法院蘇桂芬
❶ 淺談實物地質資料岩石薄片的應用與服務——以物瑪幅拉布錯移置蛇綠岩薄片特徵為例
蘇桂芬 馮俊嶺 曹 軍
(實物地質資料中心)
摘 要 本文通過介紹岩石薄片的重要性及應用現狀,應用實例——物瑪幅拉布錯概況,展示了蛇綠岩不同岩石類型薄片顯微圖像特徵,以此探討岩石薄片服務方式,為實物岩石薄片的存儲、再利用及提供便捷服務方面發揮作用。
關鍵詞 地質資料 實物岩石薄片 拉布錯蛇綠岩
1 岩石薄片的重要性
1.1 岩石薄片存在的意義
岩石是構成地殼和上地幔的主要物質。將岩石磨製成薄片,在偏光顯微鏡下用透射光觀察、研究其礦物成分和結構構造,系統地進行記錄、分類、命名,可以為進一步探討其形成機制和演化規律奠定基礎,使人類對於地球表層物質有系統、科學的認識。因此,對岩石薄片的研究,對地學研究具有非常重要的價值。
1.2 岩石薄片應用現狀及意義
以偏光顯微鏡及其附件為主要研究工具,以礦物和岩石的「薄片」為直接研究對象,在礦產勘探開采、油氣儲層評價及冶金、煤炭、陶瓷、建材、化工等諸多領域獲得了廣泛的應用。即使在快速發展的今天,隨著科學技術的不斷進步,各種新的測試技術(如電子顯微鏡、X 射線衍射分析等)、研究方法及學術理論不斷被引進研究領域,應用光學原理,以偏光顯微鏡為基本工具,以礦物光性特徵為鑒定依據的岩石薄片研究觀測的技術和方法,仍然是岩石學研究的基本手段,是科研和生產中最基本、最簡便、最迅速、最廉價的方法之一;尤其是在形態和組構研究方面,是其他方法所無法取代的。因此,岩石薄片具有重要的保管意義和開發利用價值。對形成的岩石薄片的保護、開發、利用,意義重大。
2 淺談岩石薄片的開發利用
2.1 岩石薄片顯微圖像數字化
為更好地保存岩石薄片,展示其顯微信息,應充分利用現代信息技術,利用計算機軟體,把照相技術和顯微鏡成像方法有機結合起來,將岩石薄片在顯微鏡下的礦物組合、結構構造等光學特徵進行採集和管理,建立岩石薄片顯微圖像信息管理系統。該系統目前應用於青藏高原 1∶25 萬區域地質調查實物—岩石薄片的顯微圖像數字化採集。
2.2 岩石薄片顯微信息編研
把採集的岩石薄片顯微信息編研,是當前實物資料開展服務的一個重要課題。本文嘗試性地利用1∶250000 物瑪幅拉布錯移置蛇綠岩剖面岩石薄片反映的顯微信息,把移置蛇綠岩出露的岩石類型顯微結構構造展示出來,進一步印證蛇綠岩的存在,展示青藏高原空白區地質調查原創性成果。
3 岩石薄片應用實例—拉布錯蛇綠岩岩石顯微圖像
3.1 拉布錯蛇綠岩簡述
眾所周知,蛇綠岩作為侵位於造山帶中的古洋殼殘余,它的存在指示了古碰撞縫合帶的位置,因此蛇綠岩的確證對區域大地構造劃分意義重大。本文重點展示拉布錯移置蛇綠岩岩石薄片顯微圖像特徵,便於直觀認識移置蛇綠岩層序岩石的岩石學顯微結構構造特點,展示岩石微觀特徵,作為實物岩石薄片顯微圖像採集的嘗試性服務探索。
3.2 拉布錯移置蛇綠岩薄片岩性特點
拉布錯移置蛇綠岩主要岩石類型有:蝕變超基性岩、蛇紋石化斜輝橄欖岩、少量蛇紋石化純橄欖岩,其中以蛇紋石化斜輝橄欖岩占絕對優勢,應為蛇綠岩的變質橄欖岩單元。岩石蝕變強烈,原岩組構大部分消失,僅局部殘留殘余網狀結構、假斑結構,可見橄欖石、輝石殘晶。
3.3 拉布錯蛇綠岩移置岩片岩石類型及顯微圖像
拉布錯蛇綠岩移置岩片主要由蝕變橄欖岩類及少量穿插其間的閃長玢岩類構成,其中蝕變及構造變形強烈,顯示出多次構造變形的宏觀特徵。以下簡介均為具有岩石薄片的岩石類型,選擇性展示顯微圖像特色。
3.3.1 變質橄欖岩
(1)蛇紋石化純橄欖岩。
岩石全部蛇紋石化,主要由蛇紋石組成,橄欖石蝕變為網格狀蛇紋石。岩石呈片理化形成定向構造。顯微鏡下圖片及描述如下:
蛇紋石顯微鱗片狀,略顯網格結構,推測為橄欖石蝕變而成。蛇紋石鱗片具定向分布特徵,磁鐵礦為隱—微粒狀,呈分散狀或集合體產出(圖 1)。
纖維蛇紋石細脈組成網格,網眼中心分布葉蛇紋石、膠蛇紋石,組成網格結構(圖 2)。
圖 1 正交偏光
圖 2 正交偏光
(2)全蛇紋石化斜輝橄欖岩。
岩石主要由蛇紋石 95% ~ 97%、絹石及殘余輝石 18% ~ 33%、磁鐵礦 2% ~ 3%、鉻尖晶石 1%組成,具鱗片纖維變晶結構、塊狀構造,蛇紋石由橄欖石蛇紋石化形成,絹石為輝石絹石化的產物。顯微鏡下圖片及描述如下:
岩石全部由蝕變礦物蛇紋石、絹石組成,具假斑結構(圖 3)。
纖維蛇紋石細脈組成網格,網眼中心分布葉蛇紋石、膠蛇紋石,形成網格結構(圖 4)。
圖 3 正交偏光
圖 4 正交偏光
絹石:呈假斑,具輝石假象,粒度一般在 2.5 ~ 1.0mm 之間(圖 5)。
磁鐵礦是橄欖石蛇紋石化的析出物,常沿網脈不均勻分布(圖 6)。
鉻尖晶石為它形-半自形粒狀,粒徑為 0.5 ~ 0.2mm,半透明,棕褐色(圖 7、8)。
圖 5 正交偏光
圖 6 單偏光
圖 7 單偏光
圖 8 單偏光
3.3.2 閃長玢岩
岩石的蝕變強度和構造變形強度不如變質橄欖岩強烈,外宏觀上具有蛇綠岩單元中的岩牆群特徵。可能為基性、超基性岩漿的分異產物。
(1)閃長玢岩。
岩石具斑狀結構,基質細晶結構,蝕變明顯,斑晶大小 3 ~ 1mm,由中長石(具絹雲母化)20%、暗色礦物 15% 組成;基質粒度 0.2 ~ 0.5mm,為石英 2%、更長石 48%、綠泥石 10%、白雲石 4% 等;副礦物為少量磷灰石 0.3%、金屬礦物 0.5% 等。岩石顯微圖片及描述如下圖:
岩石由斑晶和基質兩部分組成。基質:由更長石和暗色礦物組成,大量微粒石英分布於更長石之間(圖9、10)。
斑晶:中長石,半自形板柱狀,具環帶結構,較強烈絹雲母化(圖 11)。
斑晶:暗色礦物,蝕變為綠泥石、白雲石,假象推測角閃石為主,次為黑雲母(圖 12)。
圖 9 正交偏光
圖 10 正交偏光
圖 11 正交偏光
圖 12 正交偏光
(2)石英閃長玢岩。
岩石具斑狀結構,基質細晶結構。斑晶粒度 2.5 ~ 1mm,由石英 5%、中長石 20% 和暗色礦物15% 所組成;基質粒度 0.2 ~ 0.05mm,由石英 10%、中更長石 37%、絹雲母 3%、綠泥石 10% 等組成。岩石顯微圖片及描述如下:
斑晶:中長石,完全絹雲母化,形成鱗片狀集合體,保留半自形假象(圖 13)。
基質:由中長石、石英和暗色礦物組成(圖 14)。
斑晶:石英呈熔蝕狀(圖 15)。
斑晶:角閃石,無殘留,保留半自形柱粒狀及截面六邊形晶形假象,完全綠泥石化及析出鈦鐵礦物。黑雲母,片狀、寬片狀,少量基本未蝕變,棕色—淺黃褐色多色性,具一組極完全解理(圖 16)。
圖 13 正交偏光
圖 14 正交偏光
圖 15 正交偏光
圖 16 正交偏光
3.3.3 硅質岩
類型單一,主要為條帶狀硅質岩,主要由微粒石英集合體 68%、絹雲母鱗片集合體 30% 和白鈦石2% 組成。顯微圖片及描述如下:
原岩受熱力變質作用重結晶,鱗片微粒變晶結構,條帶狀構造。泥質物條帶重結晶為絹雲母鱗片條帶,硅質物重結晶為微粒石英條帶(圖 17、18)。
石英呈微晶集合體條帶,粒度在 0.05 ~ 0.01mm,沿岩石條帶方向拉長鑲嵌生長(圖 19)。
鱗片狀絹雲母條帶集合體,正交鏡下干涉色鮮艷,與石英微晶條帶相間,形成條帶狀構造(圖20)。
圖 17 單偏光
圖 1 8 單偏光
圖 19 正交偏光
圖 20 正交偏光
4 實物岩石薄片的服務思考
4.1 岩石薄片顯微圖像信息管理系統的應用效果
目前筆者利用岩石薄片顯微圖像信息管理系統,已經完成青藏高原 1∶25 萬區域地質調查實物岩石薄片 4000 余片的顯微圖像採集,形成 32600 余張的信息集合。大量的岩石薄片顯微圖像,彌補了以往岩石薄片只有鑒定者才能看到薄片下的岩石礦物組合、結構構造等岩石光性特徵現象,而利用者只看報告描述,無法目睹實像的不足。岩石薄片顯微圖像信息管理系統不僅有岩石薄片顯微圖像及信息說明可視化,還相應有查詢、檢索、統計、下載等功能。
4.2 岩石薄片集成服務啟示
為了充分發揮實物岩石薄片的作用,更好地服務使用者,通過採集 1∶25 萬物瑪幅拉不錯移置蛇綠岩剖面岩石薄片顯微圖像,可以圖文並茂地展示該地區蛇綠岩岩石類型顯微特徵,展示原始資料的真實性和有效性。雖然實物資料採集有限,但足以將其特色服務給大眾;可以提高岩石薄片信息的利用率,為地質資料實物信息集成探討和實物產品開發服務盡一份綿薄之力。
❷ 實物地質資料岩石薄片的數字化方式及利用
蘇桂芬馮俊嶺劉曉文
(國土資源實物地質資料中心三河065201)
摘要通過對實物地質資料岩石薄片的生產過程、保存利用現狀的簡介,指出了開展岩石薄片顯微圖像數字化的意義及必要性;著重論述了岩石薄片數字化的常用方法,並對岩石薄片全面數字化工作方式、岩石薄片數字化的三維重建進行探討。圖像採集後形成岩石薄片顯微圖像數據管理,其成果產品可服務於地質及相關行業生產、研究和大專院校教學、地學科普等。
關鍵詞實物地質資料岩石薄片數字化方式顯微圖像數據管理利用
岩石薄片作為實物地質資料的一部分,與其他原始地質資料一樣,是客觀的、唯一的、不可復制的。是反映全國各地區地質現象或重要礦產地質特徵等的地質成果基礎,信息內涵豐富、覆蓋面寬,具有重要的保管意義和開發利用價值。岩石薄片數字化,是把野外作業採集的岩石手標本切制的薄片,利用偏光顯微鏡觀察和數碼攝像技術,採集顯微圖片,經過圖像處理、整理說明,建立岩石薄片顯微圖像數據系統,進行數字化規范管理和科學利用。通過網路傳播,實現信息共享,為地質、石油、煤田等相關行業科研生產服務,為高校教學、地學科普等,為社會公眾提供實物地質資料數字化信息服務。
1 岩石薄片的產生過程、保存利用現狀
岩石薄片是把岩石標本按需要的方位,用切片機切成厚0.5~0.8cm,長4~5cm、寬3cm的薄塊,在磨片機上粗磨、細磨,磨平一面。進行拋光,再用水洗,並烘乾,用加拿大樹膠粘貼在載玻片上;然後將另一面進行研磨,先用金剛砂和水研磨,磨至0.03mm厚左右,再在蓋玻片上放少量樹膠,加熱蓋在薄片上即成。
我國原地礦部自建國到1998年底概略調查顯示,光薄片已達301.2萬件;1999年國土資源地質大調查以來,到2005年統計薄片也有6.2萬多件;截至2009年12月15日,國家實物地質資料庫房接收的青藏高原1:25萬區調薄片21791件。大量的岩石薄片急須保護、利用,其存在的根本問題是顯微鏡下觀察圖像與鑒定報告是脫節的,給使用者帶來諸多不便。
2 岩石薄片開展數字化的意義和必要性
岩石薄片數字化是實物資料館藏形式的一種轉換,它涉及信息管理、信息保存、信息服務和信息研究等方面的一系列變化和發展,作為實物地質信息資源建設的重要工作內容,具有重要的意義。數字化後的岩石薄片也為使用者打開了利用的方便之門。
2.1 岩石薄片數字化有利於保護實物薄片
玻璃製成的岩石薄片具有脆弱易碎、膠質時間長發黃等缺點,轉換成數字文件,避免或減少用戶直接使用,在膠質失效之前儲存,延長實物薄片使用壽命。通過岩石薄片顯微圖像數字化,改變利用方式,利於實物岩石薄片儲存,可以降低實物丟失的風險和損壞的幾率,擴大實物薄片的利用范圍。
2.2 岩石薄片數字化有利於提高實物薄片的利用率
岩石薄片數字化後,形成的岩石薄片顯微圖像數據系統能滿足用戶共享資源與及時提取資料。同一個岩石薄片,可以多個用戶使用,用於不同方向研究,如區域地質調查注重的是礦物組合、結構構造、岩石定名。一個用戶也可以觀察多個薄片,通過在線資料瀏覽,不受時間和圖書館限制,在幾秒鍾之內來檢索它們,通過內嵌資料的鏈接,進行對比應用。對數字化後的岩石薄片使用,擴大了實物資料的應用范圍,提高實物薄片的使用效果和利用率。
2.3 岩石薄片數字化利於研究工作
薄片數字化的圖片(或影像)及其說明、文本、圖件等,經過編輯儲存管理。利於使用者按照自己研究角度應用或科學探索,從而擴大實物薄片的利用范圍。岩石薄片數字化後的影像可以支持長達幾分鍾的定格觀察,使人們可以利用軟體放大功能在屏幕上仔細地鑒別圖片,這使得極小的可視資源圖像(如岩石照片、礦物圖形等)能被瀏覽開發。
2.4 岩石薄片數字化有利於科學管理
岩石薄片數字化可以提升實物地質資料的管理效率和水平,更好開展服務。把岩石薄片數字化信息存貯在磁碟或光碟等電磁介質上,提取整理編輯形成圖冊,如《岩漿岩典型岩石、特殊類型岩石顯微圖冊》等,作為行業生產、科研應用、教學參輔等,也可以商業發行給社會公眾;或製作成網路版放在伺服器上供遠程檢索服務,便於開展有償使用,提高經濟效益,有利於的科學化管理和維護,創造出有經濟效益和社會影響的信息產品品牌,推進岩石薄片實物資料的開發利用。
3 岩石薄片數字化方式
筆者認為岩石薄片顯微圖像數字化可以有3種方式,即岩石薄片圖像截取採集、薄片圖像全面錄制和岩石薄片的三維重建。第一種是傳統的岩石薄片下顯微圖像信息採集方式,後兩種方式則為結合當前實物地質數據的信息整體數字化探索和利用軟體技術開拓立體模式的嘗試性設想。這里重點介紹常用的岩石薄片顯微圖像截取採集的工作方法。
3.1 岩石薄片數字化截取採集過程
選取岩石薄片中與鑒定報告相符、有代表性及與定名密切相關的、具有普遍意義和特有性部位,對其進行顯微鏡下多視域、多角度的圖像採集,形成具有重要地質特徵的系列數字照片,達到清晰反映礦物組合、形成期次、結構構造等鑒定特徵,滿足印刷出版薄片圖冊要求及科研、教學需求等。
3.1.1 岩石薄片鑒定報告的分析
每一個地質調查實物岩石薄片都對應有一份鑒定報告。鑒定報告是數字化採集的依據,充分研究鑒定報告所描述的顯微鏡下的內容,即礦物組合、含量、結構構造等相關描述信息,才能分清主次、突出重點,准確選取、正確採集。
3.1.2 岩石薄片數字化圖像的選取
通過對岩石薄片鑒定報告信息的了解,對岩石薄片顯微鏡下所反映的圖像進行觀察選取:有視域大小,即高倍鏡、低倍鏡的選擇;有光性的選擇,即正交偏光、單偏光色彩的選擇;還有特殊情況下如對多色性礦物或正交偏光鏡下干涉色變化等進行影像錄制。不同岩石類型具有各自風格,應系統化、條理化選擇,准確清晰、內容豐富。
3.1.3 顯微圖像文字說明
把不同岩石類型薄片下所採集的不同顯微圖片進行編輯、整理,按照視域大小、光性選擇及特殊情況截取等,進行附加礦物代號標注和地質說明、內容描述。一個岩石薄片對應有多個顯微照片,各個顯微圖像均配有特徵註解,既獨具特色,又相互關聯。
3.1.4 圖像的綜合整理
對顯微照片的數據處理,是在微機上應用相關軟體,進行顯微照片的剪切、修編整形;對每一個顯微照片進行對應編號;對系統薄片全面編排,把整理後的圖像信息以數字化的形式儲存集中、分類管理。
3.2 岩石薄片數字化全面錄制設想
整體思路是把岩石薄片的全部內容在低倍鏡、大視域下,以線或者面的連續形式,通過光學顯微成像或掃描電鏡圖像等的方法獲取岩石薄片圖像,利用分析系統的常規圖像分析功能,對獲取的岩石切片多視場圖像進行背景校正、剪切、拼接、圖像說明鏈接等處理,形成完整的圖像錄制並集成儲存。
每個岩石薄片作為採集對象,所反映的內容是不同的,大的方面有所在項目名稱、位置、岩石類型,具體的為岩石薄片鑒定名稱、岩石礦物組合、結構構造,還有礦物含量、接觸關系具體描述等。通過分層歸類、詳略得當,全面反映實物資料富含地質信息,以便於滿足不同用戶檢索信息的需求。
3.3 岩石薄片數字化岩石圖像的三維重建嘗試
在岩石薄片二維圖像基礎上,利用二維圖像的特徵信息重建三維結構,提供直觀的視覺信息。通過虛擬現實技術,將岩石薄片下礦物三維圖像真實地展現出來,使使用者能夠從各種方位、各個層面以及各種旋轉角度觀察三維結構。為普查勘探與開發、地質找礦等提供更研究模擬實物基礎;為分析研究岩石的微觀結構提供了有效、簡便、經濟的方法;為高校教學、科普教育提供特色服務產品。
4 岩石薄片數字化利用
4.1 快速查詢與檢索的基礎
根據用戶檢索的習慣和檢索的內容,設置多個檢索點,編制諸如地區卡、專業卡、岩性卡等多種組織形式,並將相同內容的查詢卡片按不同的組織形式分別放在不同的系列之中。建立卡片查詢體系,使用戶能夠快速查詢與檢索。
從信息組織方式上不僅有上述傳統的固定分類組合,還採取按問題分層次動態分類組合與固定組合相結合的方式。例如,通過客戶信息需求和搜尋行為的分析,可以編制如「全國變質岩岩性資料索引」、「青藏高原1:25萬革吉幅系列剖面岩石索引」等不同層次、不同級別的實物岩石資料檢索,不同的岩石配有相應的數字化圖片及說明。需要指出的是,所編制的信息集成,不會改變原有實物資料的排架和信息,如所保管的西藏110幅區域地質調查資料,按圖幅分剖面儲存在實物地質資料庫固定貨位上,根據採集的信息利用計算機技術編制西藏物瑪地區系列岩石資料,用戶就可以了解物瑪地區工作過的圖幅、岩性種類、剖面數量、岩石特徵及圖片等情況,同時也可找到這些岩石薄片的存放位置。
4.2 避免重復工作,為地礦工作服務
實物岩石薄片資料賦載了大量的原始信息。作為地質成果的一部分,對實物岩石薄片數字化資料進行編研,是開發利用實物地質資料信息的重要手段。
在編研所形成的地區或圖幅相關的岩石薄片顯微圖冊中,為地質技術人員了解地區工作程度服務。通過對圖像認識和說明了解,具體認識岩性特徵及分布等,就可以不再重復取樣,減少不必要的製作浪費;為專家學者研究某個地質事件、某項地質活動等提供第一手資料,從中取得新的重要發現或重大突破,從而為地質勘查和科學研究提供基礎依據,避免重復工作,提高工作效率和工作水平。
4.3 特色編研,促進地質市場和地質工作發展
在選擇有代表性的地區地質現象、系統剖面和重要礦山時,根據地質理論及實際資料,廣泛查閱資料,收集補充完善地區、礦床(區)內地層、構造、成因等,逐步提高對區域或礦區地質、礦產等情況認識,進行編研。
還可以按照代表地質科學理論、反映中國地質條件與突出特點、顯示中國地礦工作重要成果等方向,利用或收集館藏實物薄片,進行廣泛了解、深入研究綜合系統闡述。採集岩石薄片數據,配合顯微結構構造等特色,圖文並茂地整理出來,使實物薄片靈動起來,提供給基礎地質、農業地質、醫學地質、環境地質、專題成果調查評價等領域作為參考,為地質工作發展和地質市場服務。
4.4 為輔助教學服務,達到知識傳承的目的
地質實驗教學的重點之一,是顯微鏡下各類岩石薄片的鑒定認識。實物薄片資料可以系統編輯,如三大岩系岩石結構構造、不同種屬礦物組合總結等,作為顯微示教系統的一部分,在數碼透反射偏光顯微鏡下將顯微圖像從鏡下解放出來,使師生共用圖像,在岩礦教學中起到直觀的作用,加強高校學生的實踐能力培養。
4.5 科學開發,為培養青少年地學興趣和社會公眾服務
從趣味性出發,對顯微鏡下一些象形的組構、微構造組合等,經過篩選、整理,以欣賞角度,例如鳥眼構造、草莓結構、書斜式構造等,編研出一套有科學價值的顯微岩畫。作為地質科普教育中精神副食品,把專業知識形象化、卡通化,廣開思路、旁徵博引,增強青少年的興趣,提高他們主動學習的積極性,培養其對地學愛好。
在地質公園中結合當地山容水貌,配以生動的岩石、礦物的顯微特徵圖像,使人們在暢游之餘,了解地學岩石顯微常識。
❸ 岩石薄片數字化採集工作方法
蘇桂芬 馮俊嶺 徐艷秋
(國土資源實物地質資料中心)
摘要 根據工作實踐,本文全面總結了岩石薄片數字化工作方法。主要內容包括:論述了工作的技術路線;提出了開展岩石薄片數字化工作的設備要求;結合實例,總結了工作步驟與技術方法;分析了岩石薄片數字化成果的應用前景。
關鍵詞 岩石薄片;數字化;採集;方法
截至2011年底,國土資源實物地質資料中心(國家實物地質資料庫)收采了39303片來自青藏高原1∶25萬區域地質調查工作的岩石薄片。這些薄片系統反映了青藏高原1∶25萬區域地質調查工作的成果,涵蓋了青藏高原地區主要的岩石類型,是了解和研究青藏高原地區地質條件不可多得的第一手實物地質資料。為了有效地保護和充分利用這批珍貴實物地質資料,自2010年起,實物地質資料中心開展了岩石薄片顯微照相實驗研究與數字化工作。根據近幾年研究成果,筆者撰寫了此文,總結了技術方法。
一、數字化工作技術路線
數字化工作技術路線包括以下內容:
1)以現有實物薄片和鑒定報告為基礎,利用透射偏光顯微鏡和與其配套的數碼照相系統採集信息,結合相關軟體的新技術、新方法,依據不同岩石的基本特點有針對性地進行圖像採集。
2)應用數碼採集系統與計算機相結合,按照儀器使用的相關規則,在顯微照相過程中全面實現信息採集加工、處理利用、存儲、管理等的全程現代化。
3)以《實物地質資料館藏管理技術要求》以及火成岩、沉積岩、變質岩三大岩類的《岩石分類和命名方案》和《透明礦物薄片鑒定手冊》等規范為基礎,對岩石鑒定報告與薄片反映的內容進行對比研究,分析岩石組合類型,結合區域分布范圍,採集微觀現象。
4)全面了解岩心掃描、標本照相等實物數字化的技術方法,將薄片顯微照相形成的地學信息資料庫完整化,提高實物地質資料服務的效益與質量。
二、設備與人員基本要求
1.電腦的要求
採集終端電腦操作系統,使用Windows XP及以上版本,電腦顯示屏要求不小於22寸。電腦內存4G以上,且顯存512兆以上。為了保存大量採集圖像,硬碟建議在300G以上。
2.顯微鏡的選擇
採集岩石薄片顯微圖像的顯微鏡,要求與鑒定岩石薄片顯微鏡技術指標一致,為高級透射偏光顯微鏡,且必須是三目,即有可連接照相機(或攝像頭)的設備。顯微鏡必備物鏡4個,即2×、4×、10×、40×;根據圖像採集情況,可適當更換相應物鏡鏡頭。
3.攝像頭的選擇
由於採集軟體編寫受照相機或攝像頭開發底包限制,所以應用照相設備為Canon550,攝像頭為加拿大的pixelink。
4.人員要求
岩石薄片顯微圖像採集人員應具備岩礦鑒定工作經驗或具備光性礦物學理論、結晶學及礦物學理論和岩礦鑒定基礎的專業人員。
三、採集准備工作內容和方法
1.岩石薄片鑒定報告數字化
目前採集的岩石薄片均為青藏高原1∶25萬區域地質調查圖幅薄片,由於是早期工作成果,其岩石薄片鑒定報告多以手寫為主,採集入庫前須進行重新錄入轉為電子文件。
錄入鑒定報告之前,首先製作圖幅鑒定報告整理表。通過整理表可以確定圖幅工作的剖面條數及每條剖面中鑒定報告的數量,並為以後記錄採集圖像數量做准備(即張數)。與此同時,還要依據國標把每一份鑒定報告命名的岩石(即鑒定名稱)進行三大岩石類型劃分,為網路檢索、查詢做好第一手資料。以昂達爾錯幅為例,鑒定報告整理表見表1。
表1 1∶25萬昂達爾錯幅岩石薄片鑒定報告統計及岩石類型整理表
註:「野外編號」為野外工作時編制的標本號;「野外名稱」為野外採集標本時定名;「鑒定名稱」是依據岩石分類和命名方案,通過室內鑒定給出的室內鏡下標本薄片定名。
每個薄片對應一份鑒定報告,報告內容以尊重原報告內容為主。根據不同單位鑒定報告的格式並結合實物地質資料中心特點,設計了新的鑒定報告電子模板:電子文件為Word格式,題頭名稱為區域地質調查岩礦鑒定報告;表格數據項有原報告內容7 項——即剖面名稱、薄片編號(選擇野外編號)、野外定名、鑒定名稱、結構構造、顯微鏡下描述及鑒定人;按照館藏技術要求,增加數據項有檔號、圖幅名稱、入庫編號、顯微照片和錄入人、錄入時間等6項(表2)。
每一條剖面內有若干個薄片,將剖面上每一個薄片的鑒定報告合並形成一個電子文件,文件名稱反映剖面名稱和剖面上薄片的數量。如「普勒欠-22」,反映在普勒欠上三疊統扎那組地層實測剖面上有22個薄片鑒定報告。
為確保錄入報告的質量,需嚴格執行三級質量檢查。大量的數據不僅要求錄入人員認真對待、仔細檢查,還應有相關人員的嚴格核對;為即每條剖面錄入完成後,要求錄入人對剖面內報告逐頁進行100% 自檢,並且實行兩人一組進行100%互檢,管理人員對每個圖幅錄入報告數量進行30%~50% 的抽檢。
表2 區域地質調查岩礦鑒定報告
2.存儲位置定位
選定獨立工作盤,按照不同圖幅,用簡化明了的文字建立一級文件夾,如「昂達爾錯幅」、「邦多幅」、「措麥幅」等(圖1)。
圖1 一級文件夾
在一級文件夾內不僅有對應的上述整理表,還要建立「採集」、「掃描件」、「數字化」等二級文件夾(圖2)。
圖2 二級文件夾
在二級數字化子文件夾內,存放錄入完成的鑒定報告文檔(圖3),如「1、普勒欠 -22」、「2、戈梗-13」。
在二級採集子文件夾內建有若干個三級文件夾,用於按剖面存放薄片圖像採集文件(圖4)。每個剖面建立一個文件夾,文件夾名稱反映剖面名稱和剖面上已採集薄片的數量,如「普勒欠-18」,反映在普勒欠上三疊統扎那組地層實測剖面上採集了18個薄片的顯微圖像。
在二級採集子文件夾和三級文件夾之下還需建有四級文件夾,四級文件夾名稱反映所採集的薄片的野外編號(圖5)。如,「PIIb-2」表示存放野外編號為PIIb-2的薄片圖像。
圖3 數字化文件夾中存放的文件
圖4 採集文件夾及其子文件夾
圖5 薄片文件夾(四級文件夾)
四、岩石薄片顯微圖像採集過程及技術要點
1.利用採集軟體選擇薄片文件夾
由於顯微圖像的選取是以鑒定報告為依據的,因此採集之前必須在數字化的子文件夾內選擇要採集的數字化後的剖面岩石薄片鑒定報告,打開後最小化於電腦桌面。同時點擊軟體圖標進入採集初始界面,點擊主菜單下的「圖像採集」子菜單,彈出瀏覽文件夾對話框,選擇獨立工作盤內相關圖幅,進入保存採集圖片的文件夾(即上述四級文件夾)。
2.圖像選取及採集要求
(1)圖像預覽
選中要採集岩石薄片號的文件夾,單擊「確定」按鍵,彈出連續拍攝對話框,點擊「開始預覽」按鍵,出現預覽區域,在預覽查看設置區域,進行全圖局部/圖切換,觀察焦點框的位置,轉動顯微鏡粗及細准焦螺旋調節圖像的清晰度,至效果最好後點擊「顯示全圖」,進行全圖顯示,開始圖片全面預覽(圖6)。
圖6 圖像預覽
(2)圖像採集順序及說明
通過觀察,選取薄片圖片效果較好的位置做准備,同時找到與薄片號對應的鑒定報告,把拍攝對話框內必填項,即薄片編號(選擇野外編號)和已有的鑒定名稱、結構構造從數字化的鑒定報告內粘貼過來,分析岩礦鑒定報告內容,按照從整體到局部的順序,顯微鏡物鏡從低倍鏡大視域到高倍鏡清晰點,由面到點逐步深入採集。
在低倍鏡大視域情況下,採集顯微鏡下具有岩石典型鑒定名稱特點、結構構造特色、礦物含量全貌的單偏光圖像和正交偏光圖像。
高倍鏡下則為採集具體礦物、古生物、微構造等特徵,根據礦物自身特點、古生物等特色,採集人可以視情況自行選擇單偏光或正交偏光,根據理解認識能力採集圖像。
圖像採集的總體原則是,既要有全貌又要有具體特點,逐字解讀逐段分解鑒定報告,真實反映薄片下岩石顯微組構、礦物含量、粒度組合及蝕變、古生物、微構造等相關信息且與鑒定報告描述內容保持一致性。
(3)單幅圖像選擇及採集
採集窗口的左下角有圖像說明信息框,選定鑒定報告適當內容,雙擊後進行信息的錄入粘貼,通過電腦觀察,確定物鏡倍數移動顯微鏡載物台上薄片選擇採集圖像位置,調節顯微鏡焦距到最清晰處,點擊單幅採集按鍵,變換偏光背景,進行單幅圖片的採集,軟體自動生成含有該圖片信息的.txt文件。在採集對話框內有薄片採集圖像單幀的總張數(圖7),要求把此記錄於圖幅整理表內,以便統計整理使用。
圖7 單幅圖像採集
在顯微鏡下進行圖像的截取時,每一幅圖都有其相應的特點,通過不同的方法採集,反映其特徵屬性內容。每採集一張顯微圖片都要填寫薄片物鏡倍數、光性和圖像說明參數。完成單幅圖像的採集,形成JPG格式,保存圖片和信息於四級文件夾內(圖8)。
圖8 圖像文件
(4)圖像採集技術要求
每個岩石薄片按照視域大小及偏光等的不同,要求最少形成6張圖片,即基礎圖片為物鏡2×、4×和10×的正交偏光、單偏光圖像各一張。與此同時,要求常見礦物石英、長石高倍鏡下必須有正交偏光圖像採集;黑雲母、角閃石等具有多色性礦物,必須有單偏光採集圖像;副礦物小顆粒則要求最低10×物鏡下清晰採集圖像。
由於不同岩性薄片的顯微特徵各不相同,因此在採集過程中,工作人員可按照對鑒定報告的理解及顯微鏡下特色,增加顯微圖像的採集張數,還可以根據鏡下觀察顯微特徵,補充鑒定報告中未描述內容的採集。
岩石薄片的使用,每一次應留有記錄。顯微鏡下的觀察,必然有一定的目的和應用方向,因此應留下相關的圖像採集與說明描述;採集的圖片只能順序增加,不能覆蓋,此軟體還應預留出為今後不同工作方向採集顯微圖像的空間。
3.圖像整理檢查
打開軟體窗口,點擊左上角文件「打開」子菜單,彈出打開圖片對話框,進入已採集數據的四級文件夾,全選文件夾內所有圖片到軟體界面,有顯示圖片大小的下拉列表框,選擇合適的百分比,使圖片的縮放顯示到適中(圖9)。檢查內容主要包括:記錄的拍照岩石薄片顯微圖像張數的准確性;對照岩礦鑒定報告內容,檢查數據項所填內容的正確性;觀察每張圖片採集的清晰度;對應檢查圖片物鏡倍數、偏光性質所選的准確性;檢查採集圖片內容與圖像說明的吻合情況,即圖片與文字描述的相符性。
圖9 圖像檢查
要求完成一條剖面薄片的全部顯微圖像採集後,逐個進行薄片的檢查整理,與岩石薄片鑒定報告數字化一樣,執行三級質量檢查。自檢100%,互檢100%,全面檢查30%~50% 抽檢,監督檢查自檢、互檢的准確率。
4.圖像整理歸檔
每完成一個項目,要檢查工作的所有文件和圖像的完整性,即每個獨立文件夾內二級文件夾採集、數字化必不可少,部分圖幅含掃描文件夾。各級文件夾關系及子文件夾內容見圖10。
圖10 文件夾內容
最後形成的是採集明細表,以昂達爾錯幅為例,具體項目見表3。至此方可備份以便歸檔。
表3 1∶25萬昂達爾錯幅岩石剖面錄入及採集圖像明細
五、岩石薄片顯微圖像採集應用
把數字化的岩石薄片鑒定報告製作成網路版要求的導表,對採集的每一個岩石薄片的圖像進行壓縮整理,存入到岩石薄片圖像信息管理系統,該系統不僅有可視化的岩石薄片顯微圖像及信息說明,還相應有查詢、檢索、統計、下載等功能。目前已經完成青藏高原1∶25萬區域地質調查實物岩石薄片4000餘片的顯微圖像採集,形成32600餘張的信息集合。
岩石薄片顯微圖像可以提高岩石薄片的利用率,課題組利用已有資料已經出版了《典型岩石薄片顯微圖冊》,今後會繼續研究開發更多產品,進一步豐富實物地質資料信息集成方法,提高實物地質資料服務能力。
❹ 危機礦山實物地質資料展覽展示方法及其意義——以海南石碌礦區為例
郭海燕蘇桂芬田瓊
(國土資源實物地質資料中心三河065201)
摘要利用實物地質資料展覽展示礦山的礦床成因和勘查成果,目前在我國尚屬於首次嘗試。結合成礦理論,利用實物(薄片或光片、標本、岩心等)配以文字和圖片,系統地展示礦山的礦床成因及勘查成果,以供用戶參觀、研究和交流使用。
關鍵詞實物地質資料展覽展示標本礦床成因勘查成果
自「危機礦山勘查項目實物成果集成」項目開展工作以來,實物地質資料中心已收集了50個以上礦山項目的代表性實物資料,預計今後兩年增加到150個礦山的實物。收集的實物地質資料主要包括岩礦心和標本,截止到2010年初,收集了70個鑽孔,共計5.16萬米;收集礦山配套標本1990塊,典型礦石標本72塊。
這些標本和岩礦心具有直觀性,可以清晰地觀察到礦石的結構組成特徵,在展示項目成果方面有著獨特優勢。在危礦項目的成果中,不僅在礦產資源量上取得突破,在找礦思路、成礦機理等地質理論方面獲得突破性進展,而且在找礦技術方法方面也有大量新認識。
本文通過對危機礦山實物地質資料展覽展示的技術方法探討,旨在結合文本資料的編研製作和實物資料的挑選展示,系統地展示危機礦山接替資源找礦項目所取得的成果。讓更多的人了解危機礦山項目所取得的社會經濟效益,同時也為廣大地質工作者提供相互學習交流的場所。
1 危礦項目實物資料概況
「危機礦山勘查項目成果集成」項目是以我國當前礦床分類和成礦體系框架理論方法為依據,以體現危機礦山專項成果,豐富國家庫庫藏礦床實物系統,便於提供公益性服務為目的的工作。
自2006年開展項目以來,收集了57個礦山項目的實物地質資料,採集70個鑽孔,共計5.16萬米;配套標本1990塊和典型礦石標本72塊。採集的礦山項目中,鐵礦山項目8個、銅礦山15個、金礦山15個、鉛鋅礦山4個、其他金屬類礦山11個、非金屬類礦山4個。
1.1 實物資料的採集概況
收集的實物地質資料主要包括岩礦心和標本,標本有配套標本和典型大標本兩種類型。
根據含礦層數、礦石類型、圍岩蝕變特徵、含礦岩系類型確定配套標本採集的採集數量和部位,所採集的岩礦石標本有較強的代表性。鑽孔岩心的篩選以反映礦床的總體地質特徵為基本原則,見礦成果具有代表性。典型大標本的採集一般位於主采礦層內,所採的大標本具有含礦品位較高,礦石類型典型性、代表性強。
1.2 海南省石碌鐵礦區實物地質資料採集
根據岩礦心篩選要求和標本採集要求,採集了海南省石碌礦區的實物地質資料。
採集的鑽孔岩心有:ZK1101,孔深98.51~705.12米;ZK1202,孔深149.21~647.90米;ZK1302,孔深449.80~888.01米。
按成礦類型和礦體與圍岩的關系採集典型配套岩礦石標本30塊。一個地點採集兩塊標本,並對每塊標本進行編錄。收集的配套標本主要類型有:赤鐵礦石、含鈷黃鐵礦型鈷礦石、鈷銅共生混合型礦石、銅礦石、變質石英砂岩、透輝石透閃石、白雲岩、石英絹雲母片岩和石英岩。
在採集海南省石碌鐵礦的實物資料中,還收集了與實物密切相關的成果資料和原始資料。包括,所採集鑽孔的柱狀圖、原始編錄、岩礦石標本採集登記表、礦區地質圖等。通過這些文本資料大致說明了實物的地質特徵,基本反映了礦區地質礦產條件。
這些實物地質資料和文本資料均屬於原始狀態,缺少對這些地質資料進行專業系統的資料綜合和編輯。
2 展覽展示的技術方法
目前主要通過實物和展板兩種形式對危機礦山項目的成果進行展示。
2.1 實物展示
實物展示主要包括岩礦心展示、配套標本展示和典型大標本的展示。
(1)岩礦心展示。收集的海南省石碌鐵礦區的鑽孔岩心有ZK1101、ZK1202和ZK1302。ZK1101孔見礦效果最好,共發現鐵礦體5層,累計厚度151.52m,平均品位TFe51.02%,礦體厚度大、品質優,並見銅鈷礦1層,銅鈷礦體厚度3.7m,Co平均品位達0.26%;ZK1202孔見鐵礦7層,累計厚度100.27m,平均品位44.25%;ZK1302孔見鐵礦體2層,累計厚度35.46m,平均品位36.75%,銅鈷礦3層,銅鈷礦體厚度7.05m,Cu最高品位達7.15%,平均品位2.93%。
ZK1101穿過主礦體和副礦體,能夠較好地反應礦床成因和各礦體的賦存狀態及頂底板的圍岩,此鑽孔有鈷銅礦體,並且在鑽孔下部發現了鐵礦體。驗證了在此次海南省石碌鐵礦的勘查項目中,發現了銅鈷礦體,並且在原來的礦體下部發現了新的鐵礦體的新認識和新理論。因而,ZK1101在海南省石碌鐵礦區的勘查項目的所有鑽孔中具有代表性和典型性。
岩心的展示方法有兩種:代表性岩心段的展示和礦心段的展示。根據展廳中展櫃的長1.5米左右上下3個格子的特點,根據柱狀圖和原始編錄表,選取1.2米左右的礦心段進行展示。體系此次勘查項目中較好的見礦效果。
根據長廊型的展示空間,選取整個鑽孔中有代表性的岩礦心段進行展示。展示有主鐵礦體、銅鈷礦體及礦體的上下底板和圍岩。根據鑽孔的原始編錄,結合柱狀圖,選取岩礦心段23.5米(表1)。
表1 鑽孔ZK1101選取岩心展示表
續表
(2)標本展示。在危機礦山項目的採集中,一般一個地點採集兩塊相同類型的標本。一塊用於展覽展示和研究交流,一塊用於保存。根據礦石類型和蝕變圍岩特徵,在此選取11塊標本(表2)。
表2 配套標本展覽展示篩選表
典型大標本體積和重量都較大,置於室外上展示。為便於參觀者對不同類型礦石的交流與探討,對大型礦石進行集中展示。
2.2 展板展示
展板內容包括文字說明和圖片兩部分(圖1)。
第一,選取形象直觀的圖形體現此次危機礦山勘查項目的成果。結合展示的鑽孔岩心的實物,選取該鑽孔的柱狀圖,即ZK1101柱狀圖,使得柱狀圖與岩心實物的相互印證,便於參觀者對比交流。由於一般的柱狀圖較復雜,根據調查,多數參觀者在參觀時喜歡簡要的圖形。因此,需對柱狀圖做簡要的卡通化處理,圖片中重點留下礦心段和上下底板。
選取本鑽孔所在剖面圖「E11勘查線資源/儲量剖面圖」,對新發現的礦體進行誇張化處理,放大並醒目。另選取「新增鐵礦資源/儲量估算分布圖」,從所選擇的3幅圖中,體現此次勘查項目的成果。
第二,文字說明部分主要是對石碌礦區做一個總體性的簡介。主要介紹石碌礦區的礦床成因、此次勘查成果及找礦思路新突破等。
3 實物地質資料的展覽展示意義
實物地質資料和展板的展示,總體上體現了礦床成因和勘查成果。
3.1 岩心展覽展示意義
通過標本,可以直觀地看到礦石類型和圍岩蝕變類型,並且肉眼可以觀察到這些岩礦石標本的結構構造特徵。
圖1 展板形式
通過鑽孔岩心的觀察研究,可了解礦體在空間上的賦存位置,包括見礦情況、礦體形態和產狀等,了解礦體與圍岩蝕變的關系、主礦體與副礦體的關系,了解礦床的成礦地質條件,從而分析控礦因素和礦床成因。
3.2 標本展覽展示意義
通過對岩礦石標本的觀察,可了解礦石和圍岩蝕變的類型以及岩礦石標本的結構構造特徵。
3.3 展板展示意義
通過對展板內容的簡單卡通化處理,簡單明了地展現了海南省石碌鐵鈷銅礦區的勘查成果。尤其對於E11勘探線剖面圖的展示說明在礦區深部找到鐵礦體,礦體厚而富,從而擴大了資源遠景。
4 總結
在實物地質資料的展覽展示中,通過標本和岩礦心的直觀地質特徵或地質現象,反映礦山的成礦機理和礦床理論,體現礦山勘查項目的重要成果和進展。石碌礦區的展覽展示主要突出了實物資料檔案特點和地學科學知識傳承與交流的研究價值。將各種實物資料利用展台、圖版文字技術展示出來,讓參觀者直觀、全面地了解石碌鐵礦在地質科學研究、礦產資源勘查等各方面所取得的進展與成就。從而發揮實物資料在地學知識的相互學習與交流,開展科普教育方面的作用。
感謝國土資源實物地質資料中心劉曉文教授級高級工程師在實物的展覽展示過程中給予的支持和悉心指導。感謝資料服務室在實物展示中的大力支持。
註:此論文是基於《危機礦山勘查項目實物成果集成》(200699104)項目所編寫的。
❺ 對實物地質資料中心教學實習服務的實踐與思考
蘇桂芬1 馮俊嶺1 馮丹2 田瓊1
(1.國土資源實物地質資料中心;2.華北科技學院)
摘要 近年來國土資源實物地質資料中心通過對國家級實物地質資料的收集、整理、保管、研究等工作,不僅使一大批重要實物地質資料得到有效保護,為地質找礦和社會經濟發展發揮了作用,同時還開展了越來越廣泛的社會服務,其中面向高校教學的實物地質資料服務就是重要一部分。如何發揮實物資料作用,更好地培養地質人才,使服務走向更全面化、規范化、系統化值得深入思考。本文筆者有幾年的教學服務工作經驗,通過對高校教學分析需求,結合本單位基礎設施與實物地質資料特色,探討了實物地質資料高校服務的幾種方式。
關鍵詞 高校教學 實物地質資料 服務需求 教學服務實踐 服務思考
0 引言
隨著國土資源實物地質資料中心(以下簡稱實物中心)的職能和作用的逐漸完善,實物資料社會化服務陸續展開,各高校實習基地在實物中心掛牌逐漸增多,針對高校教育的社會需求,充分利用館藏實物資料,開展實物地質資料輔助教學工作,從而拓展實物地質資料的服務領域,發揮實物資料更大作用,是實物中心地質成果開展社會化服務、知識傳承的職能體現。其國家實物地質資料館的館藏體系具有整體性、長遠性、規劃性和指導性原則,實物地質資料數量大、渠道多、來源廣,能反映全國總體地質特徵和礦產資源條件,顯示國家重大地質工作成果,代表地質科學創新成果,是實物教學實習服務的基礎。
1 教學實習服務資源基本情況
1.1 資料情況
實物中心國家實物地質資料館藏保管的大量的實物資料,即岩(礦)心、標本、光薄片、岩屑、古生物化石等,種類齊全,截至2012年5月18日,共收藏有254 份實物資料,主要包括380個鑽孔的190376.93m岩心、9005袋岩屑、12102塊標本、36810件薄片、290件樣品和67個典型礦山的129 塊大型礦石標本。這些實物資料主要來自:全國157個典型礦山的岩心、標本,93幅青藏高原1:25萬區域地質調查標本、薄片以及江蘇東海大陸科鑽一井岩心、岩屑,3個「金釘子」剖面標本和柱狀樣,40個重點煤礦區的106件樣品,初步形成了以典型礦山岩心和區調標本為主體、以大陸科鑽岩心岩屑和「金釘子」標本等為精品的國家實物庫藏體系。涵蓋全國各地科研工作、區調工作、生產礦山等的實物資料,涉及面廣、內容豐富、類型全,是地質專業課程實習實物展示、觀摩教學的特色樣本,是教學實踐的典型材料。
1.2 設施情況
實物中心面向高校地質實習實物類型全面、設施完備,是良好教學的實踐地,能夠配合高校相關專業教學計劃,使學生在與專業領域有關的場所,培養對實物資料的觀察識別能力、動手操作能力、理論聯系實際能力和地質思維能力;以及對實物礦物種類、岩石類型、礦床礦石等的識別能力和語言表述、圖形文字編寫的表達能力等,提高綜合素質水平和科學研究意識,強化對地質職業生涯發展的認知,使實物地質資料發揮應有的作用。
1.2.1 景色秀麗的大標本園
以大型實物地質標本為特色的標本園,匯聚有全國各地典型礦山標本百餘塊,各礦種齊全、類型豐富、特點突出,既有各自的實物含金量,又是獨特的園林展景,其中英文標示說明簡練、准確,並有概括性,能夠滿足普通地質學及岩石學、礦床學等專業的基本認識實習,實習者從中主要可以了解到:我國礦產資源的分布概況,對於不同礦山礦石類型及其礦石的結構、構造特徵的直接觀察;認識三大岩石(沉積岩、岩漿岩、變質岩)大標本,了解三大岩石岩性特點、礦物組合及結構構造特徵,初步學習一些岩石的命名原則和常見礦物的鑒別特徵;了解各類岩石與不同礦產的關系,岩石由於不同的物質組成,對應有相關礦產、相同岩石不同地質構造環境等,也可產出不同礦產。
1.2.2 地球資源展廳優勢
個性鮮明的地球資源展廳,雖然面積不大,但是實物內容小而全、雜而精,有危機礦山深部或外圍區接替資源找礦成果實物資料、實物「金釘子」剖面、礦物晶體與觀賞石部分及古生物化石展區等幾部分。從觀察實物中可以學習到:全面了解礦產、岩石、礦物及古生物等方面知識;認識各類礦山礦區的地質特色、成礦類型等基本情況,對其典型礦石、頂底板岩石、岩心觀察學習;展廳礦區岩石標本,涵蓋有較全面的岩石類型,可以認識不同岩石岩性形貌,了解其結構構造、地質體的基本特徵及相關岩性間的相互關系等;礦物晶體、觀賞石標本,有金屬礦物、非金屬礦物、單晶礦物、造岩礦物、復合礦石等,既有美觀的形態,又有使人求知的吸引力;利用鑽孔岩心的觀察,了解鑽探過程和岩心採取的過程。學習鑽孔岩心觀測,了解鑽孔編錄程序;生物化石標本可以了解遙遠的過去,著名的遼西熱河生物群和關嶺生物群化石的生物種類、形態、結構特徵等,認識漫長的地質歷史時期的地球生態環境。
1.2.3 特色教學實習室
根據館藏實物資料特點,有針對性的服務,藉助教學實習室這個平台,用實物資料打造出一個專業性的基礎地質學習訓練地,滿足學生課堂理論與實踐相結合的教學活動場所。
現階段教學實習室實物教學標本千餘塊,其中礦物標本全面,有自然元素標本、硫化物及其類似化合物標本、氧化物和氫氧化物標本、含氧鹽和鹵化物標本;岩石標本有典型的岩漿岩、變質岩、沉積岩標本和沉積構造標本等,可以滿足日常實物基礎資料認識需求。
教學基礎設施透射偏光顯微鏡、透反射偏光顯微鏡、實習桌椅、投影儀、電腦、攜帶型放大鏡等齊全,並配有與實物相對應的薄片和光片,以及專職鑒定人員答疑解惑。
2 教學實習服務高校需求
通過近幾年來,筆者對實物中心周邊高校(以華北科技學院、防災科技學院為例),進行實物地質資料教學服務的經驗,認識到地質及相關專業高校教學對實物地質資料有以下需求:
2.1 實物資料的全面性與特色性需求
同時在近幾年的工作中了解到,不同高校關注的側重方向有所差別,例如華北科技學院老師對實物教學標本與薄片很認同,教學實習室的配套標本,能夠彌補他們部分實習標本不典型、不系統的弱點,並多次組織學生到實物資料中心教學實習;防災科技學院資源勘查專業老師則在礦產地標本上更加關注,帶領學生到實物中心進行實物學習。
各大高校還認為,實物中心統籌採集的實物資料的作用,不僅在教學上的實物有需求,在培養學生科技創新項目實物資料利用、地質技能大賽實物使用等方面,對實物資料的觀察、利用也必不可少。
2.2 實物資料教學服務方式及內容需求
高校教學是有一定規律和方向性的,人才培養的教學計劃專業穩定、時間固定,應該形成長期穩定的實物資料服務模式。
地質專業的學生在每個學年都有教學實習,不同年級有不同性質的教學實習安排。以華北科技學院地質工程專業為例:大一為認識實習,大二是填圖實習,大三進行理論聯系實踐的生產實習,大四則是畢業實踐實習,每個階段都有實物資料的教學需求方案,總體實物資料向煤礦產傾斜,兼顧油氣、金屬、非金屬礦種。這種情況下的實物資料教學服務就有多樣化、簡單與復雜等方向性的需求。
2.3 系統性實習資料與實物服務產品需求
作為實物資料高校教學基地,不僅要有參觀瀏覽的模式,還應滿足高校專業教學實踐的實習,針對性實習教材的編制,師生們具有較迫切的需求,如實習基地認識實習指導書、礦產教學實習指導書等,也是實物地質資料服務產品開發的重點。
3 教學實習服務實踐及存在的問題
高校教學實物資料必不可少,認真分析高校相關專業的教學計劃,做好實物資料應用服務,不僅加大實物資料利用宣傳力度,還可以對培養地質人才發揮作用。目前實物中心開展的教學實習服務方式有以下幾種,既有優越性,又存在明顯的不足。
3.1 實物資料教學認識實習服務
以標本園、實物資源展廳為主體,為高校各不同方向地質實習提供實物資料,以提供高校學生的專業認識水平和專業技能。此服務為教學認知實習,以科普宣傳為重點,專業深入程度較淺。
3.2 實物資料專業教學實習服務
利用教學實習室教學標本,在礦物、岩石、礦石手標本學習和鏡下顯微觀察中,鞏固學習者地學基礎知識,提高解讀實物資料的能力,鍛煉解決實際問題的能力。這種服務方式為高校教學實習模式,缺乏實物認識的靈活性。
3.3 實物資料應用教學講座服務
針對不同資料,即大標本、岩心、光薄片、手標本及「金釘子」剖面、古生物標本等一系列實物,開發其內涵及機理,研究其與相關學科密切度,與不同行業的利用關系,面對高校開展實物生產、採集及保管等方面的宣傳,進行區域地質調查、整裝勘查、找礦突破戰略大行動等形式多樣的講座。受單位場地和專家時間限制,目前此項活動多在高校進行,但很受高校師生歡迎。
3.4 實物資料地質技能競賽活動
實物資料教學服務不僅是簡單的配合高校教學、宣傳實物資料,也可以開展靈活多樣的科技活動,地質技能競賽就是較好的方式之一,增加參與者在實物資料方面的知識儲備,考驗其針對不同目的選擇利用實物的靈活性,提高實物運用的基本能力及綜合技能,激發崇尚地球科學、探索地球奧秘的興趣。已經開展了一屆競賽和講演活動,得到了高校師生的熱烈響應,效果較好,但經驗不足,在今後的工作中還要總結經驗、加強學習。
4 教學實習服務存在的問題及思考
4.1 存在的問題
高校是科學前緣研究的聚集地,利用實物資料為高校地球科學領域科研項目研究服務不足。例如以往利用實物資料的有華北科技學院李小明教授校內基金查閱湖南湘潭錳礦及沉積礦產磷礦資料;防災科技學院大學生科技創新「松原活斷層探測與地震危險性評價」項目利用實物中心採集收藏的吉林省扶余縣長春嶺油頁岩礦心實物資料進行了第四系岩心編錄工作等。只能提供較為全面的實物標本資料,文本資料信息不全面,利用率相對較低,成果不好。
把實物資料的服務與高校相關專業的教學計劃緊密結合,進行實物教育活動宣傳不夠。應該有專人歸類實物資料形成影像文字材料,編寫相應實物教學實習服務指導書、課件、課設等。雖然目前已有實物薄片顯微圖像資料形成教學用的《典型岩石薄片顯微圖冊》,對現有教學實物標本進行整理描述,形成《教學實習標本簡明圖冊》,但相關影像資料、系統資料缺乏。
4.2 思考
實物資料的教學服務為立足館藏資源,凸顯國家級實物地質資料特色,在形成上以定期實物資料服務模塊為主導。針對高校教學的基礎性、規律性需求特點,還可開拓新的形式,有培養大學生實物資料講解宣傳志願者、建立實物資料教學服務網站、舉行實物資料學習培訓班等。展示館藏的實物產品有待進一步開發,如整理教學標本實物資料的系統性、礦產資源實物資料整合成易於理解的圖文資料、影像資料、教學課件等,進一步提高實物地質資料服務水平。
積極開展持續有效的實物地質資料高校教學服務活動是當前工作重點任務,是為高校教學實物服務邁出的重要一步,也是實物資料窗口服務方式之一,不局限於北京周邊地質高校,放眼全國各地質院校,「走出去、請進來」,努力把實物中心建設成國家級實物地質資料教學實習基地。
實物地質資料教學服務是我們的職責,面對高校教學、實習、科研方面等服務剛剛起步,任重道遠而意義重大。通過實物資料服務的宣傳,可以營造良好的實物資料研究及學習氛圍,為擴大實物資料服務影響發揮作用。