地质学基础知识教学大纲

地质学基础知识教学大纲一、课程定位本课程为地球科学、资源勘查工程、环境科学与工程等相关专业的专业基础课，面向本科一、二年级学生开设，旨在系统传授地质学基本概念、理论与方法，搭建地学认知核心框架，为后续《构造地质学》《矿床学》《地貌学》等课程奠定基础。总学时建议64学时（理论48学时+实践16学时），学分为4学分。二、教学目标（一）知识目标1.掌握地球圈层结构、物质组成及演化规律，理解“将今论古”“以古论今”的地质思维逻辑。2.熟悉矿物、岩石分类体系与鉴定特征，能区分三大岩类成因类型与宏观微观特征。3.理解地质构造（褶皱、断层、节理）形成机制与空间规律，掌握地质构造图判读方法。4.掌握地层划分对比原则（地层层序律、化石层序律），了解古生物演化与地质年代学关联。5.系统认知内外力地质作用（构造运动、岩浆活动、风化剥蚀等）的过程、产物及相互作用。6.了解地质灾害（地震、滑坡、泥石流）成因与防治原理，以及地质资源（矿产、能源、旅游）的形成与可持续开发思路。（二）能力目标1.具备野外地质现象（岩石露头、构造形迹、地貌景观）的观察、描述与初步分析能力。2.能运用矿物岩石鉴定方法（肉眼、显微镜）识别常见矿物与岩石，绘制简易地质素描图。3.掌握地质图阅读与分析技巧，能结合剖面图推断区域地质演化历史。4.具备运用地质理论分析工程/环境地质问题（边坡稳定、地下水污染等）的初步能力。5.能通过文献调研、小组讨论，提出地质资源开发或灾害防治的合理化建议。（三）素养目标1.培养“敬畏自然、探索未知”的地质科学精神，树立“人与自然和谐共生”的可持续发展理念。2.提升逻辑推理、空间想象与跨学科整合能力，养成“从现象到本质、从局部到整体”的地学思维习惯。3.增强团队协作意识（野外实习分组观测、数据共享），锻炼科学报告撰写与表达能力。三、教学内容与学时分配（一）第一章地球的宇宙环境与圈层结构（6学时）核心内容：1.宇宙与太阳系演化，地球在宇宙中的位置与特殊性（生命宜居性）。2.地球内部圈层（地壳、地幔、地核）的划分依据（地震波、密度、物质组成），莫霍面、古登堡面的地质意义。3.地球外部圈层（大气圈、水圈、生物圈）的组成、相互作用，“岩石圈”的概念与范围（软流圈之上的刚性圈层）。教学方法：结合“大陆漂移学说”“板块构造理论”发展历程，动画演示地震波传播路径，对比类地/类木行星结构差异。（二）第二章矿物与岩石（10学时，含2学时实验）核心内容：1.矿物定义、晶体化学基础（晶格类型、化学键），常见矿物物理性质（颜色、条痕、硬度、解理、光泽）及鉴定要点（石英、长石、方解石等为例）。2.岩浆岩成因（岩浆分异、结晶作用）、结构构造（显晶质/隐晶质、斑状/似斑状等），分类体系（SiO₂含量、矿物组合）与代表性岩石（花岗岩、玄武岩等）。3.沉积岩形成过程（风化、搬运、沉积、成岩），结构（碎屑/泥质/生物结构）与构造（层理、波痕、化石），分类（碎屑岩、黏土岩、化学岩）与代表性岩石（砂岩、页岩、石灰岩）。4.变质岩成因（区域/接触/动力变质），变质作用类型（重结晶、交代、变形），结构（变晶/变余结构）与构造（片理、片麻理），分类与代表性岩石（大理岩、片麻岩等）。实验内容：肉眼观察矿物标本（硬度测试、解理观察），显微镜下识别岩石薄片（岩浆岩矿物组成与结构、沉积岩碎屑颗粒与胶结物）。（三）第三章地质构造（12学时，含3学时实践）核心内容：1.岩层产状要素（走向、倾向、倾角）与测量方法，水平、倾斜、直立、倒转岩层的识别。2.褶皱构造基本类型（背斜、向斜）、形态分类（直立/倾斜/倒转/平卧褶皱），野外识别标志（地层重复、地貌特征）与形成机制（水平挤压、垂直隆升）。3.断裂构造类型：节理（原生/构造节理的力学性质与发育规律）；断层（正/逆/平移断层的几何特征、运动方向判断，断层带构造岩与地貌标志）。4.地质构造图判读：利用等高线、地层代号、构造符号分析褶皱形态、断层性质，绘制地质剖面图。实践内容：校园或周边地区地质构造踏勘（测量岩层产状、识别小型褶皱与节理），运用软件（如GeoScene）模拟构造演化过程。（四）第四章地层与古生物（8学时）核心内容：1.地层学基本原理：地层层序律（原始水平、下老上新）、化石层序律（生物演化不可逆性）、地层对比方法（岩石/生物/年代地层）。2.地质年代学：相对地质年代（宙、代、纪、世的划分依据）与绝对地质年代（同位素定年原理，如U-Pb、K-Ar法），地质年代表的建立与主要生物演化事件（寒武纪生命大爆发、二叠纪生物灭绝）。3.古生物的生态与演化：化石形成条件、保存类型（实体、模铸、遗迹化石），典型化石（三叶虫、菊石、恐龙等）的地质意义，生物演化规律（渐变与突变、趋同与趋异）。教学延伸：结合“澄江动物群”“热河生物群”实例，探讨古生物研究对地球环境演化的启示。（五）第五章地质作用（12学时）核心内容：1.内力地质作用：构造运动（水平/垂直运动的表现，如山脉隆升、盆地沉降）；岩浆作用（侵入/喷出作用的产物、对成矿的控制）；变质作用（不同变质类型的温压条件与岩石响应）。2.外力地质作用：风化作用（物理/化学/生物风化的类型与产物，风化壳的形成）；剥蚀作用（河流、冰川、风、海洋的剥蚀方式与地貌）；搬运作用（机械/化学搬运的介质与特点）；沉积作用（机械/化学/生物沉积的环境与沉积物特征）；成岩作用（压实、胶结、重结晶的成岩方式与沉积岩形成）。3.内外力作用的相互关系：如构造隆升促进风化剥蚀，沉积作用填充构造盆地，地质作用对地貌演化的驱动（如青藏高原隆升与亚洲季风演化）。（六）第六章地质灾害与防治（6学时）核心内容：1.地震：成因类型（构造/火山/塌陷地震），震级与烈度的区别，地震带的分布（环太平洋、喜马拉雅-地中海地震带），地震监测（地震仪、前兆观测）与抗震设防原则。2.滑坡与泥石流：形成条件（地形、岩土体性质、水动力、人类活动），发育过程（蠕动、滑动、流动），识别标志（滑坡壁、滑坡台阶、泥石流扇），防治措施（工程治理：抗滑桩、挡土墙；生物治理：植被恢复；监测预警：InSAR、雨量监测）。3.其他地质灾害：崩塌、地面沉降、地裂缝的成因与防治思路，地质灾害的综合风险管理（风险评估、应急响应、社区防灾教育）。（七）第七章地质资源与可持续发展（6学时）核心内容：1.矿产资源：金属矿产（如铁矿、铜矿）的成矿类型（岩浆型、沉积型、变质型），非金属矿产（如煤炭、油气、石灰岩）的形成环境与分布规律，矿产资源的勘探方法（地质填图、物探、化探、钻探）。2.地质旅游资源：地质公园的类型（丹霞、喀斯特、火山地貌），地质遗迹的科学价值与保护策略（如张家界石英砂岩峰林、五大连池火山群）。3.资源开发与环境保护：“绿水青山就是金山银山”的理念，绿色矿山建设（减量化、再利用、资源化），地质碳汇（碳酸盐岩固碳、土壤有机碳封存）的潜力与实践。四、教学方法1.案例驱动教学：以“汶川地震的地质背景”“柴达木盆地盐湖成矿”“张家界砂岩峰林形成”等真实案例为线索，串联知识点，培养问题意识。2.实践教学体系：室内实验：矿物岩石标本鉴定、显微岩相分析、地质图数字化绘图。野外实习：分阶段开展（校园周边基础地质认知、区域地质综合实习），训练“看、测、记、绘、析”的野外工作能力。3.小组协作学习：围绕“城市地质安全”“新能源开发的环境影响”等主题，组织小组调研、汇报，提升团队协作与思辨能力。4.多媒体与虚拟仿真：利用“谷歌地球”展示全球地质地貌，通过“虚拟野外实习平台”模拟复杂地质场景（如深海热液区、冰川运动），突破时空限制。五、考核方式1.平时考核（30%）：作业：地质现象分析报告（如“家乡的岩石类型与成因”）、矿物岩石鉴定表、地质图判读作业。课堂表现：提问回答、小组讨论参与度、案例分析汇报。实验报告：矿物岩石鉴定报告、构造观测实习报告。2.期末考试（50%）：闭卷笔试，题型包括选择题（概念辨析）、简答题（理论应用）、综合分析题（如“分析某地区地质演化历史”“设计地质灾害防治方案”），侧重知识整合与问题解决能力。3.实践考核（20%）：野外实习报告（含地质素描、剖面绘制、演化史分析）、标本鉴定实操（识别10种常见矿物、5种岩石）。六、教材与参考资料（一）推荐教材《地质学基础》（第三版），宋春青、邱维理、张振春，高等教育出版社（经典教材，体系完整，案例丰富）。《PhysicalGeology》（12thEdition），CharlesC.Plummer等，McGraw-Hill（国际视角，融入前沿研究成果）。（二）参考资料学术著作：《中国区域地质概论》（地质出版社）、《普通地质学》（舒良树，地质出版社）。期刊文献：《地质学报》《岩石学报》《Geology》（追踪学科前沿，如板块构造新模型、行星地质学进展）。数字资源：中国地质博物馆官网（标本数据库、科普视