方法研究与应用

① 实验研究法的实验研究方法在相关学科研究中的应用情况

实验研究方法在自然科学中的应用历史较长，并大大推动了其发展，在社会科学中的应用时间相对较短。但近几十年来，实验方法在社会科学各学科中的应用发展很快。 心理学是管理学的基础之一，实验研究方法在心理学中的应用具有很长的历史。将实验方法引入心理学，引发了心理学的革命。1879年，冯特在莱比锡大学创建世界上第一个心理学实验室，运用当时所能达到的技术，使用与生理学等自然科学相同的实验方法，对人类心理进行较为精细的系统分析。这标志着心理学的重要分支――实验心理学的诞生，也标志着心理学走向科学之路。
此前关于人类心理的论述和研究，可以追溯到希腊的哲学着作，其中有的论述已颇具体系。但是无论他们论述得如何精细，如何严密，他们所采用的方法都是内省思辩的方法。这样结果就像两小儿辩曰一样，彼此谁也说服不了哪一方。因为当时的心理学思想是孕育在哲学思想中的，有人称之为“安乐椅中的心理学”，意指当时心理学思想是哲学家们坐在安乐椅里苦思冥想中产生出来的，这种状态一直持续到19世纪中叶。
德国古典哲学的创始人康德曾断言，心理学不可能成为科学。这种说法虽然不正确，但却并非无稽之谈。因为心理或者说是意识是看不见摸不着的，又具有极大的个体差异性、群体差异性，以及多种维度、层次，学说之间相互辩论，纵使胜负有定，但是谁也没有想到过通过做实验的方法来证明自己的观点。科学之所以区别与哲学，一个重要的特性是具有严密的实证性。一门科学之所以为人们所承认，是因为它在人们面前是可以被证明是正确的。为了证明一个学说的正确性，必须进行比较系统精确的实验。心理学若要从“安乐椅”式的哲学逻辑思辩中挣脱出来，则必须具有实证性的科学特性。
着名的实验心理史学家E·G·波林写道：“把实验法应用于心理问题是心理研究史上无可比拟的伟大杰出事件”。心理史学家D·舒尔茨曾说：“现代心理学与它的智慧的先驱者的重要区别，不在于所提问题的种类．而在于探索答案所用的方法”。在冯特之前，赫尔巴特已首次宣称心理学是一门独立的科学，却没有成功，因为他没有在心理学中应用实验方法。另有一些从事生理学研究的人虽然使用了实验的方法，如米勒、韦伯、费希纳等，但没有把该方法引入到心理学的研究中。1874年冯特在苏黎世大学任哲学教授时，开始转向心理学和哲学的研究，1875年冯特到莱比锡大学任教，从事心理学方面的研究，并继承了米勒等人的实验研究方法，创建了第一个心理实验室。从此“科学的”和“实验的”这两个词便成为“心理学”的核心含义。因此，从这个角度讲，冯特将心理学变成一门实证科学。
自从冯特创立第一个心理学实验室以来，心理学得到空前速度的发展。1883年，仅在冯特创立实验室4年之后，郝尔在美国建立了美国第一个心理学实验室；从1888年到1895年，在美国兴起了遍及全美的建立心理学实验室的潮流。19世纪末到 20世纪初，各种学派雨后春笋般冒出来，各式各样心理学风起云涌。但无论各种学派观点如何对立，以实验方法为代表的实证思想一直被抛弃，大多数心理流派，无论其观点多么变化无常，都将实验法作为证明自己观点的工具。
现代心理学中的实验方法有两种：一种是自然实验法，不讲求严格的变量控制；另一种是实验室实验法，要求在实验室内严格控制各种变量和遵守操作规程。通常所说的心理学实验主要是指实验室实验法
总之，实验法促使心理学从哲学中分化出来，成为一门独立的学科。实验法促进了心理学各应用领域分支心理学的发展，获得了丰硕的成果，据粗略统计，心理学超过一半的研究成果来自实验方法。另外，实验法具有主动性、可控制性和可重复性等特点，便于精确地揭示出心理学的科学规律。因此，实验法成为研究心理学的基本方法。
但是，对心理学实验方法的批评也时有所闻。这些批评意见主要有：第一，不能适用于绝大部分心理学分支领域；第二，不具备普遍的信度和效度；第三，过分强调定量研究，忽视了质的研究；第四，技术要求较高，较难普及。有的批评火药味十足：“实验室实验，因为它要求严格的条件控制和数量化的结果处理，所以便不能不找比较简单的问题，在非常限制的条件下进行实验，结果是完全脱离实际，避实就虚，无血无肉，只剩下一些干瘪瘪的渣滓，也就是完全缺乏意义的东西，……结果当然会扼杀心理学的生机。”“实验方法是制造科学渣滓的工厂，又是扼杀心理学的杀手。”实际上，实验心理学井没有扼杀心理学的生机，相反正是它给心理学不断地注入新的活力。实验方法在心理学研究中的作用是不可替代的，其意义也是不可抹煞的。但是这些批评也说明，心理学中的实验方法要随着时代的发展而不断发展。首先，要重视对实验的哲学方法论的思考，即重视在方法上如何更有效地去实施实验、解释实验。其次，心理学中的实验方法必须向其它学科吸取新技术、新方法。再次，心理学中的实验方法应该摆脱单一的实验室研究模式，向自然实验法靠拢，注重与现实情境接轨；或者使实验室情境自然化，将心理实验室建设成为现实自然情境的模拟，以解决与社会生活实际联系少，研究结果的社会实用性差等问题。 在实验方法进入教育领域之前，教育研究主要采用精神科学的分析方法，使用描述性语言对教育现象进行解释，主要是哲学思辨的方法。19世纪初，近代数理逻辑的发展启发了赫尔巴特，他主张用实验科学的量化方法来研究教育现象和教育问题，但他基本上仍然坚持逻辑论证和思辨方法，主张将量化表述和逻辑思辨结合起来，因此赫尔巴特的教育研究方法带有一点逻辑实证的方法论色彩。
19世纪中期，自然科学形成了实验和检验假设的方法论，注重对事物进行量化分析，用数量化模型来描述和解释事物要素之间的关系，并通过对事物要素的关系命题的逻辑演绎或归纳来揭示事物的内在规律，这对社会科学产生了重要影响。实证主义的创始人孔德提出运用科学方法来研究社会领域，主张严格采用自然科学范式来研究社会现象（当然包括教育现象），追求方法、结论的科学化。
19世纪末20世纪初，实验和假设检验的逻辑方法在德国教育研究中问世。德国教育学家、心理学家梅伊曼（Meuman，E）和拉伊（Lay，L·A ）奠定了教育实验的基础。1901年，梅伊曼提出了“实验教育学”的概念，1908年，拉伊发表了在德国誉为“继赫尔巴特以后教育学说新纪元”的标志性着作――《实验教育学》，主张教育应该和心理学一样进行严格的实验研究。教育学应建立在教育实验的基础上，运用实验和假设的逻辑与方法以及定量描述，来确定教育活动中各要素的因果关系或相关关系，克服以往的教育理论只重视思辨的缺陷。自此，教育实验开始在教育领域盛行起来。随着现代科学技术和统计学等相关学科的发展，教育研究的手的逐步科学化和高技术化，计算机的运用，用数学方式检测、描述、模拟，进行量化分析，使教育理论向严密科学的方向发展。可以说，上世纪教育学领域的每一项重大科研成果，都与教育实验相联系。特别在当代，教育理论更是以教育实验为依据，从教育实验中概括研究结果，进而升华为理论。
我国教育研究中实验方法的引入较晚，主要是在改革开放之后才开始系统学习和运用西方的实验研究方法理论。经过二十多年的发展，教育实验研究的主要观点、成果己经形成了较全面的体系，但教育实验诸环节研究很不平衡，有的方面极为薄弱（如实验设计规范的研究），有的方面停留在经验描述的水平（如实验评价规范的研究），操作性不强。可以说，我国教育领域的实验研究水平总体较低，这里的原因主要有：
第一，我国儒家学者“经学”治学传统方法以及近代以来所形成的“中体西用”机械治学方法的束缚。大量研究者者采用的是“六经注我，我注六经”的经学治学方法与模式，官云亦云，人云亦云，依傍权威，拘泥经典，重思辩轻实验，许多研究很少深入到具体实际工作中去观察和讨论问题。
第二，前苏联教育学者的“形而上”的治学方法。由于历史的原因，在相当长的一段时期内，我们的社会科学界受前苏联影响非常深刻。表现在教育领域就是：在教育研究中机械地运用马克思主义哲学学原理，研究方法论单一化，只是单纯地强调马克思主义哲学在教育研究中的作用，几乎从未考虑其他科学方法在教育研究中的借鉴应用。
第三，对实验研究方法的了解不够。国外社会科学领域中实验研究方法的理论与实践在上世纪六七十年代就已经非常成熟了。但我国主要是在改革开放之后才系统地引入，理论上探索和实践上的应用都存在较大差距。
第四，实验方法本身的缺陷。通常所讨论的实验大多为实验室实验，这种实验的条件较为严格，距离现实较远，实验结果的外部效度远不够高，影响了实验方法的推广。
针对以上问题，一些学者认为应从以下几个方面努力：第一，转变观念，从从实证主义方法论高度充分认识实验方法的重要意义；第二，加强国际交流，在研究方法上与国际接轨；第三，在各个教育阶段系统推进研究方法的教育；第四，不完全套用自然科学实验的特征来衡量教育实验。教育实验的规范、程序、方法应该是在吸取其他学科营养的基础上，自身在发展过程中不断积累、创新和完善的结果。自然实验应是下一步努力的重点。 尽管有人把经济学实验方法的历史上溯到1738年贝努利（Bernoulli）为研究“圣·彼得堡悖论”所做的实验，但绝大多数人还是认为应把上世纪30年代作为经济学实验方法的开端。事实上，60年代之间所出现的一些主要的实验研究和论文对于当今这一领域的发展，无论从手段上，还是从方向上，都有着非常显着的影响。归结起来，早期的实验研究主要集中在如下三个方面。
第一，有关个体选择理论的检验。瑟斯顿（Thurstone）于1931年所做的用实验方法确定无差异曲线的研究是有关个人行为实验研究的开创性工作。这个研究虽然后来招致了许多批评和修正，但它开拓了一个重要的研究方向。1944年，冯·诺依曼和摩根斯坦《博弈论与经济行为》一书的问世，引起了人们对于个人选择行为以及人们之间相互影响的更为广泛的注意，这促使研究不断深入，人们开始观察一些不符合经济选择理论的现象。其中，阿莱悖论最为着名。
第二，博弈论研究中的诸多实验。其开拓者是德雷舍（Dresher）和弗勒德（Flood）。1952年，福特基金会和密执安大学共同召开了一次题为“决策过程中的实验设计”的会议，会上有一批重要的研究成果问世，其中包括纳什参与的研究n个人小规模博弈行为的实验。这个会议的参加者如马夏克（Marschak）、拉德纳（Radner）和西蒙（Simon）等人对博弈论理论以及实验方法都做出了杰出的贡献。此次会议之后，这一方面的研究工作集中于两个方面：一是检验博弈理论的有关假说；二是对战略环境进行实验研究。
第三，涉及现代产业理论的实验。1948年，张伯仑（Chamberlin）在哈佛大学组织了关于垄断竞争的首次试验，研究了46个均衡价格略有变化的市场情形，得到了一些重要变量的实验数据。有趣的是，张伯仑本人并不满意于实验结果，他也因此放弃了进一步实验的打算。但是，当时的研究生弗农·史密斯（Vernon Smith）却由此兴趣盎然，以至于后来通过不懈努力成为了经济学实验研究的一代宗师。另外，50与60年代之交，西格尔（Siegel）和福瑞克（Fouraker）对双元竞争和寡头垄断的行为也做了较多实验。他们研究了这类市场上在达成价格与数量协议之间的讨价还价行为，并取得了方法论上的进展。
上世纪60年代是经济学实验研究的转折时期。尽管实验研究从总体上仍缺乏市场，但已有一批有份量的研究论文面世，也出现了许多重要的实验。比如，贝克尔（Becker）、德克鲁特（Degroot）和马夏克（Marschak）在1964年的研究说明了经济理论与实验研究之间的紧密联系。当时，他们主持了一个测度个人期望效用函数的实验，并专注于如何激励参与实验的受试人真实地显示他们关于彩票的保留价格（reservation prices）。这带来了方法论上的重要进展。
70年代中期以后，实验经济学（实验方法这时被赋予的新名字）日益兴盛，开始得到许多基金的大笔资助。一方面，这意味着社会对实验方法的重视和承认；另一方面，资金也切实地推进了实验室建设以及随之而来的大发展。
80年代至今的实验经济学呈现出一种爆炸式发展势头。比如，第一次出现了在许多研究领域中，不同的实验小组从不同的角度用不同的方法对同一个问题进行研究的现象，这标志着实验经济学开始成为了一个靠知识累积而得到进展的学科。而且用实验方法取得的成果越来越多地出现在主流学派的经济学刊物上，使实验经济学的研究成果越来越引起主流经济学家的注意，甚至对传统经济学的一些理论形成了严重的挑战。
近年来，经济学的实验研究方法己有很大改进，广泛使用的现代计算机信息系统及其控制技术，使实验过程向信息化、智能化和系统化发展，实验数据的处理能力大大增强，实验经济学的研究范围也不断扩大。许多有影响的大型实验都有专门设计的计算机程序，复杂的行为过程包括经济参与人之间的博弈行为都可以通过计算机系统进行模拟，实验研究工作主要体现在实验设计阶段。
目前实验经济学的发展主要呈现以下特点：第一，实验经济学的发展加速了经济学研究和行为科学研究（特别是认知心理学）的相互渗透。第二，实验经济学家试图通过对实验中经济参与人行为过程的观察和分析，构造微观经济理论的动态基础，以弥补主流微观经济学的缺憾。第三，对政策决策的实验研究是实验经济学家关注的一个重要领域，这方面研究的主要代表是加州理工学院经济学和政策实验室、亚利桑那大学实验经济学和政策科学实验室、约克大学实验经济学中心。
2002年度诺贝尔经济学奖授予实验经济学家Smith，说明经济学实验研究所取得的成就，得到了高度评价和主流经济学的普遍认同，实验经济学的研究促迸了现代经济科学的发展。
经济学实验方法的基本过程与一般实验方法相似，即进行实验设计、选择实验对象、确定实验条件、指挥试验进行、分析实验数据。
实验经济学研究中存在的问题与争论主要有：激励动机设定的可信程度问题、实验对象的选定与内部效度问题、相互影响与实验的现实性问题、“偏好逆转”实验普遍意义的争论、“重复性实验”与结论的可靠性问题等。

② 遥感方法应用研究和有效性评价

(一)遥感工作方法及工作层次概述

本次遥感地质研究工作区主要是凤-太矿集区。工作方法为:充分应用不同遥感数据源进行遥感数字图像处理、遥感地质解译、遥感蚀变信息提取、遥感信息的GIS技术分析等; 通过矿集区1:5万层次、矿区1:1万层次的研究工作,总结研究区域铅锌矿及金矿等典型矿床的的遥感标志特征,建立遥感找矿模型。

矿集区1:5万层次遥感工作采用了光谱分辨率较高的日本Aster数据,对凤-太矿集区进行了遥感图像处理、遥感地质解译及近矿围岩蚀变遥感信息提取等工作。技术重点是解决多光谱数据的彩色合成及融合问题,充分利用Aster多光谱数据的光谱特征准确提取与矿有关的弱矿化蚀变以及使用GIS对遥感信息进行分析。

1:1万层次遥感工作采用地面分辨率较高的美国IKONOS卫星数据,对包括八方山铅锌矿、八卦庙金矿等在内的100km²范围的遥感影像进行了处理,同时进行了地质解译分析,并在该层次上从遥感角度对该区的铅锌矿找矿、金矿找矿提出了建议。技术难点是高分辨率遥感数据的处理、数据融合及大比例尺遥感图像的制作,以及大比例尺遥感图像中微观地质因素的解译。

(二)凤-太矿集区1:5万层次遥感方法应用研究

1.数据概况

1:5万层次遥感工作采用日本Aster数据,该数据具有3个15m分辨率的可见光近红外波段、6个30m分辨率的短波红外波段及5个90m分辨率的热红外波段,单景面积60×60km²。与常用的TM/ETM数据相比,在地面分辨率和光谱分辨方面有很大的提高。特别是短波红外波段ETM的两个波段被分为6个波段,理论上对羟基蚀变矿物的识别程度有了很大的提高(表4-17)。

表4-17 Aster数据与ETM数据光谱分辨率及地面分辨率对比

2.图像处理

图像处理在PCI geomatic 10.0及ENVI 4.0两个专业遥感软件平台上进行。工作区使用的数据时相为2004年4月19日,该时相无雪无云,植被覆盖相当少,数据质量总体良好。工作区成图范围为:106°27′52″～107°04′05″E,33°45′40″～34°01′36″N。

图像处理过程经过图像校正、图像增强、彩色合成、数据融合等过程,其中,图像校正使用1:5万地形图进行校正; 图像增强主要进行了对比度扩展,使用适应性拉升对直方图进行了扩展; 彩色合成及数据融合方案经对数据各种统计参数的分析及不同方案的反复对比,最终选择了4(R)+8(G)+2(B)与2波段融合的方案,融合后图像分辨率提高为15m,并保留了假彩色合成的色彩(图4-36)。

图4-36 凤-太矿集区Aster遥感影像图

图4-37 银母寺铅锌矿床不同彩色合成方案效果对比

不同合成方案及融合效果对比见图4-37(以银母寺铅锌矿区为例)。由图4-37可以看出,4(R)+8(G)+2(B)与2波段融合的方案在色彩及信息量上是最佳的; 完全使用最高分辨率的123波段进行合成,图像分辨率最高但色彩信息量很差; 随着高分辨率波段在彩色合成中的减少,图像分辨率下降; 融合可以提高图像分辨率,同时保持较好的色彩信息。

3.地质解译

(1)线性构造解译

线性构造包括断裂构造和线性影像体,断裂构造在影像上具有明显的构造标志,如断层崖、连续直线状三角面、水系突然转折或分叉的连线、两侧影纹图案截然突变的界线等; 线性影像体指影像中直线状展布的线状要素,多数情况下为构造信息的反映。遥感构造的解译以图像目视解译为主,必要时辅以图像处理手段,如以定向滤波、比值分析等来突出地貌上的线性影像。

凤-太矿集区遥感线性构造比较发育,规模、性质不同,影像特征有所不同,根据构造规模及影像特点可以划分为4级。

1)一级遥感断裂:一级遥感断裂为区域性断裂,如北部的唐藏-板房子断裂(图4-38),该断裂构造控制着凤-太矿集区的北边界。遥感影像中断裂构造标志清楚,两侧岩石地层差异大,影像纹形、色调也有明显差别。

图4-38 唐藏-板房子断裂典型遥感影像

2)二级遥感断裂:二级遥感断裂主要为泥盆系地层中岩性软、硬接触面发育的走向断层,断裂大致平行,呈NWW向至近EW向展布,对泥盆系构造格架起着控制作用。这类遥感构造规模相对较大,两侧岩性差异比较清楚,如小南沟-磨房沟遥感断裂、碾子坪-石垭子遥感断裂(图4-39)。

3)三级遥感断裂:三级遥感断裂多为线性构造,数量比较多,规模比较小,主要有两组:一是斜切地层的NE向断裂,多具右行剪切性质; 二是层间断裂,与地层线一致图(4-40)。

图4-39 碾子坪-石垭子二级断裂遥感影像(局部)

图4-40 三级断裂遥感影像

4)NE向节理群带:凤-太矿集区不均匀地发育有一组NE向密集遥感线列影像群带(图4-41),实地验证为节理带,这组构造对金矿化富集起着积极作用。

(2)环形构造解译

环形构造指成因与地质构造有关的由弧形或环形影纹构成的环状影像体,区内共解译出环形构造与环形构造影像6个。综合地质、物探、化探资料分析,其中图幅内规模最大的环形构造即王家庄-坪坎环形构造,其可能为稳定基底型环形构造,地表东西长约38km,南北最宽22km,为长轴近东西向的椭圆状,环形体内外影像在影纹、水系格局等方面存在明显的差异,代表着泥盆系基底同生沉积构造; 图幅西部凤县环形影像解译为断裂交汇型环形构造,其环形体由弧状水系与山脊构成,内部呈正地形,纹形杂乱,色调深浅不均,环内有NE向和NW向两组断裂交汇。此外,还有一些环形构造,目前其性质不能判明。

(3)褶皱构造解译

凤-太矿集区总体呈现为一个由中泥盆统为翼,上泥盆统为核,走向NWW—近EW的复式向斜构造,在全区卫星图像及岩性解译图上可以看出。另外,以中泥盆统古道岭组灰岩为核、星红铺组千枚岩为两翼的地层又构成若干次级背斜以及短轴背斜。由于南北向构造挤压强烈,背斜构造多呈紧密线型,遥感影像十分明显(图4-42)。这类次级背斜构造的倾伏端或两翼往往是铅锌矿定位的有利构造部位。

图4-41 北东向节理群带遥感影像

图4-42 背斜构造遥感影像

(4)地层(岩性)解译

岩性、矿物组合的不同及岩石结构的差异都会在波谱特征上显示出变化,在地貌上反映为不同的影像结构及不同的色调和纹理特征。凤-太矿集区解译、划分出以下遥感岩石组合单元:

1)第四系松散堆积物:彩色图像上呈淡青色、细斑点状图案,人文活动形迹清楚,主要分布于嘉陵江、安河两侧。

2)下白垩统东河群灰绿色砂砾岩:遥感影像上分布在中低山或山前坡地,彩色合成图像上呈浅棕色间白色斑块。

3)侏罗系泥岩、粉砂岩、砂岩:彩色合成影像上为浅棕红色,地貌相对比较平坦。

4)下三叠统任家沟组粉砂岩、薄层灰岩:影像上为规模较大的山体,水系为对称枝状或弧状。

5)下三叠统西坡组薄层灰岩夹钙质粉砂岩:影像上为较大山体,水系对称,排列整齐,具较宽的V型谷。

6)中下二叠统十里墩组炭质砂质板岩、长石砂岩、砂砾岩:影像特征纹理比较细腻,冲沟多与地层走向一致。

7)中石炭统灰岩、泥灰岩、灰质板岩:影像显示深暗色带,高山地形,多为桌状山、条状山或条块山。

8)上泥盆统铁山组厚—薄层灰岩:影像上显示山体陡峻,水系多为Y状分岔,或水系与山脊组合成“搓板”状。

9)上泥盆统九里坪组上段砂质板岩、砂质灰岩:高山地貌,砂质灰岩在彩色合成图像上呈绿色条带。

10)上泥盆统九里坪组下段细砂岩夹千枚岩:影像上水系短小,似平行排列。

11)中泥盆统星红铺组钙质千枚岩夹薄层泥质灰岩、砂质灰岩:影像上水系发育,细而密集,呈线状影纹,较乱,无规则,可见近EW向层结构纹。

12)中泥盆统古道岭组上段灰岩:影像上地貌显示为陡立山峰、棱状山脊、直线状水系、V型谷,冲沟短而直。影纹呈栅状、梳状。

13)中泥盆统古道岭组下段粉砂岩、砂质钙质千枚岩:影像上地貌显示为高山、弯曲状棱形山脊,局部可见分支状,树枝状、直线状水系,沟谷相对开阔,冲沟不发育,影像上影纹为细线状。

14)花岗岩组:岩基呈粗大的树枝状纹形图案,色调较深,呈暗绿色,以太白岩基为特征; 小花岗岩体纹形较细,色调较浅。

15)花岗闪长岩:遥感影像上显示典型树枝状水系,宏观影像为块状。

4.遥感异常信息提取

(1)遥感异常信息提取过程

一种地物或岩石在两个波段上的波谱辐射量是有差别的,这就是波谱曲线的坡度,不同地物在同一段曲线上的坡度有大有小,有正有负,比值方法就是增强这种微小的差别,同时还会消除或减弱地形信息的差别。

工作区特征蚀变信息的提取主要是依据数据特征及工作区主要的蚀变特征而进行的。地质工作研究表明,工作区最主要的蚀变特征为“硅化、铁白云石化、碳酸盐化、褐铁矿化”等,硅化信息的提取对于该数据不能完成,因为SiO₂在0.52～11.65nm范围内没有特征的吸收显示,因此信息提取主要为白云石化和碳酸盐化的提取。

由图4-43可以看出,白云岩在9波段具有一定的反射,而在8波段具有特征吸收。依据以上特征使用Aster数据B8、B9波段进行比值运算,提取白云岩的特征信息,理论上信息图像中主要集中了白云岩等碳酸盐岩信息。图4-44为遥感地质解译图(附蚀变信息)。

图4-43 凤-太矿集区白云岩PCI光谱曲线

(2)蚀变信息分析

应用MAPGIS中区空间分析功能对遥感蚀变信息的分布特征进行了分析,图4-45a为解译的各种地层在工作区中的面积,图4-45b为遥感蚀变信息在各地层中的分布比例,可以看出星红铺组(D₂x)分布的面积最大,其次为古道岭组和九里坪组上段,这也与该地层的岩性一致,同时也表明了蚀变主要分布的地层。图4-45c为信息面积占分布地层面积的比例,可以看出古道岭组中信息比例最高,上、下两段中信息比例占有近40%,表明古道岭组蚀变最为发育,同时也是矿体赋存的主要层位。

图4-44 凤-太矿集区局部遥感地质解译图(附蚀变信息)

遥感蚀变信息与已知矿床(点)叠加的分析表明,凤-太矿集区铅锌矿大多与遥感提取的白云岩化信息有关。如银母寺铅锌矿床、二里河铅锌矿床、铅硐山铅锌矿床等周围都存在遥感蚀变信息。值得注意的是还有许多具有遥感异常的区域目前没有发现矿体,有待进一步工作。

5.遥感地质认识

凤-太矿集区中部地区的王家庄-坪坎环形构造,代表着泥盆系基底性质的同生沉积构造,航磁异常对应显示为均匀低磁特征。该基底型环形构造内泥盆系含矿地层岩相比较稳定,岩浆活动与构造变形相对较弱,控制了主要铅锌多金属矿产的分布,矿床具有热水沉积特征。铅锌多金属矿床的产出与古道岭组灰岩、星红铺组千枚岩岩性接触带关系密切,矿床定位主要受次级背斜构造控制。

总结凤-太矿集区铅锌多金属矿床(点)赋矿空间与遥感岩石地层及遥感构造的关系,得出找矿信息位于:①以灰岩为核的背斜倾伏影像部位; ②灰岩影像分支部位; ③以灰岩为核的背斜轴线转折部位; ④以灰岩为核的短轴背斜及隐伏背斜。

(三)凤-太矿集区1:1万层次遥感方法应用研究

1.数据概况

1:1万层次遥感工作采用美国IKONOS卫星数据,该数据具有4个4.0m分辨率的多光谱波段、1个1.0m分辨率的全色波段。由于地面分辨率大幅提高,该数据在制作大比例尺遥感图像与解译微细构造等方面具有很大的优势。

图4-45 凤-太矿集区遥感蚀变信息分布特征

2.图像处理

工作区使用的数据时相为2008年3月10日,该时相无雪无云,植被覆盖较少,数据质量总体良好。工作区成图范围为:106°49′55″～106°57′37″E,33°53′17″～33°58′02″N。

图像处理过程经过图像校正、图像增强、彩色合成和数据融合等过程。其中图像校正使用1:5万地形图进行校正,比较粗略。图像增强主要进行了对比度扩展,使用适应性拉升对直方图进行了扩展。彩色合成及数据融合方案经对数据各种统计参数的分析及不同方案的反复对比,最终选择了3(R)+2(G)+1(B)与全色波段融合的方案,融合后图像分辨率提高为1m,并保留了假彩色合成的色彩(图4-46,图4-47)。

图4-46 凤-太矿集区八方山及外围地区IKONOS遥感影像

图4-47 二里河铅锌矿床IKONOS遥感影像(局部)

3.地质解译

地质解译通过对八方山-八卦庙地区1:1万IKONOS卫星影像解译分析(图4-48),主要对工作区内的碳酸盐岩分布区及以碳酸盐岩为标志层的次级褶皱构造进行了圈定,同时对区内线形断裂构造及人类采矿形迹进行了解译,结合已有的地质资料初步得出以下认识:

图4-48 八方山-八卦庙地区1:1万遥感地质解译图

(1)遥感构造格局及分区特征

八方山-八卦庙地区遥感线性构造与褶皱构造分布特征显示,该区构造具有SN向分区特点。以黄泥峡沟脑-铜铃沟(银母寺-平坎)断裂为界线,形成两个NWW向展布遥感构造单元。边界断裂略呈弧形展布,走向NWW,断裂规模大、延伸长。影像显示,以该断裂为界,两侧地层褶皱变形特点完全不同。铜铃沟一带出露的酸性脉岩带基本沿分界断裂的北侧分布,研究区处于构造变形强烈的北部区。

北区构造变形十分强烈,以碳酸盐岩为标志的影像层呈分支复合、尖灭再现,形成一系列规模不等的褶皱。单元内部EW向与NWW向断裂比较发育,切割部分褶皱。上述褶皱与断裂构造控制着八方山-八卦庙地区绝大多数的多金属-贵金属矿产产出。南区古道岭组出露连续、稳定,代表碳酸盐岩的影纹规则、连续性好,褶皱构造与断裂构造影像极不发育。南部构造区至今未发现成型矿产。

(2)NNE向—近SN向二次叠加褶皱

凤-太矿集区经历了NWW向区域褶皱之后,受EW向应力作用,西河以西地区又叠加形成了轴向NNE向—近SN向的二次变形褶皱。该褶皱形态宽缓,褶皱轴在铜铃沟—八卦庙一带,遥感影像中可见及一系列同向弯曲、弧顶向南的弧形山脊与水系,同时伴有同向弧形展布的串珠状岩块出露,代表了褶皱的转折部位。根据八卦庙一带灰岩急剧变厚的现象判断,应属宽缓的背斜构造,该地区出现的NNE向密集线列影像应该代表了轴面辟理或者轴部张性断裂群。

(3)EW向断裂控制NW向雁列式背斜

八方山-严家坪-八卦庙EW向断裂切割了泥盆系,构造的局部抬升使断裂南侧古道岭组灰岩为核的次级小背斜沿EW向断裂清楚地显露出地表。背斜北西端被EW向断裂切割,核部灰岩在此出露最宽; 背斜轴向SE倾伏,核部灰岩逐渐尖灭。稍远于该断裂,影像亦显示有多个类似的次级褶皱存在,集中分布于二里河、打柴沟两侧以及手扒崖东侧。据影像特征分析,多属于半隐伏-隐伏的短轴褶皱,埋深不大。

(4)白杨沟-马家渠复式向斜构造

通过以古道岭组灰岩为典型标志层的岩性解译、追踪圈定了白杨沟-长沟-核桃沟复式向斜构造。该复式向斜走向NWW,出露全长约12km。由于NWW向断裂切错,褶皱在银洞沟-核桃沟段位移、破坏,显示不连续(该段褶皱挤压紧闭,两翼灰岩不易区分)。但是该褶皱构造在白杨沟向西的转折端和在西河马家渠向东的转折端显示比较清楚。向斜两翼以古道岭组灰岩为核的次级背斜发育。

(5)特殊影像块体

在南沟的偏沟、八卦庙北等地,古道岭组灰岩的旁侧,出现了几处影像色彩比较特殊的影像块体,比较容易与碳酸盐岩混淆。虽然目前尚不明确遥感波谱所反映的是何种岩石组合或者何种蚀变,值得注意的是,八卦庙北部的特殊影像块体与已知的金矿床空间关系密切,偏沟特殊影像块体附近也有丝毛岭矿化蚀变带出现。经对比同类方法处理的TM图像,与东部的双王金矿钠长角砾岩带影像具有十分相似的特征。

4.找矿预测

研究区铅锌矿的找矿预测工作应紧密围绕所解译确定的以古道岭组为核心的褶皱转折端以及短轴背斜开展,对于所圈定的性质不明的鼻状构造也应列入探查之列。

(1)二里河紧密褶皱群

沿二里河解译出5个连续出现的褶皱构造,由北而南分别为:

1)二-1次级向斜:以条带状灰岩影像为两翼,轴向NWW,可见影像约1000m,在二里河东侧转折。据影像中显示的二里河铅锌矿采矿活动位置,位于二-1向斜南北翼部。

2)二-2鼻状构造:灰岩影像呈锐角状在二里河东拐折,形成一倒Y字形。

3)二-3穿刺背斜:长轴呈NWW走向、等轴双层状显示,出露长约900m。中部为深色影像块体,推测为浅埋藏的灰岩,外侧环绕有浅色环带,可能为蚀变千枚岩。二-3穿刺背斜影像结构特征及规模都与八方山背斜十分相似,其背斜轴向与八方山背斜大致可以对应。

4)二-4次级背斜:轴向NWW,影像显示出露1.3km,背斜西侧转折端清晰,东侧转折部位影纹较杂乱,与二-3穿刺背斜具有相似的双层结构特点。该背斜与Pb异常吻合较好,南侧并有走向一致的TEM异常。

5)二-5短轴向斜:轴向近EW,影像出露约500m,与二-1次级向斜有相同的纹形与色彩特征。

根据影像特征与铅锌矿成矿规律分析认为,二里河紧密褶皱群具有良好的找矿前景,且埋藏较浅。尤其二-3穿刺背斜和二-4次级背斜是寻找八方山式铅锌矿床的良好构造。可在背斜转折端布置浅钻验证。

(2)苏家沟紧密褶皱群

苏家沟解译出4个次级褶皱和鼻状构造,根据不很典型的灰岩影像特征看,褶皱属于隐伏状态,埋藏深度较二里河大。由北向南依次为:

1)苏-1短轴向斜:轴向近EW,出露长度约1km,翼部碳酸盐岩影纹断续,东部转折端比较清楚,西部转折端隐约不明。

2)苏-2不完整次级向斜:轴向近EW,影像出露延伸大于1km,西部被横向断裂切截,东部转折端清楚,向斜翼部碳酸盐岩影纹比较连续。

3)苏-3鼻状构造:轴向近EW,东部发生转折,根据影纹判断,可能为一小背斜的倾伏端。

4)苏-4线状背斜:总体呈NWW向延展,向SE方向倾没,影像显示为比较清楚的灰岩条带。

苏家沟紧密褶皱群区具有面状Zn异常分布,同时苏-1、苏-2和苏-3褶皱出露部位有形态与褶皱相似的TEM异常和热释汞异常。

在该紧密褶皱群(区)同样具有较好的找矿前景,可以作为找矿靶区,建议通过地表工程验证褶皱的存在,并调查含矿性。

(3)打柴沟褶皱群

沿打柴沟两侧断续出露有碳酸盐岩影纹,圈出6个褶皱,根据影像显示,除打-1为一近EW向的鼻状构造(次级向斜)外,其余5条均为NW—NWW向平行、斜列展布的线状背斜,背斜核部灰岩影像断续、隐约,部分地段为推测。

该区具有找矿条件,可以作为找矿预测区。

(4)核桃沟复式向斜的次级背斜部位

遥感解译的核桃沟向斜是以古道岭组灰岩为翼部标志层构成的复式向斜,两翼由碳酸盐岩组成复杂的次级背斜。根据影像所显示的采矿活动形迹,10多个采矿点都与这些次级背斜空间关系密切。

(四)秦岭地区遥感方法应用与解译有效性评价

1)通过对凤-太矿集区1:5万和1:1万遥感影像数据处理和解译,认为在秦岭中高山强覆盖地区开展大比例尺遥感影像解译,Aster数据和IKONOS数据均能够满足分辨率方面的要求。采用彩色合成、数据融合等手段进行数据处理,能够有效地增强数据的可分辨程度。

2)利用Aster数据的多光谱特性在1:5万层次进行特征矿物蚀变信息的提取较ETM/TM数据具有较高的优越性。

3)采用Aster数据开展1:5万层次影像解译,遥感信息提取成果及地质解译与已知地质要素吻合程度较高。

4)利用IKONOS数据开展1:1万层次影像制作,在微观地质单元的解译方面具有明显优势。如对小面积的碳酸盐岩(及其褶皱构造)分布区域以及人类采矿形迹能够达到详细解译的程度,遥感解译与地质吻合程度较高。

总之,在秦岭中高山强覆盖地区使用Aster数据、IKONOS数据进行1:5万和1:1万层次的遥感地质勘查,方法得当,工作有效程度较高。

③ 技术方法研究与应用

(一)SYZX系列绳索取心液动锤的应用及其钻进工艺优化

冲击回转钻进是在钻头已承受一定静载荷的基础上，以纵向冲击力和回转切削力共同破碎岩石的钻进方法。SYZX75、95型绳索取心液动锤将绳索取心和液动锤两大钻进优势技术结合形成的一种新钻进方法，是中国地质科学院勘探技术研究所研发的、具有国际领先水平的钻探科技新成果，可大大地提高钻进效率和回次进尺，也可有效地控制孔斜、提高破碎地层的岩心采取率。该课题在马坑钻探中开展了SYZX系列绳索取心液动锤的推广应用，并进行绳索取心液动锤钻进工艺优化。在马坑矿区绳索取心液动锤的使用及其与普通绳索取心钻进的现场对比试验，证明了该技术在矿区的适用性和优越性，应大力推广应用。

(1)与普通绳索取心钻进相比钻进效率大幅度提高。由于金刚石绳索取心钻进采用以较高转速为主的钻进规程参数，具有回转钻进切削、磨削碎岩的特点。使用液动锤后，给钻头施加高频脉动载荷，冲击力瞬时可达极高值，使被钻进的岩石在交变的外力作用下产生脆裂剪崩的体积破碎，明显提高了机械钻速(破碎岩石的效率)，岩石越坚硬，效率提高的幅度愈明显。

(2)在可钻性9～12级坚硬“打滑”地层，钻速显着提高。按目前的绳索取心钻进水平条件，一般不宜在10～12级的岩层中钻进。在致密完整、弱研磨性、坚硬的“打滑”地层钻进，虽然采用软胎体钻头辅以人工研磨及孔内投硬岩屑等措施，绳索取心钻进仍显现出钻效低、回次进尺少等问题。

坚硬“打滑”的地层应用绳索取心液动潜孔锤钻进时，交频冲击荷载能使钻头唇面接触处的岩石表面光洁度降低，增加了钻头与岩石的摩擦力。同时，较粗的岩粉颗粒也促成了金刚石从胎体中出刃的条件，所以可显着提高钻速。

(3)在硬、脆、碎地层提高岩矿心采取率，延长回次进尺。液动锤在液动作用下启动工作，产生了高频冲击荷载。使钻具采心机构处于冲击振动作用下，岩心不易堵塞(即使产生堵塞也能较快解卡)，减少岩心的自磨作用，从而提高岩矿心采取率，延长回次进尺，在破碎地层这种优点更为明显。

(4)使用绳索取心液动锤钻进可避免烧钻事故。经过两年多使用表明，使用液动潜孔锤绳索取心钻进，一旦发现泵压下降，冲击器不工作，要及时提钻检查，可避免烧钻事故。两年来，几乎无发生烧钻事故。

(5)绳索取心液动锤钻进减斜效果好。与回转钻进相比，钻压和转速较低，并且钻速高，有利于降低孔斜。

(6)绳索取心液动冲击回转钻进还可减轻绳索取心钻杆内壁结垢现象。

(二)金刚石钻头的优选研究

1.钻头试验选择的综合经济效益评价指标及优选方法

现场对比试验选择：根据目的和需要，选择不同技术参数的钻头在矿区或同一地层进行钻头适应性、时效、寿命等指标的对比试验，探讨各钻头参数对钻探成本效益的贡献率，求证合适的钻头性能参数或钻头品种。统计分析选择：通过对钻头历史使用资料进行统计分析，结合地层岩石可钻性合理选择钻头类型，从而更好地用好钻头，达到提高钻速、降低成本的目的。

2.S75钻头主要性能结构参数的优选成果

金刚石钻头的性能结构参数有镶嵌类型、胎体性能、金刚石的质量和粒度、金刚石浓度、水口形状及其数量和大小、底唇形状等。根据岩石的硬度、研磨性和完整度等岩层性质和其他技术条件，以高效、长寿、低耗、安全为标准，确定不同地层适用的孕镶金刚石钻头主要性能结构参数。

3.不同工况下钻头方案的确定

钻速与寿命在不同情况下对钻探综合效益的贡献率是不同的，研究确定了不同的工况的钻头方案：采用绳索取心钻进时，应有足够的钻头寿命，以延长提钻间隔，减少提钻次数和提钻时间；绳索取心钻进在深孔硬岩条件下，钻头方案为：在保证钻头寿命足够长的前提下，提高钻头的机械钻速；钻速低下时，如钻遇坚硬致密“打滑”地层，应以提高钻速为主；软硬互层频繁和破碎裂隙性地层，应主要考虑延长钻头寿命。

4.研究确定提高钻头寿命的技术对策

绳索取心钻进，一个提钻间隔内回次多、进尺长，钻遇多种不同性能岩层的可能性增多，要求钻头具有较广的地层适应性。主要对策：金刚石采用高强度、不同粒径混镶，增加钻头的适应性；提高工作层的高度；加强钻头的内外保径，如：增高内外侧刃高度，内外侧刃采用天然金刚石补强或采用高强度、较粗粒的单晶、聚晶体保径，钢体外焊合金颗粒等；增加胎体的耐冲击、耐磨性。

5.制定合理使用金刚石钻头的工作要点

要使金刚石钻头实现高效率、长寿命，合理使用它也是一个重要因素。合理使用钻头要注意以下几个问题：钻头要分组排队使用，根据设计孔深，按钻头内、外径尺寸，轮换使用：先用外径大、内径小的钻头；后用外径小、内径大的钻头。每次下入钻头与前一回次钻头直径差要小，当钻进8～9级岩石时，不大于0.1mm；当钻进10～12级岩石时，不大于0.05mm；选择好扩孔器，做好钻头与扩孔器及卡簧间配合；合理控制机械钻速，对软的、中硬粗颗粒的岩层，钻进速度快，岩粉量大，为了及时排除岩粉达到冷却钻头的目的，除增加冲洗液量外，要控制钻进速度。一般连续钻进时效不要超过5m/h，时效过高，易于造成钻头的非正常磨损，甚至会引起烧钻；避免钻头非正常损坏。

6.金刚石钻进技术参数的优选

钻压：确定合理的钻压是提高钻进效率，降低成本的重要措施之一。应根据岩石可钻性、研磨性、完整程度、钻头底唇面积、金刚石粒度、品级和数量选择钻压。

转速：转速是影响金刚石钻头钻速的重要因素。应根据岩石性质、钻孔结构及设备能力等因素选择转速，即考虑获得较高的钻速，也要保证合理的钻头寿命。

泵量：泵量的大小既必须保证冲洗液完成排除岩粉、冷却钻头等功能需求，也应能实现钻头金刚石自锐、防止复杂地层孔壁遭受冲刷破坏等要求。应视岩石性质、环状间隙、钻头类型、金刚石粒度、胎体性能等因素进行选择与适当调整。

泵压：泵压是一定泵量的情况下，冲洗液在特定钻进环境中的流动阻力。泵压的大小受钻杆内径及其密封、取心钻具过水断面、钻头水口、钻孔环状间隙、钻孔漏失情况等因素的影响，是反映孔内状况的敏感参数之一。钻进过程中，应设法降低泵压，保证钻进所需泵量的实现。

根据上述的原则、方法与思路，通过试验确定了马坑矿区绳索取心钻进技术参数组合(表4-2)和SYZX75绳索取心液动锤钻进最佳技术参数。

表4-2 绳索取心钻进技术参数组合经验推荐表

7.组合钻进技术试验

(1)试验任务的由来：石岩坑矿区ZK8321孔设计孔深900m，离已完工原水文观测孔8号钻孔15m。根据观8孔钻取的岩心，地层为泥岩、砂岩、粘土层等，其中大部分砂质泥岩(岩心极破碎，裂隙发育，采取率极低)。由于孔壁缩径、坍塌现象严重，观8孔孔深500m，施工时间达4个多月。为了加快勘探进度，提高钻进效率，经地质部门同意灰岩以上地层可不采取岩心，即孔深390m以上通过孔口取样判断地层情况。课题利用这一条件，开展组合钻进技术试验，设计试验方案(表4-3)。

表4-3 组合钻进技术试验设计方案表

(2)牙轮钻头钻具组合：按钟摆防斜原理组配牙轮钻头钻具：ϕ200mm牙轮钻头0.2m+5.15m钻具+2.56m泥粉管+钻铤+钻杆。钟摆钻具组合可利用钻具自身重力产生的钟摆力来实现降斜防斜目的。其防斜原理就是钻头以上、切点以下的一段钻铤犹如一个“钟摆”，钻头在这段钻铤的重力的横向分力——即钟摆力的作用下，靠向切削下侧井壁，从而起到减小井斜角的作用。

(3)试验过程：ZK8321孔于2011年6月19日开孔，0～13m为ϕ250mm金刚石钻头钻进，13m开始用ϕ200mm牙轮钻头钻进，浓泥浆护孔。钻进至孔深256.37m时，发生严重孔内事故，最后采取偏孔方法绕过事故钻具。牙轮钻头钻进进尺243.37m，用时384h，台月效率480m/台月，时效为1.15m/h。

(4)试验体会：采用牙轮钻头和优质浓泥浆全面钻进，钻进效率高，裸眼时间短，孔壁稳定。遇破碎、裂隙、全漏失地层，可将钻杆下入漏失孔段底部，用水灰比0.3～0.45水泥浆拌和细砂，从孔口将水泥浆倒入钻杆，由钻杆内管送到预定位置，对大裂隙地层堵漏效果显着。

(三)马坑铁矿护壁堵漏技术组合优化

由于福建铁矿区岩性极复杂、岩相变化极大、断裂与褶皱十分发育等原因，深孔钻探护壁是关键。经过多个钻孔的试验实践，研究制定了“优质泥浆+有效堵漏、旋喷水泥浆固结、多层次套管等复合护壁”技术。该技术作为马坑铁矿深孔钻探护壁原则与工艺要点(表4-4)，有效保证了钻进的顺利进行。

表4-4 石岩坑铁矿地层与护壁堵漏对策选择表

1.高压旋喷水泥浆护壁技术的研究与应用

高压旋喷水泥浆固结护壁法技术是本研究形成的、国内首创的创新性成果。该技术吸收高压旋喷加固软土地基的精髓，通过机具的研制和工艺的研究，以高压旋喷水泥浆的方式，解决了常规护壁方法不能胜任的深部“断层泥”护壁难题，如：中、深部孔段钻遇松散、破碎、易水化分散坍塌等复杂夹层，钻孔漏失、泥浆护壁难且无法采用套管隔离情况下的护壁等。

2.旋喷水泥浆护壁的首次应用试验——马坑ZK7529孔

马坑矿区ZK7529孔设计孔深1200m，于2010年10月19日开孔，至2011年10月4日终孔，终孔孔深1299.19m。该孔于孔深960m后，钻遇三个“断层泥”破碎带：前两个断层采用套管隔离，第三个断层应用了水泥浆高压旋喷灌注法。具体护壁情况概述如下。

第一个断层带：孔深969.20～970.50m(中间夹0.2m基岩)，地下水有径向流动。钻进时阻力大，提出后孔段即被细石充填。采用泥浆护壁无效后，多次采用常规方法灌注水泥，均未取上水泥心样，后扩孔下入ϕ89套管。

第二个断层：1049.60～1051.60m(ϕ77mm口径)。自1015.69～1051.60m中取岩心8m左右，出现坍塌；多次灌注水泥浆后，均因偏斜出新孔又屡次坍塌。于是扩孔至孔深1086.94m，下入ϕ73mm飞管。

第三个断层：1135.50～1138.50m(ϕ59mm)，地层为强风化辉绿岩，风化严重的“断层泥”松散地层，胶结性差，怕水冲刷。由于受钻孔口径限制，采用ϕ59钻具(钻杆为ϕ50外丝+ϕ50内丝)钻进。穿过该断层带后，出现严重坍塌、缩径现象，多次灌注水泥浆护壁无效。由于受口径限制无法下入套管隔离复杂孔段，探讨应用了水泥浆高压旋喷灌注法，解决了护壁难题。

3.旋喷水泥浆护壁作业情况

(1)设备：XY-5型钻机，BW-250型泥浆泵，泥浆搅拌机等生产设备。

(2)护壁材料：采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比0.45，加入适量促凝早强剂(NaCl)及速凝剂(三乙醇胺)，浆液密度控制在1.6g/cm³。水泥用量15包，配制水泥浆量600L，替水量900L。

(3)旋喷钻具组合：ϕ50外丝钻杆+ϕ42内丝钻杆36m+喷具(喷具喷嘴3个，孔径5mm)+扫孔钻具。

(4)下入孔内预定位置后，先扫孔，扫至孔底后，送水畅通后，替入一定清水后开始送浆。

(5)压送水泥浆浆及替水量旋喷。当浆液自喷嘴喷射时，开动钻机，采用(表4-5)所列技术参数进行旋喷作业，直至浆液、替水压送完毕(开始送浆时，无泵压或泵压较低，待浆液出喷嘴时，泵压升至4～5MPa)。

表4-5 高压旋喷技术参数表

(6)注浆完毕，把钻杆提起一立根后，清洗钻杆，提钻。

(7)注浆24h后探水泥面，48h后扫孔。

4.旋喷水泥浆护壁技术的研究与应用体会

在马坑矿区5个钻孔的11处复杂地层孔段中，根据不同孔段的长短分别进行1次或多次旋喷水泥浆护壁，累计旋喷水泥浆作业33次，有7个孔段解决了护壁问题，4个孔段取得一定的护壁效果。通过该技术的研究与应用，有以下体会。

(1)旋喷水泥浆与灌注水泥浆护壁方法的比较。旋喷水泥浆护壁的工艺方法、操作步骤与注意事项与灌注水泥浆护壁基本相同，但却能取得比灌注水泥浆更好更可靠的护壁效果，并在灌注水泥浆无法解决的已严重超径孔段、溶洞地层等获得成功护壁，主要是高压浆液从慢转、缓提的钻具侧向高速喷出(表4-6)，使浆液不仅具有很大的冲击破土、渗入裂隙能力，充分置换泥浆和充填超径、溶洞空间，并与旋喷段孔内的岩土颗粒搅拌混合。

表4-6 旋喷水泥浆与灌注水泥浆护壁工艺的主要区别表

(2)旋喷水泥浆护壁技术的适用地层：通过多个钻孔的应用实践，旋喷水泥浆可以在复杂地层孔段形成有效的护壁“水泥套管”，解决采用泥浆护壁、普通方法灌注水泥均无效，以及受口径限制也无法下入套管隔离复杂孔段的情况下的护壁难题。试验表明，该技术适用于下列地层护壁：中、深部孔段钻遇松散、破碎、易水化分散坍塌等复杂夹层，如：马坑矿区深部常见层厚1～5m不等“断层泥”；任意孔深的坍塌超径孔段、溶洞地层等有、无充填物中、小孔洞或溶洞群。

(3)存在的问题：综合旋喷水泥浆护壁技术的应用情况，由于存在以下主要问题，致使护壁效果不够理想，甚至造成旋喷水泥浆护壁的失败。

旋喷钻具喷嘴加工较为随意，达不到科学、合理；旋喷浆液压力不足；旋喷转速(n)和提升速度(υ_t)的组合不匹配，如：旋喷具提升过快等；替浆水量的控制不当；作业人员经验不足，关键环节操作不熟练，各岗位工作人员配合不密切。

5.提高旋喷水泥浆护壁效果的思考与探讨

针对旋喷水泥浆护壁技术应用存在的主要问题与不足，有必要进一步研究，持续完善该技术。为此，结合高压旋喷技术的相关研究成果，有以下设想和探讨。

(1)旋喷钻具喷嘴的设计优选——探寻高质量喷嘴：喷嘴是喷头的重要组成部分，喷嘴的水力学特性的好坏直接影响射流对地层的冲切效果，进而决定“水泥套管”直径的大小。为了研究喷嘴不同流道形状和不同长度的射流效果，选择3种喷嘴做了针对性的室内试验，并在分析对比试验数据和结果的基础上，得出以下的结论：收敛圆锥角喷嘴流道形式可减少喷嘴自身的压力降损失；当喷嘴长度与直径的比值为8～10，射流具有较好的喷射性能，射流流束稳定，冲击力强。

通过进一步研究，探寻符合旋喷水泥浆护壁要求的高质量喷嘴。一般地，高质量的喷嘴应该使射流具有如下的特性：扩散角小、等速核长、喷嘴的流量系数大(即射流通过喷嘴的能量损失小)。

(2)旋喷浆液适配机具研究：旋喷回转机构的研制，探讨解决旋喷转速不当问题。利用立轴式钻机最低转速进行旋喷回转，转速太快；以点动方式回转，转速不均。解决的设想是：研制可安装在孔口的、可无级调速的喷浆液压回转器；研制以钻机立轴为动力输入端的减速回转装置，将立轴的较高回转速度转换为所需的旋喷转速；旋喷高压注浆泵的研制或探寻。通过进一步研究，研制或探寻满足旋喷水泥浆护壁所需流量、泵压的注浆泵；配套浆液搅拌机、浆液除渣器等机具的研制。

(3)旋喷固结护壁浆液研究：理想的注浆材料应能满足护壁力学性能要求，浆液应具有良好的可注性、凝胶时间可任意调整、价格低廉、无毒、无污染、施工方便等。通过进一步的研究，选择合适的注浆材料及其配合比。初步考虑以下两个途径：水泥浆及其外加剂的选择。纯水泥浆液系无机质硅酸盐材料，无毒无公害，长时间性能稳定且价格低廉，应优先选用。根据工程需要，可通过试验在水泥浆液中加入适量的速凝、悬浮或防冻等外加剂及掺和料，保证浆液质量和低成本；化学浆液的选择与应用。化学浆液具有一些独特性能，如浆液黏度低、可注性好、凝胶时间可准确控制等，但化学浆液价格比较昂贵，且往往有毒性和污染环境，不利于环保。由于地质勘查钻孔孔距大、孔径小，护壁所需浆液量不多，化学浆液的较高价格与所含毒性对钻探成本及环境影响不大。因此，化学浆液也是值得选择与应用的护壁浆液。

综上所述，旋喷水泥浆护壁研究成果在福建龙岩马坑铁矿深部复杂地层护壁获得成果后，先后在福建煤田、湖北放马山等矿区多个钻孔推广应用，表明该技术可以在任意孔深的坍塌超径孔段、软弱松散地层等形成可靠、有效的“水泥套管”护壁。这一成果，为小口径深孔复杂地层护壁增添了一项有效的护壁技术和手段。目前，该技术已成为机台深孔钻探主要和必备的护壁手段。

(四)套管钻进技术在马坑铁矿复杂地层中的应用试验

BH114套管钻进技术是中国地质科学院成都探矿工艺所研发的钻探新成果。该技术通过利用外管代替绳索钻杆传递钻压和扭矩驱动孔内套管取心钻具回转钻进，在不提钻情况下进行绳索取心、检查或更换孔底主副钻头，有效减少起钻次数，避免频繁取下钻导致复杂地层孔壁不稳定及其引发的孔内事故，降低劳动强度，改善施工环境和促进安全生产。2012年9月8日，福建省第八地质大队在石岩坑矿区ZK9501孔进行BH114套管钻进技术试验(自孔深25.58m开始至186m)，不仅为BH114套管钻进技术的进一步完善提供了宝贵的试验数据，达到预期目的。

现场试验情况：2012年9月12日至2012年9月28日，在马坑矿区ZK9501孔25.84～183.18m孔段进行ϕ114套管钻进技术生产试验，试验进尺157.34m，并下入ϕ114套管181.70m，实现了随钻下套管隔离保护孔壁。

④ 在实践中是怎样应用教育研究方法的

教育研究方法的基本类型及特征
（一）实证方法
实证方法作为自然科学中一种重要的研究方法,其基本规范就是“用经验材料证明或证伪理论假说”.这些经验材料既可来自研究者的现实观察或实验活动(直接经验),也可来自记录了前人观察或实验结果的历史文献(间接经验)；这些经验材料在形式上可以是量化的也可以是非量化的,但都必须是可检验的.
实证方法包括教育测量法、定量观察法、问卷调查法、教育实验法、内容分析法.
教育测量法是指根据某种规则或尺度,以数量化的形式描述教育现象或教育对象的某种属性.其中,包含着测量的三个要素：事物及其属性；数字或符号；法则.教育测量法的基本特点是根据一定法则,以测验为工具对研究对象进行测试,从而获得数量化的结果,并通过进一步分析获得相关结论.它可以把抽象、概括的理论研究成果转化为反映个体发展水平、教育发展状况的方便工具,并提供可靠的数据.
定量观察法是按照事先设计的一套明晰而严密的“计量系统”实施的观察,它也被称为系统化的、结构性的、标准化的观察.这套系统包括：明确的观察对象、有严密逻辑性的观察项目系统、确定的观察程序和记录单位,还有物化的观察记录工具.它的长处是能系统地、高效地获得大量真实的、确定的观察资料,容易进行观察记录,而且观察结果便于系统地定量处理和对比分析.它的短处是对观察设计人员和观察者的理论和技术要求较高,同时观察过程比较呆板,缺乏灵活性.
问卷调查法是研究者用严格设计的统一问卷,通过书面语言与被调查者进行交流,来收集研究对象关于教育问题的信息和资料的方法.它有如下特点：1.调查工具标准化；2.调查过程标准化；3.调查结果标准化；4.研究效率高.
教育实验法是根据一定的理论假设,有计划地控制教育活动中的某些因素,以引起其他因素朝着有利于提高教育效果的方向转变,然后检验假设,并由此揭示教育活动规律的综合性研究活动.它的基本特点是：1.教育实验要揭示教育现象或教育行为之间的因果关系.2.教育实验对因果关系的预先设想以假说形式表现出来,实验过程围绕假说展开操纵、控制等一系列干预活动,经观察、分析,最后检验假说.内容分析法是对教育文献的内容作客观而系统的量化分析,并加以描述,从而对相关的教育现象作出事实判断的研究方法.用内容分析法进行研究的文献资料可以是：1.以文字记录的资料,报纸、期刊、教材等内容往往是专业研究者的研究对象.2.以声音记录的资料,包括：上课录音、学生谈话录音、竞选会现场的录音,与某个年段的教材配套的录音磁带.3.以影像记录的资料,包括：教学录像、电影、电视、幻灯片、图片.
内容分析法具有明显、客观、系统、量化等四个基本特点.1.明显的内容；2.客观的事实；3.系统的记录；4.量化的结果.
（二）质性方法
作为与实证研究相对的定性研究,有着独特的研究传统和研究假设,为定性研究所采用的质性方法,有着它的定义.陈向明先生给质的研究方法下了一个定义：“质的研究是以研究者本人作为研究工具,在自然情境下采用多种资料收集方法对社会现象进行整体性探究,使用归纳法分析资料和形成理论,通过与研究对象互动对其行为和意义建构获得解释性理解的一种活动.”
质性研究包括访谈调查法、定性观察法、叙事研究法.
访谈调查法是研究者通过与被调查者面对面进行交谈,以口头问答的形式来了解某人、某事、某种行为态度和教育现象的一种调查方法.它有以下特点：1.调查过程灵活深入.2.获取信息完整真实.3.适用范围更为广泛.访谈调查法的主要局限有：1.样本小、费用多、时间长、效率较低.2.标准化程度较低,难以统计.3.调查过程容易产生偏差.4.访谈调查不能体现匿名的特点,不能完全消除受访者的心理顾虑,这往往会影响受访者所提供信息的客观性.
定性观察法是研究者在一个真实的情境中对被观察的人或事所作的开放性观察.它有以下几种特点：1.可以了解到更为真实的信息.2.可以获得更为完整的资料.3.可以进行多次观察.定性观察法也有局限：1.易受观察者的主观影响.2.观察结果的代表性不够高.
叙事研究法就是以叙述故事的方式来描述人们的经验、行为和生活方式,通过所叙述的故事来探究经验、行为的意义,及其蕴含的思想和哲理.在教育研究领域,叙事研究就是通过描述和分析有意义的教学事件、教师生活和教育教学实践经验,来发掘或揭示内隐于日常工作、事件和行为背后的意义、思想、理念,从中发现教育问题,探究教育思想,揭示教育活动特点.教育叙事研究的基本特点是研究者以叙事、讲故事的方式表达对教育的理解和解释.教育叙事研究具有：1.以质性研究方法为工具.2.以教育中的故事为对象.3.教育实践者成为研究主体.4.形成认识时采用归纳的方式.但也有局限性：1.外来研究者征得研究对象的配合相当耗时.2.不易了解到局内人的真正想法.3.研究者很容易受到叙事者故事的影响而偏离研究目的.4.叙事研究受到研究者个人倾向的影响.5.叙事研究对研究者提出了很高的要求.
（三）系统方法
系统科学方法论的运用体现在研究主体身上,主要表现为系统思维.它的关键特点体现在运用系统科学原理考察和把握研究对象的性质,并据此综合运用各种技术性方法——既包括实证方法,也包括质性方法,以达到研究目的.其中,最重要的是按照事物本身的系统性,把对象及相关因素放在系统的形式中加以研究,着重探讨研究对象整体与部分之间、部分与部分之间、整体与外部环境之间的相互制约关系.系统方法论及系统思维的特点：1.与中国传统的整体思维相比,系统思维具有清晰性和开放性.2.与自然科学的还原主义分析思维相比,系统思维强调系统的整体性.3.与以往任何一种研究范式相比,系统方法论提供了新的思维原则、模式、路线及多学科综合研究的方法范例.
（四）复杂思维方法
复杂思维直面世界或事物本来具有的多样性、复杂性以及变化的生动丰富性.它考察事物及其运动变化的思维方式,是以非线性思维、关系思维、过程思维、情境思维为特征的.教育系统的复杂性体现在：1.教育活动组成因素的多样性和可变性.2.教育活动结构与功能、系统与部分之间的非线性相互作用.3.教育活动过程的动态生成性和教育结果的不确定性.
（五）行动研究法
行动研究法是指依靠教育专家、学者的帮助,在教育实践中展开科学研究,并以研究的成果指导自身实践的一种研究方法.
它的基本特点：1.以中、小学教师为研究主体,教师即研究者,课程即实验,课堂即实验室.2.强调参与、合做与交流.3.强调实践反思.
（六）文献法
文献检索是科学研究工作中一个重要的步骤,它贯穿于研究的全过程,是进行教育科学研究最常用的研究方法之一.文献检索有广义和狭义之分,广义的文献检索是由文献贮存和文献检索两个部分构成的一个检索系统.狭义的文献检索则指根据检索课题,利用一定的检索工具把所需要的文献及其线索查出的过程.文献法有利于全面正确地掌握所要研究问题的情况、现状,最大限度地利用已有的知识经验和科研成果,帮助研究人员选定研究课题和确定研究方向；有利于为教育科研提供科学的论证依据和研究方法；避免重复劳动,提高研究效益；有利于拓展研究思路,发展创造性思维,提高课题研究的创新性.

⑤ 科学的研究方法如何应用在社会问题及人的行为

科学的研究方法（探索、描述和解释）应用在社会问题及人的行为。
社会科学研究可从四个方面来分类。一是为什么作这项研究，二是研究有何用途，三是研究和时间的关系，四是采用什么研究方法。表1做了归纳。
表1： 社会科学研究的分类

供参考。

⑥ 化探方法应用研究和有效性评价

地球化学找矿方法是找矿工作的重要手段之一,在预普查找矿的前期阶段无一可替代方法,目前已在全国乃至全世界被广泛使用,得到地质界普遍欢迎。西北有色地质勘查局自20世纪50年代后期就开始了地球化学找矿方法的应用,50多年来对秦岭造山带陕西段开展了较系统的化探工作,在应用于找矿方面积累了较为丰富的经验。

(一)化探异常检查评价工作程序

在开展了1:5万水系沉积物测量扫面的基础上,工作程序如下:

1.异常筛选

对于目前所获的众多异常进行综合研究和筛选是重要的工作步骤之一。在筛选异常时,除依据异常的自身特征(如规模、浓度、元素组合)外,还要注意:①异常所处的地质背景、地质条件与已知矿带、矿床的空间关系; ②异常所处地球化学背景及所在地球化学区划单元类型(如亲石、亲铁、亲铜等);③异常区是否伴有矿田级异常,是否为异常集中区; ④是否具有地球化学分带特征。异常筛选具体操作方法如下:

(1)地球化学场分析

对所有水系沉积物测量原始数据进行建库,制作区域地球化学图,进行地球化学区划,划分出背景场、高背景场及高值区,并套合相同比例尺的地质矿产图进行综合分析、筛选异常。

(2)经验初评

首先注意两类异常。其一为浓度高、规模大且成带分布的异常; 其二为产出地质条件十分有利或较特殊的异常,如一些低缓异常等。对这两类异常应优先查证。

(3)异常评序

将各类异常的面积、浓度、变化系数、分带、异常元素组合、标准化面金属量(NAP值)及产出地质条件等参数量化后计分,按总分排序。序数在前的异常作为重点异常进行检查评价。

(4)结合区域重力、航磁异常进行综合分析

根据工作地区的地质背景、成矿规律,矿产一般分布于高磁、高重力异常带(或古隆起带)边部。由于古隆起带边部常常产生断裂破碎带,使得成矿元素重新活化、迁移与富集,对成矿非常有利。所以对其边部分布的化探异常应优先考虑。

(5)结合重砂、金属量异常进行分析

如果化探异常中也有重砂异常和金属量异常存在,应优先进行查证。

2.典型异常预查

通过以上综合分析和筛选,筛选出典型异常(或者说是找矿有望异常),进行野外调研,对异常区内不同的蚀变、矿化现象、断裂破碎带及典型岩石进行取样分析。通过野外调研、成矿地质环境分析来确定异常的找矿意义。对已确定具有找矿意义的异常进行详细查证和评价。

3.异常查证

通常采用1:2.5万沟系次生晕测量或地质地球化学剖面(或1:1万正规网次生晕)进行查证。一般来说,对有找矿前景、规模较大的面状异常多采用1:2.5万沟系次生晕测量; 对带状异常多采用地质地球化学剖面法(或1:1万正规网次生晕)进行查证(剖面应垂直异常走向)。通过异常查证,缩小找矿靶区,提供找矿有望地段,为下一步异常评价提供依据。

4.异常评价

异常评价区必须是异常查证过程所获得的找矿有望地段,并有蚀变(矿化)体存在和有望找到矿体(床)的异常。评价方法一般采用地质地球化学剖面法或地物化综合剖面法,但剖面应垂直于地质体走向。若发现矿化蚀变体或较好的原生晕异常,可初步开展地表揭露,确定找矿靶区或靶位,为地质评价工作提供一套完整的地球化学资料。

多年来,笔者按照上述工作方法,在研究区内已发现多处找矿有望异常,并通过相关地质单位工作证实发现多处矿床。如宁陕县正河金矿床就是经过异常查证、地质物化探综合剖面评价发现的,现在正在开展地质勘探工作,有望获得一个大型金矿床。其他如葫芦沟金矿、夏家店金矿、八卦庙金矿等,均是通过此方法的运用取得了良好的找矿效果。

(二)煎茶岭金矿床原生晕地球化学研究

在煎茶岭金矿勘查过程中,对矿区地表进行了大量原生晕分析,本次对其开展了全面整理、补充,其原生晕分析研究结果如下:

1.元素组合特征

煎茶岭金矿原生晕样品共分析了Au、Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb、Bi、W、Sn、Mo、Ni、Cr、Co、Mn、B等16种元素。对这些元素进行了相关分析(表4-16)和聚类分析(图4-18),确定了成矿元素组合。

表4-16 煎茶岭金矿区矿化蚀变带中矿化元素相关系数

图4-18 煎茶岭金矿蚀变岩组合元素地球化学相关性R型聚类分析谱系图

由表4-16中可以看出,Au、As、Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Mn、Sn等元素的相关性很好,除Au成矿外,其他元素为良好的成矿指示元素,Co和B的相关性也较好,Ag与其他元素的相关性相对较差。

元素R型聚类分析表明以0.5为界可将元素分为3类(图4-18):第一类为Au、As、Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Mn、Sn; 第二类为Co、B; 第三类为Ag。.其中第一类Zn和Mn、Ni和Cr的关系最为密切,是与成矿有关的元素组合; 第二类和第三类可能对矿化具有一定的指示意义。

2.元素的垂向分带特征

采用浓度指示法(解庆林,1992)计算得出蚀变岩中由上向下的元素垂直分带序列为:Mn-Ni-Cr-Co-As-Au-Cu-B-Sn-Ag-Pb-Zn。根据各元素在各中段的最大聚集位置,确定Mn为头晕成矿元素,Sn、Ag、Pb、Zn为尾晕成矿元素,Ni、Cr、Co、As、Cu、B等元素为中部晕成矿元素。

这一分带序列与国内所报道的金矿成矿元素的分带序列差异较大,其原因可能与煎茶岭金矿的赋矿部位及成矿作用有关。矿体赋存于超基性岩与白云岩的接触断裂破碎带中,成矿主要是由富含金的超基性岩体经过后期中酸性岩浆热液及构造活动的强烈改造,金析出在有利的部位成矿,从而形成了金矿体中富含与超基性岩有关的成矿元素,指示了成矿热液主要来自于超基性岩一侧,同时在地表矿体的局部见有锰矿化。

3.地表原生晕异常特征

地表以Au 10×10^-9、As 10×10^-6、Ag0.2×10^-6、Mn 1000×10^-6、Pb 20×10^-6、Zn 100×10^-6 Ni 1000×10^-6、Cr 1000×10^-6、Co 50×10^-6、Cu 10×10^-6 B 50×10^-6为边界,分别圈出了各元素的异常分布范围(图4-19至4-24)。由图可以看出各元素异常套合较好,并沿断裂破碎带分布。以下为各元素异常特征:

Au异常主要分布在30～70线间,以52～70间异常最好,异常规模大,浓度高,形态规整,是矿体出露最好的部位。30～52线间异常规模较小,浓度低,形态多为小的透镜

图4-19 煎茶岭金矿床Au、As异常图

图4-20 煎茶岭金矿床Cu、Ag异常图

图4-21 煎茶岭金矿床B、Co异常图

图4-22 煎茶岭金矿床Pb、Zn异常图

图4-23 煎茶岭金矿床Ni、Cr异常图

图4-24 煎茶岭金矿床Mn异常图状,该段矿体断续出露。30线以西基本未见异常,也未见矿体。

As异常与Au异常基本吻合,以52～70间异常最好,异常规模大,浓度高,形态规整。30～52线异常较弱,且分布分散。30线以西异常加强,沿断裂呈线状分布。

Ag异常主要分布在52～70线间,与Au异常吻合。30～52线见零星分布,30线以西未见异常。

Ni、Cr、Co异常主要分布于断裂破碎带靠近超基性岩体一侧,异常强度两头强,中间稍弱。

Cu异常分布较为分散,沿断裂带整体分布,异常规模,强度较小。在66线附近异常强度较大,与Au异常相互套合好。

Pb、Zn异常主要分布于30线以东,两者相互套合并与Au异常套合较好。异常较为规整,异常浓度较高。但44线附近仅见Pb异常,而未见Zn异常。

B异常沿断裂分布,其中以48线以西异常最好,异常形态规模大,浓度高,呈线状分布,48线以东异常较弱。

Mn异常主要分布在50线以东,异常规模大,浓度高。50线以西零星分布,浓度低。

总的趋势是,煎茶岭金矿地表原生晕异常大致以30线为界分为两部分,东部主要为Au、As、Ag、Mn、Pb、Zn、Ni、Cr、Co、Cu、B元素组合,其中在50线以东元素组合最好,异常规模大,强度高,该处也是矿体出露最好的部位; 西部主要为Mn、Ni、Cr、Co、Cu、B元素组合,可能反映了早期矿化的热液活动特点。

4.原生晕异常剖面特征

垂向上煎茶岭金矿原生晕异常分布特征见图4-25至4-30。由图中可看出异常在垂向上变化如下:

Au异常主要位于矿体的上部及中下部,浅部异常较弱。Au异常出现部位基本上是蚀变带变厚部位,也是矿体的厚大部位。蚀变带变薄处,异常也较弱。

As异常与Au异常紧密套合,高值点出现在矿体上部、Au异常的上部。下部出现的较高异常,可能表示了矿体向下部还有较大的延伸。

Cu、Ag异常紧密套合,并与Au异常套合。其高值点多出现在矿体的中下部、矿体较好部位,可能代表了主成矿期的晚期异常。

Ni、Cr、Co异常基本上位于金异常的外围靠近超基性岩体一侧,其高值点多位于Au异常的中上部,表示成矿热液主要来源于超基性岩体。

B异常与Au异常套合,其高值点基本上位于Au异常的中下部位,可能代表了中晚期的热液活动。

Pb、Zn异常基本上与Au异常套合,但其高值点多位于矿体的下部和外侧,为成矿晚期热液活动的产物。

Mn异常出露范围较宽,包含Au异常,处于Au异常的外层,其高值点位于矿体的上部。

总之,在上述异常组合中Mn、Au、As元素异常多位于矿体的上中部位,异常形态基本上呈上宽下窄的形态,Ni、Cr、Co异常多靠近超基性岩体,且高值点多位于矿体上部,说明矿液主要来源于岩体一侧。Ag、Cu、Pb、Zn、B元素异常呈上窄下宽的形态,且异常高值点多位于矿体的中下部,可能与中晚期成矿热液活动有关。

图4-25 煎茶岭金矿床64线Mn异常图

图4-26 煎茶岭金矿床64线Ni、Cr异常图

图4-27 煎茶岭金矿床64线Au、As异常图

图4—28 煎茶岭金矿床64线Cu、Ag异常图

图4-29 煎茶岭金矿床64线B、Co异常图

图4-30 煎茶岭金矿床64线Pb、Zn异常图

5.原生晕异常纵投影特征

沿蚀变带纵向原生晕异常分布形态见图4-31至4-35。由图上可以看出各元素异常沿纵向分布的特点。

图4-31 煎茶岭金矿床Mn异常纵投影图

图4-32 煎茶岭金矿床Au、As异常纵投影图

图4-33 煎茶岭金矿床B、Co异常纵投影图

Au异常主要分为3部分。第一部分位于54～68线地表到深部,该段异常面积大,异常浓度高,具有多个异常中心,600m标高以下异常减弱,该段为矿体最好的部位; 第二部分位于32～44线地表到800m标高附近,异常相对较弱,该段矿体在900m标高附近矿体连续,厚度较大,品位较高,深部仅见少量的矿体,多为矿化体; 第三部分位于18～30线浅部,异常较为规整,为一单异常,浓集中心位于28线,该段仅见Au矿化。

As异常分布范围与Au异常一致,基本上与Au异常套合,异常多位于Au异常的上部。仅56～64线处异常分为上、下两部分,上部位于地表Au异常头部,下部位于Au异常的中部,该处砷异常可能与深部Au矿化有关系。

图4-34 煎茶岭金矿床Cu、Ag异常纵投影图

图4-35 煎茶岭金矿床Pb、Zn异常纵投影图

Cu异常多位于Au异常的边部及中下部,单个异常规模较小,浓度较低,仅个别异常浓度值较高,位于36线以西及66线处,Cu异常出现部位矿化一般较弱。

Ag异常主要位于32线以东,异常中心分布较为凌乱,多位于浅部。异常规模较小,浓度值普遍较低,与Au异常套合较好。Ni、Cr、Co异常主要分布于14～70线间,多位于Au异常的上部。异常规模大,形态规整,异常浓度为两侧高、中间低。蚀变带中Ni、Cr、Co异常浓度较高,表明热液主要来源于超基性岩体。

Zn异常主要位于Au异常的下部及旁侧,异常规模较小,浓度较低,为弱异常。异常出现部位多为矿体下部或无矿部位。

Pb异常分为两部分,一部分位于14～42线间,该段出现多个浓集中心,异常位于地表; 另一部分位于54～66线间地表到浅部,异常规模较大,形态规整,浓集中心明显。异常出现部位一般矿化较弱或无矿。

B异常分布于20～70线间地表及Au异常的中下部,其中地表20～30线间异常较好。

Mn异常形态和分布位置与Au异常相似,但其浓集中心多位于Au异常的上部,向下异常减弱。

总体上看,各元素异常主要分布在16线以东,16线以西未见异常。从异常形态看,东部向下延深较大,西部延深较小,这与矿体向东侧伏相吻合,暗示矿液可能由东向西运移。这也与超基性岩体的分布形态有关,48线以西为分支岩体与白云岩接触,48线以东为超基性主岩体,分支岩体插入到主岩体中,说明成矿热液主要来源于主岩体。Ni、Cr、Co含量较高,也表明成矿热液来源于超基性岩体,其异常位于Au异常上部及西部,可能与早期成矿作用有关。Cu、Pb、Zn、B元素多位于Au异常的边部和下部,其出现部位一般矿化较弱或无矿,可能与成矿晚期的热液活动有关。

6.原生晕地球化学异常评价指标

根据以上所述,结合该矿区地质特征和矿床地质条件,原生晕地球化学异常评价标志归纳为以下4点:

1)Au、As、Ag、Mn、Pb、Zn、Ni、Cr、Co、Cu、B元素为蚀变带上主要的成矿指示元素,各元素异常呈带状相互套合,沿F451断裂带分布。

2)成矿元素Au与所伴生的其他元素组成的异常形态规整,强度大,异常浓集中心明显。

3)矿体由上至下的元素分带序列为:Mn-Ni-Cr-Co-As→Au-Cu-B-Ag→Pb-Zn。Mn、Ni、Cr、Co、As为前缘指示元素; Au、Cu、B、Ag为矿体特征元素; Pb、Zn为矿体尾部特征元素。

4)由于煎茶岭金矿成矿作用与超基性岩体有着密切的关系,除Ni、Cr、Co 3个高含量元素外,找矿指示元素主要为Mn、As、Au,当出现Cu、B、Ag异常时表示矿体已接近下部; 若矿体中出现Pb、Zn异常,则表明已位于矿体的尾部; 若同时有Mn、As、Au异常的叠加,表明矿体向下具有较大的延深或深部有另外的矿体出现。

(三)化探方法的有效性评价

以上所阐述的化探方法是我们多年来使用的行之有效的找矿方法之一,找矿效果甚好。地质体的发展、演化是极其复杂多变的,每一种找矿方法都有着它的局限性,化探方法也一样。1:5万水系沉积物测量仅适用于地形切割剧烈、水系发育的山区找矿,适用于大面积区域地球化学勘查和普查找矿工作,而在地形平坦、水系不发育地域,其应用效果受限。1:2.5万沟系次生晕测量则适用于土壤覆盖区,适用于对水系沉积物异常的查证、进一步缩小找矿靶区,在普查阶段用来评价被土壤覆盖的岩浆岩、地层和构造的含矿性,圈定成矿远景区。中小比例尺(1:10万及以上)岩石地球化学测量(原生晕法)则适用于基岩出露良好的地区,可直接圈出找矿远景区,多用于评价不同地质体的含矿性。大比例尺(1:10000或1:5000)岩石或土壤地球化学测量可以确定矿(化)体的空间部位、形态和规模,追踪盲矿,并预测矿床(体)规模,研究成矿机理。总之,针对不同对象,选择不同的化探方法并与地质结合进行合理解译,把化探异常转换为具有地质内涵的找矿标志,一定会取得良好的找矿效果。

⑦ 论文中研究方法的应用

论文中研究方法的应用

论文是一个汉语词语，古典文学常见论文一词，谓交谈辞章或交流思想。当代，论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章，简称之为论文。下面是我收集的论文中研究方法的应用，欢迎大家参考。

【摘要】：

硕士毕业论文是一个硕士研究生论文水平的重要表现，考察其论文的研究方法对于我们研究论文的研究方法有重要的帮助，本论文以华东师范大学思想政治教育专业20xx年和20xx年硕士毕业生硕士学位论文为研究对象。通过统计分析发现：马克思主义理论学科研究生的研究方法意识逐渐增强，呈现出多样化趋势，同时存在述而不用、理解不准确、运用不到位等问题。造成这些问题的主要原因就是缺乏研究方法的理论学习与实践训练。因此，应注重从增强研究生方法自觉、严格学位论文写作规范等方面不断提升学位论文研究方法运用水平。

【关键词】：

研究方法；硕士论文；思想政治教育

研究方法是科学研究的首要问题，贯穿科学研究的全过程。它上与认识论、方法论相连，下与理论性质、研究问题紧密相关，是保证研究成果科学性的前提和保障。

一、学位论文与研究方法

（一）研究生学位论文

研究生学位论文是衡量研究生科研能力和培养质量的重要手段。研究生学位申请者根据学位授予要求而撰写的研究论文。它是评判学位申请人学术水平的重要依据和获得学位的必要条件之一。学位论文质量的高低是衡量研究生科研水平高低的一个重要标志。

（二）研究方法

研究方法，也就是正确地提出问题、解决问题，是研究事实所不可缺少的理论原则、程序、手段、方式和技巧。是保证观察可靠、判断、推理得以正确形成的原则、程序、手段、方式。我国哲学社会科学学者秦宗熙和穆怀中、谢圣明认为社会研究方法的体系由三个不同层次构成，即一般方法、具体研究方法和具体的研究程序和研究技术。

首先，一般方法包括马克思主义哲学方法论、社会学的学科方法论以及逻辑方法论。其次，具体的研究方法包括文献法、个案法、访问法、问卷法、观察法、实验法、抽样法、社会测量法、典型法等。具体的研究程序和研究技术。最后，研究程序包括四个阶段即选题阶段、计划阶段、实施阶段和总结阶段。一般情况下，学生在论文写作上采取定性和定量研究相结合，采取文献法、历史法、比较法、统计分析法、问卷法、测验法、经验总结法等多种方法相结合使用。

二、思想政治教育硕士学位论文研究方法分析

硕士学位论文是一个硕士研究生写作水平的展现，而方法的运用则体现了作者研究过程中方法原则程序是否科学合理，这也就直接影响论文的质量和水平。通过分析得出思政研究生硕士学位论文以传统的理论思辨研究方法为主，缺乏科学的研究方法意识，缺少相应的实证与量化分析

（一）研究方法自陈状况分析

在抽样的华东师范大学2014、2015年30篇思想政治教育硕士学位论文中分析发现，从整体上而言，有90.1%的学位论文明确交代论文研究方法。能清晰单列“研究方法”部分并作“详细说明”和“简要说明”的学位论文的比例比较大，这说明，思想政治教育学科硕士论文的研究方法意识在已经比较高，研究的科学性从总体而言呈比较好的状态。当然，如果把自陈水平为详细说明和简要说明的论文判为“合格”的话，那么合格的比例仅仅有37%。

（二）研究方法的主要类别及其运用情况

总体分析后发现，马克思主义理论学科硕士学位论文运用的研究方法主要包括文献研究法、经验总结法、理论思辨法、比较研究法、历史研究法、调查研究法等。在30篇硕士学位论文中，以文献研究法为主要研究方法的占60%，排名第一；以思辨抽象法为主要研究方法的硕士论26%，排名第二；比较研究法为主占23%；其余还包括历史研究法、跨学科研究、调查研究等等占有一定比例。此外，100%的硕士论文的是融合两种方法以上的综合方法，融合的方式较为多样。

从以上可以看出，研究方法依然以经验研究和思辨研究等传统研究方法为主。文献研究法、思辨抽象法、历史研究法、比较研究法等传统研究方法备受青睐，其中文献研究法的使用率100%。新的实证研究方法，如调查研究、访谈法等开始进入马克思主义理论学科领域，使得研究方法更为丰富和多样化。

三、结论

（一）优点。通过分析30篇抽样可以得出思想政治教育专业硕士研究生在学位论文的写作中方法意识逐渐增强，通过本研究的调查分析发现过去单一的研究方法有所下降，对研究具有实际指导价值的学科层面方法论和原则层面方法论急剧增加，这表明高等教育研究的方法论出现了多元化趋向。从某种意义上可以说，研究方法论趋向多元化意味着研究者对研究方法论认识更加深人，这也意味着思想政治教育专业研究方法的多元化。

同时，具体研究方法和研究技术种类多样性，尽管定量与实证研究方法的整体运用中占比例不大，但从调查结果可以说明研究生们已经意识到定量与实证研究方法在研究中的重要性，通过定量与实证研究分析更能确定的各影响因素与结果之间的关系，从而得出科学的结论。研究技术的`这一层次是研究方法结构体系中与研究成果联系最为密切的层面。一定的研究方法论和研究方式最终必然要通过具体方法与技术才能展现出来。

（二）存在的不足。通过对样本的分析，可以得出，虽然在毕业论文中很多人都陈述了研究方法，但是研究方法陈述不够明确，甚至对研究方法本身并不是非常清楚，部分论文对研究方法敷衍了事，有的研究生将实证研究、思辨研究、定性研究、定量研究、定性与定量相结合、规范研究及跨学科研究、多学科研究当作研究方法。事实上，从哲学和科学方法的角度看，实证研究、定性研究、定量研究、定性与定量相结合及跨学科研究、多学科研究都是开展科学研究的一种指导思想，是方法论。如实证研究与之对应的有实验法、调查法等。

定性与思辩研究多，定量与实证研究少。定量研究与实证研究在研究科学性能够起到很重要的作用，从调查结果显示，虽然定量和实证研究有所增加，但从总体上而言，定量和实证研究还是很少。通过案例、实验、非实验、实地研究，用事实情况及真实数据更能有力地证实研究者的观点的文章少。调查数据显示，在研究生学位论文研究方法中以文献法、历史法、比较法这些以叙事性的定性研究为主导，从个人经验出发的感悟性、思辨性研究较多，说明定性研究仍是主要研究方法。虽然随着研究的深入及对研究的科学性的重视，定量与实证的方法逐步受到重视，但比较而言，运用的仍然较少。调查结果显示，在研究生学位论文中最常用的定量与实证的研究方法是调查法，最常用的统计分析方法是描述统计。方差分析、差异检验及显着性分析等定量方法在论文中少有出现。

综合上述分析，在培养学生论文写作方法上，我们应该更加注重方法意识，培养学生方法自觉，注重开设方法论课程的质量，提高研究质量，重视定量与实证研究，优化定性与思辨研究的结构，规范研究方法，树立科学研究意识，促进思想政教育学科理论发展。