基于OBE理念和课程思政的野外地质实习课程线上线下混合式教学模式探索

野外地质实习是地学类等高校专业人才实践能力和创新能力培养的重要环节,其线上线下混合式实习模式值得探索和完善。原有地质实习多以教师为中心,不利于发挥学生的主体学习能力;教学方式主要为线下教学,常受特殊事件(如疫情、极端天气等)的影响;课程思政与实习课程教学有效融合不够,造成课程思政环节滞后;考评方式不能客观地反映实习课程的教学效果和学生的综合学习效果等。针对这些问题,基于工程教育成果导向教育理念和课程思政建设纲要,紧密围绕野外地质实践教学实习课程特点和实践内容,以树立正确价值观、知识传授和能力培养作为实习课程三位一体的教学目标,充分利用现代信息技术,构建了野外地质实习课程线上线下混合教学模式;深度挖掘、精心设计课程思政内容并有机融入线上和线下教学,达到润物细无声的协同育人效果。构建全方面多元立体全生命周期课程教学评价体系,提升和优化线上线下教学效果,着力培养创新型地学人才的综合素质,提升野外地质实习课程的教育教学质量。

宁夏海原西华山地区金矿床地质地球化学特征及成因分析

宁夏海原西华山金矿区位于秦岭—祁连—昆仑造山带之祁连构造成矿带,在该矿区已发现马场和柳沟2个金矿床。区内含矿地层为长城系海原群变质地层,矿脉受断裂带控制,矿石类型主要为蚀变煌斑岩型、石英脉型和蚀变岩型。为了查明西华山金矿区矿床成因类型和成矿过程,对马场和柳沟2个金矿床开展了野外地质调查、流体包裹体显微测温和H-O-S同位素地球化学研究工作。研究表明:马场和柳沟金矿床石英流体包裹体均一温度范围分别为140.1~382.6℃和203.2~353.9℃,集中在250~260℃和270~280℃;盐度[w(NaCleq)]分别为2.57%~10.72%和5.28%~12.08%,集中在6%~7%和7%~8%;成矿期成矿流体δD值分别为-86.5‰~-87.2‰和-90.2‰~-91.6‰,δ^(18)O值分别为7.4‰~8.7‰和8.7‰~10.0‰;2个矿区矿石黄铁矿中δ^(34)S分布范围为-1.00‰~0.27‰。综合研究认为,区内金矿成矿流体属于中低温、中低盐度的流体,主要来源于岩浆水;硫也主要源于岩浆,有少量可能源于围岩地层;区内金矿床属于与晚古生代中酸性岩浆活动有关的中低温低盐度岩浆热液型金矿。

黔西南架底金矿床载金黄铁矿成矿物质来源和成矿机制探讨:来自原位硫同位素的证据

架底金矿床是黔西南玄武岩分布地区较为典型的金矿床之一,该矿床载金黄铁矿普遍具有环带结构,显示出多期次、多来源的特征,对成矿物质来源和矿床成因研究提出挑战。本文基于野外认识和室内显微镜下的观察,将不同形态的黄铁矿划分为三个期次:①成矿前的黄铁矿为草莓状黄铁矿,是沉积期黄铁矿的典型代表;②成矿期的黄铁矿有两种:一种呈自形‒半自形,粒径较大,几十微米到100μm不等,核部有较多的裂隙发育,背散射图像显示核部周围发育有环带,通常呈脉状产出;另一种为均质结构的细粒五角十二面体的黄铁矿,粒径大约都在50μm左右,无环带结构;③成矿期后的黄铁矿颗粒较大,多为立方体和不规则状产出,同样也发育有环带结构。在此基础上,利用LA-MC-ICP-MS分析方法对不同期次的黄铁矿进行原位S同位素测试,结果显示:成矿前无环带黄铁矿δ34S的值为-23.47‰~-19.76‰,表现为较大的负值,显示沉积硫的特征;成矿期的环带黄铁矿以及同期均质五角十二面体黄铁矿的δ34S值为-1.39‰~4.45‰;成矿期后的环带黄铁矿δ34S的值为-1.57‰~-0.91‰,两者整体均显示岩浆硫的特征,但属于不同阶段的产物。综合前人研究成果,推测成矿物质主要来源于地幔,有部分地壳物质的混入,可能经历了两个过程,首先是铁白云石与富集CO_(2)的流体反应,释放出Fe^(2+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)离子,形成白云石,为之后的硫化、黄铁矿化提供必需的Fe质,随后含H3AsO_(3)^(0)、[Au(HS)2]–、富H_(2)S的还原性流体与Fe^(2+)反应形成含砷黄铁矿、黄铁矿,金以Au+的形式进入含砷黄铁矿,完成富集。

岩浆核杂岩和变质核杂岩特征对比及控矿实例--南秦岭牛山-凤凰山变质核杂岩和牛山北岩浆核杂岩构造群落及控矿模式

以南秦岭牛山-凤凰山变质核杂岩和牛山北岩浆核杂岩为例,通过核杂岩的构造群落、变质程度、岩浆侵位与变形时代、构造层次与演化、控矿特征与控矿构造-蚀变岩相填图及测年研究,对比2类核杂岩的特征及其控矿作用。结果表明,2类核杂岩有相似的结构样式,但构造群落和演化差别较大。牛山-凤凰山变质核杂岩核部为新元古代武当岩群和耀岭河岩组中深变质岩,其中可见新元古代石英闪长岩和加里东期辉石岩-辉绿岩株,说明是在新元古代或加里东期形成的。核杂岩与外围震旦系-泥盆系浅变质岩间由剥离断层及韧性剪切带分割。志留系梅子垭岩组为浅变质强变形的岩片组合,发育多层次韧性剪切、固态流变、滑脱-逆冲-走滑变形3期新生面理及其置换。而牛山北岩浆核杂岩核部和外围是浅变质岩,在核部和外围填图、测试时发现新元古代、早古生代、三叠纪、侏罗纪4期侵入岩,与岩浆核杂岩相关的有三叠纪-早侏罗世二长花岗岩株和晚侏罗世花岗岩脉2期侵入岩。研究发现,与岩浆核杂岩伴随的岩浆侵位、韧性剪切变形与热变质增温-变斑晶加大-自然金沿S 2面理分布-金矿化热液蚀变等的时代均集中在晚三叠世-侏罗纪,指示了时代较新的陆内造山期岩浆核杂岩的脆-韧性剪切变形-立交桥式岩浆-热力垂向增生-热液蚀变成矿时空关联特点及深部找矿方向。

野外地质实践教学过程中信息化技术应用与教学改革——以汉中梁山野外地质实践教学为例

针对野外地质教学过程中存在因场景变化快而重现性差,地形陡峭或潜在滚石因素不能近距离观察,地质现象不会自我表述而观赏性不足,疫情、时间或天气原因影响野外教学实习进度等问题,本文以汉中梁山野外地质实践教学为例,将信息化技术应用到实践教学中,主要开展了以下工作:把野外实习内容和调研工作方法搬到虚拟仿真实验教学中,将知识点学习和方法技能训练融入闯关式路线虚拟仿真教学中;编制了视频讲解小程序,通过扫描二维码让实习路线或剖面中的重要地质现象能够自动播放、自我介绍、反复练习;制作岩矿标本三维模型并集成显微组构与岩矿化学分析等,协助岩矿成因分析和定量化评价指标等工作;通过师生间教-学-研-习-思-创结合训练,提升实习基地研究水平和信息化应用程度,促进师生间实习教学环节的多模块化和菜单式教与学任务;将课程思政融入野外实践教学环节。野外实践教学改革中融合辩证思维、思政范例、虚拟仿真、信息化技术与实施“四化”教学改革,持续提高了师生对实习基地及周邻区地质科学问题的研究程度与教学质量,提升了学生对野外实习的学习兴趣和学习效率,取得了良好的教学改革成效。

海南富文金矿床矿石、围岩及地层元素地球化学特征及地质意义

海南富文金矿床位于华南褶皱系五指山褶皱带北缘,主要出露早白垩世鹿母湾组(K1l)含砾碎屑沉积岩。金矿体呈脉状和似层状赋存于鹿母湾组砂岩层间破碎带中。为进一步探讨富文金矿的成矿物质来源,对石英脉型矿石、赋矿围岩鹿母湾组碎屑沉积岩及岩浆岩进行主量、微量和稀土元素测试分析。结果显示:矿石与围岩地层、岩浆岩具有相似的微量元素变化趋势以及相似的稀土配分模式,预示着成矿与地层、岩浆岩关系密切。早白垩世石英闪长岩、细粒花岗岩和碎屑沉积岩均为矿体的形成提供了成矿物质,矿床类型为岩浆热液型金矿。

基于卷积神经网络和黄铁矿大数据判别金矿类型

黄铁矿是金矿中普遍存在的金属硫化物,其微量元素含量信息可以揭示出矿物形成时的相关矿物和流体组成与结晶特征,因此不同期次与金矿有关的黄铁矿及微量元素信息可以被用来预测矿床的类型。且相关研究历史已久,积累了大量的研究资料,然而由于研究思想和手段的局限性,传统方法往往存在无解性或多解性问题。随着大数据思想的发展和推广,研究人员试图采用机器学习算法来解决此类问题,已取得不错的效果。本次研究根据深度学习思想建立黄铁矿微量元素数据集并进行深入研究,采用“成分数据图像化”和“数据增强”等手段,解决了前人采用深度学习方法进行此类分类任务时遇到的数据不平衡问题和卷积神经网络无法直接读取数据的问题。本文对比分析了基于四种卷积神经网络模型(Mobilenet V2、Resnet 50、VGG 16和VIT)采用黄铁矿微量元素成分数据进行金矿类型分类任务的精度与效果,发现采用卷积神经网络算法可以基于黄铁矿成分数据对不同类型金矿进行较为精准的分类任务。此方法比传统图解法具备更高的精准度与泛化能力,通过对金矿类型的预测可以为找矿勘查和深部预测工作节省成本,也为深度学习在地质矿产研究方面的应用和推广提供全新思路,具有一定的推广价值。

基于未确知测度的崩塌危险性综合评价模型研究及应用

针对进行崩塌危险性评价存在不确定因素,通过对影响崩塌地质灾害危险性指标条件的研究,充分考虑各方面的因素,选用信息熵和未确知测度理论方法,建立崩塌危险性等级评价和排序模型。从实际地质条件出发,考虑影响崩塌危险性的15项因素,根据实测数据建立各影响因素的未确知测度函数。该模型针对崩塌危险性评价中的诸多不确定影响因素,根据实际情况,分别对其进行定性和定量分析,并利用信息熵理论确定各指标权重,依照置信度识别准则对崩塌危险性进行等级判定,并对其危险性进行排序。将该方法应用于S303线映秀至卧龙段公路17处崩塌的危险性评价,研究结果表明:该方法科学合理,意义明确,为今后崩塌危险性评价提供借鉴意义。

多源数据融合技术及其在地质矿产调查中应用

针对地质矿产调查的特点,介绍了多源数据融合技术的概念、基本方法,总结归纳了其在地质矿产调查中工作流程、实施步骤、注意事项,分析了多源数据融合技术在地质矿产调查中的应用意义。结合新疆黑山岭东南一带1:50 000区域地质矿产调查项目,采用多源数据融合技术,在构造信息和矿化蚀变信息提取中,对遥感图像数据和地质、地球物理、地球化学数据进行了融合处理和叠合显示,取得了较好的地质效果。

孤岛工作面回采巷道围岩松动圈测试与应用

为对工作面回采巷道围岩稳定性进行客观正确评价并选择合理的支护参数，采用BA—Ⅱ型松动圈测试仪对石圪节煤矿2123含断层孤岛煤柱工作面运输巷和回风巷煤体围岩进行了松动圈测试。测试结果表明：2123断层孤岛煤柱工作面运输巷和回风巷的松动圈范围在0．9～1．5m，随着测站离工作面越近，煤壁的松动圈越大，应用松动圈理论和现场实测资料，为巷道的超前加固提供了可靠的依据，保证巷道的正常使用和回采的顺利进行。

基于CAD和“3S”的数字化地质填图

从地矿信息化工程发展的角度出发,分析了实现数字化地质填图的意义,结合地矿勘查、开发特点,详细介绍了CAD技术在数字化地质填图中的方法、工作流程、创新成果及应用意义,阐述了数字化地质填图建立在"3S"技术基础上的应用方法、发展趋势,并结合上述技术归纳了数字化地质填图的工作流程,讨论了数字化地质填图技术系统的研究和开发在未来的发展方向。

基于AutoCAD的数字化矿图模板文件的创建

分析了创建数字化矿图模板文件的重要意义,阐述了数字化矿图模板的定义及创建数字化矿图模板文件的主要依据,介绍了数字化矿图模板文件创建过程及关键技术,包括图形界限、绘图单位、坐标系、图层、线型、线宽、颜色、文字样式、标注样式和布局等的设置,提出了数字化矿图模板文件应用注意的问题。不同图幅数字化矿图模板文件的创建,加快了绘图速度,保证了各种图形文件使用标准的一致性。

基于AutoCAD的采矿地质标准图库的创建

分析了创建采矿地质标准图库的重要意义,阐述了采矿地质标准图库的内容组成、主要功能及创建的原则。分别介绍了基于AutoCAD系统的采矿地质标准线型库、采矿地质标准填充图案库、采矿地质标准图层库、采矿地质标准图例库、采矿地质标准图元库5个图库的创建方法、关键技术及应注意的问题。采矿地质标准图库的创建成功给矿图数字化设计、绘制与管理技术的研究和应用提供了必要的条件。

断层孤岛煤柱轻放工作面矿压显现规律研究

针对石圪节煤业公司2123断层孤岛煤柱轻放工作面煤层的地质条件与顶底板的具体情况,制定了矿压观测的内容及方法,进而对工作面液压支架工作阻力、初次来压、周期来压,顶煤运移规律,巷道围岩变形进行实测分析,得到矿压显现的规律,从而为断层孤岛煤柱的成功开采提供了科学的依据。

二维及三维矿图的绘制

介绍了AutoCAD软件平台的二维矿图数字化的主要方法和绘制的具体步骤,以及在绘制三维矿图中,手工绘制的具体步骤和用软件编程的基本思想。

野外地质实习虚拟仿真实验教学平台建设与思考

野外实习是培养合格地质人才的重要环节和专业特色,对培养学生兴趣、巩固专业知识、提高实践能力等有着不可替代的作用。然而传统野外地质教学实习中存在效率低、成本高、互动性和共享性差等问题,虚拟仿真教学很好地弥补了此缺陷。通过以汉中梁山野外地质实习基地为例,介绍了长安大学地质学类专业野外地质实习的发展现状,实习目的和任务,分析了传统野外地质实习存在的问题,探讨了汉中梁山野外地质实习虚拟仿真教学平台建设的思路和拟解决的关键问题。

基于AutoCAD的矿井测量填图

针对手工测量填图工作量大、效率低和目前大部分自动填图软件所存在的问题,结合矢量化矿图的特点,通过高级语言这一桥梁作用,基于VB编程技术对AutoCAD进行二次开发,实现了测点的自动展绘,既减少了人工填图的工序,也提高了填图的效率。

基于B/S模式的矿图管理信息系统研究

分析了传统矿图管理模式存在的问题及基于B/S模式的矿图管理信息系统开发的意义,结合矿山企业的实际情况,采用ASP技术设计了基于B/S模式的矿图管理信息系统,实现了矿图送审、审批、保存和查阅等图纸管理工作的流水作业,提高矿图审批和管理工作的效率。

基于未确知的矿产预测评价研究——以青海虎头崖矿田为例

从矿产预测评价中3种数据误差来源分析,归纳总结矿产定量化预测中不确定性的表现形式。针对进行矿产定量化预测与未确知评价存在不确定的特点,借鉴前人的研究成果,将未确知测度理论引入矿产定量化预测与未确知评价中,建立基于未确知测度理论的矿产定量化预测与未确知综合评价模型。将该模型应用于青海虎头崖矿田矽卡岩型铜铅锌多金属矿床4个矿带的成矿有利度评价,考虑影响成矿有利度的9项因素,建立各影响因素的直线型未确知测度函数,并利用信息熵理论确定各指标权重,依照置信度识别准则对成矿有利度进行等级判定,并对其进行了排序。研究结果表明,该方法科学合理,意义明确,为今后矿产定量化预测与未确知评价提供了一定的借鉴。

基于CAD、GIS和VR的三维矿图数字化

从数字化角度出发,分析了矿图和实现三维矿图数字化工作的意义,探讨了基于CAD、地理信息系统(GIS)和虚拟现实技术(VR)基础上的三维矿图数字化的相关技术,以及目前使用的相关软件,三维矿图数字化工作已取得了一些进展,在理论研究和实际应用方面具有重要的价值。