張 達(dá)

( 中國地質(zhì)大學(xué)，北京)

地質(zhì)圖是我們用來了解地球的最重要和最有價值的工具。隨著人類社會的不斷發(fā)展以及對地球資源與環(huán)境的依賴性逐漸增強(qiáng)，地質(zhì)圖用途越來越廣，以至于在發(fā)達(dá)國家，地質(zhì)圖已經(jīng)成為公眾需求度較高的科學(xué)產(chǎn)品。地質(zhì)填圖是地質(zhì)圖形成過程的唯一途徑，同時也是地質(zhì)工作中最基本的環(huán)節(jié)。因此地質(zhì)填圖工作的水平，直接影響到利用地質(zhì)圖進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用的成果。絕大部分地質(zhì)填圖人員都經(jīng)歷過系統(tǒng)的大學(xué)階段的地質(zhì)填圖理論知識的學(xué)習(xí)和野外實踐的訓(xùn)練，因此大學(xué)在培養(yǎng)地質(zhì)填圖人才過程中負(fù)有重任。這就要求學(xué)校必須形成一套比較系統(tǒng)的針對大學(xué)生的地質(zhì)填圖教育思想及培養(yǎng)方式，特別是地質(zhì)填圖過程中積極的科學(xué)思維及先進(jìn)的地質(zhì)填圖方法和手段是提高地質(zhì)填圖水平的重要保障。

美國及歐洲的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查起步較早，地質(zhì)填圖基礎(chǔ)理論及填圖技術(shù)方法處于國際先進(jìn)行列，也非常重視通過大學(xué)培養(yǎng)高水平的地質(zhì)填圖人才。美國地質(zhì)調(diào)查局 ( USGS) 發(fā)布的 美 國 國 家 合 作 地 質(zhì) 填 圖 計 劃 ( National Cooperative Geologic Mapping Program) 、《NCGMP 2007 ～2011 年計劃草案》明確表明要通過大學(xué)地質(zhì)填圖培訓(xùn)計劃 ( EDMAP) 、學(xué)生職業(yè)教育計劃 ( SCEP) 和門登霍爾計劃 ( Mendenhall Program) ，使美國下一代人具備地質(zhì)填圖的相關(guān)知識和經(jīng)驗。美國大學(xué)針對地質(zhì)及相關(guān)專業(yè)本科生的地質(zhì)填圖培養(yǎng)方式也相應(yīng)較為系統(tǒng)和完善，培養(yǎng)了大量的具有地質(zhì)填圖基本功及科學(xué)思維能力的地質(zhì)人才。通過對美國大學(xué)本科生地質(zhì)填圖教育模式及實際參與野外填圖過程的了解，本文簡要總結(jié)了美國大學(xué)生地質(zhì)填圖教育的一些特點。

一、地質(zhì)填圖的目的性明確

美國一些大學(xué)在對地質(zhì)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行正式的地質(zhì)填圖訓(xùn)練之前，首先開展地質(zhì)填圖目的性的教育，并將其納入地質(zhì)填圖過程中一個非常重要的環(huán)節(jié)。具有豐富地質(zhì)填圖經(jīng)驗的教授開展這一階段教育培訓(xùn)，主要從地質(zhì)填圖的主要目的、經(jīng)典實例以及結(jié)合實際填圖任務(wù)進(jìn)行講解。

讓學(xué)生了解有目的地認(rèn)識自然界是非常重要的。在認(rèn)知地球表面或近地表龐大物質(zhì)的過程中，可能會形成一種印象: 地球表面的巖石或一些松散物質(zhì)的分布不成體系，甚至非常無序。為了獲取礦產(chǎn)資源、保護(hù)環(huán)境、規(guī)劃建設(shè)以及解決地球的形成與演化等方面的基礎(chǔ)地質(zhì)問題，必須弄清這些地殼物質(zhì)的復(fù)雜分布特征，因此需要一套行之有效的方法來組織及綜合處理地表或近地表的這些原始信息，然后利用這些信息開展進(jìn)一步有效的工作。這種認(rèn)知自然的最基本的方法就是地質(zhì)填圖。

地質(zhì)學(xué)史的講解有助于學(xué)生對地質(zhì)填圖重要性和科學(xué)性的認(rèn)識。一個經(jīng)常提到的例子是 1801 年威廉·史密斯完成的第一幅反映巖石分布地質(zhì)圖的產(chǎn)生過程及重大科學(xué)意義。威廉·史密斯最初目的是為了在大不列顛運河建設(shè)過程中能快速了解運河周圍巖石性質(zhì)( 包括巖石硬度、滲水性等特征) 。他的重大突破在于通過地質(zhì)填圖認(rèn)識到: 一套沉積巖中含有的化石，從巖層的底部到頂部具有特定的規(guī)律和次序，這種次序在其他巖層中也存在，甚至出現(xiàn)在英格蘭的其他地區(qū)。正如史密斯描述的那樣，每一地層含有特定的化石或化石組合，并可以以此來與其他地層相區(qū)分，這就是著名的 “化石層序律”提出的過程?；A(chǔ)的地質(zhì)填圖也能提出重大的科學(xué)理論，這種經(jīng)典實例的提出對于增強(qiáng)學(xué)生對地質(zhì)填圖的重要性認(rèn)識以及形成良好的科學(xué)思維非常必要。

結(jié)合實際任務(wù)開展填圖目的性教育也產(chǎn)生較好的效果。美國西部的 Sierra Nevada 山脈由中生代花崗巖復(fù)合巖基構(gòu)成。長期以來，美國南加州大學(xué)地質(zhì)系選擇該區(qū)作為地質(zhì)填圖的重要研究區(qū)。Sierra Nevada 復(fù)合巖基是大陸島弧型花崗巖巖基的典型代表，是科迪勒拉花崗巖巖基的一部分，被認(rèn)為是一殘余的大陸島弧。其相鄰區(qū)東部為大谷地 ( Great Val-ley) ，西部為盆嶺省 ( Basin and Range Province) 。這一特殊的構(gòu)造單元中有很多需要解決的科學(xué)問題: 如地形地貌形成的深部背景、對區(qū)域氣候的影響、花崗巖體侵位機(jī)制、花崗巖成分與深部巖石圈性質(zhì)的關(guān)系等。在開展地質(zhì)填圖工作前，南加州大學(xué)經(jīng)常就某些關(guān)鍵地質(zhì)問題開展各種研討會，這些問題的提出首先能激發(fā)學(xué)生探索自然界的興趣，進(jìn)而帶著解決這些問題為目的開展地質(zhì)填圖工作，使科學(xué)問題的解決與科學(xué)思維的培養(yǎng)緊密結(jié)合起來。

二、科學(xué)可信度的重要性

地質(zhì)填圖都有一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。這些標(biāo)準(zhǔn)旨在使地質(zhì)填圖人員盡量提供完整清晰的點、線、面等地質(zhì)信息，并在地質(zhì)圖上表達(dá)不同特征的地質(zhì)現(xiàn)象，同時使地質(zhì)圖的使用者也能準(zhǔn)確完整接受這些信息。地質(zhì)圖表達(dá)的各種信息要能被地質(zhì)圖的不同使用對象進(jìn)行清楚有機(jī)的溝通和接受。因此地質(zhì)圖所提供的信息應(yīng)該是準(zhǔn)確無誤的，其地質(zhì)內(nèi)容與表達(dá)方式都應(yīng)該符合一定的地質(zhì)填圖標(biāo)準(zhǔn)。這一點在大學(xué)生地質(zhì)填圖教育都首先加以強(qiáng)調(diào)。但地質(zhì)人員是地質(zhì)填圖的主體，美國大學(xué)教育更加注重發(fā)揮人的主觀能動性。他們的教育強(qiáng)調(diào)某些填圖標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)該被生搬硬套地使用或者說以一種方式過度約束地質(zhì)學(xué)家對地質(zhì)現(xiàn)象的觀察、描述、解釋甚至成圖。相反要使規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)適合某種特別地質(zhì)現(xiàn)象和背景。如一種新的經(jīng)過修改的符號或圖例，如果被發(fā)現(xiàn)具有廣泛的適用性，應(yīng)該被周期性地納入到標(biāo)準(zhǔn)修改的計劃中。注重科學(xué)家的主觀能動性的同時，更要強(qiáng)調(diào)所有被觀察到的地質(zhì)現(xiàn)象的科學(xué)可信度，這是一個非常重要的概念。地質(zhì)填圖過程中地質(zhì)學(xué)家經(jīng)常會遇到這樣一種情形，對所觀察到的地質(zhì)現(xiàn)象的描述或解釋到底有幾分信心。因為有很多因素影響地質(zhì)人員對地質(zhì)現(xiàn)象的觀察及認(rèn)知程度，如露頭不發(fā)育、地質(zhì)現(xiàn)象模糊不清、所掌握的知識范圍或?qū)I(yè)方向的差異等。正是由于地質(zhì)填圖過程中受以上存在的或更多的因素影響，我們更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)野外觀察、分析的科學(xué)可信度。因此所獲得的地質(zhì)圖件并不是僅限于填圖地質(zhì)人員本身，而是要受到大多數(shù)專業(yè)或部分非專業(yè)群體的使用。實際上對地質(zhì)現(xiàn)象的觀察描述并不能絕對地以 “可信”或 “不可信”來決定。很多地質(zhì)現(xiàn)象由于發(fā)育程度不一樣或認(rèn)知水平不一而可以將觀察描述劃分為多個級別用來反映內(nèi)容的科學(xué)可信度，使使用者能夠從基礎(chǔ)描述中客觀分析科學(xué)現(xiàn)象所提供的科學(xué)信息。而不是不加分析地肯定或否定，誤導(dǎo)使用者。例如，巖體的流線和流面一直在野外觀察過程中較難進(jìn)行系統(tǒng)測量，因為流線和流面的發(fā)育程度不一。如果要測量發(fā)育特別清晰的流線和流面產(chǎn)狀，就必定要丟失很多構(gòu)造信息。南加州大學(xué)師生在 Sierra Nevada 花崗巖體觀察過程中引導(dǎo)學(xué)生將流面和流線分為5 個級別，代表發(fā)育程度及能觀察到的程度。所有巖體露頭上的流面和流線均進(jìn)行產(chǎn)狀測量，并附上級別號及其他特征。這樣使用者可以根據(jù)地質(zhì)現(xiàn)象描述的科學(xué)可信度決定使用的程度，達(dá)到客觀分析的目的。

三、自主能動性的培養(yǎng)

地質(zhì)填圖不應(yīng)該是一種簡單的生產(chǎn)過程，而是一種復(fù)雜的研究解決基礎(chǔ)地質(zhì)問題的過程。地質(zhì)填圖對地質(zhì)人員的自主能動性要求非常高，思考與總結(jié)始終貫穿地質(zhì)填圖全過程。教師對學(xué)生經(jīng)常強(qiáng)調(diào)的是首先通過自主思考提出解決一個地質(zhì)問題的最初模型，然后在地質(zhì)填圖過程中根據(jù)觀察、分析結(jié)論不斷修正模型。一個模型經(jīng)過多次修改后，逐步得到完善，逐漸趨向正確。在實際填圖過程中，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在填圖的開始都會在記錄本提出一個基本的地質(zhì)模式，每天都進(jìn)行修改，最終得到一個經(jīng)得起檢驗的地質(zhì)模型。學(xué)生在地質(zhì)填圖過程中不斷思考的同時，也培養(yǎng)了他們的獨立野外工作能力。南加州大學(xué)地質(zhì)系學(xué)生野外地質(zhì)填圖過程能給我們以啟示。在野外地質(zhì)填圖工作正式開始前，帶隊老師通常要召集學(xué)生在一起就所要開展工作的地區(qū)進(jìn)行一次研討。老師和學(xué)生充分討論研究區(qū)存在的地質(zhì)問題，良好的學(xué)術(shù)氛圍使學(xué)生能盡快融入研究團(tuán)隊中，并能積極主動地參與學(xué)術(shù)問題的研究。通常教師根據(jù)討論結(jié)果總結(jié)提出一些關(guān)鍵的科學(xué)問題，根據(jù)學(xué)生科學(xué)興趣進(jìn)行初步分工，每個學(xué)生都有自己需要解決的科學(xué)問題。野外地質(zhì)填圖過程中，工作安排也是根據(jù)這些問題進(jìn)行的。野外每一條填圖路線的安排都由學(xué)生自己設(shè)計，每一天野外工作的重點、可能遇到的問題、重點要解決的問題都提前作了周密安排，在此基礎(chǔ)上提出一些可能的解決問題的地質(zhì)模型。在填圖過程中，并不是平均分配一天的工作量，對于一些無關(guān)緊要的區(qū)域，工作量安排非常少，描述簡單。而在重點地段則投入大量的工作量，展開重點觀察、描述、取樣。路線安排加密，觀測點增多，工作安排超過地質(zhì)填圖所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，是一種真正意義上的以研究為主要目的的填圖。每一天的野外工作結(jié)束后，都要進(jìn)行小結(jié)并參與討論。根據(jù)充分討論的結(jié)果，修正地質(zhì)模型，然后安排第二天的野外工作路線。經(jīng)過野外地質(zhì)填圖實踐的鍛煉，學(xué)生的自主能動性得到了提高，獨立從事地質(zhì)工作的能力得到了加強(qiáng)。

四、多學(xué)科融合的地質(zhì)填圖人才培養(yǎng)

地質(zhì)填圖的對象一般是地質(zhì)工作空白區(qū)或研究程度較低的地區(qū)，必然存在大量的未知地質(zhì)現(xiàn)象或問題。為了真實反映填圖區(qū)地質(zhì)實際，要求地質(zhì)填圖人員具有較為寬廣的專業(yè)知識面，來應(yīng)對填圖過程中存在的新的現(xiàn)象或問題。美國大學(xué)地質(zhì)專業(yè)學(xué)生在進(jìn)行地質(zhì)填圖前，要求學(xué)生修完地質(zhì)及相關(guān)專業(yè)主要課程，基本能應(yīng)對地質(zhì)填圖過程中所能涉及的地質(zhì)問題。同時根據(jù)工作區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)的具體情況，還要對學(xué)生有針對性地開展專業(yè)知識的深入學(xué)習(xí)，包括教師講解和自學(xué)，并對一些深層次的地質(zhì)問題展開討論。除了室內(nèi)課程學(xué)習(xí)及自學(xué)外，重要的是野外填圖過程中的相互學(xué)習(xí)。前面已述，在美國，選擇的填圖區(qū)域一般是地質(zhì)研究的熱點地區(qū)，不同專業(yè)、不同研究方向的地質(zhì)學(xué)家對此也有興趣。野外地質(zhì)填圖過程中，來自不同學(xué)?；蜓芯繖C(jī)構(gòu)的科研人員也常常歡迎加入填圖小組，就各自感興趣的地質(zhì)問題開展研究。這些科學(xué)家有來自美國國內(nèi)其他院校的教師或?qū)W生，也有來自其他國家的師生，是一種真正意義上的國際交流。雖然他們的研究方向、內(nèi)容不一樣，但為進(jìn)行地質(zhì)填圖培訓(xùn)的學(xué)生創(chuàng)造了良好的多學(xué)科融合的科學(xué)氛圍。一段時間的相互交流使學(xué)生的專業(yè)知識面得到了拓寬，讓他們從最基礎(chǔ)的地質(zhì)工作階段就感受到了科學(xué)交流的重要性。這些新的科研力量的加入對于提高地質(zhì)填圖的質(zhì)量是非常重要的因素。

五、結(jié) 語

綜合以上美國大學(xué)地質(zhì)填圖教育的一些特點，可以發(fā)現(xiàn)，美國大學(xué)在培養(yǎng)地質(zhì)填圖人才方面發(fā)揮著越來越重要的作用。美國政府也非常重視大學(xué)在地質(zhì)填圖方面的重要作用，并列出專門計劃予以資助。相應(yīng)的美國大學(xué)也形成了一套較為完善的地質(zhì)填圖培訓(xùn)體系，培養(yǎng)了大批具有堅實理論基礎(chǔ)及寬廣知識面的、自主能動性較強(qiáng)的地質(zhì)人才。為保證美國在地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位奠定了重要基礎(chǔ)。

自 1999 年新一輪國土資源大調(diào)查項目實施以來，在已完成大部分國土面積的 1∶ 20 萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，我國又系統(tǒng)地開展了 1∶ 25 萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，地質(zhì)填圖工作取得了一系列重要進(jìn)展，不僅填補了空白區(qū)，而且在一些重要造山帶、巖漿巖大規(guī)模分布區(qū)、沉積盆地等重點地帶取得大量的基礎(chǔ)地質(zhì)成果和顯著經(jīng)濟(jì)效益。在中央加強(qiáng)地質(zhì)工作的決定精神的要求下，我國基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作面臨著階段性轉(zhuǎn)變和地質(zhì)工作逐步深化的要求，同時也面臨著區(qū)域地質(zhì)調(diào)查部署基本原則和方向的問題。地質(zhì)填圖工作從專門地質(zhì)調(diào)查等以生產(chǎn)為主的過程，正在向以加強(qiáng)綜合性的科學(xué)研究，以提高地質(zhì)填圖的質(zhì)量和地質(zhì)調(diào)查工作的科學(xué)認(rèn)識的過程轉(zhuǎn)變。地質(zhì)填圖過程中積極的科學(xué)思維及先進(jìn)的地質(zhì)填圖方法和手段是提高地質(zhì)填圖水平的重要保障。國外區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成功經(jīng)驗表明，加強(qiáng)地質(zhì)填圖人才的培養(yǎng)是地質(zhì)調(diào)查戰(zhàn)略工程取得成功的重要保障。大學(xué)在地質(zhì)填圖教育中也要形成一套適合中國地質(zhì)特色的培養(yǎng)系統(tǒng)，培養(yǎng)和儲備地質(zhì)人才，深化區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作，增加區(qū)調(diào)成果的科技含量及國際影響力。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］ William A Thomas et al. 2004. Meeting Challenges Geologic Maps. Agi Environmental Awareness Series，7

［2］ David R Soller，Taryn A Lindquist，Jonathan C Matti. 2002. Field Description of the Scientific and Locational Accuracy ofGeologic Features ( a Part of the Draft FGDC Geologic Map Symbolization Standard) . Digital Mapping Techniques '02———Workshop Proceedings. U. S. Geological Survey Open-File Report，02 － 370

［3］ U. S. Geological Survey. 2006. NCGMP Five-year Plan Draft document，2007 ～ 2011. http: / /ncgmp. usgs. gov/ncgm-pabout / progstrategicplan /2007 ～ 2011% 20plan / document view2006