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[關鍵字]巖石 地質(zhì)本質(zhì)性 石力學

[中圖分類號]P5 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-2-27-2

0引言

巖石是一種經(jīng)過了漫長的地質(zhì)歷史和多種地球動力作用而形成的一種自然造物，并因此具有了其特殊的本質(zhì)性。本文先對巖石力學與地質(zhì)學的關系、巖石的地質(zhì)本質(zhì)性進行了相關分析，再對巖石力學本構(gòu)性作了闡述，以期為巖石力學的進一步發(fā)展提供有利依據(jù)。

1 巖石力學和地質(zhì)學的相關分析

1.1巖石力學和地質(zhì)學的學科關系分析

巖石力學該門學科發(fā)展的研究目標是力學理論，其研究對象則是巖石。巖石屬于地質(zhì)產(chǎn)物，又稱地質(zhì)體[1]。從廣義上理解巖石力學，巖石力學實質(zhì)是力學和地質(zhì)學結(jié)合而成的交叉學科，若從側(cè)重點的角度看，巖石力學更側(cè)重于力學和巖石地質(zhì)的結(jié)合。巖石力學是一門應用基礎學科，其研究任務主要是巖石的工程建設及地質(zhì)資源的開發(fā)工程。從巖石力學的發(fā)展趨勢看，更具深度與廣度的力學、地質(zhì)學勢必會和和工程學科相結(jié)合。所以，地質(zhì)學一定會變?yōu)閹r石力學和巖石工程學科的一門支柱性基礎學科。

1.2地質(zhì)學的相關分析

地質(zhì)學以地球為研究對象，特別是對地殼的研究，主要研究任務是對其物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)、形成、演化的地質(zhì)動力作用及其過程進行研究，而地質(zhì)學的核心研究思路則是地質(zhì)歷史的時空重建，通過以層序與構(gòu)造分析為基礎，采用一些現(xiàn)代的物理化科學方法、技術方法，使傳統(tǒng)的地質(zhì)學科進入到了現(xiàn)代科學行列[2]。

1.3工程地質(zhì)學的相關分析

工程地質(zhì)學該門學科的應用性較強，主要研究任務對工程建設的地質(zhì)條件、出現(xiàn)的問題及治理措施進行研究，重點是對工程的地質(zhì)作用進行研究，包括人類工程活動與地質(zhì)環(huán)境之間的相互作用與制約。工程地質(zhì)學的主要學科領域包括工程地質(zhì)力學、工程巖土學、工程環(huán)境地質(zhì)學、地質(zhì)災害學、資源地質(zhì)工程學等[3]。

2 巖石的地質(zhì)本質(zhì)性分析

物體的本質(zhì)性指的是物體本身的物理特性及結(jié)構(gòu)而形成的內(nèi)在本性。許多巖石力學家都認為巖石屬于一種較特殊的材料，而其特殊性主要決定于地質(zhì)本質(zhì)性，同時，巖石還具有演化性。

2.1巖石的物質(zhì)性分析

巖石屬于礦物的結(jié)合體，是由礦物組合而成，而其物質(zhì)性主要由成巖及其演化過程中所形成的礦物組合情況決定。

2.1.1原巖物質(zhì)的相關分析

巖漿巖屬于原始巖類，而其物質(zhì)組成部分主要是由巖漿的成分決定；同時，因為變質(zhì)巖與沉積巖都是次生巖類，所以巖漿巖也是地殼巖石的基本組成物質(zhì)，常見的造巖礦物包括石英、云母、長石等暗色的礦物，這些造巖礦物的力學硬度與強度差異較大，其中以石英的強度最高、長石次之，那些暗色且呈鱗片狀或者針狀的礦物，不僅剛度小，強度也較低。礦物力學特性的差異會對巖石力學性能造成直接的影響。

在巖石中，較典型的巖漿巖則為花崗巖，該巖石一般含有較多的長石與石英，所占的比例約分別為40%～50%，但暗色礦物一般只占15%左右。不同巖類的礦物由于比例不相同及所含的礦物成分也不盡相同，因此使巖石具有多樣性。沉積巖是次生巖類，其礦物組成是對原巖次生變化以及在沉積前發(fā)生于地面和水面的變化的反映。除了較典型的造巖物以外，巖石中還包括大量的巖類、黏土以及次生蝕變礦物等。化學沉積巖則主要是碳酸鹽或者其他的巖類組成。同時，變質(zhì)巖也是次生巖類，而淺變質(zhì)巖的組成基本還和原巖一樣，且原巖經(jīng)過高溫作用會出現(xiàn)熔融與再結(jié)晶的現(xiàn)象，最終形成深變質(zhì)巖，常見的如花崗片麻巖。

在巖石的構(gòu)成中，礦物晶體或者原巖顆粒之間一般是由基質(zhì)充填；在結(jié)晶中，其物質(zhì)組成與顆粒相似，但主要是以隱晶或者非晶質(zhì)的物態(tài)呈現(xiàn)出來。在沉積巖中，其充填物主要是泥質(zhì)、硅質(zhì)與鈣質(zhì)，尤以硅質(zhì)最強，泥質(zhì)最軟弱，其中硅質(zhì)與鈣質(zhì)都是堅硬充填物。

因此，巖石在成巖之后其力學強度便會具有顯著差異，軟弱組分主要是降低巖石的強度，并增大巖石的環(huán)境敏感性，在后期的演化中容易發(fā)生變異。

2.1.2關于次生演化的相關分析

在后期的演化過程中，巖石會出現(xiàn)兩種轉(zhuǎn)化情況：①由堅硬組分向軟弱物質(zhì)轉(zhuǎn)化；②由軟弱組分向堅硬物質(zhì)轉(zhuǎn)化，兩者皆屬于原生礦物向次生礦物轉(zhuǎn)化。從巖石工程力學性能的角度看，重點的考察對象則是巖石軟化。

由上述可知，巖石的物質(zhì)性主要包括礦物的組成與變異。盡管造巖礦物居于主導地位，但從巖石力學與工程研究的角度看，重點是研究軟弱組分，特別是對粘土化的判定，其中以高嶺石化與蒙脫石化的測定最為重要，而在某些時候，當巖石出現(xiàn)粘土化時，不僅會降低力學參數(shù)，還會對其均一性造成影響，甚至會改變力學的本構(gòu)模型。

2.2巖石結(jié)構(gòu)性的相關分析

巖石結(jié)構(gòu)性指的是尺度不同的結(jié)構(gòu)體其形態(tài)、排列及相互間的連接特征，是其對巖石力學特性的影響作出的一種反映[4]。巖石的結(jié)構(gòu)是隨著成巖而形成的，且會在后期的構(gòu)造作用及次生演化中得到強化與確立。巖石的結(jié)構(gòu)一般有原生結(jié)構(gòu)與次生結(jié)構(gòu)之分，而兩種結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點有著較大的區(qū)別，并在后期的演化過程中發(fā)揮著不同的作用。

3關于巖石力學本構(gòu)性分析

可以通過兩個不同類型觀點幫助認識巖石本構(gòu)性：其中一個就是不連續(xù)力學觀點，另外一個是連續(xù)力學觀點。如果從使用目的方面而言，通常采用斷續(xù)性觀點，因為這一觀點能滿足實際地質(zhì)具有的屬性及本質(zhì)。但是在研究普適性的相關方法及理論知識方面做得不夠，需要進行深入了解。本文認為從巖石地質(zhì)本質(zhì)性角度進行分析，其結(jié)構(gòu)比較復雜，因此可以選用多元耦合力學模型幫助表示。在實際中，大部分已有巖石力學本構(gòu)模型也在不斷嘗試在某一類已有模型前提下將另外一類模型要素添加進來，以便獲得滿足實際需求。

不同巖石，即便是小型的手標本巖石，也會存在差異。對于含有較軟弱的膠結(jié)物，或者是脆性較強的巖質(zhì)顆粒的巖石，在處于風化作用或局部蝕變作用下也可含有軟弱性較強的蒙脫石和伊利石等黏土礦物。在應變以及應力不斷發(fā)展中，該類物質(zhì)結(jié)構(gòu)要素在這一階段中體現(xiàn)出應力分布情況不均勻，在出現(xiàn)三個方向的外荷載作用下也會出現(xiàn)拉應力以及偏應力。若外荷載三個方向不等壓情況時，在巖石中出現(xiàn)拉應力、局部偏應力強度也會增大。如果外荷載作用達到一定程度時，可以使巖石中一些成分材料出現(xiàn)屈服，導致某部分裂面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滑移、張開情況，此時結(jié)束了全部彈性變形情況。

4 分析巖石物質(zhì)結(jié)構(gòu)情況以及巖石具備的工程力學性能情況

對巖石形成及演變過程進行綜合分析，并結(jié)合主要形成物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和成分，以及其工程特性，能將工程巖體類型分成3種：層狀巖體類型、節(jié)理狀巖體類型以及碎裂巖體類型[5]。

4.1層狀巖體類型

其是主要表現(xiàn)是層狀沉積巖，組成成分是巖質(zhì)顆粒，因為泥質(zhì)膠結(jié)物質(zhì)含有大量黏土物，所以存在膠結(jié)連接。黏土物質(zhì)分布情況是按照層進行分布，而薄層軟巖則共同組成了軟弱層巖體。其在構(gòu)造作用下會出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象，并在已有裂縫情況下繼續(xù)演變，然后出現(xiàn)構(gòu)造斷裂現(xiàn)象，一般為場地的第三和第四級別結(jié)構(gòu)面。很少出現(xiàn)貫穿第一和第二級軟弱結(jié)構(gòu)或是斷裂結(jié)構(gòu)面情況。

4.2節(jié)理狀巖體類型

其主要是結(jié)晶巖類型，組成成分是造巖礦物，存在結(jié)晶連接，具有的軟弱片狀礦物質(zhì)相對比較少，黏土物質(zhì)也比較少。已有裂縫也會在一定基礎情況下繼續(xù)發(fā)展，然后承受一定構(gòu)造作用，并出現(xiàn)小斷層、節(jié)理裂隙情況等，一般為場地的第三、四級結(jié)構(gòu)面，穿過場地的第一、第二級斷裂結(jié)構(gòu)、軟弱面情況比較少，出現(xiàn)淺層演化以及次生演化不強。

4.3碎裂巖體類型

給類型巖體是由層狀巖體、原生塊狀巖體遭受嚴重構(gòu)造作用，或者是遇到嚴重淺層、次生演變情況，從而出現(xiàn)嚴重碎裂情況以及變形現(xiàn)象，使巖石松弛而造成裂隙情況。

5結(jié)論

總之，巖石具備的三大屬性分別是：①物理本屬性；②地質(zhì)本質(zhì)性；③力學本構(gòu)性。三種屬性類型共同發(fā)揮作用可以幫助更好的深入了解巖石力學知識，提高工程研究水平。理論上認為巖石力學學科屬于一門多種學科知識相互交叉分布，不僅有合作，還具有分工工作的學科。因此，地質(zhì)學者需要重視巖石具有的地質(zhì)本質(zhì)性方面內(nèi)容，另一方面也不能忽視物理本屬性以及力學本構(gòu)性方面內(nèi)容的研究。如果巖石力學研究者可以了解及掌握更多巖石地質(zhì)特征知識，并進行綜合分析，能幫組更好建立本構(gòu)模型，以及進行力學參數(shù)的選擇工作，以便達到符合工程需要的相關要求。在自然資源開發(fā)工作中以及基礎工程建設施工中都會應用到巖石力學，所以其需要融匯多種不同學科知識才能很好的完成整個工作流程。

參考文獻

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[2]黃琴.單井巖石地質(zhì)特征分析[J].科技資訊.2010（14）：116.

[3]甄貞.車西洼陷沙三下砂礫巖儲層成巖作用研究[J].西部探礦工程.2009（10）：69-71.

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湖南省政府2014年5號文件《關于實施兩個“百千萬”工程加快現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設的意見》（以下簡稱《意見》），其中的“實施內(nèi)容與重點建設”有“組織開展稻米鎘超標和產(chǎn)區(qū)土壤鎘污染普查，摸清土壤鎘污染和稻米鎘超標的分布區(qū)域、面積和程度。省農(nóng)業(yè)廳根據(jù)普查結(jié)果，牽頭制定污染耕地結(jié)構(gòu)調(diào)整方案，報省政府審定后由區(qū)市縣政府組織實施”。這一點對解決近兩三年來的“湘米鎘超標”問題有緊迫的現(xiàn)實性。

《意見》的實施主體當然是農(nóng)業(yè)部門，但國土資源部門數(shù)十年的農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查研究成果和經(jīng)驗對科學地有的放矢地實施《意見》的作用絕不能忽視。

農(nóng)業(yè)資源包括土壤、水、品種和人力等資源，其中的土壤資源是基礎，是其他資源的載體。土壤學現(xiàn)在是農(nóng)學中最重要的基礎科學，它與地質(zhì)學源遠流長，在未形成一門獨立科學之前，它是附屬于地質(zhì)學的。

國外在19世紀中期一些著名的地質(zhì)學開創(chuàng)者，如法魯、李希霍芬等就用地質(zhì)學觀點研究土壤。當時專門研究土壤的德國科學家費斯克就說過“土壤過去某個時期曾是巖石，而現(xiàn)在又正在形成巖石，從巖石學觀點看，可以把土壤看做是一種獨立的土質(zhì)結(jié)構(gòu)的巖石”，故此一時期在土壤學歷史上稱為“農(nóng)業(yè)地質(zhì)學時期”，之后出版了一部《農(nóng)業(yè)地質(zhì)學》進行了概括。我國對土壤研究起步要晚，到1930年7月，才有當時的中華教育文化基金會委托中央地質(zhì)調(diào)查所籌建土壤研究室（是現(xiàn)中國科學院南京土壤研究所的前身），研究人員就是地質(zhì)學家。湖南則在1937年首次在衡山、湘鄉(xiāng)一帶進行土壤調(diào)查，是由中央地質(zhì)調(diào)查所地質(zhì)學家所完成的。

當土壤學從地質(zhì)學中脫穎而出后，就與地質(zhì)學分屬不同的學科和不同的部門。但一些遠見卓識的土壤學家還是認為土壤學必須與地質(zhì)學相結(jié)合：我國土壤學主要開拓者和奠基人之一的李連捷院士，從上世紀90年代以來，多次論及地質(zhì)學在土壤學發(fā)展中的意義，在1992年撰文指出“忽視了地質(zhì)學，在理論上影響了土壤學理論的發(fā)展；在實踐上脫離地質(zhì)學基礎的土壤學，也是難以解決當前實際問題的”。并預言“著手把地學作為土壤科學的重要基礎理論為時將不會過久”。

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關鍵詞：地質(zhì)學基礎；課堂教學；野外實踐；師范類院校

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）28-0209-03

對于地理學基礎課程來說，其理論性和實踐性都很強。俞鳴同認為地質(zhì)學基礎教材存在某些章節(jié)分量不妥、某些內(nèi)容編排不當、某些內(nèi)容提法不適三大問題[1]。張躍西用系統(tǒng)論和系統(tǒng)方法研究地質(zhì)學基礎教學及教材體系建設問題[2]。李娜、李春生、謝玉玲、文英、常華進等人研究了地質(zhì)學基礎課程教學方法改革與創(chuàng)新，提出了加強多媒體教學和實踐教學環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)教學方法與多媒體教學方法合理結(jié)合[3-7]。陳萍、隋麗華等人提出了多媒體教學在地質(zhì)學基礎教學中的課件開發(fā)中的應用與加強教學實踐環(huán)節(jié)[8，9]。王新源等研究了高師地理專業(yè)地質(zhì)學基礎課程面臨的問題，提出了開放式教學、突出新時代需要、充分發(fā)揮多媒體教學和野外實踐的作用[10]。因?qū)⒍嗝襟w運用于教學過程中已成為當前改進教學方法，提高教學效率，保證教學質(zhì)量的重要手段[7]。王卓理等人認為通過感知規(guī)律可以指導地質(zhì)學基礎實踐教學，使認識在實踐中進一步深化，以更好地掌握和鞏固知識[11]。實踐教學是培養(yǎng)應用型人才的重要保障，是高校培養(yǎng)合格人才的重要環(huán)節(jié)，而我國高校在實踐教學方面卻普遍存在著諸多薄弱環(huán)節(jié)[12]。于亞軍等人對高校自然地理學野外合理實習內(nèi)容設計和綜合效果評價進行了研究。野外實習的一個重要目的就是強化學生的科學思維能力，通過設計地理學與其他自然科學、社會人文科學的相關問題，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)科學問題的學術思想，這是野外實習的關鍵內(nèi)容，應給予足夠的重視[13]。本文針對筆者所在學校地理科學專業(yè)的課堂教學及地質(zhì)地貌野外實習環(huán)節(jié)的優(yōu)缺點及實習效果做一個討論評價，以期提高和改善地理專業(yè)的學生課堂教學效果和野外實習技能，從而真正在實踐中掌握認識地質(zhì)地貌的專業(yè)基礎知識，為其他相關課程的學習和培養(yǎng)科學研究精神和創(chuàng)新思維打下堅實基礎。

一、地質(zhì)地貌教學及野外實習內(nèi)容設計

教學和實習對象為大一地理科學專業(yè)學生，為專業(yè)基礎課，教學教材為宋青春主編的地質(zhì)學基礎（第四版），傳統(tǒng)的教學內(nèi)容包括地球內(nèi)部構(gòu)造、礦物學、巖石學、褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造、地殼演化史、地質(zhì)礦產(chǎn)資源及地質(zhì)學在地質(zhì)環(huán)境中的應用。教材中最大的問題是未反映出新的地質(zhì)學科研成果及地質(zhì)學發(fā)展趨勢和對地質(zhì)環(huán)境環(huán)節(jié)的弱化。實踐實習內(nèi)容分為野外實習和室內(nèi)參觀實習，實習周期為5～7天。實習地點主要為阜康北沙窩子、三工河流域、鹽湖、烏魯木齊河河流階地、南山東白楊溝山體滑坡點、新疆地質(zhì)礦產(chǎn)博物館、自治區(qū)地震局等地，實習的內(nèi)容主要為礦物、巖石、地層產(chǎn)狀、褶皺和斷層構(gòu)造、礦產(chǎn)、天山地殼演化史、古生物、風沙地貌、滑坡地貌等。實習方式主要為野外現(xiàn)場講解和現(xiàn)場操作學習和室內(nèi)參觀學習為主，最后提交實結(jié)報告。

二、教學及野外實習所存在的問題

偏光顯微鏡使用是地質(zhì)學專業(yè)的學生必須要完成的課程訓練和必須具備的能力，而對于地理科學專業(yè)的學生來說，一則沒有安排專門的課程教學，在地質(zhì)學課程中也沒有相關知識內(nèi)容；二則教學時間有限，許多師范類院校對地質(zhì)學基礎課程進行了壓縮；三則可能缺乏開設這些實驗的相關條件，導致許多高校地理科學專業(yè)學生沒能進行偏光顯微鏡使用訓練[14]。在本科階段對學生進行相關訓練，讓他們掌握使用偏光顯微鏡的技能非常有意義。學校可考慮適度購買顯微鏡儀器，借助顯微鏡可仔細觀察不同礦物和巖石的形態(tài)及光學特征，加強學生實習課中對礦物和巖石的理解能力。

實習所存在的問題有：實習任務重，時間安排較緊張，由于實習學生較多，集中講解時不能照顧到所有的同學，有些站得遠的學生就會聽不清楚老師的講解內(nèi)容，大部分學生從實習過程中都收獲了許多專業(yè)知識，但部分學生野外動手能力較差，不能很好的將課本所學專業(yè)知識與野外實踐結(jié)合起來。由于只有放大鏡，在野外對三大巖石的識別對學生來說難度較大，以后應加強學生野外對巖石的鑒別能力，同時課堂上的地質(zhì)學基礎實踐課就應該要求學生多看多記，對主要礦物及三大巖石的識別需要不斷的學習和多看，到了野外才能掌握識別三大巖石的基本特征，盡量避免學生學后就忘了的情況發(fā)生。

傳統(tǒng)的野外實習一般采取教師現(xiàn)場講解，學生記錄和整理筆記，編寫實習報告的模式，由于實習內(nèi)容過于簡單，使有的院校野外實習演變成為參觀、旅游活動，學生根本沒有真正參與實踐，更談不上發(fā)現(xiàn)和解決問題。同時，指導教師將大量精力集中在通過觀測識記并鞏固課堂理論知識方面，很難真正有效的拓展課堂教學的內(nèi)容，實現(xiàn)理論教學與實踐教學的互補，更無法滿足學生科學思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標。

在教學中除了主要講解傳統(tǒng)的地球圈層構(gòu)造、主要礦物和巖石識別、褶皺和斷層構(gòu)造、構(gòu)造學、礦產(chǎn)資源成因及地質(zhì)學基礎在地質(zhì)環(huán)境中的應用外，還應加強新疆寶玉石和新疆主要礦產(chǎn)資源及地質(zhì)環(huán)境方面知識的講授，對傳統(tǒng)教學內(nèi)容進行改革創(chuàng)新，而不完全拘泥于課本教學。因為新疆是礦產(chǎn)資源資源大省和金玉之鄉(xiāng)，阿勒泰和和田的寶玉石礦產(chǎn)資源的講授能在很大程度上激發(fā)學生的學習興趣，并用實物講解寶玉石礦產(chǎn)資源的鑒別基礎實用知識。標本實驗室可適量新增加一些金、銀礦石和和田玉石標本，增加他們對寶玉石的基本認知能力，同時增強本門課程的實用性。另外，礦產(chǎn)資源的開發(fā)勢必會對周圍的環(huán)境產(chǎn)生一定的負面影響，怎樣處理礦山環(huán)境和評價礦產(chǎn)環(huán)境也應該納入到本門課程常規(guī)教學內(nèi)容之一，因為授課教材內(nèi)對此方面的介紹比較少。在地質(zhì)學新的研究方向和研究動態(tài)方面首先要求老師要參考閱讀大量的地質(zhì)學方面的中英文文獻資料，增加地質(zhì)學學科最新研究方法、研究進展方面的授課，特別是第四紀地質(zhì)是影響地理現(xiàn)狀的重要地史時期，但在地質(zhì)學基礎中卻輕描淡寫，應加強第四紀地質(zhì)章節(jié)的講述。使學生能很好地把握本門課程的核心內(nèi)容并拓寬學習視野。

三、建議及結(jié)論

1.傳統(tǒng)板書教學與多媒體教學相結(jié)合。傳統(tǒng)板書教學和多媒體教學方法各有利弊。傳統(tǒng)板書教學思路清晰，重點突出，便于學生記筆記和加強理解，不利之處在于不能形象直觀地演示地球的圈層結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等知識點；多媒體教學對于教師來說授課輕松，不用大量的板書，畫面和視頻比較直觀形象，更有助于學生理解地球的內(nèi)部基本特征和構(gòu)造運動的過程和其形成地貌基礎，但多媒體教學方法PPT內(nèi)容眾多，重點不突出，學習像走馬觀花一樣在感官上得到了提高，學生的注意力多集中在精美的畫面或視頻當中，不能及時地做筆記和思路容易不清晰，課后容易遺忘教學重點內(nèi)容。所以該板書的時候就用板書教學，比如，緒論和三大巖石部分最好用板書教學，課堂上同時多用實物模型做演示。比如像講地球內(nèi)部的圈層構(gòu)造和褶皺和斷層構(gòu)造及板塊構(gòu)造學說等章節(jié)采用多媒體教學效果會較理想些；在講解地震章節(jié)的時候，通過PPT和視頻的播放講述地震構(gòu)造帶的分布及地震產(chǎn)生的后果等；在講解三大巖石礦物組成及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的時候，可以借助顯微鏡觀察巖石薄片，可以直觀地看到礦物的形態(tài)特征和巖石內(nèi)部礦物組成結(jié)構(gòu)和巖石構(gòu)造。傳統(tǒng)教學與多媒體教學方法相結(jié)合，使學生更直觀的由感性認識上升到理性認識，提高學習效率。

2.形象比喻和模型展示相結(jié)合。地質(zhì)學基礎是一門理論和實踐性都比較強的一門學科，因此在教學過程中為了加強學生的理解和認識，多用形象比喻法和模型展示的方法講授更能讓學生理解并記住知識要點。比如在講到地球圈層結(jié)構(gòu)的時候，地殼、地幔、地核可以用雞蛋殼、雞蛋清、雞蛋黃3層結(jié)構(gòu)形象地比喻地球內(nèi)部圈層構(gòu)造劃分。在講解正斷層、逆斷層和巖層的產(chǎn)狀時，可以借助實物模型演示，和現(xiàn)場使用羅盤測量模型巖層的產(chǎn)狀，使學生更容易理解區(qū)分正斷層、逆斷層和巖層的走向、傾向和傾角的概念。在講述新疆寶玉石礦產(chǎn)的時候，可以拿不同的實物標本向同學展示寶玉石基本的鑒別方法，比如阿勒泰的碧璽和紅寶石還有和田玉，讓學生明白用最簡單的硬度和礦物晶形等方法來認識寶玉石。因此各大師范院校開設有地質(zhì)學基礎這門課的院系可適當補充金、銀礦石和寶玉石的標本，通過實物展示和簡單辨別方法講解，讓學生通俗易懂地了解和掌握基本的寶玉石鑒定知識，同時讓學生掌握基本的寶玉石等礦產(chǎn)資源的評價，雖然是課本內(nèi)很少涉及的知識，但其很實用且易激發(fā)學生的學習興趣，使枯燥的課堂變得生動活潑。同時，也能提高學生畢業(yè)后從事地質(zhì)、能源等相關行業(yè)的競爭能力。

3.增加地質(zhì)作用和環(huán)境地質(zhì)內(nèi)容。地質(zhì)學關注的是地球內(nèi)部內(nèi)三圈，而地理學主要關注的是地球的外三圈及人地關系。而授課的地質(zhì)學基礎教材更加注重內(nèi)三圈的講授，各種自然地理現(xiàn)象是和各種地質(zhì)作用的結(jié)果密不可分的，教材弱化了地質(zhì)作用內(nèi)容。因此在授課過程中可適當?shù)馗鶕?jù)地理學專業(yè)學生的特點及以后的發(fā)展方向，多增加地質(zhì)作用和地質(zhì)環(huán)境部分內(nèi)容，比如河流地質(zhì)作用、風成地質(zhì)作用、冰川地質(zhì)作用、海洋和湖泊、沼澤地質(zhì)作用等，一定的地質(zhì)作用結(jié)果可導致不同的自然地理現(xiàn)象，二者密不可分，使學生更多地掌握各種自然地理現(xiàn)象的形成地質(zhì)背景和條件。地質(zhì)環(huán)境和人類的生存息息相關，特別是各種地質(zhì)災害的形成和對環(huán)境和人類生產(chǎn)生活產(chǎn)生了一定影響，通過講述地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)容，特別是礦山地質(zhì)環(huán)境的評價評估方法、基本原則，使學生更加了解應合理開采礦產(chǎn)資源和保護好地質(zhì)環(huán)境的重要性，否則就會損害后代人的利益和人類的健康。如何合理評價和治理因礦產(chǎn)資源開發(fā)造成的環(huán)境污染問題目前也是人們所關注的焦點問題，使學生更加認識人地和諧關系的重要性。

4.野外老師講解和學生動手實踐相結(jié)合。在野外地質(zhì)地貌實習過程中，只靠實習指導老師講解、學生記錄是遠遠不夠的。學生必須每人都要親自動手實踐，通過測量或畫信手素描圖的方式，加強對地質(zhì)地貌知識的理解，提高學生的動手能力和建立科學思維精神。在野外觀測風沙地貌時，通過講解然后分組讓每個學生測量沙壟的走向、高度、迎風坡和背風波的傾角及坡長等，使學生深刻認識沙丘的形態(tài)特征及沙丘形成的原因。在觀測斷層時，讓每個學生在筆記本上畫出斷層的素描圖。學會使用羅盤測量巖層的產(chǎn)狀是每位學生學習本門課程必須要掌握的基礎知識技能，所以在野外過程中必須讓每個學生親自動手測量巖層的產(chǎn)狀，學會使用羅盤，使理論與實踐相結(jié)合。到天池下的化石山撿拾古生物化石也是一項十分重要的實習環(huán)節(jié)，在娛樂學習的過程中不僅得到了收獲，同時使學生更加深刻地理解了海陸變遷的含義。

5.野外實習培養(yǎng)學生吃苦精神和科研思維。現(xiàn)在的大學生很少有機會去野外鍛煉，實習的過程很辛苦，要經(jīng)常徒步觀測各種地質(zhì)現(xiàn)象。首先讓學生明白做科學研究是一個吃苦耐勞、嚴謹?shù)倪^程，要有以后獻身科研不怕吃苦的精神。同時實習指導老師要旁敲側(cè)擊地多引導學生發(fā)現(xiàn)野外的科學問題，啟發(fā)學生做科學研究的思維，多讓他們想想為什么的問題。不能光看光記還要多思考，從地質(zhì)地貌現(xiàn)象中多發(fā)現(xiàn)需要解決的科學問題，為以后本科論文的選題、撰寫和研究生學習階段打下基礎。

總之，師范類院校地質(zhì)學基礎教學不應局限于教材，增強地質(zhì)作用和地質(zhì)環(huán)境的教學內(nèi)容，在礦物講解的過程中適當增加寶玉石實物標本講解，結(jié)合新疆優(yōu)勢礦產(chǎn)資源特點，授課內(nèi)容適當增加寶玉石礦產(chǎn)資源和礦山環(huán)境的評價方法和基本原則，提高學生學習的積極性和主動性。采用傳統(tǒng)板書教學和多媒體教學方法相結(jié)合的教學模式，多采用形象比喻法和模型展示，提高學生感性認識。在野外實習環(huán)節(jié)選擇合適的地質(zhì)地貌實習地點，老師講解和學生動手實踐相結(jié)合，鍛煉和培養(yǎng)學生吃苦耐勞和科學研究思維精神，理論與實踐相結(jié)合，從而達到地質(zhì)學基礎課程較為理想的教學效果。

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【關鍵詞】煤礦地質(zhì)學 教學實踐 教學方法

【中圖分類號】P96 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）10-0071-01

前言

《煤礦地質(zhì)學》是地質(zhì)類專業(yè)和非地質(zhì)類專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎課程，是集理論、生產(chǎn)實踐和地質(zhì)研究于一體的的實用地質(zhì)學教程。它涵蓋的知識面非常廣，內(nèi)容非常豐富，既有普通地質(zhì)學的內(nèi)容，又重點闡述了影響煤礦建設中的地質(zhì)因素，專業(yè)性突出[1-3]。開設這門課程旨在幫助學生弄清煤礦中出現(xiàn)的各種地質(zhì)現(xiàn)象，并能解決煤礦建設、生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種地質(zhì)問題，具有較強的綜合性、實用性和方法性。

1.提高學生學習的興趣、增強學生求知欲

偉大的科學家愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師。”這就是說一個人一旦對某事物有了濃厚的興趣，就會主動去求知、去探索、去實踐，并在求知、探索、實踐中產(chǎn)生愉快的情緒和體驗。要激發(fā)學生學習的主動性，增強學生的求知欲[4]，要靠老師的正確引導：首先，要摒除學生單科單教材的思想，上課不是為了應付考試，而是要學以致用，要將理論與實踐相結(jié)合；要引導學生去發(fā)現(xiàn)問題，從多角度有目的去解決問題。對于一群剛過20歲的學生來說，他們有足夠的時間和精力去學習，但往往缺少的是耐心，如何解決這個問題，最關鍵的還是要提高他們的學習興趣，滿足他們的獵奇心，使師生間能夠在平等和諧的氣氛中進行交流和溝通，增強學生的學習主動性和求知欲。

2.注重靈活的教學方法

2.1將理論融入到課堂實驗

在《煤礦地質(zhì)學》教學中，安排有礦物、三大巖石的課堂實驗，很多時候?qū)W生是基于看熱鬧的心態(tài)去看待實驗，往往不能將課堂講的理論知識和實驗結(jié)合起來，好奇心過后就覺得枯燥無味。如何扭轉(zhuǎn)這種現(xiàn)象，將課堂教學與實體融為一體，讓學生能從實驗課中對巖石、礦物特征有所認識，就需老師加以正確引導。在學生觀察礦物標本時，要給他們詳細講解礦物的性質(zhì)，特征及在生產(chǎn)中的應用。

如在研究煤層頂?shù)装鍘r性時，要注意巖石的巖性、還要注意巖石中是否含有高嶺石、蒙脫石等礦物，這些是水敏性礦物，遇水會膨脹，出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象，影響煤層頂?shù)装宓姆€(wěn)定性，破壞巷道，給運輸來帶困難；當煤層頂板為頁巖、泥巖等致密巖石，對煤層瓦斯的封蓋非常有利，當煤層頂板為粗砂巖、礫巖時，對瓦斯的封蓋效果差，有利于瓦斯的逸散。因此，結(jié)合巖石、礦物標本向?qū)W生進行感性知識的傳授，讓他們有目的的去學習，這既能提高學生們的學習興趣，培養(yǎng)他們的獨立觀察、分析問題的能力，同時又能起到鞏固原先學到的理論知識。

2.2從野外實踐中將理論升華

《煤礦地質(zhì)學》中的的野外實習是實踐教學環(huán)節(jié)的一個重要組成部分，野外認識實習，不僅能鞏固課堂上所學的基本理論知識，而且能提高學生的綜合分析問題能力。學校所選的實習地點嵩山有“世界地質(zhì)公園”之稱，包括太古代、元古代、古生代、中生代和新生代五個地質(zhì)歷史時期的地層，地層層序清楚，構(gòu)造形跡典型，期間更經(jīng)歷了嵩陽運動、中岳運動等，構(gòu)造特征顯著，在這個地區(qū)的實習有助于幫助學生認識這些野外地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象，同時要求他們能繪制嵩山大背斜要示意圖，含煤地層的剖面圖等，這些野外實習可以綜合考察他們對地質(zhì)信息的獲取能力、觀察能力和理論知識的綜合運用能力，對他們來說是一個很好的鍛煉過程，能將平時的理論知識和實踐有機結(jié)合，培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，同時也提高了他們的團結(jié)協(xié)作精神和吃苦耐勞品質(zhì)。

2.3將理論應用于生產(chǎn)實踐

將煤礦生產(chǎn)過程中遇到的典型地質(zhì)構(gòu)造問題作為案例對進行詳盡講解，可以增強教學內(nèi)容的實效性，能夠培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，使課堂教學能夠和生產(chǎn)現(xiàn)場緊密結(jié)合，起到事半功倍的效果[5-6]。瓦斯爆炸、礦井突水，對煤礦來說是最大的兩大隱形殺手，在煤礦事故中占了80%以上。讓學生把歷年來發(fā)生的煤礦事故進行統(tǒng)計，找出事故的原因，死難人數(shù)，發(fā)生比例，用數(shù)據(jù)敲響警鐘，引導他們進行深入思考，激起他們的學習斗志，培養(yǎng)他們解決問題的能力，同時讓他們明白，學習這門課這些不僅是應盡的義務，更是一份沉甸甸的責任。

3.注重教改進學手段

多媒體教學現(xiàn)在是高校最常用的授課方式[7]， 它具有攜帶信息、量大、傳授速度快的特點，可以幫助教師在有限的學時內(nèi)傳遞大量的教學信息，極大地豐富了教學內(nèi)容。多媒體教學改變了傳統(tǒng)教學中粉筆加黑板的單一、呆板的表現(xiàn)形式，能將抽象、生澀、陌生的知識直觀化、形象化，激發(fā)學生學習興趣，調(diào)動其主動學習的積極性。在瓦斯爆炸和礦井水防治章節(jié)中，可以用播放短片的方式讓學生看到瓦斯爆炸、礦井突水發(fā)生的瞬間性和危害性，從視覺上對他們起到震撼作用，這些都是傳統(tǒng)教學方式所不具備的。

多媒體教學只是一種教學手段與模式，并不是完美無缺的，本身也存在一些不足指出，如師生間的交流明顯減少，學生只滿足于多媒體帶來的視觀感應，忽略了自身的思考問題的能力，時間久了就會降低學生發(fā)現(xiàn)問題的能力，這樣的情況在傳統(tǒng)教學上是不會出現(xiàn)的。因此，針對多媒體教學和傳統(tǒng)教學的優(yōu)缺點，采用多媒體教學與傳統(tǒng)教學相結(jié)合的方法互補，實現(xiàn)教學效果質(zhì)的飛躍。

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與地質(zhì)結(jié)緣

1935年7月，施密特出生于美國新墨西哥州，并在附近的銀城長大。施密特自小對科學就有著濃烈的興趣，特別是在地質(zhì)方面有極高天賦。早年，施密特就幫助身為礦產(chǎn)地質(zhì)學家的父親致力于地質(zhì)學的研究，這為他后來作為第一位成功登上月球的地質(zhì)學家打下了堅實的基礎。施密特非常鐘愛地質(zhì)學，以至于后來他考取加利福利亞理工學院，即將成為一名物理學家時，斷然把自己的專業(yè)更換為地質(zhì)學。施密特在加利福利亞理工學院得到了良好的教育，畢業(yè)后，他仍然秉持著對地質(zhì)學的不懈追求，1964年施密特從哈佛大學取得了地質(zhì)學的博士學位。這時施密特不光關注地球上的地質(zhì)學問題，他把研究的目光投向了太空。施密特加入了尤金?蘇梅克(Eugene Shoemaker)在美國地質(zhì)勘探局創(chuàng)立的太空地質(zhì)學分系，他幫助開發(fā)研究月球地質(zhì)的技術，負責指定項目的技術探究。就在這時NASA宣布他們正在尋求適合的科學家航天員，施密特敏銳地抓住了這次機會，憑借卓越的才華和精益求精的管理能力，很快脫穎而出。就這樣施密特向太空邁出了第一步。

備戰(zhàn)“阿波羅”

施密特全身心地投入到“阿波羅”計劃中，幾乎兩耳不聞窗外事。在研究“阿波羅”搜集的月球表面數(shù)據(jù)過程中，他接受了全面的航天員訓練，而這個訓練讓他接觸到了更多太空方面的知識。由于精通多領域的知識，很快，施密特成為了航天員們和科學技術社團之間的橋梁，贏得了大家的尊重。施密特工作上出色的表現(xiàn)感染了其他同事，大家紛紛向他學習，當然他也從不吝嗇自己的才能，總是十分熱心地去幫助周圍的人。在1969年的夏天，施密特就幫助了一位新成員李?希爾沃(Lee Silver)。雖然希爾沃在地質(zhì)學和地球化學分析方面早已名聲大噪，但航天對他來說還是剛剛涉入。在施密特的幫助下，希爾沃順利接受了航天員訓練。并成功地成為一名科學家航天員。可以說，希爾沃能邁向太空，很大程度上得益于施密特真誠無私的幫助。

施密特對太空的渴望是非常強烈的，他迫切希望能有機會以地質(zhì)學家的身份飛向太空，在這一點上，相對于其他的航天員而言，他似乎有著明顯的優(yōu)勢。然而登月航天員的要求是非常高的，除了需要通曉與航天相關的知識外，施密特還必須掌握“阿波羅”計劃任務的多種技術。為此，施密特特地做了一套模擬裝置，盡可能地在不同的裝置配備上多花費些精力和時間。他的努力與執(zhí)著最終讓他的夢想變成了現(xiàn)實――施密特成為“阿波羅”17號飛船的替補航天員，也就是說他離太空只有“一步之遙”了。

“廣寒宮”之戀

1972年的11月7日，由指令長尤金-塞爾南、服務艙駕駛員羅納德?埃萬斯以及登月艙駕駛員哈里森-施密特組成的3人乘組乘坐“阿波羅”17號飛船發(fā)射升空，火光點亮了弗羅里達州上百米的海岸線，也點亮了全世界人們的眼睛。3天之后登月活動全面拉開序幕。本次任務的登月點是陶拉斯－利特羅山谷，位于寧靜海(MareSerenitads)東南部、陶拉斯山(Montes Taurus)西南部。這是一個月表顏色較深、位于3個高聳的山丘之間的地帶。任務前的月球照片顯示在三座山腳下有一些突起，意味著在這個地區(qū)也許會有巖床標本。這個地區(qū)還有一個山崩遺跡和若干撞擊坑。

施密特終于來到了他眷戀已久的“廣寒宮”。登上月球，施密特最先想到的是自己的任務，他說：“這次登月的任務是探測火山巖石，借此來調(diào)查月亮的歷史。月球土壤中的新資源可以解決地球上的許多能源問題，并有助于火星的探索。總的來說是地理勘探、取樣，考察月球地表特征，展開地表測試，并執(zhí)行月球軌道的飛行試驗。”登月后，施密特和同伴首先考察了山谷中的玄武巖。然后，他們乘坐月球車找月表巖石，此過程中，施密特不愿錯過任何一個重大發(fā)現(xiàn)，正如他自己所說的“這些巖石在我眼中全是寶貝”，以至于同伴塞爾南讓他稍休息看看地球時，他根本不舍得停下手中的工作。大叫著：“地球!地球!你不是早看過無數(shù)次了嗎?”他和塞爾南在3次的月球行走中，收集了111千克的月球巖石標本。他們兩人開著月球車還在陶拉斯一利特羅(Taurus-Littrow)山谷行駛了34千米的距離，并發(fā)現(xiàn)了橘紅色的泥土。在任務結(jié)束后，他們把最完整的一套科學儀器留在月球表面上，并帶回了110.5千克的月球巖石標本。同時，施密特和同事們在月球上拍攝了一些珍貴的相片，把月球表面的真實狀況表現(xiàn)了出來。人們驚奇地發(fā)現(xiàn)，原來月球真的是一個“廣寒宮”，施密特就是在這“廣寒宮”里做了一次地質(zhì)勘探。這次任務為整個

“阿波羅”計劃畫上了圓滿的句號。

施密特忠于科學，也忠于自己的血統(tǒng)。“阿波羅”17號是美國的飛船，在月球上插上美國國旗是無可厚非的，但是由于施密特身上有一半捷克斯洛伐克的血統(tǒng)，他毅然在月球上也插上了一面捷克斯洛伐克的國旗。施密特參與的“阿波羅”17號創(chuàng)造了許多記錄，包括最長的登月飛行，最長的月表行走時間，收集了最多的月球標本，也在月球軌道中飛行了最長的時間。

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“構(gòu)造地質(zhì)學”是地質(zhì)學的重要分支學科，主要研究組成地殼的巖石、巖層和巖體在巖石圈中力的作用下變形形成的各種構(gòu)造（朱志澄和宋鴻林，1990）。通過該課程的教與學，培養(yǎng)學生形成構(gòu)造地質(zhì)思維，并學會綜合運用“構(gòu)造地質(zhì)學”的知識解決相關地質(zhì)問題的能力（鞠瑋和姜波，2015）。

節(jié)理是“構(gòu)造地質(zhì)學”研究的重要內(nèi)容，是巖石中沒有明顯位移的破裂（曾佐勛和樊光明，2008）。節(jié)理以各種樣式廣泛發(fā)育于不同的巖層中。其中，雁列節(jié)理是其重要的表現(xiàn)形式之一（如圖1）。前人多采用“階”和“列”描述雁列節(jié)理的分布特征，并且Srivastava（2000）對其幾何學也進行了分類。但在具體理解和運用上，不同的教材和文?I中存在偏差，影響了構(gòu)造地質(zhì)人員的繼續(xù)研究分析。本次研究在重新梳理兩種描述定義依據(jù)的基礎上，理清其差異，以期提高教學質(zhì)量。

一、雁列節(jié)理的特征及描述參數(shù)

雁列節(jié)理被充填后形成雁列脈，在理論研究和礦產(chǎn)勘探等方面均具有重要的意義（郭穎和李智陵，1995；趙得思，2010），因此需要對其特征進行細致描述。一般而言，雁列節(jié)理描述的參數(shù)主要包括雁列帶、雁列帶寬度、雁列面、雁列軸和雁列角（圖2）。雁列帶是雁列脈呈帶狀分布的范圍，其寬度稱為雁列帶寬度。穿過各個單脈中心而平分雁列帶的中心面，稱為雁列面。雁列軸，即雁列面在雁列帶橫截面上的跡線。雁列角是單脈與雁列面的銳夾角。

二、“列”和“階”概念及判斷方法梳理

前人多采用“階”和“列”描述雁列節(jié)理的分布特征，但在不同的教材和文獻中有不同的定義（見表1），甚至在網(wǎng)絡的授課多媒體中將二者視為同一概念。

三、“列”和“階”概念及判斷方法厘定

說文解字中闡述到：“階，陛也。字亦作?輟A校?分解也。”這些釋義均是古代對這兩個字的解釋，亦可以說是這兩個字的本義。而現(xiàn)在，“列”字可以解釋為按順序擺放，在表格中與“行（hang）”描述的方向垂直。“階”字可以解釋為為了便于上下砌成或鑿成的梯形臺，也就是說，“階”是沿著梯形的前行方向進行描述的（如圖3）。

綜合參考前人定義（表1）和文字解釋（圖3），我們將雁列節(jié)理視為按照順序擺放的n行節(jié)理，因此“列”的定義及判斷方法為：“垂直節(jié)理走向觀察，遠側(cè)的節(jié)理向右錯列或者在右端重疊時，為右列，反之為左列。”“階”的定義及判斷方法為：“順著節(jié)理走向觀察，遠側(cè)節(jié)理向右側(cè)錯列或者在近端重疊時，為右階，反之為左階。”

篇(7)

貴州省的三都縣是中國唯一一個水族自治縣，風景優(yōu)美，令人贊嘆。三都縣內(nèi)有一座登趕山，山上長滿了綠樹雜草，唯獨山腰上出一塊崖壁。此崖長二十多米，高六米，表面極不平整，在高處，幾塊巨大而尖利的巖石橫亙著，極為險峻。當?shù)厝硕剂晳T把這塊崖壁叫做產(chǎn)蛋崖。因為，每隔30年就會有一個石蛋從這塊崖壁自動脫落，干百年來，這些神秘的石蛋就這樣不停地孕育出生、出生又孕育，源源不絕。

登趕山下，是被稱為姑魯寨的水族村寨，這個村寨的村民，除了保留著其他一切水族村寨的習俗，還有一個獨特的習慣，那就是收藏從產(chǎn)蛋崖上生出來的石蛋。相傳，水族的遠祖是秦朝時期“百越”的一支，當年為了躲避戰(zhàn)亂，他們過著顛沛流離的生活。在自然面前，他們有一種本能的依賴和敬畏。因此，水族人逐漸形成了崇拜多神的獨特文化。而姑魯寨的人們更是堅信，為他們帶來五谷豐登、安靜祥和的好日子的，不是別人，正是這些神奇的石蛋。所以大家把它們奉為石神，一有時間就會上山去拜拜那些石蛋，并以家里有一塊這樣的石蛋為榮。

消息一傳出，激發(fā)了很多人探秘的興趣，他們慕名而來，想一探究竟。也有人準備好工具，借著月光或昏暗的手電筒悄悄上山，想偷個石蛋回家。可是，據(jù)說，這些偷蛋的人，都出現(xiàn)了如肚子痛或者眼睛瞎等問題。難道，石蛋真像姑魯寨村民所說，是石神，誰對石神不敬，誰就會遭到詛咒？為了弄清這個問題，還得從石蛋的成因人手。

有人在看到石蛋的照片后，發(fā)現(xiàn)這些圓形或橢圓的石蛋和恐龍蛋很像，于是大膽聯(lián)系：中國湖北、廣東、江西、河南、內(nèi)蒙古等很多地方都曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過大量的恐龍蛋化石，而在貴州省境內(nèi)也曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過一些恐龍的骨骼化石，這說明，中國曾經(jīng)有大量恐龍出沒。那么，現(xiàn)在的石蛋，是不是就是恐龍蛋呢？這一說法，猶如給探究者打了一支興奮劑，因為，如果這一說法成立的話，那么，這些石蛋將具有無可估量的科研價值和經(jīng)濟價值。可是，事實很快給這些專家潑了一盆冷水，因為，恐龍蛋通過儀器，可以清楚地發(fā)現(xiàn)里面的蛋青蛋黃，而這里的石蛋，連蛋殼都沒有！可見，這種推測是不成立的。

于是，又有地質(zhì)學家經(jīng)過考察后做出了不同的分析。香港大學地質(zhì)系陳龍生先生認為，此處山巖處在泥盆紀地質(zhì)層上，它的形成已有四五億年，在巖石最初形成和此后的擠壓中，由于原始成分的差異和形狀的不同在地質(zhì)運動中逐漸產(chǎn)生。

還有的地質(zhì)學家認為，這一現(xiàn)象可能是沉積礴石，由于與周圍巖石不同，經(jīng)過億年的滄桑風雨，相繼脫離原巖石而產(chǎn)生。

還有的地質(zhì)學家與生物學家通過石蛋外表紋路分析認為，可能是由于巖石中含礦物質(zhì)的差異在地殼中受地熱形成一種結(jié)晶體，在地熱運動中逐漸脫離原巖石。