一、控制变量法:通过固定某几个因素转化为多个单因素影响某一量大小的问题.
二、等效法:将一个物理量,一种物理装置或一个物理状态(过程),用另一个相应量来替代,得到同样的结论的方法.
三、模型法:以理想化的办法再现原型的本质联系和内在特性的一种简化模型.
四、转换法(间接推断法)把不能观察到的效应(现象)通过自身的积累成为可观测的宏观物或宏观效应.
五、类比法:根据两个对象之间在某些方面的相似或相同,把其中某一对象的有关知识、结论推移到另一个对象中去的一种逻辑方法.
六、比较法:找出研究对象之间的相同点或相异点的一种逻辑方法.
七、归纳法:从一系列个别现象的判断概括出一般性判断的逻辑的方法.
(1)解决标量磁位多值性的方法扩展阅读:
物理学的本质:物理学并不研究自然界现象的机制(或者根本不能研究),我们只能在某些现象中感受自然界的规则,并试图以这些规则来解释自然界所发生任何的事情。我们有限的智力总试图在理解自然,并试图改变自然,这是物理学,甚至是所有自然科学共同追求的目标。
六大性质
1.真理性:物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律。
2.和谐统一性:神秘的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉。
牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。麦克斯韦电磁理论的建立,又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。
3.简洁性:物理规律的数学语言,体现了物理的简洁明快性。如:牛顿第二定律,爱因斯坦的质能方程,法拉第电磁感应定律。
4.对称性:对称一般指物体形状的对称性,深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。如:物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。
5.预测性:正确的物理理论,不仅能解释当时已发现的物理现象,更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在。
6.精巧性:物理实验具有精巧性,设计方法的巧妙,使得物理现象更加明显。
对于物理学理论和实验来说,物理量的定义和测量的假设选择,理论的数学展开,理论与实验的比较是与实验定律一致,是物理学理论的唯一目标。
人们能通过这样的结合解决问题,就是预言指导科学实践这不是大唯物主义思想,其实是物理学理论的目的和结构。
在不断反思形而上学而产生的非经验主义的客观原理的基础上,物理学理论可以用它自身的科学术语来判断。而不用依赖于它们可能从属于哲学学派的主张。在着手描述的物理性质中选择简单的性质,其它性质则是群聚的想象和组合。
通过恰当的测量方法和数学技巧从而进一步认知事物的本来性质。实验选择后的数量存在某种对应关系。一种关系可以有多数实验与其对应,但一个实验不能对应多种关系。也就是说,一个规律可以体现在多个实验中,但多个实验不一定只反映一个规律。
❷ 磁测数据的处理与解释
(一)磁测数据的处理
在环境与工程测量中获得的磁测数据的处理与解释方法与矿产勘查中数据处理与解释方法基本相同。数据处理大体上可分为滤除干扰的一般处理和提取信息的专项处理两类。一般处理的目的在于滤除干扰,得到能客观反映磁场面貌特征的基础图件;专项处理的目的在于尽可能多地提取有效信息,或改变异常形式,以便于解释及与地质等综合信息的对比分析。
专项处理方法大致分成三类:
1)位场转换处理方法,如化极处理、磁重转换等;
2)突出“平缓场”弱变化的处理方法,如自适应滤波、互相关滤波等;
3)划分区域场与突出局部异常的方法,如上、下延拓,求导与积分,匹配滤波等;
需要指出的是,上述处理方法的应用应根据实际情况进行取舍。
另外针对某些特殊情况,常用以下与高精度磁测相匹配的数据处理技术,避免处理精度不够对有用信息的损失。
1.磁异常弱信号提取技术,增强异常分辨能力
在利用磁异常进行地质问题调查中经常会遇到有用异常被干扰所淹没而难于分辨,所以弱异常的提取在磁异常解释中具有十分重要的意义。由于有用异常经常与干扰频率相近,所以采用统计方法可能更合适。如采用最佳检测系统与自调节 滤波提取弱信号等。
2.航磁低纬度化极与变磁倾角化极
为解决低磁纬度化极的不稳定性问题,人们研究了许多方法,综合起来可分为两类:一类是频率域方法;另一类是空间域方法。比较起来,频率域方法计算速度较快,但化极精度不够高;空间域方法精度较高,但由于涉及求解大型方程组问题,只能处理小面积数据,实用性差。近年来对空间域方法作了进一步改进,但在提高速度的同时也降低了精度,总的来说这类方法速度提高很有限。对于频率域方法提出了各种改进措施,这些方法在一定程度上使低纬度化极效果得到改善,但其精度仍有待提高,所以简便高精度低纬度化极方法的研究仍是今后需要研究的方向。
当航磁测区南北方向跨度大时,全区按一个磁倾角处理就会产生较大误差,所以必须考虑按实际地磁倾角变化的变磁倾角化极。目前,在频率域解决此问题的途径有两个:一是把全区磁化倾角变化作统一处理的全变倾角化极;二是把测区划分为若干条带的小区,小区内地磁倾角取平均值,而后依次用每一小区的磁倾角对全测区数据作化极,最后将各带的处理结果拼接起来得到分带变倾角化极。由于全变倾角化极中对倾角变化规律的简化和分带化极的拼接处理等都将影响结果的精度,进一步研究高精度实用的变倾角化极方法仍是十分必要的。
3.磁异常曲面延拓
位场曲面延拓对中高山区磁场的解释特别重要。国内外专家已提出过多种基于等效源层(空间域)曲面位场延拓方法。实际工作中由于磁测数据量大,特别是航磁在处理大量数据时常要花费大量计算机时与分块处理拼图造成的不够精确等问题,因此,这些方法还不便在生产实际中推广应用。在频率中研究快速实用的曲化平方法是一个有前景的方向,将位场表示为泰勒级数谱,采用迭代法逐次逼近求出平面上的场值,平面可以通过起伏面,但只有当延拓高度较小时才适用。
4.不同深度磁场的划分
为了提高磁场的垂向分辨率,研究沿深度的分场方法具有十分重要的意义。虽然目前已有匹配滤波、正则化滤波、补偿圆滑滤波等多种方法,但所得结果还不能与深度有定量的对应关系,可采用适合位场特点的小波变换方法以及深度滤波方法。
(二)磁异常的推断解释
磁异常的解释比较复杂,因为磁异常形态取决于诸多因素,如物体的几何形态、物体所处位置上的地磁场方向、组成物体岩土的磁化方向、相对于物体轴向的测线方位等,因此,在解释磁异常时,要特别注意分析磁异常的平面特征和剖面特征。磁异常反演可以采用比较成熟的一些反演方法,如特征点法、切线法、梯度积分法、矢量解释法、线性反演法等。
1.几种简单形体的磁异常特征
(1)柱状体的Za曲线特征
在自然界中的火山颈、筒状体等均可看作柱状体。在北半球,向北倾斜的柱状体基本上都是顺轴磁化,磁化方向由柱顶指向柱底,即柱顶为负磁极,柱底为正磁极,其他地方无磁极分布。当柱体截面积很小并向地下延深较大时,柱底正磁极在地表产生的磁场可以忽略,这时就相当于一个负点磁极(单极)产生的磁场。在通过它正上方的剖面上,Za曲线的特征如图4-3a。由图可见在柱顶上方出现Za极大值,曲线两侧对称,且向两侧逐渐减小,远处趋于零,但不出现负值。柱顶上方的Za平面等值线特征是以柱顶在地面投影为圆心的一系列同心圆(图4-3b)。若柱体延深有限(双极)或斜磁化时,Za曲线呈不对称状,且在倾斜一侧,或在产生正磁荷的一侧出现负值。
图4-3 柱状体的Za曲线异常
(2)球体的Za曲线特征
自然界中的囊状体、透镜体、充有磁性矿物的溶洞都可以近似看作球体。一个均匀磁化球体的磁场等效于一个磁偶极子的磁场。图4-4和图4-5分别为垂直磁化和倾斜磁化Za异常曲线图及断面上磁力线的示意图。垂直磁化的Za异常曲线呈对称状,极大值在球心正上方,两侧逐渐减小,且出现负值,远处趋于零。球顶上的平面Za等值线形状是以球心在地面投影为圆心的一系列同心圆,中间部分为正值,外围等值线为负值。斜磁化的Za异常曲线呈不对称状,两侧负值不相等,当磁化强度向右下倾斜时,Za极大值向左移,右侧负值幅度较大。其等值线形状倾斜侧变密,另一侧变疏。
图4-4 垂直磁化球体的Za曲线
图4-5 倾斜磁化球体的Za曲线
(3)板状(脉状)体的Za曲线特征
自然界中的层状体、脉状体都可近似地看作板状体。当板状体的顶面埋深小于上顶面宽度时,为厚板,反之为薄板,薄板和厚板的磁场特征基本类似。当M的方向与层面平行时,称为顺层磁化,斜交时,称为斜磁化。
当板状体无限延深且顺层磁化时(单极线),主剖面上Za曲线特征同单极的异常形态类似(图4-6),只是异常梯度变缓,宽度增大。在平面上,Za等值线的形状呈条带状。在斜磁化时,Za异常曲线呈不对称状,当板状体倾角小于地磁场倾角时(图4-7),Za曲线极大值向右偏移,左侧出现负值。其他情况可自行分析。在等值线平面图上,Za等值线呈具有一定走向的条带状,一侧为正值,另一侧为负值。
(4)接触带的Za曲线
垂直接触带走向的测线上,Za异常曲线的特征(图4-8),在磁性岩层一侧出现正值,且延续较长范围,非磁性岩层一侧出现负值。
图4-6 顺层磁化板状体Za曲线
图4-7 斜磁化板状体Za曲线
图4-8 接触带的Za曲线
2.磁异常的定性解释
(1)磁异常解释的步骤
在磁异常图上,首先是根据勘探任务,从异常的规模、形态、梯度、峰值高低等异常特征入手,确定哪些是与勘探任务有关的有用异常,哪些是与勘探任务无关的干扰异常。然后用区域校正的方法消除干扰,突出并绘制出有用异常。在解释过程中还应密切结合工区的地质和其他物探资料,综合对比分析,从中找出引起磁异常的地质因素。最后对有意义的异常,可作定量或半定量计算。
(2)磁异常特征与地质体之间的关系
磁异常的形态与地质体的形状、磁性强弱、产状等的关系,可综合如下:
如果在等值线平面图上磁异常沿某一方向延伸较远,说明该磁性体为二度体,长轴方向即为磁性地质体的走向。当磁异常无明显走向时,说明磁性体可能为球、柱等二度体。磁性地质体的规模可根据异常范围大致确定。
在Za等值线平面图上,如果发现在正异常周围有负异常,一般为有限延深的磁性地质体引起;如果只在一侧出现负值,则为无限延深斜磁化地质体引起;如果在正异常周围不出现负异常,则为顺层(轴)磁化无限延深的地质体。
磁异常幅值的大小与地质体的磁化强度成正比,且随地质体的体积增大而增加。当M和体积一定时,磁异常随地质体的埋深加大而减小,且曲线梯度小,异常范围加宽。
另外,根据磁异常等值线平面图还可以圈定地质体在地面上的投影位置。当Za曲线呈对称状时,高值带一般出现在磁性地质体正上方;当异常曲线不对称时,极大值相对于地质体中心有偏移,这时地质体中心在地面的投影位于极大值和极小值之间。
3.磁异常的定量解释
(1)特征点法
该法主要用于简单形体求解。对于无限延深顺层磁化的柱体(单极),可用下式来求顶面埋深h:
环境与工程地球物理勘探
式中:x1/2为原点(极大值点)到半极值点距离。
对于无限延深顺层磁化的板状体顶板埋深h,则有
环境与工程地球物理勘探
水平圆柱(偶极线)中心埋深h为
环境与工程地球物理勘探
(2)切线法
切线法是一种近似的经验方法。其特点是,方法精度不高但速度较快。具体做法是通过曲线极大值、极小值及曲线两翼拐点分别作五条切线,如图4-9所示。利用拐点切线与极值点切线交点的横坐标来求磁性体埋深h,其关系式为
环境与工程地球物理勘探
图4-9 切线法原理
式中:xj、x'j为极大值点切线与拐点切线交点的横坐标;x0、x'0分别为两个极小值点切线与拐点切线交点的横坐标。
(3)选择法
该方法也称理论曲线与实测曲线对比法。它是通过对实测曲线和地质资料的分析,初步确定地下磁性体的产状、体积及埋深,然后利用理论公式计算出异常曲线,并用此理论曲线与实测曲线进行对比。如果两曲线基本特征一致,说明原确定的磁性体参数符合实际情况;若差别较大,需要进一步修改有关参数再计算理论曲线;再对比,以逐步逼近实测曲线,直至两曲线吻合为止。此时假定的各参数即为实测磁性体参数。具体计算方法多采用量板法或计算机处理。
❸ 初中物理 探究杠杆的平衡条件与探究磁场时引入磁感线分别运用了什么物理方法
第一个运用的是归纳法,第二个运用的是转换法
研究物理的科学方法有许多,经常用到的有观察法、实验法、比较法、类比法、等效法、转换法、控制变量法、模型法、科学推理法等。研究某些物理知识或物理规律,往往要同时用到几种研究方法。如在研究电阻的大小与哪些因素有关时,我们同时用到了观察法(观察电流表的示数)、转换法(把电阻的大小转换成电流的大小、通过研究电流的大小来得到电阻的大小)、归纳法(将分别得出的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关的信息归纳在一起)、和控制变量法(在研究电阻与长度有关时控制了材料、横截面积)等方法。可见,物理的科学方法题无法细致的分类。只能根据题意看题中强调的是哪一过程,来分析解答。下面我们将一些重要的实验方法进行一下分析。
一、控制变量法
物理学研究中常用的一种研究方法——控制变量法。所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题。
可以说任何物理实验,都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究。
如:导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系,中学物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系,而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下,研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系,分别得出实验结论。通过学生实验,让学生在动脑与动手,理论与实践的结合上找到这“两个关系”,最终得出欧姆定律I=U/R。
为了研究导体的电阻大小与哪些因素有关, 控制导体的长度和材料不变,研究导体电阻与横截面积的关系。
为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,保证压力相同时,研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
利用控制变量法研究物理问题,注重了知识的形成过程,有利于扭转重结论、轻过程的倾向,有助于培养学生的科学素养,使学生学会学习。
中学物理课本中,蒸发的快慢与哪些因素的有关;滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;液体压强与哪些因素有关;研究浮力大小与哪些因素有关;压力的作用效果与哪些因素有关;滑轮组的机械效率与哪些因素有关;动能、重力势能大小与哪些因素有关;导体的电阻与哪些因素有关;研究电阻一定、电流与电压的关系;研究电压一定、电流和电阻的关系;研究电流做功的多少跟哪些因素有关系;电流的热效应与哪些因素有关;研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系;研究影响力的作用效果的因素;研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系;研究物体吸热与物质种类、质量、温度的关系;研究通电导体在磁场中的受力与哪些因素有关;研究影响感应电流的方向因素等均应用了这种科学方法。
二、转换法
一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象,要研究它们的运动等规律,使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。这种方法在科学上叫做“转换法”。 如:分子的运动,电流的存在等,
如:空气看不见、摸不到,我们可以根据空气流动(风)所产生的作用来认识它;分子看不见、摸不到,不好研究,可以通过研究墨水的扩散现象去认识它;电流看不见、摸不到,判断电路中是否有电流时,我们可以根据电流产生的效应来认识它;磁场看不见、摸不到,我们可以根据它产生的作用来认识它。
再如,有一些物理量不容易测得,我们可以根据定义式转换成直接测得的物理量。在由其定义式计算出其值,如电功率(我们无法直接测出电功率只能通过P=UI利用电流表、电压表测出U、I计算得出P)、电阻、密度等。
中学物理课本中,
测不规则小石块的体积我们转换成测排开水的体积(这里也有等效思维)
我们测曲线的长短时转换成细棉线的长度
在测量滑动摩擦力时转换成测拉力的大小
大气压强的测量(无法直接测出大气压的值,转换成求被大气压压起的水银柱的压强)测硬币的直径时转换成测刻度尺的长度
测液体压强(我们将液体的压强转换成我们能看到的液柱高度差的变化)
通过电流的效应来判断电流的存在(我们无法直接看到电流),
通过磁场的效应来证明磁场的存在(我们无法直接看到磁场),
研究物体内能与温度的关系(我们无法直接感知内能的变化,只能转换成测出温度的改变来说明内能的变化);
在研究电热与电流、电阻的因素时,我们将电热的多少转换成液柱上升的高度。
在我们研究电功与什么因素有关的时候,我们将电功的多少转换成砝码上升的高度。
密度、功率、电功率、电阻、压强(大气压强)等物理量都是利用转换法测得的。
物体发生形变或运动状态改变可证明此物受到力的作用;苹果落地可证明重力存在;马得堡半球实验可证明大气压的存在;雾的出现可证明空气中含有水蒸气;影的形成可以证明光沿直线传播;月食现象可证明月亮不是光源;奥斯特实验可证明电流周围有磁场;指南针指南北可证明地磁场的存在;手机能打电话可证明电磁波的存在;扩散现象可证明分子做无规则运动;铅块实验可证明分子间引力的存在;运动的物体能对外做功可证明它具有能。
在我们回答动能与什么因素有关时,我们回答说小球在平面上滑动的越远则动能越大,就是将动能的大小转换成了小球运动的远近。以上列举的这些问题均应用了这种科学方法。
例:1、分子运动看不见、摸不着,不好研究,但科学家可以通过研究墨水的扩散现象去认识它,这种方法在科学上叫做“转换法’。下面是小明同学在学习中遇到的四个研究实例,其中采取的方法与刚才研究分子运动的方法相同的是( )
A.利用磁感应线去研究磁场问题
B.电流看不见、摸不着,判断电路中是否有电流时,我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定
C.研究电流与电压、电阻关系时,先使电阻不变去研究电流与电压的关系:然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系
D.研究电流时,将它比做水流
三、放大法
在有些实验中,实验的现象我们是能看到的,但是不容易观察。我们就将产生的效果进行放大再进行研究。 比如音叉的振动很不容易观察,所以我们利用小泡沫球将其现象放大。观察压力对玻璃瓶的作用效果时我们将玻璃瓶密闭,装水,插上一个小玻璃管,将玻璃瓶的形变引起的液面变化放大成小玻璃管液面的变化。严格说放大法也属于转换法.
四、积累法
在测量微小量的时候,我们常常将微小的量积累成一个比较大的量、比如在测量一张纸的厚度的时候,我们先测量100张纸的厚度在将结果除以100,这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的积累法。
要测量出一张邮票的质量、测量出心跳一下的时间,测量出导线的直径,均可用积累法来完成。严格地说积累法也属于转换法。
五、类比法
在我们学习一些十分抽象的,看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解我们就拿出一个大家能看见的与之很相似的量来进行对照学习。如电流的形成、电压的作用通过以熟悉的水流的形成,水压使水管中形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时,在老师的引导下,联想到:水压迫使水沿着一定的方向流动,使水管中形成了水流;类似的,电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。抽水机是提供水压的装置;类似的,电源是提供电压的装置。水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似的,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能。
我们学习分子动能的时候与物体的动能进行类比;学习功率时,将功率和速度进行类比。
例: 1、某同学在学习电学知识时,在老师的引导下,联想力学实验现象,进行比较并找出了一些相类似的规律,其中不准确的是( )
A.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
B.抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置
C.抽水机工作时消耗水能;类似地,电灯发光时消耗电能
D.水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能:类似地,电流通过电灯时,消耗电能转化为内能和光能
通过类比,用大家熟悉的水流、水压的直观认识,使得看不见、摸不着的抽象的电流、电压等知识跃然纸面,栩栩如生。
六、理想化物理模型:
实际现象和过程一般都十分复杂的,涉及到众多的因素,采用模型方法对学习和研究起到了简化和纯化的作用。但简化后的模型一定要表现出原型所反映出的特点、知识。模型法有较大的灵活性。每种模型有限定的运用条件和运用的范围。
中学课本中很多知识都应用了这个方法,比如有:
液柱、(比如在求液体对竖直的容器底的压强的时候,我们就选了一个液柱作为研究的对象简化,简化后的模型依然保留原来的特点和知识)
光线、(在我们学习光线的时候光线是一束的,而且是看不见的,我们使用一条看的见的实线来表示就是将问题简化,利用了理想化模型)
液片、(在我们研究连通器的特点,求大气压时我们都在某一位置取了一个液面,研究该液面所受到的压强和压力,也是将问题简化,利用理想化模型法)
光沿直线传播;(在我们学习中我们知道真正的空气是各处都不均匀的,比如越往上空气越稀薄,在比如因为空气各处不均匀形成了风,而在光是沿直线传播一节中我们将问题简化,只取一个简单的模型,一条光线在均匀的介质中传播)
匀速直线运动;(生活中很少有一个物体真正的做匀速直线运动,在我们研究问题的时候匀速直线运动只是一个模型)
磁感线(磁感线是不存在的一条线,但是我们为了便于研究磁场我们人为的引入了一条线,将我们研究的问题简化。)
光滑平面(研究力学时常用到光滑平面,即物体表面没有摩擦,但是真正没有摩擦的表面是没有的.为了问题的简化就把很小的摩擦不考虑就假设物体表面光滑)
例:1、在我们学习物理知识的过程中,运用物理模型进行研究的是( )多项选择
A、建立速度概念 B、研究光的直线传播
C、用磁感应线描述磁场 D、分析物体的质量
七、科学推理法:
当你在对观察到的现象进行解释的时候就是在进行推理,或说是在做出推论,例如当你家的狗在叫的时,你可能会推想有人在你家的门外,要做出这一推论,你就需要把现象(狗的叫声)与以往的知识经验,即有陌生人来时狗会叫结合起来。这样才能得出符合逻辑的答案
如:在进行牛顿第一定律的实验时,当我们把物体在越光滑的平面运动的就越远的知识结合起来我们就推理出,如果平面绝对光滑物体将永远做匀速直线运动。
如:在做真空不能传声的实验时,当我们发现空气越少,传出的声音就越小时,我们就推理出,真空是不能传声的。
八、等效替代法:
比如在研究合力时,一个力与两个力使弹簧发生的形变是等效的,那么这一个力就替代了两个力所以叫等效替代法,在研究串、并联电路的总电阻时,也用到了这样的方法。在平面镜成像的实验中我们利用两个完全相同的蜡烛,验证物与像的大小相同,因为我们无法真正的测出物与像的大小关系,所以我们利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代物体的大小。
九、归纳法:
是通过样本信息来推断总体信息的技术。要做出正确的归纳,就要从总体中选出的样本,这个样本必须足够大而且具有代表性。在我们买葡萄的时候就用了归纳法,我们往往先尝一尝,如果都很甜,就归纳出所有的葡萄都很甜的,就放心的买上一大串。
比如铜能导电,银能导电,锌能导电则归纳出金属能导电。在实验中为了验证一个物理规律或定理,反复的通过实验来验证他的正确性然后归纳、分析整理得出正确的结论。
在阿基米德原理中,为了验证F浮=G排,我们分别利用石块和木块做了两次实验,归纳、整理均得出F浮=G排,于是我们验证了阿基米德原理的正确性,使用的正是这种方法。
在验证杠杆的平衡条件中,我们反复做了三次实验来验证F1×L1=F2×L2也是利用这种方法。
一切发声体都在振动结论的得出(在实验中对多种结论进行分析整理并得出最后结论时),都要用到这一方法。
在验证导体的电阻与什么因素有关的时候,经过多次的实验我们得出了导体的电阻与长度,材料,横截面积,温度有关,也是将实验的结论整理到一起后归纳总结得出的。
在所有的科学实验和原理的得出中,我们几乎都用到了这种方法。运用归纳法得出的结论更具有普遍性。运用这种思维方法时实验一定要改变条件多做几次,否则得出的结论可能是特殊结论,而不具备普遍性。
十、比较法(对比法)
当你想寻找两件事物的相同和不同之处,就需要用到比较法,可以进行比较的事物和物理量很多,对不同或有联系的两个对象进行比较,我们主要从中寻找它们的不同点和相同点,从而进一步揭示事物的本质属性。
如,比较蒸发和沸腾的异同点。如,比较汽油机和柴油机的异同点
如,电动机和热机。如,压表和电流表的使用
利用比较法不仅加深了对它们的理解和区别,使同学们很快地记住它们,还能发现一些有趣的东西。
十一、分类法
把固体分为晶体和非晶体两类、导体和绝缘体。
十二、观察法
物理是一门以观察、实验为基础的学科。人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结和思索得来的。着名的马德堡半球实验,证明了大气压强的存在。在教学中,可以根据教材中的实验,如长度、时间、温度、质量、密度、力、电流、电压等物理量的测量实验中,要求学生认真细致的观察,进行规范的实验操作,得到准确的实验结果,养成良好的实验习惯,培养实验技能。大部分均利用的是观察法。
十三、比值定义法:
例:密度、压强、功率、电流等概念公式采取的都是这样的方法。
十四、多因式乘积法:
例:电功、电热、热量等概念公式采取的都是这样的方法。
十五、逆向思维法
例:由电生磁想到磁生电
以上这些方法,还只是在初中物理的学习中会遇到和使用的一些科学方法,列举出来,希望能够给大家一些帮助。也希望大家都来关注这方面的问题,多了解和掌握一些科学方法,灵活运用,以便于指导我们的学习,工作和生活。
❹ 综合分析方法
综合分析方法是以遥感填图方法为主,同时结合地球物理、岩石同位素资料进行综合分析,建立划分填图单元的一种方法。其应用的目的在于使填图单元建立划分的更加准确,地质信息提取的更加丰富,并从不同角度解决填图问题。
(一)遥感填图方法
影像单元法、影像岩石单元和单元-剖面法是贯穿遥感填图全过程的方法技术。运用这些方法是从遥感技术角度解决1∶25 万填图的技术问题,使填图成果精度符合相应的技术规范要求。其解决填图问题的实质是通过研究、分析不同性质地质体的宏观影像分区及微观影像变化规律,进行地质体性质判定和填图单位种类划分及构造信息的提取与类型划分。它们所能够解决的地质问题或地质现象均属于地球表面的直接显示出的信息,即表层信息提取。但对于大量的隐伏地质信息的提取,受其方法技术自身限制难以全面实现,如隐伏断裂和隐伏岩体及花岗岩类侵入体的时代等等。因此,结合其他技术方法的应用,从不同角度,取长补短,丰富地质填图成果,使其更加符合地质作用规律。
(二)地球物理技术方法
该方法是遥感地质填图综合分析研究的首选技术方法。主要通过地球物理资料如航磁、重力处理数据的分析、解释,并根据地质体的磁性特征、密度特征变化规律,着重解决隐伏断裂、隐伏岩体和火山机构的圈定。解决遥感技术和物探技术在1∶25万遥感地质填图应用中解释地质问题的层次和深度。现以内蒙古得尔布干覆盖地区和新疆阿尔金裸露地区为例加以叙述。
1.内蒙古得尔布干地区重磁场特征分析
1)岩石磁性特征分析
通过2000年6~9月,对阿龙山地区进行的岩石磁性测量工作,其中实地测量了岩石露头27处,获得磁化率数据327个;测量岩石标本712块,获得磁化率数据2872个。区内岩石(地层)的磁性特征如下。
(1)变质岩类磁性特征
区内出露的元古宇变质岩岩性为花岗岩片麻岩、黑云斜长变粒岩、片岩及千枚岩、大理岩等。磁测定结果反映出元古宇地层的磁性普遍很弱,磁化率值变化范围在(0~380)×10-5SI,平均值仅为60×10-5SI。
(2)盖层磁性特征
阿龙山地区的盖层主要为一套中生界火山岩地层,该套地层的磁性特征如下。
火山碎屑岩类一般为弱磁性或具有中等磁性。其中凝灰砂岩、层凝灰岩及含角砾凝灰岩的磁性普遍很弱,磁化率的平均值多在(30~65)×10-5SI之间变化;熔结凝灰岩和英安质、粗安质及安山质凝灰岩的磁性多具有中等磁性,磁化率变化范围在(11~1661)×10-5SI之间,最大可达到3890×10-5SI,平均磁化率值为570×10-5SI。
中性—基性火山熔岩一般具有很强的磁性,其中粗安岩的磁化率在(15~3390)×10-5SI之间,平均值为886×10-5SI;英安岩的磁化率变化范围在(0~4000)×10-5SI之间,平均值在(590~3000)×10-5SI之间;安山岩的磁化率值范围在(1228~3360)×10-5SI之间,平均值为3012×10-5SI;玄武岩磁化率变化范围在(394~10000)×10-5SI之间,磁化率均值为2281×10-5SI。
(3)侵入岩磁性特征
区内花岗岩类的磁性差异较大,其中花岗岩的磁性可分为无磁性花岗岩、弱磁性花岗岩及中等磁性花岗岩。无磁性花岗岩磁化率平均值为40×10-5SI;弱磁性花岗岩平均磁化率为230×10-5SI;中等磁性花岗岩的磁化率变化在(11~1177)×10-5SI之间,磁化率均值为695×10-5SI。花岗斑岩类一般具有中等磁性,磁化率变化范围一般在(19~1311)×10-5SI之间,磁化率均值为545×10-5SI。二长花岗岩和钾长花岗岩的磁化率在(13~3000)×10-5SI之间,磁化率均值为630×10-5SI。因此,除了无磁性的花岗岩外,其他类型的花岗岩类引起的磁异常较难区分。
区内闪长岩类的磁性一般比花岗岩类强度大,其中花岗闪长岩、石英闪长岩的磁化率值范围在(126~3500)×10-5SI之间,平均值为950×10-5SI;闪长玢岩的平均磁化率达1286×10-5SI;闪长岩的磁化率值范围在(614~6300)×10-5SI之间,磁化率平均值可达1900×10-5SI。
2)岩石密度特征分析
阿龙山地区岩石及地层密度变化具有以下特征:
(1)随着地层的时代由新至老岩石的密度值逐渐增大;
(2)中生界侏罗系火山熔岩地层的岩石密度值比正常碎屑岩类的岩石密度值大;
(3)下古生界与元古宇的岩石密度值基本相同,中性、酸性侵入岩体的岩石密度则介于侏罗系火山熔岩地层与前中生界(包括下古生界和元古宇)之间,其密度差值约在±0.15 g/cm3左右。因此,该地区区域性密度界面是前中生界和中、酸性侵入岩构成的岩石界面,该区域性密度界面与上覆盖层之间存在着0.2~0.7 g/cm3密度差;侏罗系火山熔岩与正常碎屑岩是区内的局部密度界面。其间存在0.5 g/cm3密度差(表2-4)。
表2-4 阿龙山及周边地区岩石密度统计表
3)重磁场特征及解释
阿龙山地区的航磁资料测量比例尺大,飞行高度低,测量精度高,编绘出的ΔT磁场图件包含的各类地质信息非常丰富。
根据已知地质资料与岩石物性资料对比分析结果,得出如下结论:
(1)阿龙山地区海西期花岗岩与下古生界和元古宇构成了该地区重要的区性岩石磁性界面及岩石密度界面。中元古界和下古生界磁性很弱,仅海西期花岗斑岩和二长花岗岩及花岗闪长岩、闪长岩具有中等与较强的磁性。
(2)阿龙山地区区域背景磁场的特征及分布,主要反映区域磁性界面强弱变化与分布特点,降低的负磁场区为下古生界、元古宇及弱磁性的海西期花岗岩分布区;升高的正背景磁异常区则为具磁性的海西期中、酸性侵入岩分布区。
(3)航磁局部磁异常一般是花岗闪长岩、闪长岩和中、基性火山熔岩及浅成次火山岩,如安山玢岩、闪长玢岩、英安岩等引起。其中花岗闪长岩和闪长岩等引起的局部磁异常形态清晰并且强度较大,比较容易辨认。
(4)由于火山岩(主要是熔结凝灰岩和中、基性火山熔岩)和浅成次火山岩很不均匀,它们所引起的磁异常在形态和强度变化方面都较大,其分布特点一般呈带状、环状及片状分布。
(5)不同时代岩石、地层的密度变化具有十分明显的规律性,构成该地区区域性密度界面的元古宇、下古生界及海西期侵入岩体与中生界地层之间存在着0.2~0.7 g/cm3密度差。因此,阿龙山地区布格重力图中局部重力异常场的高、低变化应是主密度界面起伏变化或侏罗纪中、基性火山岩的客观反映。
4)磁场特征及分区
阿龙山地区的磁场特征及变化十分复杂,为了便于对磁场和磁异常的分类及研究,依据该地区的区域背景磁场及磁异常的性质、形态、强度及梯度变化,以及它们之间的组合分布特点等,划分为三类:
(1)独立正磁异常及编号
HA-Ⅰ:该类磁异常的形态呈等轴状或似等轴状,有些异常具有一定的延伸及走向。异常形态规整,强度一般大于500 nT,面积一般大于2.0 km2。
HA-Ⅱ:该类磁异常的形态特征与前述磁异常相同,但磁异常的强度比前者弱,异常的强度一般在200~500 nT之间。
推断上述磁异常主要是由具磁性的中、酸性侵入岩体引起,对岩体范围的圈定起参考作用。
(2)正背景磁场的分区及编号
a.HB类磁场区特征及编号
该类磁异常的明显特点是强度较大,一般在200~500 nT之间。依据磁异常的形态特征、发育程度及组合分布特点,划分出3个磁场小区:
HB-Ⅰ:小区内磁异常发育,磁异常的形态以似二度异常为主,即单个磁异常具有明显的延伸及走向,并且没有明显的负值伴生。
HB-Ⅱ:小区内磁异常的形态及强度特征与前述小区相类似,主要差别仅仅是局部磁异常的发育程度比前者差一些。
HB-Ⅲ:小区内磁异常的形态与强度变化比较复杂,既存在着等轴状及似等轴状异常,同时也发育有二度及似二度异常,并且局部磁异常存在着明显的伴生负值。
b.HC类磁场区特征及编号
该类磁场小区内磁异常形态特征与HB类小区基本相同,它们之间的显着差异主要反映在磁异常的强度方面,该类磁场小区内的磁异常强度变化在100~250 nT之间。
HC-Ⅰ:区内磁异常形态以二度和似二度异常为主,异常发育,强度在 100~250 nT之间。
HC-Ⅱ:小区内磁异常形态多以等轴状和似等轴状异常为主,并存在着明显的伴生负值,异常强度一般在100~250 nT之间。
HC-Ⅲ:小区内局部异常较发育,但磁异常的强度比 HC-Ⅱ磁场小区磁异常弱,磁异常强度变化在50~100 nT之间。
HC-Ⅳ:小区内局部磁异常不发育,区内正磁场变化平缓单调,强度在50~100 nT左右。
该类磁场小区主要反映的是中、基性火山熔岩及次火山岩类的变化与分布特点,可对填图单位组、段划分对比起到参考作用。
(3)负背景磁场分区及编号
a.LA类磁场小区特征及编号
该类磁场小区内局部磁异常发育程度及变化较大,负背景磁场变化平缓,磁场值在-50~-150 nT之间。
LA-Ⅰ:小区内的局部磁异常不发育,负背景磁变化平缓、单调,磁场强度在 0~-100 nT之间。
LA-Ⅱ:小区的负背景磁场强度变化在 0~-100 nT之间,局部磁异常较前磁场小区发育,但局部异常强度较弱,异常幅值变化在50~100 nT之间。
LA-Ⅲ:小区内背景磁场变化在-50~-150 nT之间,局部异常发育,异常的幅值变化一般在50~200 nT之间。
LA-Ⅳ:小区内背景磁场强度变化在-100~-150 nT之间,局部磁异常发育且强度较大,异常幅值变化一般在200~500 nT之间。
b.LB类磁场小区特征及编号
与LA类磁场小区相比较,LB类磁场小区的主要特点是背景磁场强度明显偏弱,背景磁场强度值一般在-200 nT以上。结合该类磁场区内局部异常发育程度及特征,可分为如下次级小区。
LB-Ⅰ:小区内的背景磁场强度在-200~-250 nT之间,其变化特征平缓、单调,区内局部异常不发育。
LB-Ⅱ:小区内背景磁场强度可达-300 nT以上,局部磁异常较发育,异常幅值变化在50~150 nT之间变化。
LB-Ⅲ:小区内背景磁场强度变化在-150~-250 nT之间。局部磁异常发育,其幅值变化在100~250 nT之间,并存在着明显的伴生负值。
该类磁场小区主要反映的是火山碎屑岩类夹沉积岩分布特点。其中小区内不同强度的局部异常则反映了次火山岩的存在及发育状况,可为填图单位、岩石大类划分提供参考作用。
5)断裂构造及重、磁异常特征
断裂构造在重、磁场图中反映出的标志特征十分明显,它们反映出的重、磁场标志特征主要有:不同性质重、磁场区及不同特征重、磁异常区之分界线;重、磁场线性梯度带;线性重、磁异常带或串珠状线性重、磁异常带;串珠状线性重、磁异常带和重、磁异常带之错动或扭动线等。
6)侏罗系地层厚度及分布特征
通过前面岩石、矿物的磁性特征分析可知,阿龙山地区的前中生界是该地区的区域性岩石密度界面,它与上覆侏罗系之间存在着0.2~0.7 g/cm3的密度差。因此,局部重力场的变化主要反映了区域性密度界面起伏及侏罗系地厚的厚度变化等信息,局部重力高一般是基岩隆起或凸起的反映,局部重力低则反映出基岩凹陷的分布特点。据此,通过对重力局部异常进行深度计算并结合已知地质资料,编制出阿龙山地区侏罗系地层厚度分布图。由于使用的重力资料比例尺小、精度低,深度计算误差可能在±20.0%左右。
阿龙山地区侏罗系的厚度变化及分布特点反映基岩起伏变化呈现出凹隆相间分布的构造格局,其宏观走向呈北东向展布。即阿南-阿北林场凹陷,秀山-汗马基站隆起,乌力依特林场-防火站凹陷。阿南-阿北林场凹陷的沉积中心位于阿北林场附近,侏罗系地层厚度可达1.5 km,向南有逐渐减薄的趋势;乌力依特林场-防火站凹陷存在着两个沉积中心,即乌力依特林场沉积中心和防火站沉积中心,沉积中心内侏罗系地层的厚度可达2.0 km,在两沉积中心之间被一个次级基岩凸起隔开。此外,在约安里林场和源江林场等处,还分别存在着两个侏罗系地层厚度达2.0 km和1.5 km的沉积中心。
7)火山机构群及分布特征
阿龙山地区侏罗系火山岩地层分布广、厚度大,说明该地区在中生代时期曾发生过强烈的岩浆喷溢活动,火山机构广泛发育。我们知道,在岩浆喷溢过程中靠近火山口处不但堆积了巨厚的火山熔岩,而且也是次火山岩比较集中发育的地段,这就为利用航磁圈定火山机构提供了可靠的地质前提条件。岩石磁性测定结果证明,阿龙山地区的火山熔岩和次火山岩一般都具有较强的磁性,具备了利用航磁圈定火山机构的地球物理前提条件。航磁资料结合已知地质资料分析对比结果表明,火山机构在磁场上具有明显的磁异常反映,一般中心喷发式的火山机构引起的磁异常形态呈等轴状或似等轴状,既有正磁异常也有(因近体磁化原因引起的)负磁异常;裂隙溢出式的火山机构引起的磁异常形态多呈二度磁异常及磁异常带。磁异常的强度及大小主要与火山熔岩及次火山岩的磁性强弱及规模大小有关,一般中、基性火山熔岩及安山玢岩、辉长、辉绿玢岩、闪长玢岩等引起的磁异常强度较大,中、酸性火山熔岩及英安岩引起的磁异常相对较弱。上述与火山机构有关的磁异常在阿龙山地区一般呈带状或片状群出现,为我们研究分析该地区火山机构群类型及分布提供了重要依据。
依据火山机构群表现出的磁场特征在阿龙山工区共圈定出火山机构群22处。区内火山机构群的规模大小及分布具有以下特点:以内蒙古得尔布干断裂为界其北侧的火山机构群规模一般较小,并且具有明显的延伸及走向,反映出火山机构明显地受断裂所控制。另外,各火山机构群内单个火山机构反映出的磁异常形态主要是以等轴状或似等轴状异常为主,说明得尔布干断裂西北侧的火山活动主要是以中心喷发式为主。分布在得尔布干断裂东南侧的火山机构群规模一般较大,其形态多为片状,各火山机构群内单个火山机构的磁异常形态变化比较复杂,既存在着等轴状及似等轴状磁异常,也存在着具有一定延伸和走向的二度磁异常及磁异常带,反映出得尔布干断裂东南侧火山活动形式既存在着中心喷发式,同时也存在着裂隙溢出式的岩浆活动,而且次火山岩比较发育。说明在得尔布干断裂东南侧火山机构非常发育,岩浆的喷、溢活动强烈。
重力资料反映,区内的火山机构群主要分布在重力高异常(或异常带)与重力低异常(或异常带)的转换部位,上述部位恰是基底断裂所通过的位置。
2.新疆阿尔金地区磁场特征分析
由于阿尔金山地区只有1∶50 万航磁资料,受其精度所限,对该地区的研究,设想从区域性航磁磁场分区、区域磁场和局部异常分析三个方面入手,解决沉积岩地层,沉积-火成岩地层、变质岩地层、花岗岩类侵入体的空间分布与宏观影像岩石单元间的关系;解决构造轮廓及区域构造格架,以及隐伏岩体与单元的关系。具体分析内容及方法如下:
1)岩石磁性特征
区内基性、超基性侵入体具有很强的磁性,因此该类侵入体一般可以引起较强的磁异常。经过与已知地质资料分析对比,阿尔金山地区不同时代的基性或超基性岩体均有明显的磁异常反映。如出露在研究区内的石棉矿(东经88°30′、北纬38°20′)超基性岩体、辉长岩体(东经87°10′、北纬38°05′;东经88°25′、北纬38°10′)都存在着明显的局部磁异常与之对应。受基性、超基性岩体规模的限制,该类岩体所引起的磁异常规模及强度变化较大,其形态一般呈等轴状或似轴状,强度一般在150~200 nT,最大可达500 nT以上(茫崖镇岩体)。
中、酸性侵入体引起的磁异常一般呈等轴状或似等轴状,异常的规模一般比基性、超基性岩体引起的磁异常规模大,强度一般在100~200 nT。
由火山岩引起的磁异常形态一般具有二度异常及线状异常带特征,说明区内火山分布受断裂控制。
2)磁场分区及地质解析
依据瓦石峡幅航磁ΔT磁场图中区域磁场表现出的(正、负)外貌特征及强度、梯度变化,以及次级叠加磁异常的形态特征与发育程度,将该区划分为如下4个次级磁场小区。
Ⅰ宽缓变化负磁场区;
Ⅱ宽缓变化正、负磁场区;
Ⅲ叠加局部磁异常的负磁场区;
Ⅳ条带状正、负变化磁场区。
岩石磁性资料结合地质资料分析结果表明,阿尔金山地区存在着两个十分明显的磁性界面。其中区内的太古宇—元古宇变质基底构成了该地区的区域性磁性界面,该磁性界面所引起的区域背景磁场具有较好的稳定性和连续性。区内另外一个磁性界面则是由不同时期的岩浆侵入体或火山岩等所构成的局部磁性界面,由于该磁性界面的稳定性与连续性都很差,因此它们所引起的磁(场)异常一般表现出很大的差异与离散性。上述局部磁性界面所产生的形态各异和强度多变的磁异常叠加分布在区域背景磁场中,这样就使得磁场的形态及外貌特征变得复杂起来。
阿尔金山地区太古宙中的强磁性变质岩主要是由正变质岩构成,其原岩主要为中、基性的岩浆岩类;太古宙副变质岩一般具有弱磁性或不具磁性。阿尔金山地区元古宇地层中也分布有具有磁性的变质岩系,但其磁性强度要比太古宇中的强磁性变质岩弱很多,说明以上两类变质岩在原岩性质及物质成分上存在着较大差别,推断具有中等磁性的元古宇变质岩类其原岩多为中、酸性岩浆岩,或者是在变质过程中混入了中、酸性岩浆岩成分。因此,阿尔金山(瓦石峡地区区域背景磁场特征及分布主要是揭示出了该地区结晶基底的岩性,即基底岩相变化。升高的正磁场和强度很大的正背景磁异常分布区反映为强磁性正变质岩分布区;降低的负磁场区则为副变质岩(Ⅰ:宽缓变化负磁场区,Ⅲ:叠加局部磁异常的负磁场区)分布区;在降低的负磁场中所显示出的升高磁场区(Ⅳ:条带状正、负变化磁场区)为中等磁性变质岩分布区。叠加在区域背景磁场中的局部磁异常或磁异常带主要是不同时期的岩浆侵入体和火山岩的反映,它们的分布特点及发育程度揭示出了瓦石峡地区在断裂及岩浆活动方面存在的差异。例如在Ⅰ、Ⅱ号磁场小区内的局部磁异常很不发育,说明瓦石峡幅西北部的岩浆活动特别是海西运动以来的岩浆活动对该地区的影响甚微;在Ⅲ磁场小区可以看到局部异常较发育,局部异常的形态一般为等轴状或似等轴状,磁异常的强度一般也比较弱。推断该磁场小区内的局部异常主要为中、酸性侵入体引起,反映出Ⅲ号磁场小区的岩浆活动方式是以侵入活动为主;Ⅳ号磁场小区内的局部异常非常发育,并且异常的强度及形态变化也表现得十分复杂,揭示出该小区的岩浆活动比较强烈、频繁,不同时期的岩浆成分及性质差异较大,并且岩浆活动方式也十分复杂,既存在着岩浆侵入活动,同时也存在着规模较大的岩浆喷溢活动。所以,瓦石峡研究区的磁场特征及分布,深刻地揭示出了该地区的基底结构与岩相分布特征,以及岩浆活动特点等情况。
3)基底断裂及特征
研究结果证明,断裂在磁场上一般具有以下几种标志特征:
(1)不同性质(正、负)磁场区及不同形态磁异常区分界线;
(2)磁场线性梯度带;
(3)线性正(或负)磁异常带及串珠状线性磁异常带;
(4)磁场与磁异常带的错(或扭)动带。
断裂在磁场上所表现出的上述特征标志对我们分析、判断断裂规模及性质具有十分重要的意义。其标志特征表现为不同性质磁场区或不同形态磁异常区分界线的断裂,不但对基底结构及岩相分布具有控制作用,而且反映断裂两侧的岩浆活动也具有较大差异,说明断裂的规模大并对区域地质发展及构造演化起到控制作用;反映为线性磁异常带或串珠状线性异常带等磁场标志特征的断裂,则说明沿着断裂有岩浆侵入体和火山岩分布,揭示出该类断裂一般切割的深度大,对岩浆活动具有控制作用;表现出磁场或线性磁异常带的错动带标志特征的断裂,则为我们提供了断裂两侧曾发生过相对运动的有关信息。
总之,断裂在磁场上所表现出的特征标志是比较复杂的,它可以表现出一种磁场标志特征,也可以同时反映出两种或两种以上的标志特征。
3.遥感与航磁成果吻合性影响因素分析
遥感地质解译与航磁解释成果经常表现出诸多的不一致性,主要表现在同一地质体的形态、位态的不同。究其原因表现在以下几个方面:
1)遥感和航磁资料的多解性
地质体在特定条件下会存在异物同(光)谱(或同谱异物)和位场等效效应现象,这是造成遥感及航磁解译(释)结果呈现出非惟一性,即多解性的原因。多解性现象的存在不但增大了资料解释的工作量与难度,而且还可能会造成解释结果中某些不确定因素同时增多。遥感和航磁成果中存在着的不确定因素往往会对两者成果之间的对比分析造成困难,并对成果的吻合性产生明显的影响,因此,遥感与航磁技术方法本身及成果中所存在的多解性问题,往往是引起两者的解释成果在吻合性(一致性)方面存在差别的主要影响因素之一。
2)成果解译(释)理论、方法方面存在的差异
遥感与航磁的成果解译(释)理论和方法方面存在的差别及其对成果吻合性影响包括两个方面:
(1)研究及实践结果证明,依据解译(释)理论及方法所获得的遥感与航磁成果在没有得到野外检查验证之前都是推断性成果。因此,解译(释)成果本身与实际情况之间所存在的不确定性,将会影响到遥感与航磁成果的吻合性(一致性)。
(2)目前正在广泛使用的遥感与航磁的成果解译(释)理论和方法是一套各自完全独立的工作系统,两者之间不存在任何的内在联系。遥感技术具有直观性和可视性等特点,有利于资料的对比分析,这样就使得遥感解译成果中的推断性成分较少。相比之下,航磁资料解释,特别是在对磁异常进行定量解释过程中,必须给出磁化强度的大小、方向及磁性体的形状等参数,而上述参数在一般情况下都是通过试验及分析对比或是逻辑推理方法确定的,造成航磁成果中的推断分析成分所占的比重相对较大。因此,遥感与航磁的成果解译(释)方法之间存在的差异,是影响遥感与航磁成果吻合性的主要因素之一。
3)地质体的复杂性
地表所保留的地质体是长期、复杂地质作用的结果。它们对遥感与航磁成果吻合性的影响及其产生的原因主要与技术方法本身的特点有关。研究及分析结果表明,对于复杂的地质及构造现象,不同的技术方法一般只能够揭示出它们的某一个侧面。例如,对一条深大断裂,遥感资料可以依据断裂显示的地形、地貌特征、色调和影纹等的差异,可以很直观地揭示出该断裂在地表的位置及延伸方向。而航磁则是依据断裂磁场特点(多反映为线性磁异常带或串珠状线性磁异常带)来判断出断裂的延深及展布。由于受断裂控制的磁性体(一般为岩浆岩类)的分布情况比较复杂,它们的宏观展布方向虽然与断裂的走向一致,但它们并不一定在断裂之中,而是往往沿着断裂带及其两侧排列分布,说明航磁资料中还包含有反映断裂的深部信息的成分。从而造成遥感资料反映出的断裂和航磁资料圈定出的断裂在平面位置上存在着一定的偏离现象。因此,宏观地质体的复杂性也是影响遥感与航磁成果吻合性的重要因素之一。
(三)同位素测年资料
同位素测年资料是确定地质体形成时代或年龄的依据。它可通过收集前人资料获取,也可通过同位素样品采集分析获取。无论采用哪种方式收集,均有利于花岗岩类侵入体填图单元年龄和断裂形成年龄的判定。测年方法比较多,有U/Pb法、Rb/Sr法、K/Ar法、40Ar/39Ar法、14C法、电子自旋共振(ESR)法等。
铀-铅法根据238U/206Pb和235U/207Pb衰变进行测年,其样品一般采用晶质铀矿或沥青铀矿、锆石、独居石等。
铷-锶法根据87Rb/87Sr的β衰变进行测年。这种方法可广泛地利用全岩进行测定,除富含铷的矿物外,还可以利用钾长石、云母类矿物和铷含量为10-2%~10-3%的酸性岩。
钾-氩法和氩-氩法测年可以采用的矿物较多。包括钾长石类、云母类、角闪石类、辉石类和海绿石等。
14C法利用炭质粘土岩类和植物等样品进行测年。
在使用上述不同方法测年数据时,应注意数据适用性。
总之,遥感地质解译与航磁地质解释资料的综合分析利用是遥感地质填图成果的丰富、补充与相互验证,由于这两种方法技术揭示地质体层次不同,即遥感以表层地质现象为主,航磁以深部地质结构为主,所以在解释结果利用过程中应视具体情况具体分析。一般情况下,对第四纪覆盖区的隐伏断裂解译及利用局部异常圈定隐伏侵入岩体,航磁解释优于遥感解译结果,图面地质内容应以航磁解译结果为主体。但对于填图单元解译划分,裸露区断裂解译,应以遥感技术为主体,充分发挥其直观、宏观技术特性。而航磁ΔT异常分区分析与遥感宏观影像单元分区具有相应的结合性,可通过磁场分区强度判定岩类范围。对同位测年数据主要与影像岩石单元结合,采用定位对比或直接使用以确保单元建立划分合理,序列归并准确。