構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)的幾點(diǎn)體會(huì)

1、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)的幾點(diǎn)體會(huì)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)是地質(zhì)類專業(yè)的必修課程。 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)是與物理 力學(xué)密切關(guān)聯(lián)的學(xué)科， 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)特別強(qiáng)調(diào)尺度的概念， 大尺度 可以粗線條，如大地構(gòu)造的分區(qū)，小尺度就是需要細(xì)致的觀察， 本科教學(xué)主要側(cè)重于中小尺度的構(gòu)造類型。 構(gòu)造現(xiàn)象是地質(zhì)體受 力變形的結(jié)果， 由于物體的受力狀態(tài)差異， 所以形成不同的構(gòu)造 類型，這些構(gòu)造現(xiàn)象可以千姿百態(tài)，變化萬(wàn)千，但都可以歸納到 教材中所講的幾類。 如原生構(gòu)造類的沉積構(gòu)造和巖漿巖體的原生 構(gòu)造，次生構(gòu)造則是構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課程教材中重點(diǎn)講解的內(nèi)容， 如 褶皺、節(jié)理及斷層，這其中褶皺以其幾何形態(tài)而易于理解和接受， 而斷層則不那么容易領(lǐng)會(huì)和判別。 通過(guò)

2、幾年的教學(xué)實(shí)踐， 體會(huì)有 以下幾點(diǎn)。一、教學(xué)總體思路1. 基本概念講解首先要講解基本的概念術(shù)語(yǔ)， 讓學(xué)生知道哪些是屬于構(gòu)造現(xiàn) 象，這些現(xiàn)象基本的幾何學(xué)特征是什么，以及它們的基本分類。 常常我們?cè)诖T士生招生面試時(shí)候問(wèn)及各種構(gòu)造的分類問(wèn)題， 回答 效果差強(qiáng)人意， 顯示學(xué)生對(duì)這些構(gòu)造類型的理解尚不夠深入， 可 能課堂上沒(méi)有直觀感性認(rèn)識(shí)。 個(gè)人認(rèn)為專業(yè)名詞概念仍然是最基 本的，這是學(xué)習(xí)的基本規(guī)律，要求先記憶，再理解，這是目前普 遍的模式。2. 強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)其次構(gòu)造教學(xué)過(guò)程中必須要強(qiáng)調(diào)實(shí)踐， 耳聽(tīng)為虛，眼見(jiàn)為實(shí)。 舉個(gè)例子，對(duì)于雁列節(jié)理的排列方式（如左行右列，右行左列， 右行右列，左行左列），學(xué)生不好接

3、受，在野外現(xiàn)場(chǎng)針對(duì)雁列脈 的講解則能起到事半功倍的效用， 因?yàn)榭梢袁F(xiàn)場(chǎng)比劃判斷。 在帶 實(shí)習(xí)的過(guò)程中， 了解到學(xué)生對(duì)構(gòu)造現(xiàn)象其實(shí)是很感興趣的， 有些 構(gòu)造現(xiàn)象可以說(shuō)是非常生動(dòng)的圖畫(huà)， 比如說(shuō)褶皺巖層在人們印象 中是冰冷的，強(qiáng)硬的，可是竟然形成各種彎曲的形態(tài)，是什么力 量如此強(qiáng)大？比如華山千尺幢的垂直節(jié)理是如何形成的？在這 些鬼斧神工的構(gòu)造變形現(xiàn)象背后可以想象當(dāng)初巖石受到了多么 強(qiáng)大的應(yīng)力作用，當(dāng)然這些永久性的變形構(gòu)造的形成非一日之 功，尤其褶皺，是長(zhǎng)期緩慢變形的結(jié)果，這也是流變的表現(xiàn)。二、教學(xué)內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)1.關(guān)于斷裂構(gòu)造的教學(xué) 節(jié)理和斷層都屬于斷裂裂隙（ fracture ）。開(kāi)裂面的性質(zhì)可 以

4、幫助判斷是張節(jié)理還是剪節(jié)理。斷層往往具有多個(gè)（組）破裂 面，所以斷層要比節(jié)理復(fù)雜的多， 主要在于其破裂后的復(fù)雜變形 史，由于沿?cái)鄬用娴男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以斷層的效應(yīng)要復(fù)雜得多，斷 層的二元結(jié)構(gòu)是對(duì)巖石在不同構(gòu)造層次變形的直觀反映。 在野外 構(gòu)造地質(zhì)研究中我們觀察斷層效應(yīng)首先是從地質(zhì)圖上發(fā)現(xiàn)和了 解的，大型斷層對(duì)成巖成礦的控制是十分明顯的， 野外所見(jiàn)斷層 帶產(chǎn)狀凌亂及逢溝必?cái)嗟闹V語(yǔ)也比較直觀地反映了對(duì)斷層活動(dòng) 特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)。對(duì)于斷層的野外觀察，在帶學(xué)生野外實(shí)習(xí)過(guò)程中， 首先是要學(xué)生從雜亂的產(chǎn)狀歸納出主要的延伸方向即斷層的走 向，而要做到這一點(diǎn)，必須找到斷層的邊界，因?yàn)樵斐蓭r石斷裂 的能量畢竟是有限的，斷

5、裂不可能無(wú)限擴(kuò)展，在橫向（寬度）和 延長(zhǎng)（走向）都有終點(diǎn)。由于斷裂活動(dòng)依賴的是能量的釋放，能 量大則擴(kuò)展順利，寬度長(zhǎng)度都大，能量大是可以產(chǎn)生很多分支， 末端能量衰減， 則會(huì)產(chǎn)生收縮復(fù)合現(xiàn)象。 斷裂的多次活動(dòng)則會(huì)產(chǎn) 生復(fù)合脈或者使斷層巖的形態(tài)發(fā)生明顯變化， 尤其是粒度的變化 明顯，無(wú)論是脆性斷層或韌性斷層，斷層巖的細(xì)粒化是主要的， 當(dāng)然在韌性斷層后期會(huì)有變質(zhì)重結(jié)晶， 即先細(xì)化后生長(zhǎng)如構(gòu)造片 巖（構(gòu)造片麻巖）等。2. 關(guān)于劈理、線理的教學(xué)劈理是一組密集的平行面， 有時(shí)候在野外我們對(duì)于斷層劈理 常用片理面來(lái)描述， 破劈理常與剪節(jié)理分不清， 在野外有些斷層 是由節(jié)理密集帶發(fā)展而來(lái)， 這樣的節(jié)理常有破劈

6、理的特點(diǎn)， 斷層 的表現(xiàn)也常常以片理化帶的形式出現(xiàn)， 這種平行的裂隙面顯然是 斷層面剪切滑動(dòng)的結(jié)果， 或者表現(xiàn)為擠壓片理化帶。 斷裂劈理與 主斷層面有夾角， 反映斷層運(yùn)動(dòng)中的旋轉(zhuǎn)特征， 銳角指示對(duì)盤(pán)運(yùn) 動(dòng)方向， 片理化帶往往代表了斷層帶的總體產(chǎn)狀。 在褶皺發(fā)育地 區(qū)也常見(jiàn)到層間劈理，可以幫助判斷地層的層序及轉(zhuǎn)折端位置。 這些理論知識(shí)在課本上是平面的，在野外卻是鮮活的、立體的。 比如我們根據(jù)擦痕和階步來(lái)判斷斷層的性質(zhì)， 在課堂上講解學(xué)生 往往理解不透，在野外卻能針對(duì)具體擦痕現(xiàn)象講解得比較清楚， 比如會(huì)涉及線狀構(gòu)造的產(chǎn)狀， 擦痕通常是側(cè)伏的， 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量側(cè)伏 角、側(cè)伏向，并就此判斷斷層的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，是

7、左行右行還是正逆 斷層，都能一清二楚，只要講解一遍，學(xué)生就可以有深刻印象。 擦痕上常有一些低溫的滑抹晶體， 也是一種線理構(gòu)造， 所以這種 構(gòu)造形象從形態(tài)到成因都可以系統(tǒng)地了解， 野外真正是構(gòu)造地質(zhì) 研究的天然實(shí)驗(yàn)室。 對(duì)于線理構(gòu)造的理解， 線理產(chǎn)出往往與褶皺 有關(guān)，大型 B 線理平行于褶皺樞紐方向如窗欞構(gòu)造和石香腸構(gòu) 造，雖然受力方式不一致，但線理延伸方向均平行于運(yùn)動(dòng)學(xué)的 B 軸方向。 桿狀構(gòu)造的石英棒往往是變質(zhì)分異的結(jié)果， 含硅質(zhì)的巖 石在淺變質(zhì)過(guò)程中變質(zhì)分異造成硅質(zhì)組分的相對(duì)集中運(yùn)移， 且沿 著應(yīng)變橢球體的B軸方向延長(zhǎng)，其實(shí)這是構(gòu)造化學(xué)作用的結(jié)果或 者是壓溶作用的結(jié)果， 力學(xué)作用積累的物理

8、能轉(zhuǎn)變成化學(xué)勢(shì)能從 而驅(qū)動(dòng)物質(zhì)的溶解遷移和沉淀，也可以稱之為動(dòng)力分異結(jié)晶作 用。3. 關(guān)于流變學(xué)內(nèi)容的教學(xué) 巖石流變學(xué)現(xiàn)在已成構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的前沿， 如何理解和研究流 變學(xué)，這是教學(xué)的難題。褶皺、劈理都是塑性流變的結(jié)果，流劈 理講的是物質(zhì)組成的重新排列， 是在強(qiáng)烈變形 （應(yīng)變）下的結(jié)果， 流動(dòng)變形特別強(qiáng)調(diào)微觀的塑性變形機(jī)制， 這是顯微構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研 究的內(nèi)容。 巖石的力學(xué)性質(zhì)隨著深度的變化而變化， 這是不同層 次巖石變形差異的根本原因。 總體上強(qiáng)調(diào)巖石在淺部層次是脆性的，深部會(huì)發(fā)生韌性變形即塑性變形， 我們?cè)诘乇砜吹酱罅康墓?jié) 理或者斷裂變形是巖石抬升出露到淺部地表發(fā)生的變形， 一般是 比較晚期的變形

9、， 像褶皺這樣顯示強(qiáng)烈塑形變形的構(gòu)造形跡， 其 形成時(shí)期一般處于一定的深度，是巖石韌性條件下的變形產(chǎn)物， 可以說(shuō)褶皺的形成過(guò)程可以觀察， 斷裂卻是瞬間裂開(kāi)的， 不過(guò)二 者都是長(zhǎng)期受力的反映， 都是應(yīng)變集中釋放的結(jié)果。 斷層片理化 帶代表了強(qiáng)應(yīng)變帶， 反映斷層性質(zhì)有韌性特征， 如果 S-C 面理發(fā) 育就可以稱之為韌性斷層 （剪切帶） ，其實(shí)褶皺也有接觸應(yīng)變帶， 應(yīng)變帶的寬度主要受強(qiáng)硬層的主導(dǎo)， 強(qiáng)硬層的勢(shì)力范圍就是應(yīng)變 帶的寬度，所以無(wú)論斷裂構(gòu)造或褶皺構(gòu)造都是一種力學(xué)變形效 應(yīng)，是有邊界的，再越過(guò)邊界就進(jìn)入正常的未變形的巖石。當(dāng)然 造山帶褶皺變形很強(qiáng)烈，會(huì)使得卷入的地層都發(fā)生強(qiáng)烈的變形。 破裂變

10、形尤其節(jié)理都是脆性變形， 褶皺是流動(dòng)彎曲變形， 韌性斷 層也是流動(dòng)變形， 是一種黏滯變形， 所以褶皺的描述中有黏度的 概念，是一種整體的塑形變形。 只要不強(qiáng)行拉斷， 會(huì)黏結(jié)在一起， 這就是物體的黏性或延展性（韌性），物體彎曲而不斷裂說(shuō)明韌 性好（黏性好）。 三、科研實(shí)踐中對(duì)成礦構(gòu)造的理解 構(gòu)造現(xiàn)象野外觀察的重要性還反映在對(duì)實(shí)際地質(zhì)問(wèn)題的研 究上。在成礦構(gòu)造的研究中，常會(huì)提到導(dǎo)礦構(gòu)造，通常指的是大 斷裂，因?yàn)槌傻V物質(zhì)或流體是來(lái)源于深部的， 雖然地球化學(xué)同位 素研究顯示可能有大氣降水的參與，但流體主體還是深部來(lái)源 的，因?yàn)榈厍騼?nèi)部的水是巨量的， 現(xiàn)在很多研究甚至認(rèn)為地幔流體參與了成礦， 深部存在巨

11、大的流體庫(kù)是不爭(zhēng)的事實(shí)， 地球化學(xué) 塊體中的成礦元素長(zhǎng)期受到這些流體的淋溶， 所以有用元素的濃 度增加，形成了成礦流體，既然是流體就會(huì)流動(dòng)，各類構(gòu)造裂隙 就為流體的流動(dòng)提供了空間， 這就是導(dǎo)礦構(gòu)造， 從礦床學(xué)的角度 來(lái)說(shuō)源、運(yùn)、儲(chǔ)是成礦作用的三個(gè)節(jié)點(diǎn)，容礦構(gòu)造提供了礦質(zhì)沉 淀的空間場(chǎng)所，也就是我們看到的礦床位置。有時(shí)候我們會(huì)犯 “騎驢找驢”的錯(cuò)誤，知道礦床在哪里，礦體在哪里，卻不知道 控礦構(gòu)造在哪里， 顯然對(duì)容礦構(gòu)造的理解還只是停留于表面。 實(shí) 際上從我們的實(shí)踐來(lái)看構(gòu)造形跡如何找尋， 只要看礦床的空間位 置，這也就是礦床大地構(gòu)造或礦床 （礦田） 構(gòu)造研究的靈魂所在。 我們看到的礦床實(shí)際都處在構(gòu)

12、造的節(jié)點(diǎn)上， 尤其是幾組斷裂的交 匯處，如同打疫苗畫(huà)十字一樣，這樣的（成礦）效果最好，各個(gè) 方向的流體都可以匯集到這個(gè)節(jié)點(diǎn)上。 從而有利于成礦。 再比如 板塊構(gòu)造對(duì)成礦的控制， 環(huán)太平洋的斑巖銅金成礦帶， 顯示匯聚 背景下地殼重熔形成的酸性巖漿對(duì)成礦的制約作用， 大的構(gòu)造背 景制約了成礦類型。 中小尺度的斷層及褶皺節(jié)理層間裂隙往往是 直接控制礦體的構(gòu)造，特別是巖性的分層界面，如硅- 鈣面是化學(xué)分界面，是酸堿界面，流體中礦質(zhì)的溶解度受到酸堿度（ pH 值）的影響較大，溶解度大呈流體溶解態(tài)，溶解度小呈沉淀態(tài)。 巖性分界面也是力學(xué)界面， 易于形成裂隙空間， 力學(xué)和化學(xué)雙重 界面性質(zhì)決定了沉淀場(chǎng)所。

13、所以成礦構(gòu)造的研究必須結(jié)合礦體的 特征來(lái)分析， 尤其是礦體的三維形態(tài)表現(xiàn)， 往往有反映礦床成因的奇效。比如我們最近在湘西花垣整裝勘查區(qū)的研究，研究區(qū)的含礦地層為下寒武統(tǒng)的清虛洞組的礁灰?guī)r，地層產(chǎn)狀平緩得量不 到產(chǎn)狀，所以該區(qū)古生代以來(lái)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要是垂直升降運(yùn)動(dòng)， 水平擠壓變形顯然十分微弱。該礦床長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為是層控型礦 床，我們通過(guò)野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)礦體產(chǎn)狀有似層狀及脈狀礦體兩種類 型，似層狀礦體的富礦體呈現(xiàn)團(tuán)包狀或透鏡狀，且通常旁側(cè)都有陡傾脈狀礦化伴隨。脈狀礦體有流體液壓致裂的現(xiàn)象， 角礫巖的 膠結(jié)物有方解石型，白云石型及重晶石型，顯示有不同成分的流 體從深部上升。因此我們提出后生熱液成礦的新觀點(diǎn)

14、，并指出陡 傾脈是深部流體的運(yùn)移通道， 是對(duì)礦床成因的新解釋， 我們提出 的關(guān)鍵成礦因素就是礁灰?guī)r加斷裂構(gòu)造二者復(fù)合地段是有利的 成礦部位，這對(duì)于指導(dǎo)深邊部找礦預(yù)測(cè)具有重要的意義。要講好構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課程十分不易， 主要是構(gòu)造過(guò)于抽象，不 像巖石礦物在室內(nèi)就可以很好地研究，課本上的圖解都是平面 的，實(shí)際地質(zhì)體的構(gòu)造是三維立體的。如何從抽象到具象，唯一 的途徑是野外調(diào)查，這是構(gòu)造學(xué)科不同于礦物學(xué)巖石學(xué)礦床學(xué)的 根本原因。由于野外調(diào)查的艱苦性，尤其是構(gòu)造研究描述性的表 述居多，往往不能發(fā)表高水平論文， 所以近些年來(lái)構(gòu)造學(xué)科的人 才流失嚴(yán)重，地質(zhì)專業(yè)的學(xué)生多數(shù)不愿意從事構(gòu)造方向的研究。 構(gòu)造問(wèn)題就像是疑難雜癥， 同一構(gòu)造現(xiàn)象常有不同的爭(zhēng)論， 比如 斷層性質(zhì)的判斷，多期活動(dòng)常造成正、逆性質(zhì)的轉(zhuǎn)換，所以單純 說(shuō)是正斷層或是逆斷層是過(guò)于簡(jiǎn)單的。 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)非 一日之功，特別是理解和運(yùn)用構(gòu)造地質(zhì)學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際的工程 問(wèn)題和找礦實(shí)踐需要長(zhǎng)期的積累和思考。 常常在野外看到的現(xiàn)象 是孤立的，必須要放到一個(gè)背景中去思考， 也就是情境中去思考， 這樣才能不犯以偏概全或者盲人摸象的錯(cuò)誤。 常常我們提出一個(gè) 理論模型， 是需要尋找一系列證據(jù)做支撐的， 并且反復(fù)修正理論 模型。構(gòu)造地質(zhì)的學(xué)習(xí)需要踏實(shí)的態(tài)度， 現(xiàn)在地學(xué)界對(duì)地球化學(xué)