状图、平面地质草图、地形地质图、构造横剖面图、构造等值线图及典型构造现象的素描图。(8)文字报告:主要包括野外实习综合报告、地形地质图说明书、构造等值线图说明书及专题小论文。

3.3 师资及野外装备的良好配置

构造地质综合实习的师资配置相当重要,以往师生比大概在1∶30左右。构造地质综合实习不同于课堂教学,野外空间大,有些典型的地质构造只能远观而不能近察。而有些实习点位空间狭小,只能容下几个人。因此,带队指导老师只能一遍一遍给学生讲解,严重影响实习进度。因此,为了解决这种不合理的授课方式,提高野外实习质量,应结合野外地质实习的实际情况,将师生比例加大,按照师生比1∶10~15左右比较合适。如果指导老师数量充足的话,完全可以按照师生比1∶5~1∶10进行。同时学校为每个组配置了一部手执GPS仪及数码相机,在实习的过程中,带队指导老师可以指导学生如何使用GPS仪定位定点以及采集相关地质数据等。后续实习过程中,尽可能为实习队伍提供一些先进的教学设备,如:数字填图软件RGMap、RGSection等教学软件;射程1 000 m以上的绿激光笔、户外教学专用的扩音器以及数字语音录入笔等。这样构造地质综合实习的教学效果就会得到大大提高。

3.4 采取多种教学模式,增强学生的积极性

良好的教学方法是学生学习兴趣提高,专业知识理解加深的重要途径。目前大多数的野外实习是将学生带到实习地点,学生观察完地质现象后老师再进行讲解总结。若这种古板的教学方式不进行改革,将难以提高学生野外实习的积极性,更难以提高野外实习教学质量。经过十几年的野外实践教学活动,发现采取互动式、奖励式和探究式等多种教学模式相结合的教学方法,教学效果会更为显著。

采取学生之间讨论、小组内讨论、小组之间结论比较、老师讲解总结、学生记录及素描的教学模式。西南石油大学资源勘查工程专业学生通过人人参与表达阐述自己的地质观点,通过小组内队员之间的讨论、分析与总结,同学们可以大胆发言,甚至会出现互相反驳的现象,现场气氛一度达到高潮。通过成员之间的讨论,最后得出比较合理的结论。在整个讨论过程中,使学生由以前的被动参与者直接变为了目前的主动参与者。带队老师此时可以根据学生的野外地质专业表现进行现场打分,这更能大大激发学生的讨论兴趣。最后,指导老师针对具体的地质观察点,先启发性地给予提示,引导学生通过观察分析,对关键问题进行师生间的讨论、讲解与总结,真正让学生能够理解并最终掌握实习的内容及最基本的地质实习技能等。全部学生掌握之后,要求大家对实习观察点进行相关的地质内容记录、总结,并将将随手地质剖面图及地质现象的素描图绘制在野外记录本上。

3.5 多种教学场所结合确保实习顺利进行

随着北碚实习区退耕还林、水库蓄水、季节性洪水、修桥铺路、资源(煤炭、石灰等)的大规模开采等众多因素,有的剖面被植被严重覆盖(如:纸厂沟-小屋基构造剖面、石笋沟龙潭组地层、河西洞须一段地层),有的剖面大部分被淹没于水下(大坝沟大安寨段地层,白庙子飞仙关一段下部地层),一定程度上影响了正常的野外教学秩序。因此,野外实习基地的面积及规模也在逐年减小,急需寻找新的实习剖面或者实习基地以满足后续生源的需求。为了解决这种困境,各带队指导老师专门对北碚区天府镇进行了实地踏勘,开辟出了几条新的野外教学剖面,如:文星场-张家坡剖面、司法所―视槽沟剖面、鹰耳岩剖面、老龙洞剖面等6条剖面,以保证后续生源的正常野外教学。

3.6 灵活有效的评分标准

构造地质综合实习的成绩评分既要体现出野外学习能力及动手实践能力,也要突出室内图件绘制、报告编写的能力。因此,资源勘查工程专业的构造地质综合实习为了统一评分标准,全面考查学生学习成绩,评分以图件、文字报告为主,结合野外表现、学习态度及野外记录本进行综合评定。具体评分标准如下:地层柱状图(10分)、平面地质草图(5分)、地形地质图及说明书(10分)、构造横剖面图(10分)、构造等值线图及说明书(15分)、专题研究论文(10分)、野外表现及态度(20分)、文字综合报告(20分)。先采用以上计分方法逐项进行评分,然后累加起来,最后采用优(86分及以上)、良(80分~85分)、中(70分~79分)、及格(60分~69分)、不及格(60分以下)五级记分制给出实习成绩。

4 结语

《构造地质综合实习》野外教学不同于课堂教学,其具有很强的实践性。在实习基地选择合适,野外教学资源及时更新,实习内容相应进行调整,教学模式的大胆改革等条件下,学生可以在乐趣中探索大自然的奥秘而不是片面认为地质工作是枯燥无味的。通过以上的野外实习训练,学生基本能够掌握每个实习观察点的重点内容,学生的自主学习能力得到了锻炼,学习气氛更加活跃,这也极大提高了学生的野外团队协作精神,从而提高了《构造地质综合实习》的教学实习质量。

参考文献

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[2] 李光云,张瀛,陈国民.观音峡背斜构造地质填图教学实践与思考[J].重庆科技学院学报:社会科学版,2014(5):145-146.

[3] 陆廷清,胡明,王占磊.改革构造地质野外实习教学方法――增强学生实践和创新能力[J].石油教育,2010(6):86-88.

[4] 冯明友,刘小洪,夏青松.化教为学、互动式教学模式探讨――以勘查技术与工程专业重庆北碚野外地质综合实习为例[J].教育教学论坛,2015(40):193-194.

[5] 刘天虎,陈川,赵新生.达坂城白杨河矿区数字填图实习基地建设和教学改革[J].中国地质教育,2014,23(3):86-88.

构造地质学范文3

关键词:翻转课堂;构造地质;课程教学

中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)40-0263-02

翻转课堂作为一种新的教学模式正在各类学校推广,即教师创建教学视频及提供相关学习资料,学生课外观看视频及学习相关资料,课堂上学生在教师引导下开展讨论或完成相应作业,课后答疑[1]。

前人对翻转课堂的研究和实践大部分都是在公共基础课上,很少有人将翻转课堂应用于专业课中,更没有人应用于构造地质。专业课和公共课有很多的不同点,公共课主要是提高学生的科学文化素质,为学生学习专业知识打下良好基础;而专业课则是让学生掌握专业知识,突出专业技能的培养[2],两者的教学内容、教学重点及教学方法都不相同。翻转课堂这种新的教学模式是否适用于高职专业课构造地质,是本文的研究方向。构造地质是地质类相关专业学生的一门必修课。教学的主要目标是学生能认识、分析各类地质现象及地质构造,培养其在地质工作中收集地质资料、解决地质构造问题的能力。学好构造地质课程需具有三维时空概念,它不仅需理解其主要地质术语名词,而且需通过地表地质现象建立地下岩土体空间分布概念,有时还需要像三维动画片倒放映那样进行反演,分析其地质形成过程;在思维上时常需要在平面上与空间上进行转换。所以,构造地质课程是学生感觉很难懂的一门专业课。

一、构造地质课程翻转课堂教学设计

与传统课堂相比较,翻转课堂就是把教师讲授传递知识的过程前置,通过课前学生自主学习完成,课堂上主要进行知识内化理解;这样把课堂上的时间运用于重新进行教学设计,是对传统教学模式的创新与翻转。翻转课堂实现的关键是要有符合教学目标的任务单、有通过整合的在学生自主学习过程中需要的教学视频及资源、有可操作性的课堂教学设计,为学生课前的自主学习和课上的协作学习提供帮助。

1.设计学习任务单。学习任务单是完成本次教学活动应实现的目标明细化,是教师对本次教学的总体安排,学习任务单中通常包括:教学内容与目标、学习重点和难点明示,完成本次教学在课前应学习的教学资料(包括视频、文档资料、课外资料);根据所学内容布置适当的思考练习题目,这样有利于学生巩固所学知识、检测自学效果。学习任务单引导学生完成课前自学,提前思考一些问题,有利于课堂协作学习与讨论。

2.设计与开发教学视频及资料。教学视频设计要确保传达的教学内容准确、易懂。在视频中,教师通过适当的讲解方式(包括语速、语气、肢体语言、停顿、重复、自问自答等),配合三维动画、图片、现场录像、PPT及现场演示等,给学生自学提供足够的理解与指导,通过提问、布置任务等引导学生思考。视频设计需简洁,要有利于吸引学生注意力,方便其理解教学内容。教学视频开发有多种方式:一是通过专业摄像设备录制教师在教室或摄制室讲课的全过程;录制教师在实训室讲解地质构造模型;录制野外典型构造地质现象识别。二是使用课件制作软件开发教学课件。室内录制教学视频可使用家用摄像机或像素高的手机拍摄,教师以A4纸代替黑板,利用纸笔通过书写文字、绘制图形,解剖分析地质现象来传授课程教学内容;这种视频录制方法虽说简单,但并不影响专业知识的传授,反倒贴近生活,增加学生学习的亲近感。学习资料的收集与开发是为完成学生个性化学习准备的,对学有余力的学生或者兴趣高的学生,提供一些相关的工程实例资料、专业书籍、专业网站、专业讲座、专业视频等资源供其选择学习。

3.课堂教学活动设计。翻转课堂“翻转”了教与学的时间和空间,教师课上讲授的内容前置到课前完成,课堂教学活动承担知识内化及理解思考的任务。将翻转课堂教学活动设计和以探究为导向的小组学习结合起来,结合学习任务单上的教学目标,课堂教学设计通过目标导向和问题探究的方式在教学中帮助学生深入理解、牢固掌握教学内容。现在年轻学生普遍对游戏感兴趣,如果教学内容适合设计教学游戏时,可以在教学活动中设计教学游戏环节。通过教学游戏来提高学生的学习兴趣、积极性、参与感,在学习中游戏,在游戏中学习。在课堂教学活动中的活动分组也要设计,学生座位的选择大部分时间是随意的,要形成有效的讨论学习小组,小组成员间兴趣特长、学习主动性、学习积极性、包括性格等进行搭配;每个学习小组推选一名学,在小组讨论中起到组织、督促、引导作用,同时归纳小组学习成果,上报学习过程中发现的问题或个别学生的学习问题,确保课堂小组讨论活动或游戏项目能够顺利完成。

4.个别化辅导。在课堂讨论学习过程中或者前置学习后,个别化辅导是不可或缺的。学生自学教学内容(视频、资料)之后或在课堂小组讨论过程中,可能会遇到一些学习难题,也可能出现理解上的偏差,教师可以参与小组讨论发现一些问题,或者教师针对小组讨论汇报提出的一些问题在课堂教学活动中作个别化辅导。教师也可以对学有余力的学生进一步探索性自学进行有针对性的个别化辅导。

二、构造地质翻转课堂的应用

1.课下部分――教学视频与课程管理平台。对于构造地质翻转课堂而言,网络上未发现适用的教学视频。因此,设计开发教学视频是翻转课堂在构造地质课程应用中的首要任务。教学视频通过在教学过程中录制,补充野外地质现象视频、构造地质模型演示视频、三维动画视频开发,把这些作为视频素材制作成教学视频。可以应用翻转课堂的视频制作软件,主要包括录屏类软件与基于PPT的软件。校内已用的课程中心可作为翻转课堂课下学习的课程教学管理平台。把教学视频与课程中心(课程管理平台)相结合,利用课程中心的学习效果测试功能,有助于学生自主检测学习效果;利用教学管理与跟踪统计等功能让教师掌握学生的学习时段、时长及自我检测情况,实现课下学习情况的管理。

2.课上部分――PBL与协作学习。经探索,在构造地质翻转课堂教学中,可以用基于问题的教学(PBL)以及协作学习模式组织教学活动。PBL是在教学活动设计中,教师结合实际工程把学习内容设置到其中,提出一些需要解决的问题,针对特定情境下的问题,引导学生以解决实际工程问题为中心,通过对教学视频的学习和对提供的学习资源的积极应用,通过小组协作讨论共同解决真实性问题。如在学习褶皱的工程意义时,提出水利工程隧洞需要通过时,可能遇到渗漏问题、洞顶洞壁稳定问题,我们如何采取措施;课堂设置物体发生弯曲的场景,提示从褶皱轴部岩土体性质、弯曲特性、构造特征、水工隧洞要求等方面进行讨论,提出一些解决方案。同样,理解断层对工程的影响可以结合汶川、雅安等地震形成的地质现象来讨论分析。

3.考核部分――定量与定性相结合。实行翻转课堂教学法后,构造地质课程的考核以小组课堂教学过程中的综合表现(包括讨论情况、汇报情况、完成任务情况、游戏参与情况等)考核为主,加入个人学习表现(主要是课程中心上统计的教学视频观看时长及自我检测次数和完成情况、自主完成学习情况、课上专题活动参与积极性等),其学习成绩组成比例如下:前置学习的积极性(视频观看时段与时长)与任务完成情况(检测次数与成绩、布置任务完成情况),占40%;在课堂教学活动中表现的活跃程度,占20%;课堂教学活动成果展示过程中的表现,占20%;小组的综合报告,占20%。

三、构造地质翻转课堂模式下的教学成效

1.采取个性化有针对性的探讨式辅导,学生的学习能力明显提高。翻转课堂注重课堂教学过程中学生的思考与讨论,教师在设计教学活动时,考虑了教学任务的工程仿真性及课堂教学的可操作性,而学生在课上、课下获得教师的个性化辅导,能力迅速提升。与传统课堂模式教学相比,学生学习积极性及学习潜力能得到激发。构造地质课程教学通过与传统教学法对比,实行翻转课堂后,地质1431班的同学们的学习主动性得到提高,学习潜力及学习兴趣得到激发,对知识的掌握从原来的老师勾重点,学生死记硬背,单纯文字记忆转化为理解记忆与模拟应用,学习效果明显提高,前半期与后半期成绩对比,成绩优秀学生比例大幅提高;不及格人数下降。

2.翻转课堂使学习时空更灵活。翻转课堂视频学习及资料放在网上,学生可以自主安排自己的时间在网上学习。通过校园网在课程中心观看教学视频、查看提供的教学资料,在网上自行收集相关资料,网上自主检测学习效果;对于个别不易理解的问题或难完成的任务,可以查阅师生在线交流中教师提出的解决思路。翻转课堂的灵活性让学生能自主安排学习时间,学有余力的学生可以进一步深入学习。

四、结论

作为一种新的教学模式,翻转课堂在专业课中的实践处在探索阶段,还将面临教师信息技术手段掌握程度、教师教学改革的动力、学生素养、现代信息技术软硬件普及程度和教学评价体系等方面的挑战。翻转课堂在构造地质教学中的应用可以激发学生的学习积极性,可以提高学习效率,还能够针对各个学生不同的学习水平实现个性化学习,最重要的是可以把构造地质的三维想象通过动画展示出来。因此,翻转课堂教学模式应用构造地质课程教学是可行的、有效的,值得其他专业课程借鉴。

参考文献:

构造地质学范文4

关键词:地质思维;构造地质学;时空观;实践教学

【中图分类号】G642

一、引言

构造地质学是研究地壳或岩石圈地质构造的一门地质学科,在地球演化、矿产资源勘探、灾害防治领域有显著作用。我国地质类院校几乎都开设构造地质学国家重点学科,如今构造地质学的知识点在不断丰富,授课内容却因课时限制而被压缩[1],教学内容主要集中在中小尺度构造和区域尺度的读图和作图。

地质构造空间尺度变化大,时间跨度长,形成过程不可逆,许多构造现象不能在实验室重现[2],由此导致构造地质学的教学内容较为抽象,要求学生具有很强的思辨能力和空间想象能力,给教师授课和学生学习带来一定的困难。笔者近年一直承担着本科生《构造地质学》的教学任务,针对以上问题对教学效果谈谈体会,抛砖引玉引发大家思考。

二、影响地质思维培养的因素

1. 应试教育体制难以启动地质思维

应试教育体制对地质思维教学不够重视。教师就是在课堂讲课本,复习画课本,考试考课本。学生就是在课堂记笔记,课下看笔记,考试背笔记。学生的创造性思维和求异思维被约束,地质思维的培养被忽视。同时由于经费和课时的原因,野外实习时间被压缩,实习路线被减少,导致学生的野外工作经验欠缺,实际操作能力不足。

2. 地质思维感性材料不足

地质思维感性材料包括各种实物标本、模型、模拟实验、多媒体演示、图片以及教师的课堂语言、所举实例。一些教师缺少教学经验,在课堂只能"照本宣科"和"书云亦云",语言枯燥,内容空洞。国家统编的教材也缺少动画和幻灯片等材料,地质参考书也只有文字和插图,教学材料建设不足。教师应把"破万卷书"和"行万里路"结合起来,生动的语言和具体的模型会将抽象的构造地质学变成有趣的教学。

三、地质思维的重要性

地质思维是人们对地质现象、地质构造等地质体特征的高度抽象和总结。研究对象既有微观尺度的岩石矿物成分的观察,又有宏观尺度的地质构造的描述;既有在短时间内发生的地质作用,如火山、地震等;又有在上百万年才发生的地质作用,如成矿作用、成岩作用、海陆漂移等。正确的地质思维是我们推导地球演化规律的有利工具。

四、建立地质思维的时空观 加强培养地质思维

1. 构造地质学的研究对象为岩石圈,演化时间非常漫长。

在地球46亿年的发展历史中,火山地震、海陆漂移、造山运动、生物演化、资源成矿等地质事件既有分秒之间发生的,也有经历数千万年才发生的。地壳中的岩石、地层就是记录此过程的信息载体,所蕴含的时间往往以百万计。出野外时,一个地质剖面的行走需要几小时,在地质历史上就穿越了上亿年的时间[3]。

2. 构造地质学研究对象的空间范围广阔。

构造地质学的研究对象空间广阔,空间差异大。如地层的厚度就极不均匀,巨厚沉降中心的沉积厚度可达万米,而地盾却无沉积地层覆盖,直接出露结晶质基底。在差异如此大的空间范围内,即使有相同的地质作用,因物质基础和外界环境的差异,其存留的地质信息也会大不相同[4]。比如在同一压实作用下,泥岩和砂岩因矿物成分、结构组分的不同会造成压实程度和成岩标志明显不同。同样,相同的地质现象可能是不同地质作用的结果。如都是砂岩相沉积,可能来自滨岸沉积环境,也可能是三角洲沉积环境,还可能来自河流环境,只有综合各种地质信息,互相论证,才能准确判断得出正确结论。学习构造地质学时要培养由于广阔的空间和外界条件的差异造成的地质现象的多解性,形成正确的思维习惯。

3. 构造地质学具有多因素、多过程互相影响制约的复杂性。

在野外观察褶皱时,就要分析岩石的物理性质、力学性质和应力环境对褶皱形态的影响,还要结合油气藏的储存条件对成藏的影响,以及多期次构造运动的叠加对先期构造的影响。在实际的野外观测中这种多因素多期次叠加造成的构造分析极多,需要强化地质思维的培养[5]。

4. 加强实践教学在构造地质学的应用

构造地质学的教学离不开阅读和分析地质图,学生在学习平面图时常常建立不了空间概念和立体模型。教师在教学中应加强实践教学,按照立体模型--立体图形--地质图分析的步骤,使学生对地质构造的解读有一个整体把握,实现从立体到平面、从形象到抽象的过渡。

比如,在讲解"V"字形法则时,可以用一个装有水的水杯为道具模拟等高面和地形,并以手掌为岩层面,进行通俗讲解。又如,在根据不整合地区地质图阅读地质演化问题时,可以将不同地层按新老分别看成小孩、成人和老人,让学生便于理解构造序列。在讲解褶皱要素时,拐点的概念较为抽象,教师可在讲台上按照 S 形走路,告诉学生顺、逆时针转换点即拐点,学生就会恍然大悟。

五、结语

构造地质学研究对象的特殊性要求教师和学生具备独特的地质思维和空间想象能力。在教学过程中,加强地质思维和构建立体模型能力的培养,对提升学生学习兴趣,提高专业知识的掌握极为重要,也为地质类相关课程的学习打下良好的基础。

参考文献:

[1] 程先富. 地理科学专业地质学教学方法初探[J]. 安徽师范大学学报(自然科学版),2005, 28(2):238-242.

[2] 宋春青,张振春. 地质学基础[M]. 北京:高等教育出版社,2006.

[3] 肖淑荣. 基础地质实习之我见[J]. 中国地质教育,2007,(3):100-103.

构造地质学范文5

【关键词】影像;赋矿;地质;依存性

遥感影像与地质景观的对应性,在一定程度上遥感图像是地表地质景观的真实缩影。因此,矿床展布的时空网络结构与遥感影像的网络结构间常具有同位对应性,这就形成了遥感影像网络结构与矿床定位这一矿床遥感地质的重要问题,矿床定位模型与预测标志、矿床遥感地质理论和方法的新思路[1]。从而提出了遥感影像网络结构与矿床定位这一具有理论意义和实用价值的新问题。这一新思路、新问题应在国内外均还未系统涉及。

1 遥感影像网络结构与构造结点

矿物具有一定的晶体结构,矿床的空间展布亦呈现一定的排列规律(一定的点阵、一定的间隔),构成一定的网络结构。矿床展布的时空结构模型是表述矿床诸控制因素时空配置关系而导致相应的矿床定位时空展布特征的综合模型,是矿床模型研究前沿的重要课题。遥感影像中色调、阴影、线性体、环形体、影纹图案等组成的影像单元亦总是显示一定的组合形式、一定的影像结构,从而呈现一定的影像网络结构。

遥感图像中不同色调色彩的线、带、斑,不同影纹、形态、大小的影像单元或影像特征的差异,可识别和圈划为线条(线性体)和环块(环形体)。就此而言,线性体和环形体是遥感图像组成的最基本要素、最基本的影像单元。鉴于遥感影像与地面地物波谱特征的对应,而地质特征及地质景观是地面地物特征的主导因素,影像线性体和环形体总代表一定的影像外延和内涵、一定的地质作用形成与其相关联的具一定组合规律、结构形式、自成体系的一系列地质构造形迹与地质现象群体。与此相对应,遥感图像中包含有与地质群体相对应的线环群体[2]。遥感图像是地质景观的综合显示,是各种地质环境、地质因素、地质形迹、地质现象等地物特征的总和效应。地域的地质景观中包含有不同地质作用事件所形成的不同系列的地质形迹地质现象群体;在遥感图像中可分解为显示不同地质事件、地质形迹群体的相应的线环群体系列,它们各自为独立体系。这种显示不同地质事件的线环群体系列的线性体、环形体规律组合形式的影像特征(影像外延和内涵总和),即称为影像网络结构。影像网络结构具有影像与地质的双重性,其影像特征与地质特征的双重含意,具影像―地质的外延和内涵。影像网络结构具有多层次性,具规模级次序列和同生或叠加形成时间序次,以及与之相应的群集系列体制。

影像网络结构的判别依据是:同一地域影像特征与地学特征的对应性及关联性。影像组合特征是地学要素组合关系的显示,地质结构网络与影像结构网络具同一性;多地学线、环要素及其组合形式的同位呈现,多地学线、环具同位性。影像网络结构判别的准则是:影像―地质单元的对应性――单元划分标志;多地学线环的对应性――线环要素对应标志;影像线环要素的趋群性、共拥性――影像要素的群集标志;影像―地质等级体制的对应性――线环要素与影像单元组合的等级体制标志;影像―地质事件的对应性――影像结构要素逐层次按体制筛选标志。影像网络结构厘定的方法是:影像―地质事件分析筛选法,将影像要素划分为不同层次、不同序次相互关联的群体系列;影像―地质信息互反馈鉴别法,增强影像的地质信息量,提高网络结构信息的可信度;影像―地质网络的典型类比借鉴法,通过与已知网络结构信息借鉴对比,达到寻“同”求“异”的判释效果。

2 影像网络结构与矿床定位

构造结点岩石结构脆弱,与交切构造贯通,不仅是岩浆侵位的优选部位,而且是岩源、热源、热液或其他流体(如对流气液、表层循环水)易于聚集、易于疏散(扩散)、易于分异演化聚集定位的场所。

在构造应力场变更应力状况(如多期次构造作用下),在应力驱动下,成矿物质一般由高压力、高能量、高温度、高浓度部位向低压力、低能量、低温度、低浓度部位迁移。因而,物化条件适宜的构造结点部位成为成矿物质聚集或流体扩容的优选部位。显然,构造结点是成岩成矿的有利部位,是岩体、矿床定位的最佳优选部位。网络结构及其构造结点是重要的成岩成矿构造标记。网络构造、成矿环境、成矿动力、成矿物质的统一性,有利于构造结点部位形成形变、蚀变(变质)、矿化的同位性。网络结构定的物质属性―时间属性―空间属性的岩石矿物系列―演化系列―构造岩浆矿化单元系列一致性的网络、层次、体制信息可作为矿床定位网络结构“标志组”。

3 影像特征与赋矿地质特征的依存性

遥感图像是地表地质体、地质现象及地物电磁波谱特征的记录,是地壳地质景观的真实缩影。金属矿床所赋存的赋矿地质体,由于其具有与区域地质所不同的特殊的岩石矿物及其组合,并由于此而决定和与之相伴形成的地质构造异常、地球化学异常、地球物理异常,这些赋矿地质体的地学信息在遥感图像中形成了与之对应的影像特征。

遥感影像是由色调、形态、影纹等所显示的一个总体,可将其用线性体、环形体等表述为不同的影像基本组成及它们组合成影像单元。遥感影像是地表地质特征地质景观的总和显示,我们可据线性体、环形体的特定的组合形式将其划分为一定的线一环结构类型,也可将各种成因的遥感影像划分为不同的相互关联成组成套的影像线一环系列线一环体制[3]。一个地区的地质现象是该区历次地质事件的综合记录,因此一个地区的地质现象地质构造可划分为不同成岩成矿作用、不同地质事件的一些地质构造旋回及其产物,诸如不同构造体系、不同构造旋回、不同岩浆建造,同样地,地区虽有多次成矿事件形成的矿床分布,亦可按其成矿事件划分为在一定成矿地质环境一定成矿地质事件中形成的在时间、空间、成因上相互密切相关的矿床组合――成矿系列。

影像特征与地学信息的对应性、遥感与多地学线环的同位性、影像线一环体制与地质事件的同一性等分析表明影像特征与地质特征间具有内在的必然的联系。从此也可得出进一步的认识:赋矿地质体的地物波谱特征决定了赋矿遥感影像的特征,即赋矿影像特征(特别是赋矿影像线一环结构)依存于赋矿地质体的特征(特别是其地质构造特征),赋矿地质体的信息构成了赋矿遥感信息。金属矿床遥感影像特征与地学信息的相关性构成了遥感地质方法研究矿床展布规律及开展成矿预测的基础。

参考文献

[1]杨世瑜,王瑞雪著. 矿床遥感地质问题[M]. 云南大学出版社,2003.06.

构造地质学范文6

[关键词]地质构造 区域瓦斯 治理对策

[中图分类号] P54 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-7-139-2

0前言

近年来,我国煤矿瓦斯爆炸事件频繁发生,大多数瓦斯爆炸事件区域是因为瓦斯区域预测技术不完善及对瓦斯区域的地质构造不清楚。由于煤层地质构造复杂,所以针对区域煤矿瓦斯灾害事件的发生,我国在煤层瓦斯赋存规律及瓦斯地质规律的研究方面应该加大技术投资力度,以确保煤矿生产的安全。

1地质构造界定及地质构造特征

区域地质构造控制着煤与瓦斯,同时区域地质条件也对瓦斯有着影响力。瓦斯的赋存状态与地质构造有着密切的联系。

1.1地质构造界定

地质构造是组成地壳的岩层和岩体,由于内外动力地质的作用而发生变形或变位,从而形成节理、褶曲、断层以及其他各种面状和线状构造等形态。任何区域的地质构造都具有各自的特征,由于受地壳运动的影响,区域地质构造复杂,区域瓦斯的赋存与分布规律是依据区域地质构造特点,因此对区域瓦斯的技术分析应结合各区域的地质构造特点。由此可知,地质构造对区域瓦斯的影响力不容忽视。

1.2地质构造的特征

地质构造与瓦斯赋存的状态密不可分,但通过地质动力区划可以分析出地质地貌的构造特征,以下通过断裂构造和地质动力区划来说明地质构造的特征。

1.2.1断裂构造

在一定地质条件下,地质构造会发生断裂。虽然不同区域的地质背景和地质特征不同,但异中也存着共同的规律。下图为地质断层示意图。

地质断裂构造一般受煤系沉积物岩性、构造应力和变形环境等共同控制。不同的构造形迹的布局具有不同的特征。断层一般呈现的展布规律如下:

(1)分区行和等距性

分区行是指在构造复杂程度、组合形式和展布方式等因素下使得矿区的内部不同地带具有一定的差异性。等距性是在形同的构造环境下,相邻的同级断裂构造带表现出来的一种分布局势。

(2)递变性和对称性

递变性是构造的复杂程度呈现的一种由简单到复杂、构造规模由小到大、断层由疏到密的渐变规律性。对称性是同级构造复杂程度大致呈镜像反映的性质。

(3)成带性和方向性

成带性是断裂构造的某一个构造部位顺沿一定的方向成带延伸的性质。方向性是构造作用产生的构造具有一定的方向可循。

(4)构造的组合

无论是在不同时代的地层中还是在不矿区的地层中,诸多构造都会以某种特定的形式反复出现,呈现出具有共性的构造形式。

1.2.2地质动力区划

地质动力区划是根据地貌的基本特征和形态决定于地质构造形式的一个地质动力学的原理。地质构造特征是有规律可循的,因此利用地质动力区划的方法通过分析地形地貌、查找区域断裂的形成和发展,并利用一定的技术如数值分析、地应力测量来确定地质构造的形式,从而划分出地质动力灾害的危险区域,确保工程活动的安全性。

2地质构造对区域瓦斯的影响

煤层深度、围岩性质、地质构造等影响瓦斯的含量和释放,其中地质构造对瓦斯的赋存状态和分布起着主导作用。由于地质构造受到外力的作用而形成褶曲、断层等各种构造形式,所以褶曲、断层构造形式对区域瓦斯有一定的影响,以下从区域构造,褶曲、断层等构造形式论述其对瓦瓦斯赋存的影响。

2.1区域构造对瓦斯的影响

区域地质构造主要是地质外形构造。当煤矿处于凹地区域和断裂带时煤田就会长期沉降,形成了应力集中区,煤层的瓦斯处在这种外形地域时就难以释放,所以瓦斯就会得良好的保存,这些外形构造决定了这个区域的含瓦斯性。如淮南的潘一煤矿区,处于两个相交的凹地区域和经纬向断裂带的相交点上,这一矿区由于受地壳岩体的下沉在地表面形成了一个环形构造,使得矿区的地应力较高,煤储层的渗透能力相对较差,瓦斯的释放能力也就相对较差,所以,这一矿区的瓦斯含量比较高。矿区内的断裂带使得瓦斯的含量在断裂带附近的梯度较大。

2.2构造形式对区域瓦斯的影响

在外力作用下,地质构造呈出现出褶曲、断层的构造形式。构造形式对煤与瓦斯突出的发生有一定的影响,瓦斯的释放受到不同地质构造的影响和阻碍。瓦斯的释放需要具备足够的能量条件,当煤矿开采后围岩的压力如果呈现出三区划分,在开采工作面前方形成卸压带,如果工作面前方无地质构造时,瓦斯的释放就会处于正常状态。如果工作面前方存在地质构造时,且当煤矿区处于闭合状态的构造形式时,瓦斯的释放受到地质构造的阻碍,区内的瓦斯受地质构造的影响不能随着工作面的进度得到正常释放,那么较高的瓦斯压力区就会逐渐聚集到工作面的前方,这样就会增大煤与瓦斯突出的可能性。

2.2.1褶曲对瓦斯的影响

褶曲构造属于简单的构造。在不同期次的构造运动中,由于受到外力的挤压,上覆地层褶皱隆起就会遭受到侵蚀,上覆的基岩厚度也会发生改变,背部的轴部地层被剥蚀强烈,因此会存在大量的裂痕,致使瓦斯封存能力变弱,煤层内的瓦斯含量就会变小;而两翼的下部则遭受到的破坏不严重,因此瓦斯保存的相对较好且含量较大。

2.2.2断层对瓦斯的影响

地质构造中的断层在一定程度上破坏了煤层的完整性,致使煤层瓦斯的释放条件发生改变。地质中的断层有封闭式断层和开放式断层,封闭式断层断层对瓦斯的释放具有阻碍作用,而开放性断层则有利于瓦斯的释放。同时,断层的空间方位也会影响瓦斯赋存和释放。

同时,地质构造中的水文地质也会影响瓦斯的=赋存。地下水是一种流体,它与瓦斯具有共性。地下水的流动不仅可以驱动裂隙中的瓦斯移动,还可以带动易溶解于水的瓦斯流动,因此,地下水的流动有利于瓦斯的释放。

3地质构造影响区域瓦斯的治理对策

由于地质构造的影响,区域瓦斯事故频繁发生,对矿井的安全造成严重的影响。因此,为了矿业的安全开采,我们必须采取有力措施以确保矿区作业的安全,有效解决地质构造对区域瓦斯的影响问题。

3.1初期防治

利用专业的瓦斯检测人员可以利用先进的技术和专业知识检查瓦斯的流动;在开采煤矿初期,应该利用先进的技术和仪器对区域地质构造进行勘测,从而确保后续工作的安全进行。同时,在施工过程中,矿山救护队员强有力地监护将大大减少瓦斯事故的发生。

3.2瓦斯抽放

建立瓦斯抽放系统,采取多种抽放方式,如采用边抽取边挖掘、巷道封闭抽放的方式、边开采边抽放等。同时,在抽放过程中,利用相应的抽钻机器,如千米钻机、普通钻机等,使得抽钻作业有序、安全地进行。

3.3瓦斯地质的预测与研究

地质构造极其复杂,预测预报的准确性需要在采掘过程中不断实践验证。瓦斯地质的研究是其他作业有序进行的前提,运用预测仪器预测危险的参数和瓦斯的压力参数,并结合一定的瓦斯地质理论,对地质构造和区域危险进行科学、综合预测。提前对工作面前方瓦斯、媒体结构变化、地质构造情况的探测,可以对开采工作起到预警作用,从而做好相应的预防措施,保证作业的安全生产。

3.4加强技术管理

任何作业都需要技术的支撑,在复杂的地质构造中作业更离不开技术的支撑。在开展瓦斯地质工作时,首先应该研究区域预防和保护层的选层,制定可靠的采掘布局,在采掘作业时,人员与生产尽可能分散,这样可以避免相互干扰;其次,保证开采过程中通风系统的完整性与可靠性;再次,在开采过程中,抽放系统应该布置在底板相对稳定的岩层中。

4结语

地质构造在受到外力作用的时候易出现褶曲、断层等地质形式,这些地质形式以及水文地质等都影响着区域瓦斯的释放和赋存。由于受到地质构造的影响,区域瓦斯的分布规律和赋存条件发生变化,致使作业过程中出现瓦斯爆炸的灾害性事故。对此问题,我们应该采取相应的措施,利用相应的预测和防治技术确保煤矿业的安全生产。

参考文献

[1]张国辉,韩军,宋卫华.地质构造形式对瓦斯赋存状态的影响分析[J].辽宁工程技术大学学报,2005(1).

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