《變質作用研究方法與實例》課程教學大綱

《變質作用研究方法與實例》課程教學大綱課程代碼：612048課程名稱：變質作用研究方法與實例英文名稱：ResearchMethodandCaseStudyofMetamorphism開課學期：8學時/學分：40（其中實驗學時：32）/2.5課程類別：專業(yè)課開課專業(yè)：地質學（基地班）選用教材：孫德有，高福紅，鄭常青.巖石學實驗指導書.內部教材，2010主要參考書：1.陳曼云，金巍，鄭常青.變質巖鑒定手冊.地質出版社，20092.盧良兆，許文良主編.巖石學.北京：地質出版社，20113.潘兆櫓等主編.結晶學與礦物學.上、下冊，北京：地質出版社，19934.靳是琴，李鴻超主編.成因礦物學.上、下冊，吉林：吉林大學出版社，19845.王濮，潘兆櫓，翁玲寶等主編.系統(tǒng)礦物學.北京：地質出版社，19846.陳曼云，常麗華.透明礦物薄片鑒定手冊.地質出版社,20067.賀同興、盧良兆、李樹勛、蘭玉琦主編.變質巖巖石學.北京：地質出版社，19898.陳曼云，劉喜山.變質巖巖石學實驗指導書.北京：地質出版社，19899.路鳳香，桑隆康主編.巖石學.北京：地質出版社，200110.KurtBucher·RodneyGrapes.PetrogenesisofMetamorphicRocks.BerlinSpringer,8thEdition.201011.Powell,R.andHolland,TJB.CalculatedmineralequilibriainthepelitesystemKFMASH(K2O-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O).AmericanMineralogist,1990,75:367-380.12.Powell,R.andHolland,TJB.andWorley,B.Calculatingphasediagramsinvolvingsolidsolutionsvianon-linearequations,withexamplesusingThermocalc.JournalofMetamorphicGeology,1998,16:577-588.13.Wei,CJ.,Powell,R.Phaserelationsinhigh-pressuremetapelitesinthesystemKFMASH(K2O-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O)withapplicationtonaturalrocks.ContributionstoMineralogyandPetrology,2003,145:301-315.14.Wei,CJ.,Powell,R.andClarke,GL.Calculatedphaseequilibriaforlow-andmedium-pressuremetapelitesintheKFMASHandKMnFMASHsystems.JournalofMetamorphicGeology,2004,22:495-508.15.Wei,CJ.,Powell,R.CalculatedPhaseRelationsHigh-PressureMetapelitesintheSystemKCKFMASH(Na2O-CaO-K2O-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O)JournalofPetrology,2004,45(1)：183-202.16.晶體化學式計算軟件、溫壓計計算軟件（Minpet2.02;AX;Thermocalc3.21）

一、課程簡介變質作用研究方法與實例是地質學（基地班）專業(yè)的專業(yè)選修課中“地球物質模塊”系列課程之一。以內蒙古大青山地區(qū)石榴角閃二輝麻粒巖變質作用研究為實例，主要以研修教學方式，通過對典型地區(qū)變質巖石組合、礦物組合、礦物微區(qū)組分變化與礦物反應結構等基本地質事實的研究，分析變質礦物世代演化、相應的變質反應、演化的溫度、壓力等物理化學條件，探討變質巖石的形成過程、變質作用成因及其地質意義。通過研究性綜合實驗教學，加深學生對前期所學知識的理解、培養(yǎng)學生的科學研究思維能力，提高綜合分析問題和解決實際問題的能力。IntroductionMetamorphismResearchMethodandCaseStudyisoneofelectivecoursesoftheTheEarthMaterialFieldseriesforBasicClassinGeology.Thiscourseisbasedontheexamplesofmetamorphismofgarnet-pyribolitesinDaqingshanarea,InnerMongolian,usingtypicalmetamorphicrockassemblages,metamorphicmineralassemblages,changesinmicroareasinthemineralsandmineralreactiontexturestoanalyzethemineralgeneration,relevantmetamorphicreactions,temperatureandpressureincasetodiscusstheformingprocess,causeofmetamorphismandtheirgeologicalmeaning.Bycomprehensiveresearchexperimentalteaching，thiscoursecanenhancesstudents’knowledgeperviouslylearnedandpromotethestudents’abilitytoanalyzeandsolvepracticalmatters.二、課程性質、目的與任務變質作用研究方法與實例是地質學（基地班）專業(yè)的專業(yè)選修課中“地球物質模塊”系列課程之一，屬于專業(yè)綜合研究型實驗課程。以內蒙古大青山地區(qū)石榴角閃二輝麻粒巖變質作用研究為實例，通過典型變質作用研究性綜合實驗教學，目的使學生針對具體科學問題，明確研究思路、解決問題的方法，鍛煉綜合表達能力；加深學生對前期所學知識的理解、提高綜合運用、科學研究能力；主要任務是培養(yǎng)學生的科學研究思維能力，提高綜合分析問題和解決實際問題的能力。三、教學基本要求變質作用研究方法與實例課程為變質巖巖石學高級巖石學部分。該課程的講授采取“引導性講授－自主研修-綜合研究”教學模式，主要介紹變質作用研究方法與思路、變質作用影響因素、變質礦物形成機理等基礎理論；從具體變質巖石出發(fā)，研究原巖化學成分-礦物成分-礦物共生組合-變質PT條件，討論變質作用-礦物成分-物理化學條件的相平衡關系。鍛煉學生針對具體的變質作用科學問題采取的研究方法和思路，提高學生的綜合分析問題和解決實際問題的能力。原則上每周引導性講課1次（2學時），布置下一次研修實驗的重點問題。學生圍繞具體實驗問題總結準備課堂討論與發(fā)言，用多媒體的形式講解問題研究階段性進展、取得的認識，講解10-15分鐘，討論5-10分鐘。教師和學生互動，均可以提出問題，主講者給與回答，教師講評學生提出的問題和答辯情況，并指出進一步努力的方向。四、各章節(jié)內容及學時分配第一章變質作用研究方法（8學時）教學目的與任務通過概略介紹變質作用研究方法，使學生了解現(xiàn)代變質作用研究一般方法、思路、熱點科學問題；系統(tǒng)了解基性系列變質巖石不同大地構造背景下，巖石、礦物、結構構造、變質反應等演化過程，深入理解變質原巖-變質條件（地質背景）-變質礦物之間內在成因聯(lián)系。教學內容1.變質作用類型及其研究方法2.變質礦物形成機理學生利用PPt演講的形式討論鐵鎂質礦物——石榴石、輝石（單斜輝石、斜方輝石）、普通角閃石、斜長石、尖晶石的晶體化學特征，類質同象，變質礦物成因等問題（研究基礎）?？己艘罅私猓鹤冑|作用類型及其研究基本方法。理解：變質原巖-變質條件-變質礦物之間內在成因聯(lián)系。掌握：基性系列高級變質巖石的礦物成分特征及其成因。第二章具體實驗研究實例（8學時）教學目的與任務現(xiàn)以內蒙古大青山地區(qū)石榴角閃二輝麻粒巖的礦物微區(qū)成分變化為研究對象，研究該巖石的礦物組成、礦物成分微區(qū)變化、礦物世代演化、可能的變質反應、變質條件等，綜合分析該巖石的可能成因和地質意義。教學內容1.礦物微區(qū)成分與晶體化學特征在充分了解研究實例變質礦物巖相學特征。結合具體巖石中單礦物電子探針分析數(shù)據(jù)，應用相應礦物分子式計算軟件，計算石榴石、輝石（單斜輝石、斜方輝石）、普通角閃石、斜長石、尖晶石等五種礦物的晶體化學式，明確具體礦物成分和端元組分特征。2.巖石結構與礦物結構考核要求了解：內蒙古大青山地區(qū)石榴角閃二輝麻粒巖的巖石學基本特征。理解：本次具體研究實例變質巖石的礦物晶體化學一般結構、類質同相等現(xiàn)象。掌握：石榴角閃二輝麻粒巖變質礦物的礦物化學組成。第三章具體實驗研究對象晶體化學與礦物成因（8學時）教學目的與任務針對具體變質巖石的礦物微區(qū)成分利用相關軟件和理論，計算分析具體巖石的礦物晶體化學組成，初步分析礦物世代、編制礦物共生圖解，結合顯微結構分析可能變質反應。根據(jù)具體變質礦物化學成分，利用PPt形式公開演講討論該巖石具體變質礦物化學特征及其可能成因。教學內容1.礦物微區(qū)成分變化與變質反應分析2.礦物成分共生圖解分析在礦物晶體化學特征研究基礎上，計算組成礦物分子化學式中各氧化物的百分含量、構建礦物成分圖解，分析各礦物種屬的可能成因等?？己艘罅私猓鹤冑|巖石中礦物平衡共生原理理解：石榴角閃二輝麻粒巖的礦物共生組合、演化時代、變質反應。掌握：石榴角閃二輝麻粒巖的礦物化學組成、劃分演化階段的標準。第四章變質作用條件分析（8學時）教學目的與任務結合前期研究，確定各個變質演化階段峰期變質礦物共生組合，應用地質溫壓計、估算變質作用PT條件。根據(jù)礦物共生圖解定性分析變質作用強度、PT條件和演化過程，利用PPt形式公開演講討論變質作用演化特征。教學內容定性分析變質作用演化結合前期研究，確定各個變質演化階段峰期變質礦物共生組合，依據(jù)地質角閃石-斜長石、二輝石、單斜輝石與石榴石、石榴石與角閃石等溫壓計、估算變質作用PT條件。確定變質作用演化各個階段PT條件?？己艘罅私猓菏窠情W二輝麻粒巖中各個演化階段溫壓條件。理解：石榴角閃二輝麻粒巖所反映的變質作用特征。掌握：總結基性系列高級變質巖石研究一般方法。第五章探討變質巖石形成過程及其地質意義（8學時）教學目的與任務在上述礦物演化世代、各個階段溫壓條件等研究基礎上，綜合分析內蒙古大青山地區(qū)石榴角閃二輝麻粒巖的礦物形成過程。以綜合論文（報告）形式，完整論述該變質巖石巖相學特征、礦物晶體化學、礦物化學組成、微區(qū)成分變化與變質反應、變質條件以及變質作用演化特征，探討變質作用地質意義。教學內容在上述研究的基礎上，對石榴角閃二輝麻粒巖的形成過程給出合理的成因解釋，探討該巖石所反映的地質意義?？己艘罅私猓鹤冑|作用研究一般過程。理解：結合具體研究實例，理解基性麻粒巖相變質作用特征。掌握：變質作用礦物微區(qū)成分研究的一般過程與工作方法。五、實驗1.實驗目的與任務變質作用研究方法與實例是地質學（基地班）專業(yè)的專業(yè)選修課中“地球物質模塊”系列課程之一，通過典型變質作用研究性綜合實驗教學，目的使學生針對具體科學問題，明確研究思路、解決問題的方法，鍛煉綜合表達能力；加深學生對前期所學知識的理解、提高綜合運用、科學研究能力；主要任務是培養(yǎng)學生的科學研究思維能力，提高綜合分析問題和解決實際問題的能力。2.實驗教學基本要求本實驗要求以“引導性講授-綜合實驗-自主研修”教學模式，主要介紹變質作用研究方法與思路、變質作用影響因素、變質礦物形成機理等基礎理論；從具體變質巖石出發(fā)，研究原巖化學成分-礦物成分-礦物共生組合-變質PT條件，討論變質作用-礦物成分-物理化學條件的相平衡關系。原則上每周引導性講課1次（2學時），布置下一次研修的重點問題，學生圍繞問題總結準備課堂討論發(fā)言，用多媒體的形式講解問題研究階段性進展、取得的認識，講解10-15分鐘，討論5-10分鐘。教師和學生均可以提出問題，講解者并給與回答，教師講評學生提出的問題和答辯情況，并指出進一步努力的研修方向，最后提交研究報告（論文形式）。3.實驗教材或指導書孫德有，高福紅，鄭常青.巖石學實驗指導書.內部教材，20104.實驗項目一覽表序號實驗項目內容提要實驗類型學時分配主要儀器設備實驗地點備注1變質巖石巖相學研究掌握內蒙古大青山地區(qū)石榴角閃二輝麻粒巖的巖石學基本特征驗證性8顯微鏡、放大鏡鴿子樓2132礦物微區(qū)成分變化與變質反應分析利用礦物微區(qū)電子探針分析數(shù)據(jù)，計算礦物晶體化學式，結合巖相學顯微結構，初步分析礦物種屬、演化時代和變質反應。驗證性8放大鏡、偏光顯微鏡鴿子樓2133變質礦物成因及變質作用條件分析在礦物晶體化學特征研究基礎上，構建礦物成分圖解，分析各礦物種屬的可能成因等。綜合性8放大鏡、偏光顯微鏡鴿子樓2134變質巖石形成過程及其地質意義結合前期研究，確定各個變質演化階段峰期變質礦物共生組合，依據(jù)地質溫壓計、定性估算變質作用PT條件，探討石榴角閃二輝麻粒巖的形成過程及其變質作用的地質意義。研究性8放大鏡、偏光顯微鏡鴿子樓213六、考核方式本門課程考核方式為考查。根據(jù)課堂討論、階段性研究成果的演講、答辯、最后論文質量等，給出評語和成績（五級分制）。具體評定標準：優(yōu)秀：獨立完成實驗鑒定與操作，課堂表現(xiàn)好，互動交流積極；ppt形式清晰，講演語言流暢，思路清晰，內容準確；綜合研究報告內容齊全，具有創(chuàng)新性