安芳 朱赖民 张复新

摘  要：矿床学野外综合实践是传统课堂理论授课和室内实习的重要拓展，对提高学生的矿床分析研究能力、野外实践综合能力、理论联系实际的能力和创新能力具有极大帮助。金堆城钼矿床野外综合实践是在传统矿床学课程学习的基础上，开展的课间野外综合实践教学，着眼于深化学生对矿床学基础知识及其相关成矿理论和工作方法等的理解，同时加强学生矿床学综合分析能力和创新思维能力的培养；此外，该实践教学还涉及矿山生产流程、矿产经济和绿色矿山建设等拓展性知识介绍的学习和认知，有助于学生理解矿床的经济属性和树立现代矿业生态文明观。

关键词：野外实习；实践教学；矿床学；金堆城钼矿床；绿色矿业

中图分类号：G642      文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2024）03-0051-05

Abstract： The field comprehensive practice of mineral deposit science is an important extension of the traditional classroom theory teaching and indoor practice， which is of great help to improve students' ability of mineral deposit analysis and research， field practice comprehensive ability， ability of combining theory with practice and innovation ability. The Field Practice of Jinduicheng Molybdenum Deposit is a comprehensive field practice teaching conducted based on the traditional courses of Mineral Deposit. It aims to deepen students' understanding of the basic knowledge and related metallogical theories and field-working methods， strengthen their abilities of comprehensive analysis and innovative thinking in mineral deposits. In addition， this practical teaching also involves the recognition of extended knowledge， such as mining processes， mineral economy， and green mining construction， which helps the students well understand the economic attributes of mineral deposits and establish a modern ecological civilization view of mining.

Keywords： field practice; practice teaching; Mineral Deposit; Jinduicheng Molybdenum deposit; green mining

礦产资源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，矿床学研究、矿产勘查开发是人们获取矿产资源的有效途径之一。矿床学主要研究矿床在地壳中的形成条件、矿床地质特征、分布规律和成因，相关知识可直接应用于矿产资源的勘探和开发，是指导矿产资源开发利用的重要学科之一[1]，因此，也是高等学校地质学和矿产资源勘查专业的重要基础必修课。西北大学（以下简称“我校”）地质学专业为国家级一流本科专业建设点，是国家首批设立的“地质学理科基础科学研究和教学人才培养基地”专业，并于2021年获批“地质学基础学科拔尖学生培养计划2.0基地”。我校地质学专业注重培养适应学科发展和人类社会经济发展需求，具有较高专业素养、突出实践能力和科学研究潜力的创新型地质学专业人才。

矿床学作为地质学科专业基础理论和专业基本技能培养规格中的重要课程，具有极强的理论性、实践性和应用性，因此，深化教学模式改革、开展野外实践教学对于实现地质学专业培养目标、助力我校地质学国家一流学科建设至关重要。在传统课堂讲授和课程室内实习的基础上，进一步拓展野外实践教学，是提升矿床学实践能力、综合分析能力和创新思维能力的关键[2]。在多年矿床学教学和研究工作的基础上，我校地质学系张复新教授和朱赖民教授早在40年前就开始关注矿床学野外综合实践教学，并在近年来与华县金堆城钼业集团有限公司合作，建设了西北大学金堆城钼矿床野外教学实习基地。金堆城超大型斑岩型钼矿床矿床地质特征典型，为世界级露天开采矿床，极有利于野外教学实践。本文拟以金堆城钼矿床野外实践教学为例，介绍通过对区域地质线路和矿区典型地质现象的讲解和启发教学，建立学生对矿床的成矿地质背景、产出状态、地质特征、成矿机理、分布规律和成因等的系列认识，培养学生矿床学综合分析能力和实践能力的思路和方法。

一  实习目的和意义

矿床学的传统室内教学实习主要依赖各种相关地质资料、图件和实物标本，殊不知矿床作为一个综合地质体，产于特定地质背景，是多种地质作用的综合结果，同时又具有经济技术和环境属性[1]。因此，想要较好地认识矿床，必须掌握矿床形成的地质条件、演化和保存过程，相关矿产的经济技术条件以及矿床开采开发可能造成的环境影响等宽广领域的知识。金堆城钼矿床野外实践教学为学生提供了一个天然实验室，让他们有机会将地史学、矿物学、岩石学、构造地质学、地球物理学和地球化学等基础知识与矿床学知识有机结合起来，实现课本知识从感性认识到理性综合分析的转变，同时通过教学内容延伸，帮助学生了解钼矿资源的用途、矿业市场情况，认识钼矿床开采、选冶的技术和流程，发现矿床开采开发对周围生态环境带来的影响。总体而言，金堆城钼矿床野外综合实践教学的主要目的和意义可归纳为如下三点。

第一，矿床学是地质科学中的实践应用技术性学科之一，直接与国民经济挂钩，实践教学以我国著名的超大型斑岩型钼矿床——金堆城钼矿床为实践对象，通过野外实践教学，使学生了解和认识该矿床从普查发现、矿床地质勘探、矿山建设直到开发利用为国民经济服务的全过程中，了解矿床地质工作的重要作用，增强学生们从事地球科学相关事业的信心，并进一步培养他们对矿床学专业的兴趣。

第二，通过金堆城钼矿床野外实践教学，让学生更准确地理解并掌握矿床学的基本概念、成矿理论和研究方法，结合野外对金堆城钼矿床的直观观察，熟悉斑岩型矿床基本特征及其形成的地质条件，分析成矿机理与控矿因素，总结成矿规律和矿床成因等基本问题，训练学生收集矿床地质资料的方法，提高学生观察和分析矿床地质特征的能力，激发学生对矿床形成过程和成矿机制的思考，为后续开展成矿理论研究和找矿预测评价工作打下坚实的基础。

第三，通过了解金堆城钼矿床的采矿、选矿和冶炼流程、选冶技术，以及钼矿资源的工业用途和矿业市场行情，深刻认识矿床的经济技术属性及其在国民经济发展中的作用和地位；了解矿床在自然状态和开采条件下对生态环境的影响及破坏，介绍矿山在保护周围生态环境方面的应对措施，感受矿产资源开发与生态文明建设之间的矛盾，认识到将绿色矿业理念贯穿于矿产资源勘查、矿山建设、开发利用在生态环境保护过程中的重要性，了解国家对于资源开发与生态环境保护的方针政策，树立现代绿色矿业生态文明观。

二  实践教学内容设计思路和特色

实践教学是地质学人才培养中的重要环节，西北大学地质学系根据加强基础、拓宽专业、增强适应性的人才培养方针，长期以来特别重视实践教学的学科性、综合性、交叉协调性和创新性[3]，并依据地质学专业本科生培养目标系统设计了三个循序渐进的野外地质教学实践课程，分别为一年级陕西韩城地区地质认知实践、二年级陕西汉中地区地质填图实践和三年级秦岭-鄂尔多斯野外综合实践[4]。矿床学课程安排在三年级上学期，此时，学生已系统完成了前两个野外地质实践，并掌握了野外地质调查工作的基本方法和基本地质技能，系统学习了华北、扬子板块的大地构造格架、沉积-岩浆-变质作用等地质建造和地质构造演化规律。然而，上述教学实践中针对矿床学相关知识点的讲授、成矿作用现象的观察分析相对薄弱，不利于学生建立对矿床这个综合地质体的直观和宏观认识；此外，矿床学传统教学实践主要为室内地质图件分析和矿石手标本观察，也存在学生无法直观观察和综合分析野外宏观地质现象的软肋。因此，我们在矿床学授课过程中增设了金堆城钼矿床野外综合实践教学，预期通过路线地质观察、矿区地质解剖、采矿-选矿-冶炼现场参观和周边生态自然环境观察，进一步加强学生的基本地质技能，帮助学生了解矿产开采开发、矿床研究的基本流程和方法，提高学生利用矿床学知识分析实际矿化现象的能力和环境保护意识，锻炼科学创新思维能力。

金堆城钼矿床位于秦岭造山带华北板块南缘构造带，路线地质观察主要通过路线剖面中典型地质现象的观察，了解区域成矿背景，包括基底岩石组成及其变质变形程度，含矿地层在区域内的分布特征及其与基底的接触关系，成矿有关花岗质侵入岩与基底和含矿地层的关系等；矿区地质解剖主要观察矿區地质特征，包括矿区控矿构造、含矿岩体、围岩类型、热液蚀变及其分布规律等，通过以上线-点相结合的实践教学，以期培养学生客观认识矿床形成与区域地质背景关系的能力，以及根据矿区地质特征分析矿床成因类型的矿床学研究思路。金堆城钼矿床野外综合实践教学主要包括室内资料查阅、野外教学和和室内报告撰写三个阶段，其中最关键的是为期两天的野外教学实践，为了达到趁热打铁的教学效果，通常安排在内生矿床授课内容完成后的周末进行。根据金堆城钼矿床所在地区的区域地质露头特点，以及矿区岩体、围岩、蚀变矿化等的剥露特点，野外教学采用以矿区典型剖面地质解析为主，以区域路线地质观察为辅，由区域到矿区，由斑岩地质体为中心向面型蚀变分带辐射观察的矿床学调查方法。通过矿区典型剖面解析，能够保证对矿区地质、矿体展布特征、控矿构造和成矿规律等地质特征的全面客观的认识；区域路线地质观察能帮助学生进一步拓宽对成矿区域地质背景的理解。金堆城钼矿床为露天开采，岩体、构造、矿化蚀变现象丰富且出露良好，为培养学生矿床学观察、认知和综合分析能力提供了宝贵现象和素材；矿区位于陕西省华县，距离西安2 h车程，矿山采-选-冶流程完整，采矿安全和绿色矿山建设意识强，是学生了解矿产开采流程和树立绿色矿山生态文明观的理想实践平台。此外，区域路线地质教学涉及构造地质学、岩石学和矿物学等多学科的基础知识，为了将近年来针对区域地质最新的研究进展介绍给学生，实习带队老师除矿床学授课团队的老师外，还会邀请1～2位在该地区开展科学研究的教师参加，实现野外教学过程中的学科交叉和互补，以期达到更好的教学效果。

经过近四十年的实践和不断改进，金堆城钼矿床野外综合实践教学具有如下四方面的鲜明特色：①我校地处西安， 南依秦岭造山带，位于秦岭造山带北缘的东秦岭钼矿带是我国最大的钼矿床分布带，西起陕西华县，东至河南栾川，带内发育10余个大型-超大型斑岩型-矽卡岩型钼矿床，为我校开展矿床学野外实践教学的天然实验室；此外，我校科研团队在东秦岭钼矿带地质构造演化和成矿作用研究中具有长期的积累，可在实践教学过程中有效实施科研资源向教学资源的转化。②课程设计和实践以加强实践能力和创新能力培养为原则，以培养具有较高专业素养、突出实践能力和科学研究潜力的高层次地质学研究人才后备力量为目标，通过矿区地质剖面的详细解剖，深入理解斑岩型矿床成矿理论，辅以区域路线地质观察和学习，理解构造-岩浆-成矿的耦合关系，实现构造地质学、岩石学和矿床学等多学科的交叉融合。③本实践教学设置了野外现场讨论和总结环节，通过提问-引导-讨论等互动教学方式，引导学生从理论走向实践，提高学生提出问题-思考问题-解决问题的能力，同时激发创新意识。④实践过程中，通过介绍我国优势矿产资源（以钼矿为代表）及其在全球经济发展中的地位，培养文化自信，进一步激发爱国热情、增强民族自豪感；通过观察了解矿产开发对生态环境的直接影响，帮助学生将绿色矿业理念贯穿于矿产资源规划、勘查、开发利用与保护全过程，提升矿业发展质量和效益，深刻理解“金山银山”与“绿水青山”的辩证关系。

三  实践教学内容设计

金堆城钼矿床野外实践教学内容包括一条穿越秦岭造山带华北板块南缘构造带的路线剖面、金堆城钼矿区连续地质剖面多条、矿床采-选-冶流程参观和周边生态环境考察。路线剖面主要观察华北板块南缘构造带各地质体的物质组成及时代归属、相互接触关系、时空分布及其变质变形特征等，从而帮助学生建立区域构造-地质建造-岩浆作用-钼矿床成矿地质背景和成矿作用格架。矿区连续地质剖面主要观察矿区地质建造、岩浆、构造、围岩、热液蚀变类型、热液蚀变的面型分布及其划分原则、矿石组构和矿石矿物组成等，辅以现场观察讨论，引导学生理解斑岩型矿床的成矿理论体系、培养根据矿床地质特征分析矿床成因的初步能力；采-选-冶流程参观和环境观察，可帮助学生了解采矿工艺和树立正确的生态文明观。主要野外实习内容如下。

（一）  华阴罗敷-金堆城路线剖面

金堆城钼矿床产于秦岭造山带华北板块南缘构造带，区内结晶基底为新太古代-古元古代太华群变形强烈的深变质岩系，包括片麻岩、斜长角闪岩、石榴二辉麻粒岩和磁铁石英岩等，局部出露混合花岗岩。太华群变质基底之上被古元古代熊耳群中基性火山岩系呈角度不整合覆盖，熊耳群之上依次沉积了中-新元古代高山河群海相碎屑巖系和洛南群碳酸盐岩[5]。区内燕山期岩浆活动强烈，形成一系列侵位于太华群、熊耳群、高山河群和洛南群的花岗岩基及派生的小型花岗斑岩体，区内斑岩型钼矿化主要与小型花岗斑岩体关系密切[6]。

华阴罗敷-金堆城路线剖面中的观察点依次为①新太古代太华群结晶基底变质杂岩系；②侵位于太华群的燕山期华山花岗岩大岩基；③侵位于太华群和高山河群的燕山期老牛山花岗斑岩体；④古元古代熊耳群安山-玄武质火山岩。

（二）  金堆城钼矿区地质剖面

金堆城钼矿床目前已探明钼储量超过110万t，矿区出露地层为古元古代熊耳群，岩性主要为安山岩-玄武岩和橄榄粗安岩。矿区南部出露中元古代高山河群，不整合覆盖于熊耳群中-基性火山岩系之上，岩性为变质石英砂岩、泥板岩。矿区发育NNE走向的金堆城背斜，由熊耳群火山岩系构成。矿区断裂构造为NE-NEE向和NW-NWW向2组，其中，NW向断裂控制着金堆城花岗斑岩的侵位和成矿相关的蚀变。与矿化有关的金堆城钾长花岗斑岩体呈北西向翘起的舌状岩株，北宽南窄，自东南向北西向延伸，地表出露面积为0.07 km2，侵位于熊耳群安山-玄武质火山岩系中[6]（图1）。钼矿化及相关热液蚀变主要产于钾长花岗斑岩顶部及斑岩体上部的熊耳群安山-玄武岩系和高山河群变质石英砂岩盖层中。矿化与蚀变发育于斑岩体与围岩中，面型蚀变分布较为广泛，从岩体内部向外依次出现钾长石化、绢英岩化、硅化和青磐岩化。面型蚀变内带主要为钾长石化、绢英岩化和细网脉状硅化；过渡带主要出现不同尺度的含矿硅化石英脉，偶见钾长石化和绢英岩化白云母-石英脉出现；外带主要出现弱硅化和青盘岩化。矿化主要集中分布于内带和过渡带的钾长石化、绢英岩化和硅化带内，矿石呈细脉状、细脉浸染状和网脉状构造，矿区南部高山河群变质石英砂岩中发育石英脉型钼矿体。矿石Mo平均品位为0.099%，矿石矿物为辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿和磁铁矿；脉石矿物为钾长石、石英、绢云母、绿帘石、方解石和萤石等。

矿区主要观察内容包括：①金堆城钼矿床勘探和开发现状（图2），包括北矿区和南矿区；②由熊耳群火山岩构成的金堆城背斜，及其与金堆城斑岩体的空间关系；③矿区北侧NE走向的燕门凹断裂，限定了钼矿化的北界；④矿区NW向断裂及其对金堆城斑岩体和相关矿化蚀变的控制作用；⑤在南矿区观察产于高山河群变质石英砂岩中的石英脉型钼矿体，包括围岩类型、围岩蚀变、矿体形态和产状，矿石结构构造和矿物组成等；⑥在南矿区观察产于熊耳群火山岩中的蚀变和矿化，包括围岩类型、围岩蚀变、蚀变岩石结构构造和主要矿物组合；⑦金堆城岩体与熊耳群火山岩的接触关系，以及接触带蚀变矿化分带特征；⑧金堆城斑岩体及其中的矿化蚀变，包括斑岩体岩石类型、蚀变类型、蚀变岩石/矿石结构构造、蚀变与矿化的关系、矿石中的主要矿物组合。

（三）  采矿现场、选矿-冶炼车间参观

在华县金堆城钼业公司采矿专业技术人员带领下，在露天采坑内，参观采矿现场。返回地表后，由公司专业选矿和冶炼车间主要技术人员带领，参观选矿和冶炼流程，了解选冶技术。观察矿区周围生态环境，并结合矿区相关技术人员的介绍，进一步深化绿色矿业的理念。

（四）  现场讨论

将学生分为5～8人的小组，在以上路线地质观察和矿区地质解剖的基础上，设置研究性、讨论性和观察描述性的内容，组织学生以小组为单位进行辩论性专题讨论，引导学生从理论走向实践，基于理论知识拓展思考，提高学生的独立思考能力和创新能力。

（b）  北矿区

四  金堆城钼矿床野外综合实践教学效果

金堆城钼矿床地处陕西境内，于20世纪50年代发现并勘探成功，为中外闻名的超大型斑岩型钼矿床，长期大规模露天开采，地质露头清楚完善，是矿床学野外综合实践教学的理想场所。金堆城钼矿床及其区域地质多年来是我校、科学院、地矿部各地质部门和大专院校科研、教学与生产的重点工作区，该地区的基础地质和矿床地质研究程度较高，已有大量较高研究水平的论文和专著出版，为教学实践提供了重要的参考文献。此外，我校不少教师对本区亦进行了长期、详实的科研工作，积累了许多科研成果，并有大量高质量论文发表[6-10]，为本实践教学打下了坚实的文献基础。金堆城钼矿床野外实践教学由高级职称及以上、具有较高业务水平的带队指导教师组织实施，编写和制定有完善系统的教学实习计划和方案，室内备有专门的教学录像资料。

由于以上综合条件，我校金堆城钼矿床野外综合教学实践自开展以来，已经为我校近40余届地质学专业本科生提供了重要的实践学习机会（图3）。通过室内资料查阅、野外观察思考、专题讨论和报告编写等过程的综合训练，学生较好地掌握了矿床学工作和研究的基本方法，实践动手能力和矿床学综合分析能力明显提升，为后期适应矿产企业和科研院所的相关生产、科研岗位打下了坚实的基础；经过多年的实践教学，授课教师通过系统调研和总结，进一步完善了实习教学内容，编制了实习教学资料，使得该实践教学效果显著，学生获益明显。配合三年级本科生野外地质实践课程[4]，将进一步深化学生对地质构造背景-岩浆-成矿作用时空耦合关系的理解。

参考文献：

[1] 翟裕生，蔡克勤，姚书振.矿床学[M].3版，北京：地质出版社，2011.

[2] 薛春纪，孙祥，王建平，等.“矿床学”课间野外教学实习及基地建设[J].中国地质教育，2015，24（4）：41-43.

[3] 赖绍聪.寻找契机融合优势逐步形成特色显著的教学团队[J].中国大学教学，2010（10）：39-41.

[4] 孙圣思，董云鹏.《秦岭造山带-鄂尔多斯盆地野外实践》课程之“造山带构造演化”野外教学设计[J].高校地质学报，2022，28（3）：368-377.

[5] 张国伟，张本仁，袁学诚，等.秦岭造山带与大陆动力学[M].北京：科学出版社，2001.

[6] 朱赖民，张国伟，郭波，等.东秦岭金堆城大型斑岩钼矿床LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及成矿动力学背景[J].地质学报，2008，82（2）：204-220.

[7] 郭波，朱赖民，李犇，等.东秦岭金堆城大型斑岩钼矿床同位素及元素地球化学研究[J].矿床地质，2009，28（3）：265-281.

[8] 张国伟，张本仁，袁学诚，等.秦岭造山带与大陆动力学[M].北京：科学出版社，2001.

[9] 周鼎武，李文厚，张云翔，等.区域地质综合研究的方法与实践[M].北京：科学出版社，2002.

[10] 董云鹏，张国伟，孙圣思，等.中国大陆“十字构造”形成演化及其大陆动力学意义[J].地质力学学报，2019，25（5）：769-797.