普通地质学实习基地



北京西山地区地质学野外实习基地位于北京市西北,包括丰台区、门头沟区、昌平区、怀柔区和密云县(并可向外延伸数十公里至房山区的石花洞国家地质公园、全国重点文物保护单位并被列入世界遗产名录的周口店猿人遗址、以及北京延庆硅化木国家地质公园等)(图1),已经有近百年的历史,培养了一代又一代地质人才,成为我国华北地区,并辐射全国的主要地学实习基地之一,是不可多得的地质学教学资源。

北京西山作为地质实习基地,是伴随我国地质高等教育的产生而开始的,最早于开始1913 年。1919年北京大学地质学系恢复招生,学生的野外实习也主要在北京西山进行,教师也多在教课之余到西山进行地质考察,开展地质科学研究。从1918年到1937年间,北大、清华地质系师生在西山进行地质教学实习的同时,作了不少地质调查和地质研究工作,为西山地质实习基地的教学建设奠定了良好的基础(刘庆余,1990)。

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1.1.1 优越的地质地理条件

1. 丰富典型的地质现象,能够满足不同学科和层次的地学教学实习

(1) 沉积岩、岩浆岩和变质岩三大岩类在该区都有发育,是开展基础地质认知实习的首选之地。沉积岩层从太古界至第四系都有分布,包含有碎屑岩和碳酸盐岩等各种沉积岩类型。区内密云县太古界TTG和表壳变质岩系广泛发育,为了解早期地质演化提供了非常好的窗口(贺高品等,1994;金文山等,1999)。密云环斑花岗岩、八达岭岩体等可以为岩浆岩的认知提供了良好的露头(宋彪,1992;崔盛芹等,2003;杨进辉等,2005;高维等,2008)。另外北京西山实习基地南部与中国地质大学周口店实习基地相邻,有著名的房山花岗岩体可以开展岩浆岩及相关地质现象的观测实习;

(2) 区内地层隶属华北地台区,是华北地层的典型代表,尤其中元古界地层发育齐全,地层连续,研究程度较高的十三陵剖面可与蓟县剖面对比(北京市地质矿产局,1991)。也是了解华北板块形成、发展和演化的重要窗口。更为难得的是,这里不仅地层发育齐全,各组地层岩性组合特征典型,而且中生界古生物化石比较丰富,门类众多(刘本培等,1982;杨守仁等,1983),是对学生开展沉积学、地史学教学的首选之地;

(3) 北京西山地区构造地质现象也非常丰富,区内发育典型的箱状褶皱构造和各种断裂构造(马宗晋等,1965;宋鸿林,1966;张之一等,1983;邵济安,1985;张长厚等,2006),并发育典型的低角正断层和变质核杂岩(王玉芳,1985;Zheng et al,1988;Davis et al, 1994, 1996a,b;Passchier et al, 2005)以及丰富的节理、香肠、窗棂等构造现象(马杏垣,1964;1965),区内还是著名的燕山运动的命名地(叶良辅,1920;翁文灏,1927),并开展多的后续研究工作(鲍亦冈等,1983;郑亚东等,2000;赵越等,2004;邵济安等,2004;2005),能够为构造地质学提供充沛的教学素材;

(4) 北京西山及附近地区矿产资源也很丰富,煤矿资源丰富(杨荣丰等,2003)、铁、金等金属矿产在密云、怀柔地区分布广泛(王平安等,1998;Chen et al, 2001),建材、化工材料等非金属矿产资源都有遍及基地之内(赵秀德等,1995;万永平等,2007)为矿物学和矿床学教学提供了良好条件;

(5) 此外,该区地理地貌现象也甚好,山脉、河流、丘陵、平原、森林等不同的地理地貌都有发育,也可以为地理学、第四纪地质学实习提供较好素材。

2. 特殊的地质发展过程和良好的交通条件

(1) 北京西山位于华北板块内部,经历了太古代结晶基底形成阶段、中元古代到古生代稳定盖层阶段,中新生代受到包括太平洋板块俯冲等多种地质作用过程的影响,岩浆活动强烈,具有鲜明的地域代表性(马文璞等,1986;赵越等,2002;邵济安等,2003;王蕊等,2007)。近20年以来, 我国东部岩石圈研究的重要进展是发现该区在中生代晚期发生了明显的岩石圈减薄,现今岩石圈地幔是新生的,并与中国东部大面积、强烈的中生代岩浆活动相对应(邓晋福等,1994,1996;吴福元等,1999;徐义刚,1999;路凤香等,2006;罗照华等,2006),为进一步认识板内造山过程以及中新生代构造演化打开了一扇窗口。

(2) 该区位于北京市郊区,地理位置优越,交通发达,环境优美,物产丰富,为开展野外实习提供了良好的自然条件。

1.1.2 良好的建设基础

明显又深奥的山区与平原交接地貌景观对比清晰,真可谓天然的地质实习室。中国众多的著名地质学家在此学习、在此教学、在此建设,培育了我国成千上万名地质工作者,因此北京西山被称为中国地质工作者的“摇篮”(刘庆余,1990)。

(1)长期且反复多次的实习观测,使北京西山基地的地质内涵得到充分挖掘,丰富且典型的地质现象不断发现,不断积累,使其成为集各种地质教学素材于一身的综合型实习基地;

(2)野外地质研究程度较高,资料总结比较完善。北京西山可以说是地质学在中国的一个圣地,是中国最早进行地质调查的一个地区。自1863年至今,近150年的时间,许多地质科学家在西山地区进行了地质调查,出版发表了大量的文章(杨杰,1982;米家榕等,1984;胡雨帆等,1987;高林志等,2001;吴中海等,2003;万渝生等,2003;袁洪林等,2005;赵越等,2006;高林志等,2007;2008;朱传庆等,2009;Zhang et al,2009;王泽九,2010;李建锋等,2010),为实习基地地质路线和地质现象的选择提供了比较较好的借鉴,使得实习内容和地质路线得以及时更新,有力促进了该实习基地的研究程度;

(3)北京大学地质学系最早将西山地区作为地质实习的基地,建国后,也曾在北京西山寨口地区建设了普通地质教学实习基地,一代又一代的教师和学生在此进行教学实习和研究工作。王嘉荫首先发现了带状展布的NNE方向的变质矿物带——北京西山的硬绿泥石带,并对其进行了相关的研究工作(1951,1964,1978)。近年来,王玉芳、郑亚东老师等在怀柔、密云等地发现低角度韧性剪切带和变质核杂岩,曾经作为30届国际地质大会的考察路线,引起了广泛的影响(王玉芳,1985;Zheng et al,1988;Davis et al, 1994, 1996a,b);邵济安老师等对北京西山中生代的研究,获得较多的新认识,作为了2010年全国岩石学与地球动力学研讨会的野外考察路线,受到了高度的关注(邵济安等,2004;2005);中新世基性岩墙的发现,侏罗系地层的热演化历史的研究,为我们进一步了解新生代的演化提供了一个窗口(Zhang et al, 2009;李建锋等,2010)。

(4)实习得到北京西山地区地方单位的理解和大力支持,房山世界地质公园管理处、北京延庆硅化木国家地质公园、虎峪自然风景区管理处单位对实习工作给予了照顾和支持。北京大学历来重视野外实习工作2010年《野外地质实习实验室建设》过程中,将北京周边普通地质教学实习内容进行了初步建设,在北京大学地质陈列馆专门设立教学实习基地陈列区,将实习基地的基本概况、路线介绍、标本进行陈列,仅将为野外实习教学服务,也将服务于本科生的课堂教学和室内实践教学。

1.1.3 广泛的共享性

由于北京西山实习基地优越的地质-地理条件,每年到该实习基地进行地质学教学实习的院校非常多,我国主要的高等院校及科研院所如北京大学、清华大学、吉林大学、天津大学、中国地质大学(北京)、中国石油大学(北京)、中国矿业大学(北京)、北京科技大学、首都师范大学香港大学、中国科学院研究生院、地质科学院等都把北京西山作为主要野外实习基地。近年来,韩国首尔大学、蒙古也曾在北京西山进行野外地质实习。据不完全统计,每年来该基地实习的院校都有十到十几所,实习学生有到余人次(见附件1和表1)。

由于北京西山实习基地丰富的地质现象,这里既可以进行《普通地质学》教学实习,也可以进行《区域地质填图》教学实习,还可以满足许多本科高年级专业基础课课间实习要求,同时可以针对其丰富多彩的地质现象开展研究性教学实习。此外,前来北京西山实习基地开展地学教学实习的不仅限于地质学专业,许多院校地理系、水利工程学习等的学生也在此开展野外地学实习。致使北京西山基地成为一个适应不同层次和专业的综合型地学实习基地。