中学地理科学实验的六大类型及其案例分析

依据实验的根本目的,为拓展学生对地理过程的理解,体验真实的地理原理,笔者将中学地理科学实验划分为经典实验室实验、时间变化模型实验、类比实验、空间变化模型实验、物理模型实验以及计算机模型实验六大类型,并对每一类型实验进行举例分析,希望以此深化地理科学实验的理论研究、丰富地理科学实验的实践案例、培养学生的地理核心素养,为地理科学实验教学研究提供新的视角。     

基于海面位势高度和海表温度构建西太平洋三维温度场

提出了一个基于上一年逐月三维再分析温盐场和第二年月平均卫星观测数据,包括海表温度SST(Sea Surface Temperature),海面高度异常SLA(Sea Level Anomaly),来推算区域海洋三维温度场的方法。选取西太平洋区域作为验证算法有效的海区。该三维水域的水平海域范围设定为:30°N～50°N,140°W～180°W,水平分辨率为1°;深度方向为从海表至-1 000 m,划分为19层。重构的第一步是利用上一年的逐月的温盐场,在该三维空间的每个网格点上建立一个温度和卫星观测的海表温度、海面位势高度的回归方程。根据该回归方程和第二年的卫星观测数据可以得到第二年的该区域的三维温度场。第二步把相同月份的该区域存在的Argo温度廓线同化进重构的温度场来提高重构的精度。重构的2015、2016年的温度场和CMEMS(Copernicus Marine Environment Monitoring Service)提供的再分温度场的相关系数分别达到了0.992 9和0.991 2,均方根误差为0.79和0.89℃;在-200 m以深的区域,均方根差异小于1℃,-200 m以浅的区域,均方根差异在1～2℃。表明该重构方法是合理有效的,所以基于第一年的温盐三维数据和第二年的卫星观测的海表数据可以重构第二年的三维温度场。     

基于微观尺度的页岩损伤破裂数值试验

为正确认识下寒武统页岩微观尺度破裂特征及声发射信号演化规律，基于数字图像处理技术对含石英充填的页岩进行非均匀性表征，采用岩石真实破裂分析系统RFPA2D-DIP建立数值模型，模拟页岩在不同围压作用下的破坏过程。试验结果表明:在微观尺度结构下，页岩破裂模式大致可归纳为3种形式，分别为倒V形（0、2 MPa）、V形（6 MPa）和倒Z形（10 MPa）。由于石英矿物颗粒分布不规律且具有非均匀性，导致应力分布对页岩微观结构产生显著差异。单轴时，累计声发射（简称AE）表现为“平缓-线性-平缓-稳定”模式；围压为2 MPa时，累计AE表现为“平缓-非线性-激增-平缓-稳定”模式；围压为6、10 MPa时，累计AE表现为“平缓-非线性-稳定”模式。页岩的破裂模式和微观结构破坏规律为页岩气的压裂开采提供重要的理论指导。      

海域地质岩心钻探关键技术分析与应用

海域固体矿产资源勘探、开发是海洋开发和利用的重要组成部分。本文主要从钻探设备、工艺、安全等方面对海域地质岩心钻探工程技术进行分析，总结了相关技术措施：一是除依据地质要求选择常规钻探设备外，要依据海域环境特点，选择安全可靠的钻探平台；二是钻孔结构设计、钻进方法、冲洗液等均应符合海域特点和要求；三是必须坚持安全第一原则，编制安全应急预案等。通过山东莱州三山岛北部海域金矿勘探项目应用实例，证实了海域地质钻探工程技术的适应性。     

中国企业R&D国际化:时空格局与区位选择影响因素

基于中国企业海外R&D投资数据和零断尾负二项回归分析方法,探讨了1998—2015年中国企业R&D国际化的时空格局特征,并从东道国角度分析影响其区位选择的主要因素。结果表明：研究期内中国新建海外R&D机构数量快速扩张;海外R&D投资区域分布广泛,呈现分散和集聚并存的特征;以华为为例分析了典型中国企业海外R&D投资的空间布局特征,认为目前华为海外R&D投资呈现集中布局在欧洲,零散分布在亚洲、美洲、非洲的空间特征,主要是由其以全球技术升级和满足多样化的市场需求等R&D国际化的战略动机所决定。回归分析结果表明,中国企业对发达国家和发展中国家进行R&D投资的影响因素有共同点但也存在一定的差异：① 现阶段东道国的R&D需求不是影响中国企业对其进行R&D投资的主要因素;② 代表中国与东道国经济往来密切程度的关联要素是影响中国企业R&D投资的重要决策因素;③ 发达国家吸引中国企业对其进行R&D投资主要是因其创新能力强、R&D资源数量多,而政策及制度供给是影响中国企业对发展中国家进行R&D投资的主要因素;④ 地理距离对中国企业R&D“走出去”的阻碍作用主要体现在对发展中国家的R&D投资中。     

郯庐断裂莱州湾段块体旋转效应及意义

为探究郯庐断裂莱州湾段右行走滑活动的构造响应并约束其起始时期，以最新钻井资料和三维地震资料为基础，深入剖析研究区与右行走滑活动密切相关的构造-沉积响应.结果显示，双轨走滑右行活动开始后，其夹持块因发生顺时针方向的被动旋转而产生差异应变（伸展或挤压）效应.在叠加区域伸展作用的背景下，伸展效应促进沉降作用，致使先存凸起区加速沉降并演变为洼陷区，先存洼陷区沉降幅度更大，现今均为富烃洼陷；挤压效应则抑制沉降作用，致使先存凸起区持续保持凸起状态，而先存洼陷区多沉降减缓甚至转为抬升，生烃潜力减小.综合地层残存信息及区域构造环境表明郯庐断裂带莱州湾段的右行走滑旋转效应最早始于沙三中段沉积时期.      

浅析四川省金矿床资源储量概况及成矿类型

四川省岩金矿主要分布于阿坝州北部-东部及甘孜州和凉山州-盆地西部地区,其次是广元市-绵阳市西北部的"金三角"地区的分布特征。通过研究和归纳,本文将矿床类型归纳为11个三级亚类,并根据该11个类型对矿床规模进行统计,得出了数量上四川省以岩浆热液型金矿为主,其次为砂矿性金矿为主,再次为海相火山岩型金矿的结论。在此基础上,对四川省的金矿勘查工作程度、开发利用情况进行了评述,希望能够起到抛砖引玉作用,为省内金矿的勘查开发利用及找矿提供一定思路。     

西藏甲玛铜多金属矿床磁黄铁矿标型矿物学特征及其地质意义

甲玛矿床位于冈底斯成矿带东段,是西藏地区最大的铜多金属矿床之一。磁黄铁矿是甲玛矿床最常见的金属矿物之一,其标型特征不仅反映其自身形成环境,对其形成机制和矿床成因也具有指示意义。文章选取产于不同岩性中的磁黄铁矿矿石样品,利用矿相学、X射线衍射和电子探针分析等手段对磁黄铁矿的形态、成分和结构进行了分析研究。研究表明,甲玛矿床的磁黄铁矿主要分布在距离岩体中心较远的矿区远端矽卡岩和角岩中。磁黄铁矿的晶胞参数和粉晶X射线衍射曲线显示矽卡岩中的磁黄铁矿主要为高温六方磁黄铁矿,角岩中的磁黄铁矿为高温六方磁黄铁矿和低温单斜磁黄铁矿的交生体,但主要以低温单斜磁黄铁矿为主。通过对矽卡岩和角岩中的磁黄铁矿进行电子探针测试,结果显示:矽卡岩中的磁黄铁矿中w(Fe)为60.09%～60.71%,平均为60.38%,w(S)为38.18%～38.69%,平均38.35%,化学分子式为Fe_8S_9～Fe_(10)S_(11);角岩中的磁黄铁矿中w(Fe)为59.05%～59.57%,平均为59.10%,w(S)为39.28%～39.95%,平均39.59%,化学分子式为Fe_5S_6～Fe_7S_8。根据以上矿物学特征,笔者进一步探讨了该矿床磁黄铁矿的沉淀机制:炽热的岩浆热液上涌,与碳酸盐岩地层和碎屑岩地层接触发生相互作用,并有大气水的加入,使得成矿流体在角岩中先快速降温,形成高温六方磁黄铁矿和低温单斜磁黄铁矿的交生体。同时,大量的含矿热液形成,并充填于有利的成矿空间(主要为层间破碎带)沉淀成矿,形成矽卡岩矿体,然后流体在矽卡岩矿段中经历缓慢降温,形成高温六方磁黄铁矿。结合矿床地质特征和相关元素地球化学特征,认为甲玛矿床类型为斑岩-矽卡岩型。     

利用InSAR资料反演宁洱Ms6.4地震震源参数及库仑应力变化

首先利用ALOS PALSAR数据，通过D-InSAR技术获取2007-06-03云南宁洱MS6.4地震的同震形变场，然后基于Okada弹性半空间位错模型反演该地震的断层几何以及精细滑动分布，最后计算宁洱地震后周边断层的静态库仑应力变化。结果表明，形变主要集中在西盘，最大视线向形变量为51.6 cm；反演得到的震源位置为23.05°N、101.02°E，深度3 km，断层走向145°，倾向49.5°，平均滑动角153°，发震断层为NNW向普洱断裂，断层活动以右旋走滑为主，兼具逆冲分量；断层面最大滑动量为1.2 m，反演得到的震级为MW619。基于库仑应力场发现，磨黑断裂处于库仑应力增加区域，而2014年景谷地震位于负值区域。结合实地考察资料和反演结果表明，宁洱地震为浅源地震，但断层并未出露地表。