《变质作用研究方法与实例》课程教学大纲

《变质作用研究方法与实例》课程教学大纲课程代码：612048课程名称：变质作用研究方法与实例英文名称：ResearchMethodandCaseStudyofMetamorphism开课学期：8学时/学分：40（其中实验学时：32）/2.5课程类别：专业课开课专业：地质学（基地班）选用教材：孙德有，高福红，郑常青.岩石学实验指导书.内部教材，2010主要参考书：1.陈曼云，金巍，郑常青.变质岩鉴定手册.地质出版社，20092.卢良兆，许文良主编.岩石学.北京：地质出版社，20113.潘兆橹等主编.结晶学与矿物学.上、下册，北京：地质出版社，19934.靳是琴，李鸿超主编.成因矿物学.上、下册，吉林：吉林大学出版社，19845.王濮，潘兆橹，翁玲宝等主编.系统矿物学.北京：地质出版社，19846.陈曼云，常丽华.透明矿物薄片鉴定手册.地质出版社,20067.贺同兴、卢良兆、李树勋、兰玉琦主编.变质岩岩石学.北京：地质出版社，19898.陈曼云，刘喜山.变质岩岩石学实验指导书.北京：地质出版社，19899.路凤香，桑隆康主编.岩石学.北京：地质出版社，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.晶体化学式计算软件、温压计计算软件（Minpet2.02;AX;Thermocalc3.21）

一、课程简介变质作用研究方法与实例是地质学（基地班）专业的专业选修课中“地球物质模块”系列课程之一。以内蒙古大青山地区石榴角闪二辉麻粒岩变质作用研究为实例，主要以研修教学方式，通过对典型地区变质岩石组合、矿物组合、矿物微区组分变化与矿物反应结构等基本地质事实的研究，分析变质矿物世代演化、相应的变质反应、演化的温度、压力等物理化学条件，探讨变质岩石的形成过程、变质作用成因及其地质意义。通过研究性综合实验教学，加深学生对前期所学知识的理解、培养学生的科学研究思维能力，提高综合分析问题和解决实际问题的能力。IntroductionMetamorphismResearchMethodandCaseStudyisoneofelectivecoursesoftheTheEarthMaterialFieldseriesforBasicClassinGeology.Thiscourseisbasedontheexamplesofmetamorphismofgarnet-pyribolitesinDaqingshanarea,InnerMongolian,usingtypicalmetamorphicrockassemblages,metamorphicmineralassemblages,changesinmicroareasinthemineralsandmineralreactiontexturestoanalyzethemineralgeneration,relevantmetamorphicreactions,temperatureandpressureincasetodiscusstheformingprocess,causeofmetamorphismandtheirgeologicalmeaning.Bycomprehensiveresearchexperimentalteaching，thiscoursecanenhancesstudents’knowledgeperviouslylearnedandpromotethestudents’abilitytoanalyzeandsolvepracticalmatters.二、课程性质、目的与任务变质作用研究方法与实例是地质学（基地班）专业的专业选修课中“地球物质模块”系列课程之一，属于专业综合研究型实验课程。以内蒙古大青山地区石榴角闪二辉麻粒岩变质作用研究为实例，通过典型变质作用研究性综合实验教学，目的使学生针对具体科学问题，明确研究思路、解决问题的方法，锻炼综合表达能力；加深学生对前期所学知识的理解、提高综合运用、科学研究能力；主要任务是培养学生的科学研究思维能力，提高综合分析问题和解决实际问题的能力。三、教学基本要求变质作用研究方法与实例课程为变质岩岩石学高级岩石学部分。该课程的讲授采取“引导性讲授－自主研修-综合研究”教学模式，主要介绍变质作用研究方法与思路、变质作用影响因素、变质矿物形成机理等基础理论；从具体变质岩石出发，研究原岩化学成分-矿物成分-矿物共生组合-变质PT条件，讨论变质作用-矿物成分-物理化学条件的相平衡关系。锻炼学生针对具体的变质作用科学问题采取的研究方法和思路，提高学生的综合分析问题和解决实际问题的能力。原则上每周引导性讲课1次（2学时），布置下一次研修实验的重点问题。学生围绕具体实验问题总结准备课堂讨论与发言，用多媒体的形式讲解问题研究阶段性进展、取得的认识，讲解10-15分钟，讨论5-10分钟。教师和学生互动，均可以提出问题，主讲者给与回答，教师讲评学生提出的问题和答辩情况，并指出进一步努力的方向。四、各章节内容及学时分配第一章变质作用研究方法（8学时）教学目的与任务通过概略介绍变质作用研究方法，使学生了解现代变质作用研究一般方法、思路、热点科学问题；系统了解基性系列变质岩石不同大地构造背景下，岩石、矿物、结构构造、变质反应等演化过程，深入理解变质原岩-变质条件（地质背景）-变质矿物之间内在成因联系。教学内容1.变质作用类型及其研究方法2.变质矿物形成机理学生利用PPt演讲的形式讨论铁镁质矿物——石榴石、辉石（单斜辉石、斜方辉石）、普通角闪石、斜长石、尖晶石的晶体化学特征，类质同象，变质矿物成因等问题（研究基础）。考核要求了解：变质作用类型及其研究基本方法。理解：变质原岩-变质条件-变质矿物之间内在成因联系。掌握：基性系列高级变质岩石的矿物成分特征及其成因。第二章具体实验研究实例（8学时）教学目的与任务现以内蒙古大青山地区石榴角闪二辉麻粒岩的矿物微区成分变化为研究对象，研究该岩石的矿物组成、矿物成分微区变化、矿物世代演化、可能的变质反应、变质条件等，综合分析该岩石的可能成因和地质意义。教学内容1.矿物微区成分与晶体化学特征在充分了解研究实例变质矿物岩相学特征。结合具体岩石中单矿物电子探针分析数据，应用相应矿物分子式计算软件，计算石榴石、辉石（单斜辉石、斜方辉石）、普通角闪石、斜长石、尖晶石等五种矿物的晶体化学式，明确具体矿物成分和端元组分特征。2.岩石结构与矿物结构考核要求了解：内蒙古大青山地区石榴角闪二辉麻粒岩的岩石学基本特征。理解：本次具体研究实例变质岩石的矿物晶体化学一般结构、类质同相等现象。掌握：石榴角闪二辉麻粒岩变质矿物的矿物化学组成。第三章具体实验研究对象晶体化学与矿物成因（8学时）教学目的与任务针对具体变质岩石的矿物微区成分利用相关软件和理论，计算分析具体岩石的矿物晶体化学组成，初步分析矿物世代、编制矿物共生图解，结合显微结构分析可能变质反应。根据具体变质矿物化学成分，利用PPt形式公开演讲讨论该岩石具体变质矿物化学特征及其可能成因。教学内容1.矿物微区成分变化与变质反应分析2.矿物成分共生图解分析在矿物晶体化学特征研究基础上，计算组成矿物分子化学式中各氧化物的百分含量、构建矿物成分图解，分析各矿物种属的可能成因等。考核要求了解：变质岩石中矿物平衡共生原理理解：石榴角闪二辉麻粒岩的矿物共生组合、演化时代、变质反应。掌握：石榴角闪二辉麻粒岩的矿物化学组成、划分演化阶段的标准。第四章变质作用条件分析（8学时）教学目的与任务结合前期研究，确定各个变质演化阶段峰期变质矿物共生组合，应用地质温压计、估算变质作用PT条件。根据矿物共生图解定性分析变质作用强度、PT条件和演化过程，利用PPt形式公开演讲讨论变质作用演化特征。教学内容定性分析变质作用演化结合前期研究，确定各个变质演化阶段峰期变质矿物共生组合，依据地质角闪石-斜长石、二辉石、单斜辉石与石榴石、石榴石与角闪石等温压计、估算变质作用PT条件。确定变质作用演化各个阶段PT条件。考核要求了解：石榴角闪二辉麻粒岩中各个演化阶段温压条件。理解：石榴角闪二辉麻粒岩所反映的变质作用特征。掌握：总结基性系列高级变质岩石研究一般方法。第五章探讨变质岩石形成过程及其地质意义（8学时）教学目的与任务在上述矿物演化世代、各个阶段温压条件等研究基础上，综合分析内蒙古大青山地区石榴角闪二辉麻粒岩的矿物形成过程。以综合论文（报告）形式，完整论述该变质岩石岩相学特征、矿物晶体化学、矿物化学组成、微区成分变化与变质反应、变质条件以及变质作用演化特征，探讨变质作用地质意义。教学内容在上述研究的基础上，对石榴角闪二辉麻粒岩的形成过程给出合理的成因解释，探讨该岩石所反映的地质意义。考核要求了解：变质作用研究一般过程。理解：结合具体研究实例，理解基性麻粒岩相变质作用特征。掌握：变质作用矿物微区成分研究的一般过程与工作方法。五、实验1.实验目的与任务变质作用研究方法与实例是地质学（基地班）专业的专业选修课中“地球物质模块”系列课程之一，通过典型变质作用研究性综合实验教学，目的使学生针对具体科学问题，明确研究思路、解决问题的方法，锻炼综合表达能力；加深学生对前期所学知识的理解、提高综合运用、科学研究能力；主要任务是培养学生的科学研究思维能力，提高综合分析问题和解决实际问题的能力。2.实验教学基本要求本实验要求以“引导性讲授-综合实验-自主研修”教学模式，主要介绍变质作用研究方法与思路、变质作用影响因素、变质矿物形成机理等基础理论；从具体变质岩石出发，研究原岩化学成分-矿物成分-矿物共生组合-变质PT条件，讨论变质作用-矿物成分-物理化学条件的相平衡关系。原则上每周引导性讲课1次（2学时），布置下一次研修的重点问题，学生围绕问题总结准备课堂讨论发言，用多媒体的形式讲解问题研究阶段性进展、取得的认识，讲解10-15分钟，讨论5-10分钟。教师和学生均可以提出问题，讲解者并给与回答，教师讲评学生提出的问题和答辩情况，并指出进一步努力的研修方向，最后提交研究报告（论文形式）。3.实验教材或指导书孙德有，高福红，郑常青.岩石学实验指导书.内部教材，20104.实验项目一览表序号实验项目内容提要实验类型学时分配主要仪器设备实验地点备注1变质岩石岩相学研究掌握内蒙古大青山地区石榴角闪二辉麻粒岩的岩石学基本特征验证性8显微镜、放大镜鸽子楼2132矿物微区成分变化与变质反应分析利用矿物微区电子探针分析数据，计算矿物晶体化学式，结合岩相学显微结构，初步分析矿物种属、演化时代和变质反应。验证性8放大镜、偏光显微镜鸽子楼2133变质矿物成因及变质作用条件分析在矿物晶体化学特征研究基础上，构建矿物成分图解，分析各矿物种属的可能成因等。综合性8放大镜、偏光显微镜鸽子楼2134变质岩石形成过程及其地质意义结合前期研究，确定各个变质演化阶段峰期变质矿物共生组合，依据地质温压计、定性估算变质作用PT条件，探讨石榴角闪二辉麻粒岩的形成过程及其变质作用的地质意义。研究性8放大镜、偏光显微镜鸽子楼213六、考核方式本门课程考核方式为考查。根据课堂讨论、阶段性研究成果的演讲、答辩、最后论文质量等，给出评语和成绩（五级分制）。具体评定标准：优秀：独立完成实验鉴定与操作，课堂表现好，互动交流积极；ppt形式清晰，讲演语言流畅，思路清晰，内容准确；综合研究报告内容齐全，具有创新性