研究方法公式

Ⅰ 用文字敘述和公式表達兩種不同的形式用的研究方法是

物理:用文字敘述和公式表達兩種不同的形式用的研究方法是?是什麼呢?沒有具體,其實用文字敘述和公式表達是兩種不同表達形式,即同一內容用兩種語言敘述.文字敘述很簡單,很輕松.可以用不同的文字.公式表達是用數學語言來表達,比文字表達更具體,不能變化,絲毫不差.

Ⅱ 　主要研究方法

研究金屬礦床成礦時代的常用方法有三種，一是礦石鉛同位素年代學方法，二是蝕變礦物的同位素測年方法，三是據賦礦圍岩、控礦構造及與礦化有關岩脈的時代間接推斷礦脈形成時代。本書主要應用這三種不同的年代學方法確定礦床成礦時代，同時注意不同方法所得年齡的對比分析與相互驗證。近年來發展起來的錸-鋨同位素年代學方法能直接測定輝鉬礦等礦石礦物的形成時代，然而這種方法在我國目前尚處在試用階段，在燕山地區尚未全面展開該項測年工作。

一、普通鉛同位素的演化模式與年齡計算公式

礦石鉛同位素年代學方法是直接測定成礦時代的重要研究方法，被廣泛用於世界各地的金屬礦床。目前常用的鉛同位素演化模式包括單階段模式如Holms-Houtermans模式，二階段模式如正常鉛混合模式、瞬間增長模式與連續增長模式，多階段模式如簡單的三階段鉛混合模式等。但這些模式都存在嚴格的應用條件。單階段模式只適合於封閉體系、無後期鉛混染的少數幾個整合礦床；簡單的二、三階段模式要求體系相對封閉，各階段異常鉛只能來自於單一的且鈾、釷、鉛同位素比值均一的源區，還要求體系在各階段的鉛同位素均勻分布。這些模式在一般的造山帶與地盾、地台區，都能有效地用於確定礦床成礦時代。然而，燕山陸內造山帶具有十分復雜的地質過程，礦質具有兩種以上的復雜來源；成礦體系多屬開放體系，鈾-釷-鉛同位素混合過程也頗為復雜，存在多種不同的情況；上述幾個特殊的鉛同位素模式不足以概括本區常見的開放體系鉛的混合過程，以至於使本區已積累的近百組鉛同位素資料長期以來得不到充分利用，求不出有地質意義的成礦時代。為此，筆者首先從理論上分析常見開放體系鉛同位素混合過程，建立開放體系鉛同位素演化模式，推導其年齡計算公式。這些模式在燕山地區成岩成礦時期的研究中，取得了良好的應用效果。

1.基本假設

（1）同一來源的²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb、²⁰⁸Pb、²⁰⁴Pb以相同的概率進入同一樣品。不同鉛同位素化學性質的相似性，使這一假設在各種地質過程中都能成立。

（2）同一時代地質體的N（²³⁸U）/N（²⁰⁴Pb）（即μ值）與N（²³⁵U）/N（²⁰⁴Pb）（v值）可以變化；鈾的丟失與加入常造成這種結果。

（3）當鉛混合時，鉛同位素可來源於兩種以上不同的鉛源，包括正常鉛鉛源與放射成因異常鉛鉛源；同一鉛源對不同樣品的貢獻可以不一樣，即同一體系不同樣品的鉛同位素來自於任一源區的概率可以不一樣。

（4）體系中的鉛可以來自於一個至數個放射性成因鉛源，將N（²³⁸U）/N（²⁰⁴Pb）＝μ_i的源區叫μ_i源。

（5）鈾、鉛及其同位素在地幔中均勻分布。

（6）鉛在最後一階段混合後，保持其同位素比值，直至現代。

2.二階段鉛混合的系統模式

設樣品來自於t₁時形成正常鉛的概率為α₁，來自於T至t₂時期形成的放射成因鉛的概率為α₂。t₂混合時，設有m個μ_i源，樣品中混合鉛來自於μ_i源的概率為β_i。t₂混合之後，樣品鉛同位素組成可表示為：

燕山陸內造山帶金-多金屬成礦作用與構造-成礦關系

燕山陸內造山帶金-多金屬成礦作用與構造-成礦關系

式中：

為第二階段（t₂）體系的鉛同位素組成；

，

為第一階段（t₁）體系鉛同位素組成，由H-H模式確定：

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a₀、b₀為T=4550Ma時地球的初始鉛同位素組成；α₁＋α₂=1，

；T為地球年齡。

模式Ⅰ當α₁=1，α₂=0時，由（3.1.1）、（3.1.2）式知，二階段鉛退化為單階段鉛。這時為正常鉛，樣品點在N（²⁰⁷Pb）/N（²⁰⁴Pb）—N（²⁰⁶Pb）/N（²⁰⁴Pb）坐標圖中分布於一點。據（3.1.3）、（3.1.4）式得：

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由（3.1.5）式與（3.1.3）、（3.1.4）式可計算成岩或成礦年齡t₁與源區μ，v值。該模式相當於H-H模式（G.福爾，1983）。

模式Ⅱ0＜α_i＜1,i=1,2；β₁=1，β_j=0（2≤j≤m），μ₁＝μ；這時（3.1.1）,（3.1.2）式可簡化為：

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令

由（3.1.6）、（3.1.7）式得：

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當α_i對不同樣品取值不一樣時，樣品點呈線性分布，直線斜率為R，如圖3-1所示。樣品點分布於增長曲線的弦上，等時線與增長曲線的兩交點對應時代t₁與t₂相當於兩次普通鉛的形成時代。該模式相當於前述已有的正常鉛與正常鉛混合二階段模式。當已知t₁與t₂之一時，可據R求出另一時代。

模式Ⅲ－1當i=1,2時，0＜α_i＜1,0＜β_j＜1（1≤j≤m），β_j及

（β_j·μ_j）對不同樣品不取恆定值，但α_i對所有樣品取恆定值。這時，由（3.1.1）、（3.1.2）式導出：

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（3.1.8）式中，

為混合鉛同位素比值。這時樣品點分布在一條直線上，直線斜率較大（圖3-2），據（3.1.8）式能求出t₂。當其它條件相同，而β_j對所有樣品取定值（1≤j≤m）時，由（3.1.1）、（3.1.2）式可知，樣品點的鉛同位素組成均勻分布，在坐標圖中分布於一點；在這種情況下，難以求出t₁或t₂值。

模式Ⅲ－20＜α_i＜1,i=1,2;0≤β_j＜1,1≤j≤m；α₁對不同樣品皆非恆定值，β_j對不同樣品非定值；這時，若

（β_j·μ_j）趨於μ，則由（3.1.1）、（3.1.2）式導出：

圖3-1模式Ⅱ圖解

Fig.3-1Lead-isotope evolution of modelⅡ

圖3-2模式Ⅲ-1圖解

Fig.3-2Lead-isotope evlution of modelⅢ-1

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令

由於

（β_j·μj）趨於定值μ，所以X′_t1與Y′_t1近為定值。代入（3.1.9）、（3.1.10）式，得：

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這時，樣品點呈線性分布，據直線斜率能求出t₁與t₂之一。

令

，則由（3.1.9）、（3.1.10）式可以看出，當μ′＜0時，樣品點靠近t₁分布，甚至會落在t₁左側；當μ′≥0時，樣品點靠近t₂點分布，部分樣品點會落在t₂右側。增長曲線如圖3-3。當t₁與t₂相差較大時，該模式相當於連續增長模式；當t₁與t₂近似相同時，則等時線由弦而漸趨於切線，這時相當於瞬間增長模式。

模式Ⅲ-3當0＜α_i＜1,0≤β_j＜1（i=1,2,1≤j≤m），β_j、α_j對不同樣品皆非常數時，若樣品的α₁值僅取幾個定值之一，當樣品點足夠多時，樣品點呈圖3-4所示分布狀態，即分布於一組平行直線上。據直線斜率能求出t₁或t₂，斜率R可表示為：

圖3-3模式Ⅲ-2圖解

Fig.3-3The first lead-isotope evolution of model Ⅲ-2

圖3-4模式Ⅲ-3圖解之一

Fig.3-4The first lead-isotope evolution of model Ⅲ-3

當

（β_j·μ_j）為定值時，

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當

（β_j·μ_j）不為定值時，

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若α_i對不同樣品都不一樣時，樣品點呈星散狀分布（圖3-5），這時無法求出t₁或t₂的真實值。

圖3-5模式Ⅲ－3圖解之二

Fig.3-5The second lead-isotope evolution of model Ⅲ－3

3.三階段鉛混合的系統模式

設一階段鉛的分離時代為t₁，二階段鉛的混合時代為t₂，三階段鉛的混合時代為

、

為二階段普通鉛源i的同位素比值，

、

為t₃體系中鉛同位素比值；設有m個放射成因鉛源μ_i，有n個普通鉛源；t₃時刻混合時，體系鉛來自於普通鉛i源的概率為ε_i，來自於放射成因鉛的概率為ε_n+1；當ε_n+1＞0時，μ_j源鉛進入樣品的概率為β_j，則

=1，且

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（3.1.12）、（3.1.13）式為一般情況下三階段鉛混合時的定量關系式。不同條件下，三階段混合鉛具有不同特徵，對應於不同的鉛演化圖，下面分別予以討論。

（1）ε₁=1，ε_i=0,2≤i≤n+1，這時三階段鉛退化為二階段鉛。

（2）0＜ε₁＜1；ε_i=0,2≤i≤n;0＜ε_n+1＜1，這時（3.1.12）、（3.1.13）式可寫成：

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模式Ⅳ當β₁=1，β_j=0,2≤j≤m時，（3.1.14）與（3.1.15）式可寫成：

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若放射性鉛與普通鉛在T到t₂期間有相同的演化過程和成分，即

則

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這時相當於G.福爾提出的簡單三階段模式；且樣品點或呈線性分布（圖3-6），或分布於一點。據等時線斜率R能求出t₂與t₃之一：

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模式Ⅴ－1當所有樣品的ε₁、X_t2、Y_t2取相同值時，則ε₁·X_t2、ε₁·Y_t2為常量。若β_j對所有樣品取相同值，0≤β_j≤1,1≤j≤m；這時三階段樣品鉛同位素構成一點。據（3.1.14）、（3.1.15）式，有

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只有當ε₁及X_t2、Y_t2都已知時，才能求出t₃；一般情況下，若上述三參數未知，則無法計算出真實年齡t₃。

模式Ⅴ-2當ε₁及X_t2、Y_t2為常量，而不同樣品β_j不同時，1≤j≤m，若

不為恆定值，則據（3.1.14）、（3.1.15）式，可推導出：

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這時，樣品點呈線性分布（圖3-7），直線斜率一般較大。據R能求出t₃。

圖3-6混合鉛模式Ⅳ圖解

Fig.3-6Lead-isotope evolution of model Ⅳ

圖3-7模式Ⅴ－2圖解

Fig.3-7Lead-isotope evolution of model V-2

模式Ⅵ當所有樣品點的X_t2、Y_t2恆定時，若0≤β_j≤1,1≤j≤m，β_j非常數；而X_t2

，則據（3.1.14）、（3.1.15）式，可導出：

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令

則

、

近為常量。據（3.1.16）、（3.1.17）式可導出：

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這時，樣品點呈線性分布，分布特徵類似於模式Ⅲ-2，如圖3-8所示。

模式Ⅶ當X_t2、Y_t2恆定，ε₁、β，對不同樣品取不同值時，若

不恆定，且ε₁僅有幾個可能的值，則混合鉛樣品點分布於幾條平行直線上，直線斜率

據之能求出t₃，否則，樣品點呈星散狀分布。混合鉛演化如圖3-9所示。

圖3-8模式Ⅵ圖解

Fig.3-8Lead-isotope evolution of model Ⅵ

（3）當不同樣品的X_t2、Y_t2不同，0≤ε_i＜1,1≤i≤n+1時，有下列模式：

模式Ⅷ若X_t2、Y_t2呈線性分布，不同樣品點ε_i相同（1≤i≤n），0≤β_j＜1（1≤j≤m）；則有幾種可能性：

模式Ⅷ－1若β_j恆定，1≤j≤m，則（3.1.12）、（3.1.13）式可寫成：

圖3-9模式Ⅶ圖解

Fig.3-9Lead-isotope evolution of model Ⅶ

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令

由於β_i為常量，對所有1≤j≤m都成立，所以

c與d皆為常數；樣品點仍呈線性分布，其斜率與二階段等時線相同，如圖3-10示。據R能求出t₁與t₂之一，而求不出t₃。

圖3-10模式Ⅷ－1圖解

Fig.3-10Lead-isotope evolution of modelⅧ－1

模式Ⅷ－2若

相同，但β_j不同時，則任一（X_t2，Y_t2）點都對應一條三階段等時線，所有樣品點沿兩組平行直線分布（圖3-11），r₁一般大於r₂；

，據之能求出t₂與t₃之一；r₁為二階段等時線斜率，據之能求出t₁與t₂之一。只有當樣品點足夠多時，才有可能據該模式求出t₁、t₂或t₃，否則，r₁與r₂難以確定，無法計算年齡。

圖3-11模式Ⅷ－2圖解

Fig.3-11Lead-isotope evolution of modelⅧ－2

模式Ⅸ若（X_t2,Y_t2）呈線性分布，不同樣品ε_j值相同，β_j值不同，

亦因樣品不同而不同，這時（3.1.12）、（3.1.13）式中

為常數，由（3.1.12）、（3.1.13）式可導出：

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這時樣品點沿兩組斜率較大的平行直線分布。當樣品點足夠多而能求出r₁，與r₂時，則可據此求出t₁、t₂或t₃。

模式X若（X_t2,Y_t2）呈線性分布，但ε_i，β_j對不同樣品不取恆定值時，則據（3.1.12）、（3.1.13）式，樣品點呈星散狀分布，或呈線性沿兩組平行直線分布。後一種分布狀狀只有當ε_i對不同樣品點僅取幾組確定值時才能出現，據平行直線的斜率能求出t₃，斜率r₂為：

當

非定值時

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當

恆定值時

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模式Ⅺ當（X_t2,Y_t2）不呈線性分布，而呈星散狀分布時，則三階段鉛樣品點仍呈星散狀分布，這時無法求出t₃與t₂的真實值。

模式Ⅻ當（X_t2,Y_t2）分布於數條平行直線上，而β_j、ε_j恆定時，由（3.1.12）、（3.1.13）式可得出樣品點的（X_t3,Y_t3）仍呈線性分布，斜率與二階段等時線相同（圖3-12）；據斜率r₁可求出t₁或t₂，詳見模式Ⅲ－3，但無法求出t₃。

模式ⅩⅢ當（X_t2,Y_t2）呈線性分布於數條平行直線上（其斜率為r₁），若ε₁恆定，β_j對不同樣品取值不盡相同，則由（3.1.12）、（3.1.13）式可導出：當樣品點足夠多時，樣品點分布於一個菱形區域內，類似於圖3-11所示的三階段鉛樣品點的分布狀態；據兩組直線斜率r₁、r₂能求出t₁、t₂或t₃,r₂表達式為：

當

非常數時

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當

為常數時

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以上從理論上分析了開放體系多種情況下鉛同位素的演化模式。可以看出，混合鉛樣品點呈同一或類似分布狀態時，可對應一個至數個不同的地質過程。因此在應用鉛同位素研究地質問題時，應盡量取足夠多的樣品；在樣品點足夠多的前提下，結合其它地質與地球化學資料進行綜合分析，以便合理地解釋鉛同位素的演化，求出成岩、成礦時代。這些模式在燕山地區成岩成礦時期研究中，取得了較好的應用效果。

圖3-12模式Ⅻ圖解

Fig.3-12Lead-isotope evolution of modelⅫ

二、其它研究方法簡介

1.據礦石蝕變礦物的K-Ar法、Rb-Sr等時線法、裂變徑跡法確定成礦時代

上一章已述，燕山地區大部分類型的礦化都伴有強烈的蝕變，蝕變階段性與礦化階段性存在良好對應關系，兩者形成時間相近。因此，蝕變礦物的同位素年齡能代表成礦時代。

蝕變礦物絹雲母、白雲母、鉀長石等適合於K-Ar法年齡測定，白雲母、絹雲母的K-Ar法年齡能較好地反映同期礦化時代。

近礦蝕變礦物絹雲母、白雲母等的單礦物Rb-Sr等時線法年齡也能准確地反映成礦時代，是確定礦床形成時代的良好方法。

蝕變礦物的裂變徑跡法年齡常較實際成礦時代偏小，其上限能大致代表成礦時間（楊應平，1985，碩士論文）。

2.據賦礦圍岩時代與礦區岩脈時代間接推斷成礦時代

當有充分的資料說明礦化與圍岩成岩作用存在成因聯系時，圍岩時代能代表成礦時代下限。表3-1說明燕山地區中生代賦礦岩體時代與礦化時代的一致性。

當礦區內存在大量岩脈時，根據岩脈時代及岩脈與礦體相互穿切關系，也能較好地推斷成礦時代。

表3-1岩體與其中金礦時代對比表

3.據同成礦期控礦構造的成生、活動時間推斷成礦時代

任何控礦構造都屬於某一個或某些構造體系，皆有一定的形成與活動時期；因此據同成礦期控礦構造的時代能定性推斷部分礦床的成礦時代。古構造篩分有助於這方面的研究工作。

Ⅲ 研究方法、技術路線、實施方案

景觀格局的數據來源主要有航片、衛片、地形圖、土地利用現狀圖及各種文獻資料，其中衛片是大尺度研究廣泛採用的數據來源；景觀格局數據處理普遍採用現有的GIS軟體，如ARC/INFO、ARCWIEW，結合EXCEL處理，或通過景觀分析軟體FRAGSTATS直接獲取各類景觀指數。本研究的主要方法、技術路線、實施方案為：

1.4.1 研究的主要方法

景觀格局指數是高度濃縮的景觀格局信息，是反映景觀結構組成、空間配置特徵的簡單量化指標^［43］。因此，農田景觀格局演變的分析方法主要採用景觀格局指數，並結合圖形分析與空間統計分析。

本研究的數據源主要選用能夠反映小尺度景觀特徵的土地利用現狀圖：河北省中捷友誼農場1985年、2003年土地利用現狀圖（1∶10000），山東省兗州市興隆庄鎮2003年土地利用現狀圖（1∶10000），山東省兗州市興隆庄鎮1980年航片（1∶10000）；反映歷史景觀特徵的資料：河北省中捷友誼農場1956年建場規劃圖（1∶25000），河北省中捷友誼農場11隊1963年農業機械化規劃圖（1∶10000），河北省安國市伍仁橋鎮1958年大方園田化圖（1∶10000），山東省兗州市1980年農業區劃圖（1∶50000）；反映採煤沉陷地復墾工程的資料：山東省兗州市興隆庄鎮採煤沉陷地生態農業復墾規劃設計；以及其他相關文字報告等。

數據處理主要採用ARCWIEW、MAPINFO等GIS軟體進行矢量化處理，景觀指數通過景觀分析軟體FRAGSTATS3.3獲取。

FRAGSTATS是由美國俄勒岡州立大學森林科學系開發的著名的景觀指標計算軟體，其最新版FRAGSTATS3.3不僅提供了易於操作的可視化圖形界面，還增加了許多新的指數，如線性指數（Linearity Index）、穿越能力指數（Traversability Index）等，並對部分指數的計算方法進行了修改。另外，FRAGSTATS3.3還提供了1個使用者定義的移動窗口分析方法，可用於計算核心像元的指數值。但FRAGSTATS3.3隻接受多種格式的柵格數據，不接受矢量數據。

FRAGSTATS3.3可以計算的斑塊指數19個，類型指數121個，景觀指數130個，但許多指數間相關性很強，且部分指數主要適用於野生生物保護以及復合種群（碎裂種群）動態方面的研究（如核心面積指數、鄰近度指數以及連接性指數等）。這些指標的計算方法詳見FRAGSTATS3.3的使用說明書，所有公式都採用FRAGSTATS3.3中的表達式。

採用統計分析軟體SAS6.12對部分數據進行相關性、顯著性等方面分析，採用對比分析法，選取已規劃的區域（中捷友誼農場、兗州市等）、未規劃的區域，進行農田景觀格局分析和生態質量等方面的比較，揭示一般農田景觀規劃存在的優缺點，歸納一般農田景觀規劃設計模式。分析一般農田和已復墾農田的景觀格局、廊道與斑塊中存在的問題，分析以生產力為主和以生態為主設計的區別，以及農業景觀格局、廊道與斑塊的設計要求（包括內部構成，如物種、材料等）。

1.4.2 研究的技術路線

①資料收集與分析；②進行農田景觀規劃的概念、內容、方法、程序和模式等研究；③一般農田景觀格局特性分析，取樣分析一般農田景觀格局特性；④復墾農田景觀格局特性分析，取樣分析復墾農田景觀格局特性；⑤實例模擬評價。如圖1-1。

圖1-1 復墾農田景觀生態重建研究程序框圖

1.4.3 實驗與模擬方案

①選擇華北、華東地區已規劃設計的一般農田、復墾農田，並選擇相應未規劃設計的農田進行景觀格局對照；②通過景觀分析軟體FRAGSTATS3.3獲取景觀格局和結構指標，計算機處理數據，結合EXCEL建模；③選擇一定區域的遙感數據，進行景觀格局特性分析；④實例評價。

Ⅳ 社會研究方法 什麼是公式指數法

考中山？

Ⅳ 自然科學的研究方法都有哪些

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現代自然科學研究方法

自然科學方法論實質上是哲學上的方法論原理在各門具體的自然科學中的應用。作為科學，它本身又構成了一門軟科學，它是為各門具體自然科學提供方法、原則、手段、途徑的最一般的科學。自然科學作為一種高級復雜的知識形態和認識形式，是在人類已有知識的基礎上，利用正確的思維方法、研究手段和一定的實踐活動而獲得的，它是人類智慧和創造性勞動的結晶。因此，在科學研究、科學發明和發現的過程中，是否擁有正確的科學研究方法，是能否對科學事業作出貢獻的關鍵。正確的科學方法可以使研究者根據科學發展的客觀規律，確定正確的研究方向；可以為研究者提供研究的具體方法；可以為科學的新發現、新發明提供啟示和借鑒。因此現代科學研究中尤其需要注重科學方法論的研究和利用，這也就是我們要強調指出的一個問題。

一、科學實驗法

科學實驗、生產實踐和社會實踐並稱為人類的三大實踐活動。實踐不僅是理論的源泉，而且也是檢驗理論正確與否的惟一標准，科學實驗就是自然科學理論的源泉和檢驗標准。特別是現代自然科學研究中，任何新的發現、新的發明、新的理論的提出都必須以能夠重現的實驗結果為依據，否則就不能被他人所接受，甚至連發表學術論文的可能性都會被取締。即便是一個純粹的理論研究者，他也必須對他所關注的實驗結果，甚至實驗過程有相當深入的了解才行。因此，可以說，科學實驗是自然科學發展中極為重要的活動和研究方法。

(一)科學實驗的種類

科學實驗有兩種含義：一是指探索性實驗，即探索自然規律與創造發明或發現新東西的實驗，這類實驗往往是前人或他人從未做過或還未完成的研究工作所進行的實驗；二是指人們為了學習、掌握或教授他人已有科學技術知識所進行的實驗，如學校中安排的實驗課中的實驗等。實際上兩類實驗是沒有嚴格界限的，因為有時重復他人的實驗，也可能會發現新問題，從而通過解決新問題而實現科技創新。但是探索性實驗的創新目的明確，因此科技創新主要由這類實驗獲得。

從另一個角度，又可把科學實驗分為以下類型。

定性實驗：判定研究對象是否具有某種成分、性質或性能；結構是否存在；它的功效、技術經濟水平是否達到一定等級的實驗。一般說來，定性實驗要判定的是「有」或「沒有」、「是」或「不是」的，從實驗中給出研究對象的一般性質及其他事物之間的聯系等初步知識。定性實驗多用於某項探索性實驗的初期階段，把注意力主要集中在了解事物本質特性的方面，它是定量實驗的基礎和前奏。

定量實驗：研究事物的數量關系的實驗。這種實驗側重於研究事物的數值，並求出某些因素之間的數量關系，甚至要給出相應的計算公式。這種實驗主要是採用物理測量方法進行的，因此可以說，測量是定量實驗的重要環節。定量實驗一般為定性實驗的後續，是為了對事物性質進行深入研究所應該採取的手段。事物的變化總是遵循由量變到質變，定量實驗也往往用於尋找由量變到質變關節點，即尋找度的問題。

驗證性實驗：為掌握或檢驗前人或他人的已有成果而重復相應的實驗或驗證某種理論假說所進行的實驗。這種實驗也是把研究的具體問題向更深層次或更廣泛的方面發展的重要探索環節。

結構及成分分析實驗：它是測定物質的化學組分或化合物的原子或原子團的空間結構的一種實驗。實際上成分分析實驗在醫學上也經常採用，如血、尿、大便的常規化驗分析和特種化驗分析等。而結構分析則常用於有機物的同分異構現象的分析。

對照比較實驗：指把所要研究的對象分成兩個或兩個以上的相似組群。其中一個組群是已經確定其結果的事物，作為對照比較的標准，稱為「對照組」，讓其自然發展。另一組群是未知其奧秘的事物，作為實驗研究對象，稱為實驗組，通過一定的實驗步驟，判定研究對象是否具有某種性質。這類實驗在生物學和醫學研究中是經常採用的，如實驗某種新的醫療方案或葯物及營養晶的作用等。

相對比較實驗：為了尋求兩種或兩種以上研究對象之間的異同、特性等而設計的實驗。即把兩種或兩種以上的實驗單元同時進行，並作相對比較。這種方法在農作物雜交育種過程中經常採用，通過對比，選擇出優良品種。

析因實驗：是指為了由已知的結果去尋求其產生結果的原因而設計和進行的實驗。這種實驗的目的是由果索因，若果可能是多因的，一般用排除法處理，一個一個因素去排除或確定。若果可能是雙因的，則可以用比較實驗去確定。這就與謀殺案的偵破類似，把懷疑對象一個一個地排除後，逐漸縮小懷疑對象的范圍，最終找到謀殺者或主犯，即產生結果的真正原因或主要原因。

判決性實驗：指為驗證科學假設、科學理論和設計方案等是否正確而設計的一種實驗，其目的在於作出最後判決。如真空中的自由落體實驗就是對亞里士多德錯誤的落體原理(重物體比輕物體下落得快)的判決性實驗。

此外，科學實驗的分類中還包括中間實驗、生產實驗、工藝實驗、模型實驗等類型，這些主要與工業生產相關。

(二)科學實驗的意義和作用

1．科學實驗在自然科學中的一般性作用

人類對自然界認識的不斷深化過程，實際是由人類科技創新(或稱為知識創新)的長河構成的。科學實驗是獲取新的、第一手科研資料的重要和有力的手段。大量的、新的、精確的和系統的科技信息資料，往往是通過科學試驗而獲得的。例如，「發明大王」愛迪生，在研製電燈的過程中，他連續13個月進行了兩千多次實驗，試用了1600多種材料，才發現了白金比較合適。但因白金昂貴，不宜普及，於是他又實驗了6 000多種材料，最後才發現炭化了的竹絲做燈絲效果最好。這說明，科學實驗是探索自然界奧秘和創造發明的必由之路。

科學實驗還是檢驗科學理論和科學假說正確與否的惟一標准。例如，科學已發現宇宙間存在四種相互作用力，它們之間有沒有內在聯系呢?愛因斯坦提出「統一場論」，並且從1925年開始研究到1955年去世為止，一直沒有得到結果，因此許多專家懷疑「統一場」的存在。但美國物理學家溫伯格和巴基斯坦物理學家薩拉姆由規范場理論給出了弱相互作用和電磁相互作用的統一場，並得到了實驗證明而被公認。這表明理論正確的標準是實驗結果的驗證，而不是權威。

科學實驗是自然科學技術的生命，是推動自然科學技術發展的強有力手段，自然界的奧秘是由科學實驗不斷揭示的，這一過程將永遠不會完結。

2．科學實驗在自然科學中的特殊作用

自然界的事物和自然現象千姿百態，變化萬千，既千差萬別，又千絲萬縷的相互聯系著，這就構成錯綜復雜的自然界。因此在探索自然規律時，往往會因為各種因素糾纏在一起而難以分辨。科學實驗特殊作用之一是：它可以人為地控制研究對象，使研究對象達到簡化和純化的作用。例如，在真空中所做的自由落體實驗，羽毛與鐵塊同時落下，其中就排除了空氣阻力的干擾，從而使研究對象大大的簡化丁。

科學實驗可以憑借人類已經掌握的各種技術手段，創造出地球自然條件下不存在的各種極端條件進行實驗，如超高溫、超高壓、超低溫、強磁場、超真空等條件下的實驗。從這些實驗中可以探索物質變化的特殊規律或制備特殊材料，也可以發生特殊的化學反應。

科學實驗具有靈活性，可以選取典型材料進行實驗和研究，如選取超純材料、超微粒(納米)材料進行實驗。生物學中用果蠅的染色體研究遺傳問題同樣體現了科學實驗的靈活性。

科學實驗還具有模擬研究對象的作用，如用小白鼠進行的病理研究等。科學實驗可以為生產實踐提供新理論、新技術、新方法、新材料、新工藝等。一般新的工業產品在批量生產前都是在實驗室中通過科學實驗製成的，晶體管的生產就是如此。

科學實驗就是自然科學研究中的實踐活動，尊重科學實驗事實，就是堅持唯物主義觀點，無視實驗事實，或在實驗結果中弄虛作假，都是唯心主義的作法，最終必然碰壁。任何自然科學理論都必須以豐富的實驗結果中的真實信息為基礎，經過分析、歸納，從而抽象出理論和假說來。一個科學工作者必須腳踏實地，這個實地就是科學實驗及其結果，因此，唯物主義思想是每一個自然科學工作者都應該具備的基本素質之一。

二、數學方法

數學方法有兩個不同的概念，在方法論全書中的數學方法指研究和發展數學時的思想方法，而這里所要闡述的數學方法則是在自然科學研究中經常採用的一種思想方法，其內涵是；它是科學抽象的一種思維方法，其根本特點在於撇開研究對象的其他一切特性，只抽取出各種量、量的變化及各量之間的關系，也就是在符合客觀的前提下，使科學概念或原理符號化、公式化，利用數學語言（即數學工具）對符合進行邏輯推導、運算、演算和量的分析，以形成對研究對象的數學解釋和預測，從而從量的方面揭示研究對象的規律性。這種特殊的抽象方法，稱為數學方法。

(二)運用數學方法的基本過程

在科學研究中，經常需要進行科學抽象，並通過科學抽象，運用數學方法去定量揭示研究對象的規律性，其基本過程是：(1)先將研究的原型抽象成理想化的物理模型，也就是轉化為科學概念；(2)在此基礎上，對理想化的物理模型進行數學科學抽象(科學抽象的一種形式)，使研究對象的有關科學概念採用符號形式的量化，達到初步建立起數學模型，即形成理想化了的數學方程式或具體的計算公式；(3)對數學模型進行驗證，即將其略加修正後運用到原型中去，對其進行數學解釋，看其近似的程度如何：近似程度高，說明這是一個較好的數學模型，反之，則是一個較差的數學模型，需要重新提煉數學模型。這一基本過程可用簡圖表示如下：

數學方法又稱數學建模法，之所以其第一步要抽象為物理模型，這是因為數學方法是一種定量分析方法，而自然科學中的量絕大多數都是物理量，因此數學模型實質表達的是各物理量之間的相互關系，而且這種關系需要表達成數學方程式或計算公式。而驗證過程則通常為研究對象中各種物理量的測定(通過實驗)過程。因此，數學建模過程的第一步又常稱為物理建模，換言之，就是說沒有物理建模就難以進行數學建模；但是，若只有物理建模，就難以形成理論性的方程式或計算公式，就難以達到定量分析研究的目的。

(二)數學方法的特點

l.高度的抽象性：各門自然科學乃至社會科學雖然都是抽象的科學，都具有抽象性，可是數學的抽象程度更高，因為在數學中已經沒有了事物的其它特徵，僅存在數和符號，它只表明符號之間的數量關系和運算關系等。也只有這樣才能定量地揭示出研究對象的規律性。

2.高度的精確性：這是因為可以通過數學模型進行精確的計算，而且只有精確(即近似程度高)的數學模型才是人們最終所需要的數學模型。

3．嚴密的邏輯性：這是因數學本身就是一門邏輯嚴謹的科學，同時運用數學方法解決和研究自然規律時，一般總是在已掌握大量的、充分和必要的數據(即實驗信息)的基礎上，並首先運用邏輯推理方法建立物理模型之後才去建立數學模型的，因此數學模型中必然會包含更加嚴密的邏輯性。

4．充滿辯證特徵：因為在數學模型中的量往往是一個符號，如F＝ma就代表了牛頓第二定律，這其中的三個量的大小既是可以變化的，又是相互關聯的。因此數學模型本來就體現了辯證關系的兩大主要特徵：變化特徵和聯系特徵。

5．具有應用的廣泛性：華羅庚教授曾指出：「宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之變，生物之謎，日用之繁，無處不用數學」。這是因為世上萬物的變化無不由運動而產生，無不遵從由量變到質變的規律性，因此只有通過定量研究才能更深刻揭示自然規律，才能更准確的把握住量變到質變的關鍵——度的問題。

6．隨機性：隨機性是指偶然性中有必然性，實驗信息是偶然的，通過數學建模，從多個偶然數據(分立的)中往往可以給出必然的結果(量之間連續變化的關系)，即規律性的結論。

(三)數學方法的種類

1．自然事物和現象的分類

數學方法及數學建模的應用依賴於自然事物和現象的性質，而自然事物和現象的種類繁多，數量是無限的。在大幹世界中，無法找到兩個完全一樣的東西，這是指再相仿的東西之間也必然會有差別。因此定量研究事物規律性時，數學模型不可能是針對某一個別事物而建立的，而總是針對同一類事物和現象所具有的共同規律性而建立的。這就要求：根據數學建模的需要，按一定的因素把事物進行分類，以便更方便地運用數學方法。概括起來，自然界中多種多樣的事物和現象一般可分為四大類：第一類是有確定因果關系的，稱為必然性的自然事物和自然現象；第二類是沒有確定因果關系的，稱為隨機的自然事物和現象；第三類是界限不明白，稱為模糊的自然事物和自然現象；第四類是突變的自然事物和自然現象。必然事物和現象就如同種豆得豆、種瓜得瓜一樣，因果關系完全確定。而隨機事物和現象就如同氣體分子的相互碰撞一樣，其中某兩個分子是否很快會發生碰撞，沒有必然性，但氣體分子間確實經常發生碰撞，所以可以說分子間發生碰撞是必然的，但某兩個分子的碰撞卻是隨機的。對模糊的事物和自然現象的理解，也可以用一個實例說明。許多國界都是以河流的主河道中線劃分的，中線究竟在哪裡，只能是一個模糊的界限，無法嚴格劃分。因為河水有多的時候，也有少的時候，洞水在流動，波浪在不斷地拍打著河岸，因此不可能進行絕對精確的測量，所以其界限是模糊的。地震的突然發生、橋梁的突然斷裂折墜等則屬於突然性事物和現象。

2．數學方法的分類

按照自然事物和現象的類型，根據理論計算和解決實際問題的需要，人們創立了許多種數學方法，概括起來主要有以下幾種：常量數學方法：古今初等數學所運用的方法，便是常量數學方法，主要有算術法、代數法、幾何法和三角函數法。常量數學方法被用於定量揭示和描述客觀事物在發展過程中處於相對靜止狀態時的數量關系和空間形式(或結構)的規律性。變數數學方法：它是定量揭示和描述客觀事物運動、變化、發展過程中的各量變化與量變之間的關系的一種數學方法。其中最基本的是解析幾何法和微積分法。解析幾何法由數學家迪卡爾創立，是用代數方法研究幾何圖形特徵的一種方法。微積分(通常稱為高等數學)方法是牛頓和萊布尼茨創立的。這種方法主要應用於求某種變化率(如物體運行速率、化學反應速率等)；求曲線(曲面)切線(切平面)；求函數極值；求解振動方程和場方程等問題。

必然性數學方法：這種方法應用於必然性自然事物和現象。描述必然性自然事物和現象的數學工具，一般是方程式或方程組。其中主要有：代數方程、函數方程、常微分方程、偏微分方程和差分方程等。利用方程可以從已知數據，在遵循推理規律和規則的條件下，推算出未知數據，如這種方法可以根據熱力學方程計算出煉鋼爐各部分的溫度分布。因而可通過理論計算，確定和選取煉鋼爐的最佳設計方案。

隨機性數學方法：指定量研究、揭示和描述隨機事物和隨機現象領域的規律性的一種數學方法。它主要含概率論方法和數理統計方法。

突變的數學方法：指定量研究只揭示和描述突變事物和突變現象規律性的一種數學方法。它是20世紀70年代由法國數學家托姆創立的。托姆用嚴密的邏輯和數學推導，證明在不超過四個控制因素的條件下，存在著七種不連續過程的突變類型，它們分別是：折轉型，尖角型，燕尾型，蝴蝶型，雙曲臍點型，橢圓臍點型，拋物臍點型。這些突變數學方法和突變理論，對於解決地質學研究領域中的復雜生突變事件(如地震預測)和現象十分有用。有專家預言：突變的數學方法，可能成為解決地質學領域復雜問題的一種強有力的數學工具。

模糊性數學方法：指用定量方法去研究、揭示和描述模糊事物和模糊現象和規律性的一種數學方法。自然界存在著大量模糊事物、模糊現象和模糊信息，無法用精確數學方法處理。模糊數學方法的創立，才使人類找到了處理該類問題的有效方法，人們稱這種方法的效果是「模糊中見光明」。「模糊數學」並非數學的模糊，這種數學本身仍是邏輯嚴密的精確數學，只是因用於處理模糊事物而得名。

公理化方法：指從初始科學概念和一些不證自明的數學公理出發遵循邏輯思維規律和推理規則，運用正確邏輯推理形式，對一些相關問題進行處理，從而建立起數學模型的一種特殊方法。公理化方法由古希臘數學家歐幾里得首創，並構成了歐氏幾何學理論體系，公理化方法的核心是研究如何把一種科學理論公理化，進而建成一個公理化理論體系。這種體系中首先建立公理，即把某學科中一些初始科學概念公理化，然後由公理推演出定理及其他，從而構成一個公理化理論體系。

(四)提煉數學模型的一般步驟

所謂提煉數學模型，就是運用科學抽象法，把復雜的研究對象轉化為數學問題，經合理簡化後，建立起揭示研究對象定量的規律性的數學關系式(或方程式)。這既是數學方法中最關鍵的一步，也是最困難的一步。提煉數學模型，一般採用以下六個步驟完成：

第一步：根據研究對象的特點，確定研究對象屬哪類自然事物或自然現象，從而確定使用何種數學方法與建立何種數學模型。即首先確定對象與應該使用的數學模型的類別歸屬問題，是屬於「必然」類，還是「隨機」類；是「突變」類，還是「模糊」類。

第二步：確定幾個基本量和基本的科學概念，用以反映研究對象的狀態。這需要根據已有的科學理論或假說及實驗信息資料的分析確定。例如在力學系統的研究中，首先確定的摹本物理量是質主(m)、速度(v)、加速度(α)、時間(t)、位矢(r)等。必須注意確定的基本量不能過多，否則未知數過多，難以簡化成可能數學模型，因此必須詵擇出實質性、關鍵性物理量才行。

第三步：抓住主要矛盾進行科學抽象。現實研究對象是復雜的，多種因素混在一起，因此，必須變復雜的研究對象為簡單和理想化的研究對象，做到這一點相當困難，關鍵是分清主次。如何分清主次只能具體問題具體分析，但也有兩條基本原則：一是所建數學模型一定是可能的，至少可給出近似解；二是近似解的誤差不能超過實際問題所允許的誤差范圍。

第四步：對簡化後的基本量進行標定，給出它們的科學內涵。即標明哪些是常量，哪些是已知量，哪些是待求量，哪些是矢量，哪些是標量，這些量的物理含義是什麼?

第五步：按數學模型求出結果。

第六步：驗證數學模型。驗證時可根據情況對模型進行修正，使其符合程度更高，當然這以求原模型與實際情況基本相符為原則。

(五)數學方法在科學中的作用

1．數學方法是現代科研中的主要研究方法之一

數學方法是各門自然科學都需要的一種定量研究方法，尤其在當今世界科學技術飛速發展的時代，計算機已得到廣泛應用，即使一個極其復雜的偏微分方程的求解問題也同樣可以通過離散化手段進行數字求解。如航磁法、地震法探礦的數據處理問題就異常復雜，其數學模型就是一個偏微分波動(場)方程。當然此類問題都需要在超大型專門計算機構進行的。正因為如此，許多過去無法進行定量研究的問題，現在一般都可以通過數學建模進行定量研究。當然，研究中的關鍵就是如何建模的問題了。同時，只有通過定量研究才能更深刻、更准確地揭示自然事物和自然現象內在的規律性。否則，一切科學理論的建立和理論研究的精確化就難以實現。

馬克思曾指出：「一種科學只有當它達到了能夠運用數學時，才算真正發展了」。這正如我國數千年的傳統中葯，因其葯效及有效成分沒能達到定量研究的程度，因而其發展遲緩。當今世界各主要國家都在對中國的中葯進行定量分析研究，某些中葯已被它國製成精品並擁有專利權向我國傾銷，這充分體現了定量研究的重要意義。

2．數學方法為多門科研提供了簡明精確的定量分析和理論計算方法

數學語言(方程式或計算公式)是最簡明和最精確的形式化語言，只有這種語言才能給出定量分析的理論和計算方法，通過理論計算給出的信息，可以給人們提供某種預測、某種預言。這種預示性的信息，既可能帶來某種發現、發明和創造，也可能導致極大的經濟和社會效益，從而使人們格外地感受到它的分量。

3．數學方法為多門科學研究提供邏輯推理、辯證思維和抽象思維的方法

數學作為自然科學研究的可靠工具，是因為它的理論體系是經過嚴密邏輯推證得到的，因此它也為科學研究提供了眾多邏輯推理方法；同時數學也是一種辯證思維和抽象思維的語言，因此也同樣為科學研究提供了辯證思維和抽象思維的方法。

三、系統科學方法

系統科學是關於系統及其演化規律的科學。盡管這門學科自20世紀上半葉才產生，但由於其具有廣泛的應用價值，發展十分迅速，現已成為一個包括眾多分支的科學領域。它包括有：一般系統論、控制論、資訊理論、系統工程、大系統理論、系統動力學、運籌學、博弈論、耗散結構理論、協同學、超循環理論、一般生命系統論、社會系統論、泛系分析、灰色系統理論等分支。這些分支，各自研究不同的系統。自然界本身就是一個無限大、無限復雜的系統，在自然界中包括著許許多多不同的系統，系統是一種普遍存在。一切事物和過程都可以看作組織性程度不同的系統，從而使系統科學的原理具有一般性和較高的普遍性。利用系統科學的原理，研究各種系統的結構、功能及其進化的規律，稱為系統科學方法，它已得到各研究領域的廣泛應用，目前尤其在生物學領域(生態系統)和經濟領域(經濟管理系統)中的應用最為引人注目。系統科學研究有兩個基本特點：其一是它與工程技術、經濟建設、企業管理、環境科學等聯系密切，具有很強的應用性；其二是它的理論基礎不僅是系統論，而且還依賴於各有關的專門學科，與現代一些數學分支學科有密切關系。正因為如此，人們認為系統科學方法一般指研究系統的數學模型及系統的結構和設計方法。因此，我們下面將僅就上述意義上系統科學方法作簡要論述。

(一)系統科學方法的特點和原則

所謂系統科學方法，是指用系統科學的理論和觀點，把研究對象放在系統的形式中，從整體和全局出發，從系統與要素、要素與要素、結構與功能以及系統與環境的對立統一關素中，對研究對象進行考察、分析和研究，以得到最優化的處理與解決問題的一種科學研究方法。系統科學方法的特點和原則主要有：整體性、綜合性、動態性、模型化和最優化五個方面。

(1)整體化特點和原則：這是系統科學方法的首要特點和原則。所謂整體性特點和原則，是指把研究對象作為一個有機的整體系統去看待。雖然系統中每一個要素，就其單獨功能而言是有限的，但卻是系統所必有的要素。就整體系統而言，缺少了任何一個要素都難以發揮整個系統的功能。這正如一輛汽車一樣，它是一個完整的系統，任何一個部件出現缺損都可能影響整個系統功能的發揮，甚至一個微不足道的螺絲釘的缺損都可能造成某種事故的發生。因此必須把研究對象作為有了質變的有機整體去看待。這里的計算關系應該是1+1>2，這就如同「二人一條心，黃土變成金』』的格言所表示的含義類似，即系統的整體功能大於各要素的功能之和。這被稱為系統各要素功能的非加性規律。這一規律性要求人們在對系統的研究中，必須從有機整體的角度去探討系統與組成它的各要素之間的關系，而且另一方面，需要研究系統與周圍環境之間的聯系和關系，從有機整體的角度去發揮系統的功能，把握系統的性質與運動規律。

(2)綜合性特點和原則：這一特點和原則包括兩方面的含義：一方面指客觀事物和工程都是一個系統，是由諸多要素按一定規律組成的復雜的綜合體，有其特殊的性質、規律和功能；另一方面指，對任何客觀事物和具體系統的研究，都必須進行綜合考察，即從它的組成部分、結構、功能及環境的相互聯系、相互作用和相互制約的諸方面進行綜合研究。而系統的最優化目標就是根據系統科學方法對研究對象進行綜合考察和研究的結果來確定的。

(3)動態性特點和原則：指在物質系統的動態過程中揭示它們的性質、規律和功能。因為客觀世界中實際存在的一切系統，無論是在內部的各要素之間，或系統與環境之間，都存在著物質、能量、信息的流通和交換，因此實際系統都處於動態過程之中，而不是處於靜態，因此就必須堅持動態性原則。

（4）模型化特點和原則：指的是在考察比較大且復雜的系統(如大型工程項目)時，因復雜系統因素眾多，關系復雜，一時難以完全把所有因素和關系都搞清楚，甚至有的因素也沒有必要完全弄清楚，而開始研究和處理問題時又往往要求進行定量分析，這就需要建立數學模型，即將系統加以簡化抽象為理想模型，從而通過對模型的 實驗、研究，達到較好地解決實際問題的目的。

(5)最優化原則：指在運用系統科學方法解決實際問題時，從多個可能的方案中選擇出最佳方案，使系統的運行處於最佳狀態，達到發揮最優功能的目標。按照最優化原則，系統內部各要素之間與系統和環境之間的聯系或結構都必須處於最優狀態，以發揮系統的特殊功能。

(二)常用的幾種系統科學方法簡介

1．功能分析法

功能

Ⅵ 研究方法和有關計算公式

為了便於下文論述，在此部分詳細介紹文中研究涉及的測試過程、實驗方法、步驟、儀器條件和主要計算公式。

1.樣品的前期處理

對野外採集的樣品進行手標本照相之後，選取各個礦床具有代表性的樣品送河北廊坊市科大岩石礦物分選技術服務有限公司分別磨製薄片、光片和包裹體片；並根據不同的測試目的分別碎樣，制備全岩樣品和單礦物樣品。全岩樣品直接粉碎至 200 目，而石英、鋯石、硫化物樣品則經過碎樣→清洗→粗選→電磁選→人工挑選等一系列手段分選出純度大於98%的單礦物。

2.流體包裹體研究方法

包裹體片的觀察、照相、激光拉曼測試和顯微測溫工作在中國地質科學院礦產資源研究所流體包裹體實驗室完成。首先利用光學顯微鏡觀察流體包裹體岩相學特徵，劃分包裹體類型和共生組合，並圈定包裹體較大且集中區域開展顯微激光拉曼測試和顯微測溫工作。

流體包裹體激光拉曼測試使用儀器為英國Reinshaw公司生產的System—2000型顯微共焦激光拉曼光譜儀，有關工作參數為：光源採用Ar⁺激光器，波長為514.5 nm，激光功率為20 mW，光譜解析度為1～2 cm^-1，內置CCD探測器。

顯微測溫使用儀器為英國Linkam公司生產的THMSG600型冷熱台，可測溫范圍-198～+600℃，均一溫度重現誤差±1℃，冰點誤差溫度±0.1℃。在測溫之前利用標准樣品對冷熱台進行了溫度校準，包裹體測溫時，設置的升溫/降溫速率一般為10℃/min，在相變點溫度附近，升溫/降溫速率降到＜1℃/min。流體包裹體鹽度、密度和壓力可通過下列方法獲得。

（1）對於NaCl-H₂O型兩相包裹體，流體包裹體鹽度可利用Bodnar（1992）提供的冷凍溫度-鹽度換算表通過測定的冰點溫度獲得。流體包裹體密度（ρ）可用劉斌等（1999）提供的公式計算，如下：

北山南帶構造岩漿演化與金的成礦作用

式中：ρ為流體包裹體密度（g/cm³），t為均一溫度（℃），A、B、C為鹽度的函數。當含鹽度（s）＜30%時，

北山南帶構造岩漿演化與金的成礦作用

北山南帶構造岩漿演化與金的成礦作用

流體包裹體均一壓力可用Bain（1964），Haas（1976）等推倒的公式計算，具體公式可參見劉斌等（1999）。均一壓力值也可通過Bischoff（1991）提供的T-ρ相圖近似求得，與公式求得的壓力值接近。

（2）對於CO₂-H₂O-NaCl型包裹體，流體包裹體鹽度可利用Collins（1979）提供的公式計算，如下：

北山南帶構造岩漿演化與金的成礦作用

式中：s為含鹽度（%NaCl_eq），t為CO₂籠合物融化溫度。

流體包裹體總密度（ρ）的計算公式如下：

北山南帶構造岩漿演化與金的成礦作用

式中：ρ為流體總密度（g/cm³）；X_CO為CO₂氣液相均一時CO₂相的充填度，可在顯微鏡下目估；ρ_CO為CO₂氣液相均一時CO₂相的密度，由CO₂相均一溫度和均一方式決定；ρ_aq為CO₂氣液相均一時水溶液相的密度，具體公式可參見劉斌等（1999）。流體包裹體完全均一壓力可用Brown et al.（1989）提供的相圖近似求得。

包裹體的氣液相成分群體分析在中國科學院地質與地球物理所礦物資源探查研究中心完成的，具體操作步驟、試驗條件、精確度等如下：

（1）樣品清洗。取40～60 目純石英樣品1.5 g，在干凈燒杯中加入1∶1 的HNO₃ 在60～80℃下加熱12 h；用蒸餾水清洗4～6 遍，用蒸餾水浸泡，以後每天清洗一次；一周後在60℃恆溫下乾燥直到把樣品烘乾。

（2）氣相成分的提取和測試（朱和平等，2003）。統一取定量的樣品 10～50 mg，將清洗干凈的樣品放入石英管內，逐漸升溫到 100℃抽真空，待分析管內真空度為 6×10^-6Pa 以下時測定，以 1/3S℃的速度升溫到 500℃，採用加熱爆裂法提取氣體。然後用四極質譜儀測試包裹體的氣相成分，四極質譜的型號為日本真空技術株式會社生產的 RG202 型。工作條件為：SMZ 電壓-1.76 V；電離方式 EI；離子電壓 50 eV；測量速度 50 ms/amn；真空度 5×10^-6Pa。儀器重復測定精密度＜5%。

（3）液相成分的提取和測試。取清洗干凈的樣品1 g 在馬福爐中爆裂 10 min，石英樣品的爆裂溫度選擇 500℃，然後加入 5 mL 蒸餾水、超聲離心（震盪 10 min）；最後取離心後的清液到離子色譜中測量陰、陽離子成分。採用的離子色譜（Ion Chromatograph）儀是日本島津公司（SHIMADZU）生產的 HIC-6A 型 C-R5A色譜處理機；淋洗液是2.5 mM 鄰苯二甲酸-2.4 mM 三（羥）甲基氨基甲烷；流速為陰離子 1.2 mL/min，陽離子 1.0 mL/min；重復測定精密度小於5%。

3.氫、氧、硫、鉛同位素研究方法

同位素的測試分析在中國地質科學院同位素地球化學開放實驗室完成，具體操作步驟、試驗條件、精確度等如下：

（1）樣品清洗。為消除與石英共生的硫化物連晶，將石英單礦物置入用 60～80℃的稀硝酸溶液浸泡 12 h，然後用去離子水沖洗，並以超聲波離心儀清除雜質，重復去離子水沖洗和超聲波離心處理 6次，直至 WFX-110 原子吸收光譜儀顯示淋液不含離子，最後烘幹得到可供分析的石英單礦物樣品。硫化物的清洗：用丙酮洗去表面有機物，再用蒸餾水沖洗，最後在烘箱中 60℃烘乾。

（2）測試物的制備。①流體包裹體中水的氫同位素：把分選的單礦物在 105℃以下烘乾後，在真空系統中逐步加熱抽走次生包裹體的水，加熱至 600℃使其中的包裹體熱爆，釋放的水通過收集、冷凝和純化處理，然後用鋅置換出水中的氫，對獲得的H₂進行質譜分析。②石英的氧同位素：首先用 BrF₅在 500～550℃條件下與石英礦物反應15 h，然後用液氮將產生的O₂純化，最後在 700℃將O₂轉變為CO₂而用於質譜分析。③硫化物的硫同位素：首先用氧化亞銅在 980℃條件將硫化物的硫氧化為 SO₂（方鉛礦為850℃），（用 V₂O₅石英砂在 980℃條件還原硫酸鹽中的S），然後將釋放的 SO₂用液氮凍入樣品管並純化，獲得供質譜分析用的 SO₂。④硫化物的鉛同位素：首先用 HNO₃-HF 混合溶液溶解硫化物，用過陰離子交換樹脂提取Pb，以硅膠做發射劑，用單錸帶在 MAT261 熱離子質譜儀上測試鉛同位素組成。

（3）儀器型號及精度 氧、氫、碳、硫同位素組成都是用MAT251EM氣體質譜儀對步驟（2）中獲得的氣體進行測試，以 V-SMOW 標准報出氫氧同位素組成，以 VCDT 標准報出硫同位素組成。測試精度分別為±0.2‰（δ¹⁸O），±2‰（δD），±0.2 ‰（δ¹³C），±0.2‰（δ³⁴S）。鉛同位素是以硅膠做發射劑，用單錸帶在MAT261 熱離子質譜儀上測試的。標樣為 NBS981，²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb 和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb 的分析精度在 2σ水平上分別為 0.1%、0.09%和 0.30%。

根據測定的石英氧同位素，利用石英-水之間的氧同位素平衡分餾方程，計算得到與之平衡的流體的氫同位素值，公式如下：

北山南帶構造岩漿演化與金的成礦作用

式中T為均一溫度（單位K）。目前關於流體包裹體中岩漿水和變質水的氫氧同位素組成的區間范圍，不同研究者給出了不同的端元值，本文採用的是Hoefs（1997）提供的各成因水的范圍。

鉛同位素參數²³⁸U/²³²Th比值（μ值）和鉛兩階段模式年齡是採用Ludwig（2001）提供的ISOPLOT2.49程序計算。

4.銣-鍶、釤-釹同位素研究方法

銣-鍶、釤-釹同位素是作者在中國科學院地質與地球物理研究所固體同位素地球化學實驗室親自完成，試驗流程如下：在大約100 mg全岩粉末樣品中加入適量的⁸⁷Re^-84Sr和¹⁴⁹Sm^-150Nd混合稀釋劑和純化的HF-HClO₄酸混合試劑後，在高溫下完全溶解。Rb-Sr和REE的分離和純化是在裝有2 mL體積AG 50W-X12交換樹脂（200～400目）的石英交換柱進行的，而Sm和Nd的分離和純化是在石英交換柱用1 mL Teflon粉末為交換介質完成的。Sr同位素比值測定採用Ta金屬帶和Ta-HF發射劑，而Rb、Sm和Nd同位素比值測定採用雙Re金屬帶形式，測量儀器為MAT262熱電離質譜計。分別採用¹⁴⁶Nd/¹⁴⁴Nd=0.7219和⁸⁶Sr/⁸⁸Sr=0.1194校正測得的Nd和Sr同位素比值。Rb-Sr和Sm-Nd的全流程本底分別為100 pg和50 pg左右。¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd和⁸⁷Rb/⁸⁶Sr比值誤差（2σ）小於0.5%。化學流程和同位素比值測試可參見Chen et al.（2002）文獻。正文中有關參數的計算公式如下：

北山南帶構造岩漿演化與金的成礦作用

北山南帶構造岩漿演化與金的成礦作用

式中：下標sa、chur、DM、cc分別代表樣品、球粒隕石、虧損地幔和上地殼；（λ⁸⁷Rb）=1.42×10^-11/a，（λ¹⁴⁷Sm）=6.54×10^-12/a，（¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd）_chur=0.512638，（¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd）_chur=0.1967，（¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd）_cc=0.118，（¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd）_DM=0.2136，（¹⁴³Sm/¹⁴⁴Nd）_DM=0.513151（Faure，1986；鄭永飛等，1999）。

5.全岩的主量、微量和稀土元素測試

文中拾金坡岩體的主量、微量和稀土元素均是在國家地質測試中心分析完成。其中，主量元素FeO採用容量法，CO₂採用電導法，H₂O⁺採用重量法，其他主量元素採用X射線熒光光譜儀分析；微量元素Au採用原子吸收法，Cr、Ni、Ga、Rb、Th、U、Nb、Ta和Sc採用等離子質譜法，Ba、Sr、V採用等離子光譜法；稀土元素採用等離子質譜法測定。

文中新老金廠礦床地層的主量、微量和稀土元素是在核工業北京地質研究院測試中心完成。其中，主量元素採用X射線熒光光譜法測定；微量和稀土元素採用等離子質譜法測定。

文中用於稀土元素球粒隕石標准化的數值引自Taylor et al.（1985），用於微量元素原始地幔標准化的數值引自Wood et al.（1979）（轉引自Rollison H R.1993）。

6.鋯石的SHRIMP測試

用於SHRIMP測試的鋯石上機前的樣品靶制備由北京離子探針中心的實驗人員完成，樣品靶制備完成後進行透射光、反射光和陰極發光掃描電鏡顯微照相，以選擇合適的測試點位置。測試點原則上選擇顆粒較大、自形、清晰鋯石的無包裹體、無裂紋區進行分析。SHRIMP上機測試由筆者在北京離子探針中心完成。樣品靶的詳細制備過程可參見宋彪等（2002）文獻，SHRIMP測試的詳細流程和原理可參見Williams I S et al.（1987）文獻。一次離子流強度約7.4 nA，加速電壓10 kV，樣品靶上的離子束斑直徑約25～30 μm，質量解析度約5000（1%峰高）。應用澳大利亞國家地質標准局標准鋯石TEM（年齡417 Ma）進行元素間的分餾校正，並用澳大利亞國立大學地學院標准鋯石SL13（年齡572 Ma，U含量238 μg/g）標定待測鋯石的U、Th和Pb含量。數據處理由萬渝生研究員採用ISOPLOT3.0程序幫助完成。

Ⅶ 借用文獻中的公式和方法來計算解決問題的研究方法叫什麼

文獻（研究）法和內容法有共同點也有不同點，這也是它們為什麼容易搞混的原因。共同點：做法很類似，都主要是通過閱讀；所需條件和環境類似，都是只需紙質書籍或電子書籍就行。不同點：內容分析法：對象一般是固定的。比如研究一本書。文獻（研究）法：對象不是固定的。你可以根據你的需要查找各種各樣的資料。拿做菜來類比。內容分析法就是一碗紅燒肉給你，你要看通過它看出它是怎麼做出來的，用了什麼肉，什麼調料，用得就是內容分析法。文獻法，就是如果你要做一碗創意紅燒肉，你就要知道別人是怎麼做這個菜的，所以你去查各種各樣的菜譜，而這些菜譜，正是你需要的文獻。

Ⅷ 文獻中用數學公式分析是什麼研究方式

那是有科學依據論證的，有相當的明確的推理程序的。

Ⅸ 研究方法

利用注水井吸水剖面、小層沉積微相和數值模擬三種方法綜合研究南區沙二下_1-5層系剩餘油分布規律。

1.注水井吸水剖面法

注水井吸水剖面法是利用歷年來注水井吸水剖面資料，將注水井累積注水量分配到小層，再根據室內岩心水驅油試驗結果，注入體積倍數與採收率、含水率之間的關系，來確定小層剩餘油分布規律。

（1）建立靜態資料庫，統計小層滲透率分布規律

系統建立南區沙二下_1-5層系油、水井靜態參數資料庫。利用算術平均法和有效厚度加權平均法，分別計算出各小層滲透率平均值。利用概率統計的方法，求出各小層滲透率分布變異系數。

（2）建立吸水剖面資料庫，計算小層累積注水量

在靜態數據的基礎上，建立注水井吸水剖面資料庫。利用吸水剖面資料庫可以統計出歷年單井、小層吸水厚度變化趨勢和吸水強度分布規律。利用吸水剖面資料庫和注水井單井累積注水量，可以計算出歷年小層累積注水量。

（3）建立注入體積倍數與採收率、含水之間關系，計算小層采出程度

根據濮城油田南區濮檢1井非穩定流油水相對滲透率、水驅油試驗報告和沙二下第446號岩心試驗結果，由小層累積注水量計算出小層注入體積倍數，再根據以上關系內插求出各小層的采出程度和含水率。

（4）確定小層驅油效率

根據利用中原油田開發室內試驗數據統計出來的驅油效率E_D試驗公式：

高含水油田剩餘油分布研究：以遼河油田歡26斷塊為例

驅油效率E_D可以做為小層在均質條件下的最終值，驅油效率E_D1可以做為小層在非均質條件下油田開發的最終值，或稱測算採收率。在油田開發中，驅油效率還受注采井網及工藝技術條件的限制。

（5）計算小層剩餘油量

根據小層驅油效率計算出可采儲量，再由小層采出程度計算出剩餘油量。

2.小層沉積相法

通過對濮城油田沙二下段沉積相的研究，認為濮城沙二下段沉積環境為淺水湖泊相和淺水三角洲相，其特點是水下分支河道異常發育，水下河道亞相是沙二下段沉積主體和骨架，河道層序具有對稱性，底部粗粒段和頂部細粒段較薄、中間段厚度大且粒度均勻，河道砂體是本區沙二下段主要儲集層；南區沙二下長期處於水下河道沉積區，砂層多，分選好，是濮城油田沙二下中的最好儲集層。

針對沙二下_1-5油層目前開發現狀，結合沉積相研究和油水生產剖面的初步分析，得到以下認識：

（1）河道砂是主要的吸水層，也是目前的主要產出層

在油田開發初期，河道砂（包括水下河道主水流線上的SH型砂體，居非主水流線上的H型砂體和居水下河道中的相對高台上的T型砂體）是主要的吸水層，也是主要的產油層。到油田開發中後期，由於油田含水的升高，主產層逐步過渡到主產水層。

根據1987年至1991年注水井吸水狀況分類統計，河道砂是注水井的主要吸水層，統計48口注水井的吸水剖面，河道砂的射孔厚度204.5m，占總射孔厚度的45.7%，河道砂的絕對吸水量2692.2m³/d，占總吸水量的66.3%。其中1988年至1990年，河道砂射孔厚度占總射孔厚度的53%左右，絕對吸水量的百分數卻高達80%以上。1987年至1990年，在射開河道砂厚度相對穩定的情況下，注水井中河道砂體的吸水能力有增大趨勢，相對吸水百分數由57%增大到90%。

根據9口生產井產出剖面統計資料（表4-14），河道砂也是目前主要的產出層。統計沙二下_1-5層系河道砂射孔厚度45.1m，占總射孔厚度的40.1%，河道砂產液量122.3m³/d，占總產液量的64.8%。

（2）河道砂在注水井和生產井之間已經形成地下水道，是主要的產水層

根據濮3-284井環空測井資料分析，射開16層，產出層5個，產出層佔31.3%；射開厚度33.5m，產出厚度16.4m，產出厚度佔49.0%。其中主要產水層3²小層，2層5.0m，日產油1.7m³，日產水19.7m³，含水92.1%。

濮3-284井的一線注水井是3-282井，由於濮3-28井處於河流的邊灘部位，油層物性差，吸水狀況差。根據歷次吸水剖面資料解釋，射開有效厚度1.4m，日吸水量只有5m³左右，分析結果一線注水井不是主要的來水方向。

濮3-278井是濮3-284井的二線注水井，根據吸水剖面資料分析，是其主要的來水方向。濮3-278井沙二下3²小層，射開吸水厚度3.2m，日吸水量66.3m³。根據沉積相分析，濮3-278井和濮3-284井的沙二下3²小層處於同一河道砂體，它們之間連通性好、滲透性好，在油田注水開發中已經形成了地下水道。

（3）前緣砂和濱湖砂是目前主要的產油層

前緣砂分布在水道的兩側，濱湖砂距河道砂較遠。前緣砂屬中滲透砂體，濱湖砂屬於低滲透性砂體。

統計沙二下_1-5層系主要處於前緣砂和濱湖砂部位的21口生產井，1992年9月份日產油水平289t，井數佔全層系開井數的34.4%，日產油水平佔56.1%。21口生產井平均單井日產水平13.8t，平均含水37.0%。其中處於前緣砂亞相的濮3-41井，生產沙二下_3-5，射開5層13.4m，其中有效厚度3層7.6m,9月份平均日產油16t，含水61%，累積產油7.09×10⁴t。

統計沙二下3²和沙二下5²兩個典型含油小層，前緣砂2.32km²，濱湖砂3.02km²，分別占兩小層含油麵積的30.1%和39.0%。前緣砂和濱湖砂在平面上分布面積比較大，由於油層物性差、滲透率低，目前水驅動用狀況差，剩餘油量比較大，是今後挖潛的主要方向。

綜合以上分析，河道砂是主要的吸水部位，同時也是主要的產出部位，過去是主要的產油層，目前是主要的產水層。含水一般均在80%以上，局部含水達到90%以上。目前剩餘油很少，已到水洗油的階段。大慶的河流過渡相和河漫相部位（濮城的前緣相與濱湖相）是目前主要的剩餘油聚集帶，也是目前主要的產油層，因此下步調整挖潛的方向應為河床過渡相和河漫相。

3.數值模擬法

（1）建立模型

①網格的劃分

該模擬區塊共有25小層，模型建立縱向上以主力層單獨模擬層為原則劃分為13個模擬層；平面上選取不等間距的矩形網格系統。整個模型網格總數為13×18×13=7254，其中有效節點4873個，死節點為2381個。

②油藏參數的選取

油藏流體物性參數。

相對滲透率數據：由於沒有本區塊油藏的相對滲透率數據借用鄰近區濮檢1井的數據進行了修正。沙二下_1-5共選用七條相對滲透率曲線。

PVT數據：南區沙二下_1-5層系沒有取得PVT數據，故借用與其相近的東區文35井的數據進行了處理修正。

網格節點參數：網格節點數據除網格步長外，其他地質參數均來自每口井的電測解釋結果，在工作站上用插值法算得每個網格的數據。

初始化計算結果：濮53塊沙二下_1-5油藏由於未對每一小層儲量進行標定，利用每小層體積百分數來計算每一小層儲量。利用三維三相模擬各小層儲量結果。

（2）歷史擬合

根據生產歷史對單井，全油田的壓力、含水進行了擬合，均得到了較滿意的結果。

Ⅹ 研究方法概述

自1984年流動單元的概念提出以來，很多學者應用這一概念開展了儲層表徵或儲層評價研究，但研究方法特別是流動單元的劃分方法有所差異。不同學者根據自己對這一概念的理解，提出不同的流動單元研究方法。歸納起來，主要有以下幾種。

1.根據岩相及宏觀岩石物理參數進行流動單元研究

這一研究思路最早是由Hearn（1984）提出的，後有許多學者（Rodriguez,1988;Jackson等，1989;Hamlin等，1996）進一步開展這一研究。其思路是：首先，通過沉積學研究，在垂向上劃分為若干個成因單元，並研究各成因單元內岩石性質及孔隙度、滲透率、孔隙大小等特徵；然後，主要根據孔滲參數對成因單元（或相）進行進一步的細分，劃分出若干個縱向上和橫向上岩石性質和孔滲性質均相似的儲集單元，即流動單元。

Jackson（1989）在對美國蒙大拿洲鍾溪油田的一個障壁島儲層開展流動單元模型研究時，應用岩相及岩石物理性質研究得出的儲層結構（由不同滲透層組成）基礎上，應用滲透率、孔隙度、斷層對其進行進一步的細分，最終得出由許多流動單元鑲嵌組合而成的模型。

Hamlin等（1996）對南澳大利亞Tirrawarra油田的海相辮狀河三角洲儲層進行研究時，通過沉積相帶的細分，進行了流動單元研究。首先，通過沉積學研究在縱向上劃分出連續的四個相帶，然後分析各相帶孔隙度、滲透率及毛管壓力特徵，在此基礎上，主要根據孔、滲特徵對孔滲差異較大的相帶在垂向上進行細分，將垂向上的四個相帶細分為6個流動單元。

2.應用孔隙幾何學進行流動單元研究

許多學者著重於孔隙幾何學對流體滲流的影響，對流動單元進行劃分和研究。如Ahr（1991）根據孔隙類型組合劃分岩類，並根據對應的岩類對美國Vaccum San Auches油田白雲岩儲層進行流動單元劃分和研究。Amare（1993）對這一白雲岩體又根據孔隙類型、孔滲組合關系及岩石類型進行了進一步的流動單元研究，即將具有同一孔隙組合類型的岩類歸屬於同一類流動單元。

Davies Vessell（1996）在對美國西得克薩斯海相碳酸鹽岩儲層進行流動單元研究時，亦著重於儲層孔隙幾何學特徵研究。他們首先按照孔隙類型（據孔隙大小、形狀、孔喉比、配位數）、孔喉分布等將儲層分為八種岩類，每種岩類均具有一定的、良好的孔－滲關系。岩類的縱向分布具有一定的規律性，其中高質量岩類組合與低質量岩類組合在垂向上具有一定的互層關系，據此將研究層自上而下劃分了12個水力流動單元。這一方法實際上相當於應用孔隙幾何學等對儲層進行細分層。

Amaefule等（1993）和Abbaszaden等（1996）根據孔隙幾何學對流體滲流具有很大影響的認識，提出了應用流動帶指標FZI（Flow Zone Index）劃分水力流動單元的方法。這一方法的理論基礎是平均水力半徑的概念及Kozeny-Carman的孔滲關系公式。

具有相似FZI的岩石被認為具有相似平均水力半徑，因而屬於同一水力流動單元（Amaefule,1993;Abbaszaden等，1996）。FZI值可依據樣品的孔、滲值或測井響應值來計算，然後通過對眾多樣品的FZI值進行聚類分析，對水力流動單元進行分類。

3.應用傳導系數、儲存系數等參數進行流動單元研究

Ti.G.等（1995）提出了應用傳導系數（kh/u）、儲存系數、砂岩含量等參數劃分流動單元的方法。首先，通過岩心描述，將沉積層段分成若干個層，並根據岩石特徵和物性特徵將這些層進一步分為若干個亞層，然後，通過岩心、測井信息計算出各井各亞層的傳導系數、儲存系數和凈砂岩含量，並應用聚類分析，將這些亞層進一步分為若干個流動單元。最後，將這些流動單元進行井間對比，做出流動單元的井間分布圖。

4.應用生產動態資料進行流動單元研究

Canas等（1994）根據油田生產過程中井間流體流動速度及流動能力資料對哥倫比亞Lacira油田一個曲流帶砂岩儲層進行了流動單元研究。他應用井間流動能力指數（IFCI,InteR_Well Flow Capacity Index）來描述流動單元。IFCI指數可根據兩類數據來求取，一類數據為生產井組實際井間流動速度，另一類數據為儲層岩石物理性質數據。對於前者，

高含水油田剩餘油分布研究：以遼河油田歡26斷塊為例

式中IFCI——應用兩井岩石物理性質及儲層厚度求取的井間流動能力指數；

（k·h）₁——代表較低滲層的流動能力，其中，k、h分別為滲透率和儲層厚度；

（k·h）₂——代表較高滲層的流動能力，其中，k、h分別為滲透率和儲層厚度。

應用上述公式分別求取各井的IFCI值，並分別編繪IFCI平面分布圖。比較這二種方法確定的IFCI分布圖，以確定成因單元內流動單元的分布。在井間流動受限制的情況下，基於生產數據的IFCI應低於基於岩石物性的IFCI，據此可在成因單元內進行流動單元的劃分（差異帶為流動單元邊界）。在作者研究的實例（一個曲流帶砂體）中，兩種數據作出的IFCI值相似，因此這一曲流帶砂體被認為屬於同一流動單元。