楊仁超，李增學，樊愛萍，韓作振，李守軍

山東科技大學 地質科學與工程學院，山東 青島 266510

山東野外地質走廊實踐教學體系地質特征與教學前景

楊仁超，李增學，樊愛萍，韓作振，李守軍

山東科技大學 地質科學與工程學院，山東 青島 266510

本文系統(tǒng)介紹了山東野外地質走廊實踐教學體系的建設構想、體系組成和地質特征，認為該野外地質走廊地質教學資源具有系統(tǒng)性、綜合性、典型性、稀有性、科普性和創(chuàng)新性等特點。教學內容豐富多彩，多學科并舉、多學科交叉綜合的優(yōu)勢顯著，在鞏固基礎理論知識、激發(fā)學習興趣、啟發(fā)創(chuàng)新思維、培養(yǎng)綜合能力、提高綜合素質等方面可發(fā)揮重要作用。該野外實踐教學體系的建設將使眾多的學生受益，具有十分廣闊的教學前景。

山東野外地質走廊；實踐教學體系；地質特征；教學前景

野外實踐教學是實用型和創(chuàng)新型地質人才培養(yǎng)的關鍵環(huán)節(jié)，而實踐教學體系的建設直接決定了人才培養(yǎng)的質量[1-2]。加強野外實踐教學，提高人才培養(yǎng)質量，是新世紀社會經(jīng)濟發(fā)展對地質教育的必然要求，此點共識已引起國內外地質教育工作者的廣泛關注[3-9]。就山東地區(qū)而言，野外地質實踐教學點主要有中國石油大學（華東）的泰山、新汶、博山、山旺、昌樂以及山東科技大學的張夏、博山、沂水、黃島等實習基地和教學點，實踐教學基地零散，急需構建能夠適應當今時代要求的實踐教學體系?；谏綎|省擁有豐富的礦產(chǎn)資源和地質現(xiàn)象、眾多的地質公園、地質博物館、標準地層剖面等得天獨厚的優(yōu)勢，本文提出了構建“山東野外地質走廊實踐教學體系”這一建設目標，目的在于拋磚引玉，以期更多的地質教育工作者群策群力建設該實踐教學體系。

一、山東野外地質走廊的構成

山東野外地質走廊西起渤海灣盆地臨清坳陷，經(jīng)魯西隆起、濟南張夏寒武系標準剖面、泰山國家地質公園、萊蕪鐵礦，跨越郯廬斷裂帶4條大斷裂組成的馬站-蘇村地塹、汞丹山地壘、安丘-莒縣地塹，途經(jīng)博山鋁土礦、沂源溶洞、山旺國家地質公園、沂水地下大峽谷、諸城國家地質公園（恐龍公園），穿過膠萊盆地、蘇魯造山帶，東抵青島海岸，風景迷人的青島海岸地質特征、現(xiàn)象豐富多彩的現(xiàn)代海洋沉積與上述地質剖面、地質公園一起，組成了教學潛力巨大的“山東野外地質走廊”。

該野外地質走廊跨越不同大地構造單元，巖石類型多樣，地層出露齊全，古生物化石豐富，構造多樣，其教學內容應囊括“普通地質學”、“礦物巖石學”、“古生物學”、“地層學”、“構造地質學”、“區(qū)域地質學”、“礦產(chǎn)地質學”、“水文地質學”等地質基礎課程和專業(yè)課程，教學內容豐富多彩，具有多學科并舉、多學科交叉綜合的顯著優(yōu)勢。地質走廊經(jīng)過地區(qū)，經(jīng)濟較發(fā)達，交通便利，近年來開通的橫穿山東的高速公路“青銀高速”東段，恰與地質走廊基本一致，沿途可觀察眾多地質現(xiàn)象，地質教學資源得天獨厚。

二、地質走廊野外教學體系的地質特征

野外地質走廊地處我國東部，橫跨渤海灣盆地、魯西隆起、郯廬斷裂帶、膠萊盆地和蘇魯造山帶等不同大地構造單元。太古宇結晶基底大面積出露，中新元古代、古生代、中生代、新生代沉積蓋層發(fā)育齊全，地質歷史悠久。包羅萬千的地質現(xiàn)象，記錄了大陸地質作用過程和海陸環(huán)境變遷的豐富內容。概括起來，山東野外地質走廊有以下6個方面特征。

1.六大地質公園典型性、稀有性、科普性顯著

山東目前擁有1處世界級地質公園、5處國家級地質公園、21處省級地質公園，處于國內領先地位[10]。在山東地質走廊范圍內，已建成6大特色鮮明的地質公園，其中1處世界地質公園，3處國家地質公園、2處省級地質公園。

（1）泰山世界地質公園。

泰山地處我國東部大陸邊緣構造活動帶的西部，位于華北地臺魯西地塊魯中隆斷區(qū)內，是華北地臺的一個次級構造單元。泰山世界地質公園面積15866km2，擁有豐富的地質遺跡資源。泰山巖群是華北地區(qū)最古老的地層，記錄了自太古代以來近30億年漫長而復雜的演化歷史；泰山是當前國際地學早前寒武紀、新構造運動地質研究前緣熱點和焦點，是探索地球早期歷史奧秘的天然實驗室，其地質特征之典型，世所罕見。享有“五岳之首”美譽的泰山氣勢雄偉、風景迷人、歷史文化源遠流長，1982年被列入國家重點風景名勝區(qū)，1987年被聯(lián)合國教科文組織世界遺產(chǎn)委員會正式列入世界自然文化遺產(chǎn)目錄，成為全人類的珍貴遺產(chǎn)。泰山世界地質公園不僅對巖石學、地層學、古生物學、地史學、沉積學、構造學及地貌學等地質學科具有重要的科學研究價值和教學應用價值，而且也是愛國主義教育和綜合素質培養(yǎng)的理想勝地。

（2）諸城國家地質公園。

諸城國家地質公園是目前世界上已發(fā)現(xiàn)的規(guī)模最大、化石儲量最豐富的恐龍公園。重大發(fā)現(xiàn)接連不斷，恐龍屬種豐富多彩，諸城恐龍澗發(fā)現(xiàn)的恐龍屬種至少已達10個，包括三種大型角龍、兩種暴龍、至少兩種以上的鴨嘴龍，以及霸王龍、甲龍、虛骨龍等。其中，新發(fā)現(xiàn)的“巨大華夏龍”體長超過21m，比享有“世界龍王”美譽的巨大諸城龍（高9.1m、長16.6m）還要多4.4m。目前，在諸城國家地質公園已發(fā)現(xiàn)庫溝恐龍化石長廊、恐龍澗化石隆起帶、臧家莊化石層疊區(qū)等三處大規(guī)模恐龍化石埋藏地，發(fā)現(xiàn)恐龍化石15000多塊。其中恐龍澗化石隆起帶，長300m，寬20m，發(fā)現(xiàn)化石3000多塊；臧家莊化石層疊區(qū)，3000多塊恐龍化石高低錯落，層層疊疊，蔚為壯觀；庫溝恐龍化石長廊，長500m，均深26m，呈45度斜坡分布，形形色色的巨型恐龍遺骸不規(guī)則鑲嵌在灰褐色的巖石中，化石密布的坡面像一面巨幅浮雕，這是世界上已發(fā)現(xiàn)的規(guī)模最大的恐龍化石群。

諸城恐龍化石群形成于約7000萬年前，屬中生代白堊紀晚期，化石的典型性、稀有性及代表性非常突出。首次發(fā)現(xiàn)的大型角龍類化石，對于研究白堊紀晚期古氣候、古地理以及古環(huán)境變遷、古生物進化，特別是恐龍遷徙的規(guī)律，都具有十分重要的科考價值。聯(lián)合國教科文組織世界地質公園執(zhí)行局專家組一致認為：諸城恐龍化石群規(guī)模之大無與倫比，是令人震撼的自然地理奇觀。大量恐龍化石的發(fā)現(xiàn)，不僅具有巨大的科研科普價值，而且具有專業(yè)教育價值；不僅能學習諸多地質知識，而且科技極大地激發(fā)學生的學習興趣，感悟大自然的偉大；因而成為“山東省關心下一代科普教育基地”。

（3）山旺國家地質公園。

山旺國家地質公園位于臨朐縣城東22km的山旺村,因所產(chǎn)化石種類繁多、保存精美完好而聞名于海內外，素有“化石寶庫”、“萬卷書”之稱，面積1.2km2，早在1980年2月國務院即已批準山旺為國家級重點自然保護區(qū)。山旺盆地是新生代新近紀中新世古盆地，形成于距今約2400～1400萬年前。盆地中沉積了以含硅藻土為主的泥頁巖和砂礫巖、玄武巖、火山碎屑巖等，總厚度50.10～137.09m。山旺盆地硅藻土頁巖中，蘊藏的動植物化石不可勝數(shù)，目前業(yè)已發(fā)現(xiàn)的化石種類達十幾個門類600余種，分植物和動物兩大群體[11]。是十分理想的古生物學、地層學、古生態(tài)學、沉積學、巖石學、構造地質學等學科的教學基地。

（4）沂蒙山國家地質公園。

沂蒙山地質公園以蒙山為主體，包括了沂水溶洞、莒南恐龍足跡化石、湯頭溫泉等地質遺跡。由9大園區(qū)組成，是一個多種地質遺跡資源并存、綜合性的大型地質公園。沂蒙山地質公園自然風光秀麗，春天層巒疊翠，林?；ǔ保幌募撅w瀑流水，云霧縹緲；秋時漫山碧透，紅葉映照；冬日銀裝素裹，分外妖嬈。園區(qū)內既有代表性的地質構造剖面、獨特的地質地貌景觀（構造侵蝕地貌遺跡、風化剝蝕及溶蝕地貌遺跡等），又有恐龍足跡化石、地質災害遺跡、洞穴遺跡，同時還是金剛石的典型產(chǎn)地[12]。典型性和稀有性特點顯著，必將在野外地質教學中發(fā)揮重要作用。

（5）沂源省級地質公園。

沂源省級地質公園包括沂源猿人遺址溶洞群景區(qū)、鳳凰山景區(qū)、圣佛山怪石峪景區(qū)、唐山景區(qū)、大賢山景區(qū)共5個景區(qū)，總面積233km2。新太古代時期，沂源地區(qū)大規(guī)模的巖漿侵入活動和構造變質作用，以新太古代傲徠山超單元二長花崗巖為主體的浸入巖，在入侵過程中形成包體形式接觸、斑狀二長花崗巖和中細粒二長花崗巖的涌動接觸。新太古代晚期華北地區(qū)大面積巖漿侵入活動，發(fā)育在璞邱村的A型鉀長花崗巖體，可與世界上多個國家進行對比研究。受古生代海侵影響，沉積了大范圍的碳酸鹽巖，其后的地質作用形成了大量的巖溶洞穴及其沉積物，其中大面積的石花、石蓮、方解石晶花、月乃石被稱為九天四絕。位于織女洞、圣佛洞不整合面是早寒武紀沉積蓋層與晚太古代花崗巖基底之間的不整合典型剖面，記錄了近20億年的沉積間斷。該區(qū)有典型的第四紀地層剖面，它記錄了沂源地區(qū)73萬年以來地質演變、環(huán)境變遷的歷史。土門鎮(zhèn)九會村東北騎子鞍山有猿人頭蓋骨化石，系舊石器時代(50萬年前)的猿人遺骸，是迄今發(fā)現(xiàn)的最早的山東人。

（6）沂水地下大峽谷。

沂水地下大峽谷是中國十大漂流勝地、省級地質公園，位于沂水縣城西南8km龍崗山下，是一座風貌奇特的溶洞王國。洞穴由一條西北-東南走向的巨大裂隙發(fā)育而成，洞體長度6100m，是江北第一長洞，形成于約0.65億年至2.3億年前。氣勢雄偉壯麗，峽谷深切近百米、兩壁如削，地下暗河漫長而曲折，地下河瀑布十分壯觀，洞內冬暖夏涼，四季宜人。是構造地質學、水文地質學、地貌學、巖石學和礦物學等學科的寶貴的野外教學資源。

2.三條地層剖面典型性、綜合性和創(chuàng)新性明顯

（1) 張夏寒武紀國際地層標準剖面。

濟南張夏-崮山寒武紀標準剖面，位于長清縣張夏和崮山鎮(zhèn)之間，分別出露于張夏鎮(zhèn)饅頭山、虎頭崖和崮山鎮(zhèn)唐王寨、范莊一帶，該剖面寒武紀地層發(fā)育，出露良好，三葉蟲等古生物化石保存完好[13]，為華北寒武系標準地質剖面，形成于據(jù)今5億～5.4億年之間，它生動記載了寒武紀的地球演化史和生物進化史，是至今保存最為完整的典型剖面。是寒武紀地層海相沉積作用過程的原始記錄，揭示地質演化規(guī)律，是不可多得的“地學實驗室”和世界公認的寒武系國際地層標準剖面，是近年來地層學、古生物學和沉積學野外實踐教學的首選之地。

（2) 沂水馬站晚元古代-早古生代地層剖面。

沂水馬站晚元古代-早古生代地層剖面位于馬站至富官莊之間，該剖面的主要特點是巖石出露好、地層連續(xù)、地層界限清楚、地質時間跨度大，出露的地層主要有太古宙結晶巖系、晚元古代-早古生代海相碳酸鹽巖與碎屑巖，其中晚元古代地層與太古宙、早古生代地層之間分別以角度不整合、平行不整合接觸，地層接觸關系明顯。該剖面巖石類型多樣，既有下伏結晶巖系、又有海相沉積蓋層，還有侵入巖巖體；構造現(xiàn)象典型，教學內容極為豐富，該野外地質剖面的巨大教學潛力首次由筆者等人發(fā)掘，在近年來的綜合性和創(chuàng)新性野外實踐教學中發(fā)揮了重要的作用。

（3) 博山晚古生代地層剖面。

該剖面位于博山湖田和八陡鎮(zhèn)東黑山，主要出露晚古生代地層，該剖面地層出露較好，地層連續(xù)，植物化石極其豐富，含煤層和多層鋁土礦；沉積構造類型多樣、特征典型，清楚地反映出晚古生代從沉積環(huán)境從陸表海相-海陸交互相-海陸過渡相、向陸相河流相的過渡，尤其是其二疊系山西組海陸過渡相，可清楚地反映出前三角洲、三角洲前緣至三角洲平原的垂向變化序列；此外，二疊系石盒子組的辮狀河沉積特征十分典型。因此，該剖面是巖石學、沉積學、地層學、礦床學等地質學科野外實習的理想選擇。

3.跨構造單元的地層系統(tǒng)、巖石組合成因多樣，構造形跡豐富

地質走廊跨越渤海灣盆地、魯西隆起帶、郯廬斷裂帶、膠萊盆地、蘇魯造山帶等不同構造單元，巖石類型囊括了巖漿巖、變質巖、沉積巖三大類；沉積地層和巖石組合反映了華北板塊東部地區(qū)從海相、海陸交互相、海陸過渡相、至陸相轉變，再現(xiàn)了滄海桑田的地質巨變；構造形跡特征從斷裂、逆掩、走滑、拉分、褶皺、變形，無不展示出巨大的地質教學資源潛力。僅沂蒙山國家地質公園，有重要價值的地質剖面和構造形跡即達8處之多：(1)華北板塊東南緣新太古代泰山巖群變質表殼巖遺跡；(2)華北板塊新太古代阜平期蒙山巖套與五臺期嶧山巖套TTG質花崗巖；(3)古元古代呂梁期早階段傲徠山巖套二長花崗巖；(4) 中元古代四堡期牛嵐輝綠巖脈；(5)華北板塊東南緣蒙山斷凸和平邑斷凹界線——蒙山大斷裂帶構造形跡；(6)新太古代下港—化馬灣—南澇坡—龜蒙頂—馬頭崖條帶狀(巖石)構造變形遺跡；(7)古元古代傲徠山巖套孟良崮蔣峪巖體包體帶遺跡；(8)早前寒武紀侵入巖和寒武系界線遺跡[12]。

蘇魯造山帶是國內外關注的重要高壓—超高壓變質帶，在中國大陸地質研究中占據(jù)重要地位。造山帶曾經(jīng)歷了晉寧期、加里東期、印支期多階段的洋盆閉合、陸陸碰撞造山的構造作用過程，形成復合型大陸造山帶，構造現(xiàn)象豐富多彩。蘇魯造山帶巖漿活動極為發(fā)育，根據(jù)時代可劃分為：中新元古代花崗質片麻巖和片麻狀花崗巖、中生代角閃石英閃長巖-二長巖侵入巖組合、白堊紀花崗巖-基性侵入巖組合。最新研究表明[14]，蘇魯造山帶的高壓—超高壓變質巖包括了石榴石橄欖巖、石榴石輝石巖、榴輝巖、多硅白云石英片巖、硬玉石英巖、藍晶石多硅白云片巖、石榴石多硅白云母片巖、藍晶石石英巖、含綠輝石大理巖及各類正副變質巖等幔源巖和表殼巖不同巖類。同位素定年研究提供，蘇魯造山帶的高壓—超高壓變質作用至少經(jīng)歷了加里東期（449±9～441±9 Ma）和印支期（240～220 Ma）兩期高壓—超高壓的變質作用過程[15]，為探索中國大陸中央造山帶和大陸地質演化提供了重要信息。

4.不同地質歷史時期的古生物化石豐富

地質走廊經(jīng)過地區(qū)，古生物化石種類繁多，數(shù)量豐富，中國北方地區(qū)各不同地質歷史時期，均有典型的化石[16]：魯西晚元古代生物地層有4種大型疑源類組合、56種微古植物組合、疊層石組合；寒武紀生物繁盛，以三葉蟲為主，有36科113屬，次為腕足類、筆石及牙形石；奧陶紀生物門類繁盛，除頭足類外，三葉蟲、層孔蟲、牙形石亦十分繁盛；石炭紀-二疊紀地層以類、有孔蟲、珊瑚、腕足類和植物為代表，尤以類和植物最為繁盛；三疊紀地層化石較少，僅在聊城一帶鉆孔中發(fā)現(xiàn)輪藻和孢粉，有兩個微古植物組合；侏羅紀-白堊紀陸相地層屬孤立分散的小盆地沉積，植物化石組合有Coniopteris-Phoenicopsis植物群，孢粉可分為下部坊子組的Cyathidites-Quadraeculina組合和上部三臺組的Converrucosisporites-Maculatisporites組合，侏羅紀葉肢介化石Palaeolimnadia動物群；白堊紀陸相生物繁盛，類型及數(shù)量都十分豐富，有雙殼類、腹足類、介形類、葉肢介等，昆蟲化石組合、魚化石組合、爬行類化石組合、植物化石組合、孢粉化石組合均十分豐富，僅諸城恐龍澗發(fā)現(xiàn)的恐龍屬種已達10種以上。

新生代地層中比較重要的生物類群有腹足類、介形類、脊椎動物、輪藻、孢粉等，屬種繁多，數(shù)量豐富，對地層的劃分對比和時代確定皆有重要意義。僅山旺化石寶庫已發(fā)現(xiàn)的化石種類達十幾個門類600余種，分植物和動物兩大群體。植物化石包括藻類、苔蘚、蕨類、裸子、被子植物等。動物化石門類眾多，有數(shù)量可觀的無脊椎動物,也有綱目齊全的脊椎動物。昆蟲化石種類最豐、數(shù)量最多，還有蝎類、蜘蛛、介形、腹足等無脊椎動物。脊椎動物化石計有魚類、兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類。僅哺乳動物化石即達17個屬18 個種，主要有犬、柄杯鹿、三角原古鹿、細近無角犀、亞洲梅氏飛松鼠、硅藻鼠、山河貍、古貘、古豬、豬獸、東方熊、山東蝙蝠等。山旺化石最大的特點是種類繁多、數(shù)量豐富、個體完整、結構清晰、形態(tài)自然生動，有些動物化石甚至保留著死亡之前掙扎的態(tài)勢[11]。

5.青島現(xiàn)代海岸地質特征典型

青島市地處黃海之濱，膠州灣畔，三面環(huán)海，一方接陸，是一座風景優(yōu)美、世界著名的濱海城市。金沙灘海水浴場、第一海水浴場是避暑度假的理想勝地，浴場由后濱-前濱-臨濱帶構成的無障壁海灘環(huán)境組成，海底平緩，水體清澈，潮汐-波浪作用中等-較強，臨近浴場為肉紅色花崗巖基巖海岸，可見拍案浪花，海蝕作用強烈[17]。銀沙灘為典型的礫質海灘，生物碎屑豐富，潮汐作用強烈。石老人是典型的海蝕柱地貌，也是青島著名景點之一。近年來重點開發(fā)的唐島灣風景區(qū)為障壁-瀉湖沉積環(huán)境，潮差小，水體安靜，沉積物以泥質為主，障壁島之間潮道發(fā)育。連山島-鳳凰島位于黃島東南，屬蘇魯(膠南-威海)造山帶的重要組成部分，深變質巖系基巖裸露，經(jīng)歷多期構造變形改造，并發(fā)育多期不同類型的巖漿侵入巖，地質現(xiàn)象豐富多彩。

6.礦產(chǎn)資源種類繁多、類型豐富

地質走廊經(jīng)過地區(qū)，蘊含著類型多樣、成因不同的礦產(chǎn)資源。渤海灣盆地油氣資源豐富，油氣藏成因類型多樣；魯西南煤田眾多、煤炭資源量巨大；此外，還有萊蕪鐵礦、淄博的鋁土礦、郯廬斷裂帶內的金礦、蒙山的金剛石礦床等，均是在不同的地質作用條件下產(chǎn)出的礦產(chǎn)資源，對于礦物學、礦床學、巖石學及構造地質學等學科的野外實踐教學能夠發(fā)揮重要作用。

三、野外地質走廊教學前景

地質科學以實踐性強為突出特點，野外實踐教學是必不可少的重要教學環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實際的教學過程，對于培養(yǎng)學生從事地質工作的實踐能力，培養(yǎng)興趣，提高綜合素質，訓練基本工作方法、技能至關重要。深化野外實踐教學體系改革與創(chuàng)新研究，可使數(shù)目眾多的學生收益：(1)山東科技大學地質工程專業(yè)、資源勘查專業(yè)、地球物理學專業(yè)、水文與水資源工程專業(yè)本科生，每年約500人，與地質科學相關專業(yè)學生的工程地質實習每年約200人；(2)中國石油大學（華東）地質工程、石油與天然氣地質、油氣工程等專業(yè)學生每年約300人；(3)中國海洋大學、青島理工大學、山東農業(yè)大學等與地質、地理、資源相關的專業(yè)學生地理地質實習，每年約1000人；(4)山東臨近省份的大中專學生每年約1000人；(5)地質學科相關的研究生每年500～1000人。綜上，每年受益學生數(shù)可達3500～4000人。

山東野外地質走廊地質教學資源潛力巨大，具有系統(tǒng)性、綜合性、典型性、稀有性、科普性和創(chuàng)新性等特點；教學內容豐富多彩，多學科并舉、多學科交叉綜合的優(yōu)勢顯著，在鞏固基礎理論知識、激發(fā)學習興趣、啟發(fā)創(chuàng)新思維、培養(yǎng)綜合能力、提高綜合素質等方面均可發(fā)揮重要作用。山東野外地質走廊是大自然留給我們的物質文化遺產(chǎn)和寶貴教學資源，是進行不同課程的專題教學和多學科交叉的綜合教學、研究性教學和創(chuàng)新性野外教學的勝地，具有廣闊的推廣應用前景。

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Geological Characteristics and Teaching Prospect of Practice Teaching System in Shandong Field Geology Aisle

YANG Ren-chao, LI Zeng-xue, FAN Ai-ping, HAN Zuo-zhen, LI Shou-jun
Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266510, China

Constructing ideal, constituent and geological characteristics of the practice teaching system in Shandong field geology aisle were introduced systematically in this paper.It was considered that geology teaching resources in the field geology aisle take on characteristics of systematism, integration, typification, rarity, popularity and innovation.It possesses remarkable superiorities of coexistence, intercross and integration of multiple subjects with rich and colorful teaching content.The practice teaching system may play an important role in consolidating basic knowledge, inspiring learning interest, illumining innovative thinking, training compositive ability and improving general quality of the pupils.Establishment of the practice teaching system may have expansive teaching prospects which will benefit numerous pupils.

Shandong field geology aisle, practice teaching system, geological characteristics, teaching prospect

G642

A

1006-9372 （2010）01-0043-05

2009-11-18。

山東省高等學校教學改革項目“山東野外地質走廊實踐教學體系構建與創(chuàng)新”、山東科技大學群星計劃項目“‘地層學’實踐教學改革與實習基地建設”資助成果。

楊仁超，男，副教授，主要從事沉積學、礦物巖石學及油氣地質學的教學和研究工作。