時間:2023-06-07 09:10:28
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地質年代,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:同位素;相山;成巖年齡;礦化年齡
同位素地質年代學在成巖成礦年齡測定等方面具有重要應用。最近幾十年,同位素樣品制備技術的改善和高精度質譜方法如多接收器等離子體質譜法(mc-icp-ms)、激光等離子質譜(la-icp-ms)、激光探針質譜、離子探針(sims)、熱電離質譜法(tims)等的問世與發展,大大提高了同位素測試結果的精度和準確性,使同位素地質年代學發揮的作用越來越大。相山鈾礦是我國最大的火山巖型鈾礦,幾十年來,眾多學者從成巖成礦年齡、成礦物質來源、成礦流體等各個方面對其進行了研究。本文將從同位素地質年代學的角度,對相山鈾礦田的研究做進一步的探討。
1 研究區地質概況
相山礦田位于揚子板塊與華南板塊交接部位的華南板塊北緣,受相山大型火山塌陷盆地控制[1]。相山火山侵入雜巖于中國東南部火山侵入雜巖帶北西側,平面上呈橢圓形,東西長約26.5km,南北寬約15km,面積約309km2,構成一個大型火山塌陷盆地。基底為震旦紀淺變質巖系,東側出露上三疊下侏羅統,西側為白堊紀紅層覆蓋,蓋層為上侏羅統打鼓頂組火山熔巖、火山碎屑巖及陸源碎屑巖和鵝湖嶺組火山熔巖、火山碎屑巖及陸源碎屑巖[2]。礦區位于相山礦田內ne向鄒石斷裂帶北段,為此,區內以ne向構造為主,火山塌陷構造表現形式為不同的火山巖巖性界面附近巖石破碎網狀裂隙發育[3]。礦田內業已探明的鈾礦床,在平面上以東西向礦床集中產于北部和西部,ew向基底構造與礦床集中區的空間產出相關聯;火山蓋層線、環構造分別或復合控制礦床定位,西部主要賦礦巖性為流紋英安巖(j3d)和碎斑熔巖(j3e),北部鈾礦化主要賦存于花崗斑巖及其內外接觸帶[4]。
2 相山火山巖的成巖年齡
同位素定年技術在地質學上得到了廣泛的應用,發揮了巨大的作用。幾十年來,國內外學者對相山鈾礦田的火山巖成巖年齡做了大量的研究。劉家遠等[5](1985)測得相山碎斑熔巖的rb-sr等時線年齡為147~163ma;陳迪云等[6](1993)采用全巖rb-sr等時線法測得相山火山雜巖第二亞旋回中碎斑熔巖年齡為140ma;陳小明等[7](1999)對相山邊緣相碎斑熔巖及最晚階段超淺成巖采用單顆粒鋯石u-pb法(稀釋法)測定了其形成年齡,分別為140.3ma和135.4ma。
以上研究人員所得年齡存在三個問題:第一,與”雙旋回”[8,9]研究結果不相符合;第二,研究人員所測年齡相互之間不一致,如同樣是流紋英安巖,張萬良等與范洪海等所得年齡差距較大;第三,與基本的巖石巖相組合之間并不相符,從野外地質上流紋英安巖應屬打鼓嶺組(j3d),碎斑熔巖應屬鵝湖嶺組(j3e),分別屬于火山旋回的第一和第二亞旋回,年代上應該為碎斑熔巖晚于流紋英安巖,但是實際測得年齡結果恰恰相反。近幾年來,隨著同位素檢測技術的飛速發展,一些最先進的同位素定年手段被應用到研究中,對相山的同位素地質年代有了新的觀點與結論。
何觀生等[10](2009)在前人的基礎上利用shrimp測定了相山火山雜巖第一亞旋回中的流紋英安斑巖的鋯石u-pb年齡,并獲得了一組很好的206pb/238u加權平均年齡為136.6±2.7ma,與范紅海等[11]利用單顆粒鋯石u-pb法(稀釋法)測定的流紋英安斑巖年齡(136.0±2.6ma)一致。所以他們確定相山流紋英安斑巖的成巖年齡應該為136.6ma左右,并據此得出結論:相山火山雜巖中的流紋英安斑巖的形成時間為早白堊世。
此后,楊水源等[12](2010)采用shrimp,la-icp-ms和la-mc-icp-ms對相山地區早階段的流紋英安巖和晚階段的流紋英安斑巖進行了高精度的鋯石u-pb同位素年代學及鋯石hf同位素組成特征的研究。結果表明,流紋英安巖的鋯石206pb/238u加權平均年齡為(135.1±1.7)ma,流紋英安斑巖的年齡為(134.8±1.1)ma,同樣得出相山流紋英安巖與流紋英安斑巖的形成時代為早白堊世的結論。
3 成礦年齡
陳迪云等[6](1993)推測鈉交代作用發生在120×106a左右,接著便是一次成礦作用,形成鈉交代型鈾礦化。相山礦田兩
期主要的礦化分別發生在120×106a左右和100×106a左右。孫占學[13](2004)認為,礦田內主要礦化類型有堿交代型和螢石-水云母型兩種。堿交代型鈾礦化分布于礦田的東北部和北部,礦化年齡多集中于120ma左右。螢石-水云母型鈾礦化主要分布在礦田西部、西北部,礦化年齡大多為100ma。
結論與展望
(1)相山流紋英安巖的鋯石206pb/238u加權平均年齡為(135.1±1.7)ma,流紋英安斑巖的年齡為(134.8±1.1)ma,碎斑熔巖的年齡有待于用更加先進的質譜方法進行重新測定,有待于建立相山地區火山巖各段巖石的鋯石shrimpu-pb年齡譜。交代型鈾礦化年齡多集中于120ma左右。螢石-水云母型鈾礦化年齡大多為100ma。
(2)隨著同位素測年技術的不斷改進,同位素地質年代學實驗技術的飛速發展,新方法的不斷誕生,同位素地質年代學必將在未來的地質研究中發揮更加重要的作用。
參考文獻
1. 胡茂梅,邵飛,張鴻,何曉梅,高玉芝,肖光祿.相山西部河元背地區構造特征及深部找礦方向探討.東華理工大學學報(自然科學版),2010,33(1).36-42.
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4. 邵飛,陳曉明,徐恒力,唐湘生,鄒茂卿,胡茂梅,何曉梅.相山鈾礦田成礦物質來源探討.東華理工大學學報(自然科學版).2007.31(1).39-44,80.
5. 劉家遠.相山巖體——一個殼源花崗質淺成侵入火山雜巖體.1985(2).142-149.
6. 陳迪云,周文斌,周魯民,吳伯林,譚敬華,孫占學.相山鈾礦田同位素地質學特征.1993(04),370-377.
7. 陳小明,陸建軍,劉昌實.趙連澤.王德滋.李惠民.桐廬、相山火山-侵入雜巖單顆粒鋯石u-pb年齡.1999(8),113-119.
8. 王傳文.侯文堯.萬國良.方錫珩.相山及鄰區碎斑流紋巖的特征和成因.1982.3.
9. 吳仁貴,相山地區如意亭剖面火山建造特征.1999,22(3).201-208.
10. 何觀生,戴民主,李建峰,曹壽孫,夏斌,許德如,李文鉛,楊之青.相山流紋英安斑巖鋯石shrimpu-pb年齡及地質意義.2009(02).299-303.
11. 范洪海,王德滋,沈渭洲,劉昌實,汪相,凌洪飛.江西相山火山—侵入雜巖及中基性脈巖形成時代研究. 2005(01),86-91.
關鍵詞:義縣―錦州地區;火山巖;地質年代 ;大興莊組
【分類號】:X83
引 言
遼寧義縣―錦州地區中白堊世大興莊組火山巖是在1:5萬新民屯、葛王碑幅區域地質調查時發現的,它以角度不整合或平行不整合覆于九佛堂組或孫家灣組之上,這套中堿性火山巖,代表了中白堊世晚期一次不太強烈的火山活動。
1 中白堊世大興莊組火山巖的分布
大興莊組火山巖出露于義縣長山子、金家溝,錦縣上齊臺和大興莊、櫻桃園一帶(見圖1)。
大興莊組火山巖在義縣長山子、團山子、雙山子和金家溝一帶呈近南北向展布,在錦縣大興莊――櫻桃園及溫滴樓一帶轉折為北北東向出露,面積大約50km?(見圖1)。
2 大興莊組火山巖的層序和巖相
大興莊期火山巖巖性較單一,主要巖石類型有英安巖、英安玢巖、英安質角礫熔巖。因其在錦縣大興莊一帶最為發育,代表性強,故命名為大興莊組。據剖面,該期火山巖底部為英安質角礫熔巖;中上部為英安巖,未見上覆巖層;與下伏孫家灣組呈平行不整合接觸或以角質不整合覆于九佛堂組之上。在義縣談家溝一帶,該期火山巖零星出露,巖性為英安巖和英安質角礫熔巖。在櫻桃園和溫滴樓一帶,有晚期次火山巖相的英安玢巖出露。
大興莊組火山巖的層序如圖2。
大興莊組火山巖剖面:
上覆地層:未見巖層覆蓋
――――未見頂――――
白堊系中統大興莊組(K2d): >120.03m
2.黃灰色英安巖 116.10m
1.黃灰色英安巖角礫熔巖、英安巖 3.93m
~~~~~角度不整合~~~~~
下伏地層:白堊系下統九佛堂組(K1jf)灰白色凝灰質粉砂巖
在錦縣上齊臺北山一帶,大興莊組下部見灰白色英安質凝灰質角礫巖(未見頂),平行不整合覆于孫家灣組之上
在義縣談家溝北山河邊采石場見大興莊組英安巖,以角度不整合覆于九佛堂組凝灰質粉砂巖之上。
在錦縣上齊臺西山采石場見大興莊組英安玢巖侵入英安質角礫熔巖中,表明在大興莊期火山活動晚期有次火山巖相的侵入活動。
綜合上述,義縣南部地區,在孫家灣期之后,火山活動又開始復活,并在火山口附近又英安質角礫熔巖及熔巖的分布。
3 巖石―地球化學特征
1.巖石學特征
區內大興莊組火山巖,巖石類型較單一,主要為英安巖、次英安玢巖和英安質角礫熔巖。
英安巖:斑狀結構,斑晶為斜長石,自形晶,鈉氏雙晶和環帶構造發育,具裂紋;基質為顯微交織結構。
2.地球化學特性
其分析結果列于表1。
表1 大興莊組火山巖巖石化學成分表
樣品編號 巖石名稱 氧化物含量(Wt%)
SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5
IYQ1 英安玢巖 69.83 0.43 13.80 2.58 1.42 0.088 0.90 1.30 3.24 4.20 0.164
IYQ2 英安巖 63.28 0.66 14.87 2.64 2.23 0.074 3.84 3.34 3.56 3.64 0.367
平均值 66.55 0.55 14.83 2.61 1.83 0.081 2.37 2.23 3.40 3.40 0.266
諾科爾茲值 63.58 0.64 16.67 2.24 3.00 0.11 2.12 5.53 3.98 3.98 0.17
微量元素:據對火山巖的24個樣品微量元素測定,其分析結果的平均值與標準英安巖的含量對比列于表2。
表2 火山巖微量元素含量表
元素
含量
(ppm)
地區
Cr
Ni
V
Y
Yb
測區內24個樣品的平均值 42 10.8 75 12.4 5.1
標值* 13 5 68 20 1.4
由表2可以看出,除Y略低于標準值外,其余幾種微量元素均高于標準值。
4 同位素年齡
據對義縣雙山子南山和北山的大興莊組火山巖的特征巖石―英安巖的2個同位素年齡的全巖鉀―氬法年齡測定,年齡值分別為112Ma和90.83Ma。在該層位之下的早白堊世義縣組火山巖年齡值在114.1―129.5Ma之間。因此,大興莊組火山巖置于中白堊世較為適宜。
5 結語
1. 分布于遼寧義縣長山子、金家溝及錦縣上齊臺、大興莊、櫻桃園一帶的火山巖,據地層層序、接觸關系、火山活動特點及同位素年齡值等諸方面特征,首次建立大興莊組并置于中白堊晚期。
貴州黔南三都水族自治縣的縣城有一處懸崖,據該縣縣志記載,這里每隔30年都會從巖石中落下一個光滑的石蛋。冰冷的石壁為何能生出石蛋?為什么巖石生蛋的時間間隔總是30年?一直以來,巖石生蛋的神秘現象像一團巨大的迷霧籠罩在這片水族之鄉。
貴州省的三都縣是中國唯一一個水族自治縣,風景優美,令人贊嘆。三都縣內有一座登趕山,山上長滿了綠樹雜草,唯獨山腰上出一塊崖壁。此崖長二十多米,高六米,表面極不平整,在高處,幾塊巨大而尖利的巖石橫亙著,極為險峻。當地人都習慣把這塊崖壁叫做產蛋崖。因為,每隔30年就會有一個石蛋從這塊崖壁自動脫落,干百年來,這些神秘的石蛋就這樣不停地孕育出生、出生又孕育,源源不絕。
登趕山下,是被稱為姑魯寨的水族村寨,這個村寨的村民,除了保留著其他一切水族村寨的習俗,還有一個獨特的習慣,那就是收藏從產蛋崖上生出來的石蛋。相傳,水族的遠祖是秦朝時期“百越”的一支,當年為了躲避戰亂,他們過著顛沛流離的生活。在自然面前,他們有一種本能的依賴和敬畏。因此,水族人逐漸形成了崇拜多神的獨特文化。而姑魯寨的人們更是堅信,為他們帶來五谷豐登、安靜祥和的好日子的,不是別人,正是這些神奇的石蛋。所以大家把它們奉為石神,一有時間就會上山去拜拜那些石蛋,并以家里有一塊這樣的石蛋為榮。
消息一傳出,激發了很多人探秘的興趣,他們慕名而來,想一探究竟。也有人準備好工具,借著月光或昏暗的手電筒悄悄上山,想偷個石蛋回家。可是,據說,這些偷蛋的人,都出現了如肚子痛或者眼睛瞎等問題。難道,石蛋真像姑魯寨村民所說,是石神,誰對石神不敬,誰就會遭到詛咒?為了弄清這個問題,還得從石蛋的成因人手。
有人在看到石蛋的照片后,發現這些圓形或橢圓的石蛋和恐龍蛋很像,于是大膽聯系:中國湖北、廣東、江西、河南、內蒙古等很多地方都曾經發現過大量的恐龍蛋化石,而在貴州省境內也曾經發現過一些恐龍的骨骼化石,這說明,中國曾經有大量恐龍出沒。那么,現在的石蛋,是不是就是恐龍蛋呢?這一說法,猶如給探究者打了一支興奮劑,因為,如果這一說法成立的話,那么,這些石蛋將具有無可估量的科研價值和經濟價值。可是,事實很快給這些專家潑了一盆冷水,因為,恐龍蛋通過儀器,可以清楚地發現里面的蛋青蛋黃,而這里的石蛋,連蛋殼都沒有!可見,這種推測是不成立的。
于是,又有地質學家經過考察后做出了不同的分析。香港大學地質系陳龍生先生認為,此處山巖處在泥盆紀地質層上,它的形成已有四五億年,在巖石最初形成和此后的擠壓中,由于原始成分的差異和形狀的不同在地質運動中逐漸產生。
還有的地質學家認為,這一現象可能是沉積礴石,由于與周圍巖石不同,經過億年的滄桑風雨,相繼脫離原巖石而產生。
還有的地質學家與生物學家通過石蛋外表紋路分析認為,可能是由于巖石中含礦物質的差異在地殼中受地熱形成一種結晶體,在地熱運動中逐漸脫離原巖石。
后來,貴州省地質礦產勘察開發局的總工程師王尚彥博士希望通過測定這些石蛋所形成的地質年代,來最終揭開它神秘的面紗。功夫不負有心人,不久,王尚彥博士發現石蛋所形成的地質年代是距今5億年前的寒武紀,那時候貴州三都還是一片深海,當時有一些碳酸鈣分子游離于深海的軟泥中,在特定化學作用下它們漸漸凝聚在一起形成結核,經過上層沉積物的不斷壓實,軟泥和結核都變成了埋藏于深海地下的巖石,軟泥成了泥巖,而結核成了石蛋,經過億萬年的地質運動,它們最后就暴露于地表。
各種說法似乎都有道理,人們一時難以定奪究竟孰是孰非。況且,石蛋每隔30年才誕出一個,這是因為巧合,還有另有玄機。種種謎團吸引著人們繼續去探索。
《只有一個地球》讀后感
讀了《只有一個地球》后,我知道了在茫茫的宇宙里,地球是渺小的,人類活動的范圍很小;地球上的資源是有限的,會越來越少,加無補充;科學家證明了地球是適當人類生存的唯一星球;我們要精心保護地球,保護地球的生態環境。
我還知道自然資源指人類可以直接從自然界獲得;并用于生產和生活的物質與能量,它是自然環境的重要組成部分。自然資源主要包括土地資源、生物資源和礦產資源等。
讀了這篇課文,我要呼吁全人類保護環境,讓人們更好的保護我們的地球吧!
我還要告訴人們,自然資源按其性質可分為兩類:不可再生資源,也叫做不可更新資源。主要是各種礦產資源,它們需要經過漫長的地質年代和具備一定的年代和具備一定的條件才能形成,對于短暫的人類歷史來說,可以認為是不可再生的。
在這里,我要告訴大家,保護我們的生命的搖籃。
白堊紀是地質年代中中生代的最后一個紀,開始于1.45億年前,結束于6600萬年前,歷經7900萬年。是顯生宙的最長一個階段。
白堊紀時期,大陸被海洋分開,地球變得溫暖、干旱。最大的恐龍出現時期,許多新的恐龍種類開始出現,恐龍仍然統治著陸地,翼龍在天空中滑翔,巨大的海生爬行動物統治著淺海。最早的蛇類、蛾、和蜜蜂以及許多新的小型哺乳動物也出現了。被子植物也出現于此時期。
(來源:文章屋網 )
荒原新生代
絲綢之路新北道開通之后,現在的阜康成為往來于這條古道,進入烏魯木齊的門戶。其中,在三工河谷谷口附近要經過一個名為九溝十八坡的黃土地帶,這里距烏魯木齊約40公里,過去,這個距離恰好是駝隊一天的行程。
按理說,往來行人以及駝隊即將抵達一個物流中心,長途跋涉、鞍馬勞頓的日子就要告一段落,是一件非常開心的事情,但是,情況卻與人們的想象恰恰相反,其中奧妙即在于九溝十八坡的地形。九溝十八坡地勢由北向東南漸高,每一道溝梁都與巍峨的天山相接,通過三工河谷則可以直接進入天山深處。在兵荒馬亂的年代,這種特殊的地形為盜匪提供了隱匿行蹤的屏障,同時,也給盜匪提供了逃匿的路徑。
很久以前,冷不丁,呼嘯一聲,九溝十八坡的溝壑之間,就會鉆出蒙面盜匪。搶劫之后,盜匪便借助地形的掩護逃之夭夭。商賈過客即便遭遇搶劫,也找不到劫匪的影蹤。因此,人們一提到九溝十八坡免不了會嚇出一身冷汗。那么“九溝十八坡”這種奇特的地形是怎么形成的呢?
從地質學上來說,這個黃土帶就是新生代地層,溝壑形成的原因同樣與天山的隆起有著密不可分的聯系。
新生代是地球歷史上最新的一個地質時代,它從6500萬年前開始一直持續到今天。新生代開始后,地表各個陸塊此升彼降,不斷分裂,緩慢漂移,相撞接合,逐漸形成今天的海陸分布。
隆起的天山與西北部相接的準噶爾盆地相互作用,地層發生扭曲變形,再加上雨水的沖刷作用,于是就有了我們現在看到的九溝十八坡。
明星天池甲龍
進入三工河谷之后,黃土山丘很快被河谷兩側的灰綠色泥巖替代,從地質年代上來看,這種類型的巖石就是中生代的產物。大名鼎鼎的恐龍就誕生在中生代的侏羅紀,這里也恰恰是發現明星天池甲龍的區域。
1973年,新疆石油管理局的彭希齡先生在三工河谷進行地質調查時,在灰綠色泥巖中發現甲龍骨片。同年,新疆大學生物地理系的師生,在這里的侏羅紀地層中又采得若干甲龍骨片。20世紀80年代初,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的專家,經調查研究,證實了甲龍的骨片產層無誤。
資料顯示,甲龍是恐龍家族的成員之一,因為背上長滿由骨板組成的骨甲而命名。四足行走,屬草食性動物。甲龍的兩邊有很大的骨刺,一直延伸到尾巴。
三工河谷發現的甲龍骨片經研究復原后,是一種原始的小型甲龍類,體長約3米。它的發現在科學史上具有重要的意義,為我們提供了亞洲甲龍在中侏羅紀已開始出現的事實。
從電影《侏羅紀公園》中我們可以看到中生代時期,爬行動物如恐龍類空前繁盛,故有爬行動物時代之稱,或稱恐龍時代。中生代還出現鳥類和哺乳類動物。中生代植物,以真蕨類和裸子植物最為繁盛。到中生代末,被子植物取代了裸子植物而居重要地位。
中生代末發生了白堊紀滅絕事件,大量的物種突然滅絕了,包括當時的地球霸主恐龍。有些學者認為是一顆彗星或者小行星撞擊地球,引起氣候變化,導致許多物種,尤其是冷血動物,無法適應低溫而滅絕。但是,人們卻無法解釋與恐龍生活在同一個時代的鱷魚卻存活了下來。隨著科學工作者的努力,白堊紀物種滅絕之謎又有了新的發現,其中,恐龍滅絕說便被新的研究成果了。有相當一部分恐龍因為其體形小巧便于藏身,同時,由于它們對環境具有極強的適應能力,從而躲過了那場浩劫,并且一直存活到現在。今天,這些小恐龍仍然生活在我們周圍,并且與我們人類朝夕相處。它們就是翱翔在藍天的各種鳥類以及茂密叢林中的偽裝高手變色龍,還有棲息在我們臥室墻壁、天花板上的小型蜥蜴科目——壁虎。
三工河谷的中段,有一座孤零零暗紅色的山包,如果你稍微留意一番山體上的巖石,你就會發現,巖石當中夾雜著許多類似植物形的東西,以及動物的局部骨骼化石。這些類似植物的東西的確是生長在1億年前的蘇鐵、銀杏、古松柏等植物,只不過它們已經石化,變成了化石。紅色小山包也因此有了化石山的名稱。通過這些植物化石以及動物化石,人們就能夠直觀地了解到數億年前地球上曾經發生的故事,實現了超越時空回到中生代的旅行。
化石山的周邊分布著幾處黑色的煤層露頭,即使用手也可以挖出烏黑發亮的煤塊來,在這里,還可以看到形態怪異的風化巖石。河西山間小盆地四周環繞著五顏六色的山體,一層一層不同顏色的巖層或傾斜或隆起或斷裂,生動形象地展示著各種地質構造,如背斜、向斜和斷層等。這些景觀結合在一起,情形就如同一部濃縮的中生代地質歷史。
遙遠古生代
離開化石山,繼續向河谷深處前進,河谷兩側的山體越加險峻,巖石的色澤和排列方式都發生了明顯變化,我們進入了古生代地層。
古生代地質年代的第3代,此前則有太古代和元古代。資料顯示,古生代約開始于5.7億年前,結束于2.3億年前。古生代包括了寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀、二疊紀。
古生代的標志之一就是世界范圍內重要的成礦期,同時,在志留紀中期出現了脊椎動物——魚類和最早的陸生植物。
我曾經跟隨一個物探隊在塔爾巴哈臺山區尋找銅礦和金礦,當時,我對地質成礦等一竅不通。但是,專家們卻手持地質錘,時而在這塊巖石上敲打幾下,時而又對其他的巖石產生了興趣。后來,我才明白,地質工作者們敲打的巖石主要是古生代的巖石。因為,我們利用的大多數礦藏就誕生在古生代。
古生代不僅造就了眾多礦藏,目前已知的遠古生命也在這個時代誕生了。古生代的海洋里生活著門類眾多的生物,植物界以海藻為主,動物界出現了三葉蟲、珊瑚和腕足類等。
關鍵詞:因校制宜;與時俱進;古生物地層學;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)09-0027-03
古生物地層學(古生物地史學)是歷史悠久的地質學支柱學科,與巖石學、構造地質學一并稱為地質學三大基礎學科之一。古生物地層學事實上是兩個相對獨立的學科,古生物學是以研究地質歷史時期的生物及其發展的科學,其研究對象是地質歷史時期地層中的生物遺體和遺跡及一切與生物活動有關的地質記錄[1-3];地層學是研究層狀巖石形成的先后順序、地質年代及時空分布的科學[4],研究對象為地質歷史時期中的地層,主要研究地球發展歷史和發展規律的科學[1]。古生物學與地層學是既相互獨立又密切相關的兩個分支科,但就其研究內容及任務,二者又是相互交叉密不可分的。地層學和古生物學在19世紀和20世紀的興盛和發展,曾引領了地質學其他學科的發展,為一系列的地學交叉學科研究和生產建設做出了重要貢獻。隨著國家經濟的快速發展,曾經古生物學與地層學的畢業生一才難求的現象早已消失。導致中國古生物學行業不景氣的原因,可歸納為4個方面:科學和社會的大發展導致人才知識結構的重大轉變、行業需求的轉變(由基礎區調轉為資源和環境領域)、科技進步和評價體系的轉變(物化探等新技術取代了傳統古生物學的服務功能)、古生物學教育跟不上形勢發展[5]。除此之外,各省市、各區域地質院校側重點不同(煤、金屬礦、石油、地質調查等)、服務對象不一(地質調查隊、煤礦、石油行業、礦業集團),在大行業不景氣的背景下,導致古生物地層學課程受到排擠,甚至有人偏見的認為,古生物學在地層研究中失去了意義,導致一些基層單位(地質隊、研究所)很不重視古生物地層工作。其次,古生物地層工作者也跳不出傳統古生物學的研究范疇,新思想、新理念、新技術、新方法的更新速度過慢,導致古生物與地層課課程內容、結構、授課方法不能適應新時期的要求。
由此可見,古生物地層學課程教學面臨嚴峻挑戰,各省市地質院校應以自身側重點為基礎,與時俱進,跟上科學和社會發展的要求,探索新時期古生物地層學教育教學的途徑。
一、國內外不同高校《古生物地層學》教學現狀
筆者通過近幾年的學習和工作經歷,總結了國內外大學《古生物地層學》的教學現狀,認為目前國內的《古生物地層學》課程主要存在以下幾方面的問題。
1.課程內容。①課程學時偏少,尤其是實習課時偏少;②課程內容,國內學校授課內容陳舊,中規中矩,力足基礎,將古生物學與地層學分為兩部分講授,缺少有機互動。國外則是將古生物學與地層學有機結合起來,更接近于科學前沿問題。
2.授課方法。《古生物地層學》授課方法延續了以往以講授為主,學生被動接受,缺少課程設計和師生之間良性互動,青年教師大多授課古板,對課程內容缺乏足夠了解,調動學生積極性能力較弱。
3.教學實踐。《古生物地層學》室內標本實習課及室外宏觀實習課時匱乏,缺少形態完整、特征明顯的化石標本及最新的地層學掛圖,較多為上世紀七八十年代的老地層掛圖,年代久遠,更新較差。對學生來講最為深刻的莫過于室外采集化石實習及地層劃分對比實習,但這方面很多高校開展不夠。
二、“因校制宜、與時俱進”《古生物地層學》課程教學改革
課程教學改革首先是教學大綱及培養目標要明確,這是一切課程教學改革的基石。通過上文國內外古生物地層學橫向對比,國內外大學由于其學校自身特色在古生物地層學課程的結構及內容、培養目標上都有所不同。國內一類大學,將古生物學、地層學分開單獨授課,其目的是培養從事古生物學科學研究、實踐應用等方面做出重要貢獻的專業型古生物地層學人才,從而推動古生物學的科學發展和實踐進步,以培養未來科學家為目標。國內二類地質院校由于其自身特色不同,與區域生產單位聯系更緊密,目的是培養學生在生產和社會實踐中能夠應用古生物地層學,運用古生物地層學知識作為工具,服務于其所在領域的科研或實踐活動[5]。課程改革需要源于對課程本質的認知和了解,教師是落實課程改革理想的關鍵人物。“師者,所謂傳道授業解惑也”,教師是課程的實施者、解讀者,教師的認知與感知才是課程的靈魂。教師的認知與感知,不僅是其業務能力的感知,還包括其對學校文化、特色的認同及價值取向和思維方式。因此,課程改革首先要從教師認知和感知做起,即“因校制宜、與時俱進”,不僅要認識到學校的地域文化、特色及優勢,來改變課程結構、內容和授課方式,還要不斷融百家之長,緊跟本學科未來的發展方向來調整課程內容、結構;不僅要從業務上引導學生,還要從心理和生活方面來正確引導、培養學生的人生觀和世界觀。只有這樣才能使學生從根本上學會正確的學習方法、待人之道,成為一名社會需要的復合性人才。
1.因校制宜――推進課程內容、結構、授課方式改革。學校區域性明顯,專業課程的內容、結構的設置與生產單位需求聯系密切,例如煤炭類地質院校,古生物地層學課程的目標是讓學生理解什么是古生物?古生物有什么用途并能運用古生物知識服務煤炭其他專業?因此課程的設置就要將煤炭的來源生物――古植物門類章節介紹清楚,還要將地質歷史時期全球主要成煤期――石炭紀、二疊紀、侏羅紀、白堊紀和古近紀等重點介紹,這樣才能使學生的所學能及時應用到實處。此外,學校的生源差別較大,學生了解知識的快慢程度不一,需要因材施教,不能從一而終。例如古生物地層學,本科生課時量為48學時,專升本課時量為72學時,不能將本科生古生物地層學授課內容、結構和方法都應用到專升本學生上,這是對學生不負責任的表現。綜上所述,教師不能有投機取巧的思想,要下功夫針對學校特色專業、就業單位需求、學生自身特點,來推進課程內容、結構的改變。傳統照本宣書的教學方法,使得教師上課費力,學生被動接收,課程氛圍沉悶,學生不能融會貫通的接受課程內容。教師要從自身做起,將課程及與課程相關學科內容了解透徹,做到專深且廣博,將知識點與一些幽默故事相串聯活躍課程氣氛,此外還要教師主導、引導和指導學生自主的學習能力,比如,可以采用“研究性學習”的方法,結合教學內容提出幾個課題,讓學生分組查閱資料,以組為單位上臺講授,然后教師做相關分析點評,從而在培養學生查閱資料、分析資料、整合資料能力的同時使教師和學生之間有一個良性的互動,進而更好地達到教學相長。另外,在教學中實行啟發性教育,培養學生獨立撰寫課程設計論文的能力,鼓勵學生對某一個小問題提出自己的見解,并通過查閱文獻分析解釋上述觀點,從而培養學生的學習興趣和科技研發的興趣,開發學生的研究潛能和科研技能,進而培養學生自己分析問題、解決問題的能力。
2.與時俱進――緊跟學科發展前沿、關注學生身心健康發展。古生物地層學進入21世紀之后發展迅速,例如地質年代格架較上世紀八九十年代變化較大,寒武紀四分法,寒武紀底界下延至542 Ma(百萬年)等都需要引起國內古生物地層學內容上的變動,因此教師不能緊盯書本,還需要接觸國內外地學研究前沿,對課程進行有效的補充。學生是課程改革的見證者,隨著科學技術的快速發展,學生受到外界的影響越來越大,身心健康的發展受到了前所未有的挑戰,在課程教學實踐中,這些消極、非預期的作用常會影響教學,教師不光要從專業知識上給予學生引導,要注意一言一行、態度與情感,其身正不令則行,還要從校園文化、社會現象、未來工作預期等多種方面潛移默化地引導開闊學生的思路,化解或消除消極的影響。與時俱進,關注學生身心健康的發展,更好的將專業知識及社會經驗傳授給學生,使學生四年既學到了知識,又能健康成長為國家有用的人才。總之,因校制宜、與時俱進對課程進行改革,要充分吸收借鑒國內外發展趨勢、兼顧學校地域特色、引導學生積極健康發展,是以合力的形式對受教育者起作用。下面以《古生物地層學》課程教學中的部分內容為例,闡述課程教學中因校制宜、與時俱進的課程改革,盡管公共課、專業課和專業基礎課的具體內容、結構有所不同,但課程的精髓是相通的。教學內容:古生物地層學中的古植物與石炭紀、二疊紀交叉融合。學時安排:6或8學時,占全部學時的1/8或1/9。課程教學安排與方式:古植物門類的主要特征、地史分布等特點;石炭紀、二疊紀主要沉積特征、生物特征、構造特征及沉積古地理深化史介紹;石炭紀與二疊紀是全球重要的成煤時期,這一時期主要成煤生物主要為古植物的石松植物門和節蕨植物門,煤及相關學科為學校主要地域特色,結合學生特點、就業情況,教師將現今古植物研究前沿、石炭紀和二疊紀地質年代格架最新研究現狀有機融合,同時鼓勵學生以班級或小組的形式上講臺講10~15分種的教學內容(華北石炭紀地層序列、沉積環境特征、構造演化等)。通常學生都會用到演講時間的10~20倍的時間進行資料的搜集整理,按自己的思路進行選擇、整理和加工,形成有特色的演講稿。在這一課程教學演講幻燈片的過程中,學生還會受到內容安排、圖文并茂、審美、演講方式、衣裝肢體語言等多方面的考驗,充分發掘了學生自我的潛力,調動了學生學習的主動性和積極性。在這樣的教學過程中,每位學生都有自己的心得體會,教師一一點評,使得學生受益非淺。
“因校制宜、與時俱進”的課程改革思想,不僅能發揮學校優勢,更能充分調動學生的求知欲,資源勘察工程專業《古生物地層學》課程教學正是遵循這一思路,借鑒和吸收國內外大學優秀教學經驗,根據自身特色,走一條“博采眾長、與時俱進”之路,使《古生物地層學》課程教學上了一個新臺階,為國家培養出更多優秀地專業人才。
參考文獻:
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[3]童金南,殷鴻福.古生物學[M].北京:高等教育出版社,2007.
[4]龔一鳴,張克信.地層學基礎與前沿[M].武漢:中國地質大學出版社,2007.
工程地質是水利水電工程一門重要的專業基礎課。不同于水利類其他專業課,工程地質由于實踐性較強,野外地質實習對于提高學生的實踐能力極為重要。然而,傳統的野外地質實習作業還依賴于手繪,無法跟上目前自動化、信息化作業的步伐。本文將地理信息系統與野外實習相結合,完成學生手繪作業向電子化作業的轉變。這不僅能夠高效完成實習路線剖面圖的繪制,還能夠讓學生熟悉地質調查的電子化辦公過程,培養和提升學生地質調查整理、分析、繪圖的能力,為以后從事相關工作奠定基礎。
關鍵詞:
工程地質;地質實習;地理信息系統;教學改革
一、引言
工程地質是一門以地質學為理論基礎,服務于人類工程建設活動的一門地質學科。不同于傳統的數學、力學學科,工程地質是一門實踐性很強的學科,著重解決與工程規劃、設計、施工與運行有關的工程安全評價涉及的地質問題。作為水利水電工程本科專業一門重要的專業基礎課,不同于其他的專業基礎課,工程地質課程的教學分為課內基礎理論教學和野外地質實習教學兩部分。課堂教學主要基于已有的教材,講解關于巖石礦物、巖石、地質構造、地質作用、地下水、巖體工程特性、大壩、隧洞、邊坡等知識。而野外地質實習主要進行巖石、地質構造的辨識,了解、掌握不同的地質作用、地下水作用對工程巖體結構的影響,并初步建立水利水電工程地質條件的分析與評價能力。由此可知,野外地質實習是工程地質相關專業中必不可少的實踐性教學環節。武漢大學水利水電學院工程地質教研室是在原武漢水利電力學院工程地質教研室的基礎上發展起來的,經過近六十年的建設,已形成了系統完整的課程教學體系與地質實習。然而,由于受各種條件限制,實習教學中仍存在不足之處。實習過程中教學設備還處于八、九十年代水平,實習區域地形圖長久沒有得到更新,無法反應當前的地形地貌;學生的內業還是依賴于手繪,無法跟上目前自動化、信息化作業的步伐。就目前三峽秭歸地質實習而言,該實習區域地形圖較為陳舊、分辨率低且模糊不清,加之近年該區域工程建設頻繁,因此容易產生識別誤差;同時,學生需要購買地形圖,實習過程中學生需要攜帶地形圖也有一定不便。本文在谷歌地球可視化地形圖的條件下,采用GoodyGIS和AutoCAD等專業地理信息處理軟件,完成實習路線地質剖面圖的繪制。將地理信息系統與實習過程相結合,不僅能夠將地質調查的手繪向電子化辦公的轉變,提高工作效率,而且能夠全方位、多視角地對基本工程地質、環境水文地質、地質災害預測與防治等方面進行深入的了解。基于谷歌地球,采用地理信息化系統開展地質實習內業電子化,不僅能夠相對精確地反映當前的地形地貌特征,而且便于學生及時查找路線,辨別地質情形,同時還能夠減少學生開支、減少實習過程中的載重負擔。
二、基于GoodyGIS教改方案
目前地質實習過程中,學生根據GPS記錄的點坐標以及該點的地形地貌、地層巖性、水文地質等其他地質現象,在坐標紙上通過手繪出路線剖面圖。在手繪過程中,剖面圖的修改非常不便,而且手繪的圖例也參差不齊。通過將GoodyGIS和AutoCAD軟件想結合,不僅能夠高效完成路線剖面圖的繪制,還能夠讓學生熟悉地質調查的計算機信息處理過程,為以后從事相關工作奠定基礎。GoodyGIS是一款基于谷歌地球API開發的應用軟件,旨在擴展谷歌地球的應用,輔助獲取數據,提高工作效率,可自動生成用戶指定區域CAD等高線,用戶指定路線的地形斷面圖。
(一)教改對象
1.實習區域地理信息的收集、整理。系統收集三峽秭歸縣實習區域的地形地貌、地層巖性等地質信息,并錄入地理信息系統。2.GoodyGIS與AutoCAD軟件的培訓與應用。開展學生實習前的培訓輔導工作,熟悉采用地理信息系統查詢實習觀測點的地質信息,熟悉采用GoodyGIS與AutoCAD軟件繪制地質剖面。
(二)教改目標
1.形成集一整套基于地理信息系統的地質實習電子教案與相關電子資源,形成一個具有較強實力的地質實習計算機信息化教學團隊。2.通過將谷歌地球、GoodyGIS和AutoCAD相結合,培養學生在野外地質實習過程中電子信息化處理、使用能力,從而提升地質調查資料整理、分析的能力與效率。
(三)擬解決的主要問題
三峽秭歸實習區域的地形地貌電子化信息系統的收集,涉及到地質年代、地層巖性、水文地質、環境地質、地質災害與防治等一系列數據的收集工作。電子資料的豐富及詳實與否,直接決定了地質實踐教學活動的效果。
(四)項目的預期成果形式
實踐教學改革研究報告一份;教改實施的具體方案/步驟一份;集實習區域地理信息系統、應用軟件(谷歌地球、GoodyGIS和AutoCAD)在實習過程中的引用指南等一整套教學教案;
三、三峽茅坪-鏈子崖實習路線
針對水利水電學院全院本科生(大三上學期),將學生地質調查資料的整理、分析與繪圖從手繪向電腦繪圖的轉變,不僅提高地質實習內業整理效率,節省實踐教學活動經費開支,而且能夠形成一個具有較強實力的地質實習計算機信息化教學團隊,最終提高學生地質調查整理、分析、繪圖的能力。
1.記錄沿途測點的GPS坐標,記錄該點的工程地質(巖性、巖層界限、巖體工程特性)、水文地質特性
2.將GPS坐標與GoodyGIS生成的路線剖面圖一一對應
3.基于GoodyGIS路線剖面圖與沿途記錄的工程地質與水文地質特性,采用AutoCAD繪制沿線地質剖面圖。
四、結論
將地理信息系統與谷歌地球相結合,可以精確地反映當前的地形地貌特征,便于學生及時查找路線,辨別地質情形;另一方面,將GoodyGIS和AutoCAD軟件想結合,能夠高效完成路線剖面圖的繪制,還能夠讓學生熟悉地質調查的電子化辦公過程,培養和提升學生地質調查整理、分析、繪圖的能力,為以后從事相關工作奠定基礎。實習區域的電子化信息收集工作,涉及地形、地質等方方面面的工作,任務繁重。為此,將教研室已有的紙質版地形圖電子化,然后將該信息與谷歌地球信息對比、結合,在更新校正原有地形圖的基礎上,形成新的較為合理反映當前地形地貌的電子版地形圖;同時將地質年代、地層界限、地層巖性、特殊地質現象描述與電子版地形圖相結合,形成實習區域電子信息系統的核心文件。
作者:胡冉 單位:武漢大學水利水電學院
參考文獻:
[1]崔冠英,朱濟祥.水利工程地質[M].北京:中國水利水電出版社,2008.
同位素“鐵-60”和“超新星考古學”
280萬年前發生的事,今天的科學家又如何而知呢?得出這一發現的德國慕尼黑科技大學研究人員解釋稱,得出這一論斷并非憑空異想,其證據就在于地球上大量存在的一種特殊放射性同位素――鐵-60。因為在一般情況下,地球上應該很難會有這種放射性物質,只有在恒星的發展過程中才有可能產生。研究人員通過長時間的研究發現,在地球土壤的一個特定地質層中含有大量超新星的殘余物質,其地質年代在大約280萬年前。
科學家稱在爆炸后產生的恒星殘骸中,產生了許多新的物質元素,這其中就包括地球上極為罕見的放射性同位素鐵-60。
星際塵埃和星云氣體吸附了這些新的物質元素,進入宇宙的各個角落,其中一部分順勢進入到了已有人類生存的太陽系。科學家們早在5年前就已經發現了鐵-60在地球上存在的證據,而此次則更準確地在特定地質年代的土層中再次發現鐵-60元素。這一最新研究發現將開創一門全新的考古研究分支――超新星考古學。
恒星爆炸、氣候變遷與人類進化
據天文學家估計,在銀河系內每隔100年左右的時間就會有1到3顆超新星在它們最后的大爆炸中消失。而在我們太陽系的周邊地區要發生超新星爆炸的平均時間,則大約在10萬~100萬年之間。研究人員推測認為,當年在與地球距離約30到300光年遠的地方,這顆超新星發生了爆炸。雖然這顆恒星的質量有多大目前還無法確定,但是可以肯定的是,它的爆炸和地球離得足夠遠,否則人類就很難發展進化到今天的地步。
盡管天文學家目前還不能夠準確描述這顆超新星爆炸時的具體情形,但是來自維也納大學的科學家經過模擬計算認為,當時這顆超新星發生爆炸后,引起了宇宙射線大幅度增加。巧合的是,在地質學的記錄中正好可以得到這一時期全球溫度下降的記載,這正好在一定程度上給上述論斷提出了可參考的證據。人類進化學家由此認為,在這一特定時期內地球上氣候的改變,一定程度上促使早期人類祖先必須積極作出適應,該時期的人類祖先在進化過程中出現了顯著的變化,與之相應的便是人口大規模遷徙,紛紛從干旱的非洲地區陸續遷移到更適合居住的濕潤區生存發展。今天人類遍布全球各地,在其漫漫進化發展的進程中,很大程度上完全是適應地球自然環境變遷的結果。
追蹤太陽系的形成
超新星考古學不僅可以反映人類進化、變遷的歷史,還能揭開太陽系形成的秘密。
太陽系的形成,科學家至今都不知道其中的原委,但是對超新星的一塊隕石進行考古研究后,他們已經找到了一些初步答案。科學家研究1983年在陜西寧強發現的一塊古老的隕石時,測到了一種在太陽系中不可能存在的滅絕核素――氯-36的衰變產物。科學家認為這極可能是在超新星中形成的――隨著超新星的爆發噴射,而闖入了正在形成的太陽系。
摘 要:第四紀是地球當前正在發展的階段,也是正在進行的地質階段。地質現象主要的表現形式就是地震。地震是地質構造活動的一種表現形式,研究地震時就需要進行地質研究。就第四地質學在地震中的應用進行研究和分析。
關鍵詞:第四紀地質學;地震研究;應用
一、第四紀地質學
地震地質學研究的是地震和地質之間的關聯,根本上說就是分析構造和運動的關聯性。活動構造可以理解為活動進行的產物。可以將第四紀地質學理解為論述構造活動對當今階段的影響和作用以及如何應用第四紀地質學。第四紀地質環境其實是一個系統的整體,在其系統內各個要素之間相互協調、促進,相互制約發展。
二、第四紀地質學應用分析
第四紀年齡長達300多萬年,解決地震預報所需要的時間尺度相對于這樣大的地質年代的時間尺度就顯得微乎其微了,人類物質生活的時間尺度長則幾千年短則幾十年,與這樣長的地質時間相比而言,只不過是一剎那罷了。所以說人類在這樣短的時間尺度里生活,基本上是恒定不變的,尤其是就運動的一些方面而言,基本上就是穩定不變的。通過人類在社會生活中的變化的時間去理解和推斷構造運動根本屬性變化的速率是不科學的。當今時代的構造運動仍然保持著第四紀一定的獨立性的特點、風格,從大的方面談,整體的構造局勢的變化不會很大,甚至基本上沒有變化。由于第四紀繼承了上幾個紀度的特點,總結上算是繼承性的特點,大部分的地震活動都是歷史上長期反復的活動帶,所以說第四紀是繼承下來的新階段,具有新生性。但是在我們按照第四紀地質學研究地震地質的理論時,將第四紀的構造運動局勢分析清楚,就會使得當今時代的構造運動的整體大概清晰地展現在世人面前,將第四紀構造運動的地方劃分出來,就會使得當今時代的構造運動區域清晰地展現出來,這樣人們就能夠將其應用到解決預報地震的強度和空間理論技術上。只有在清楚地知道和了解了第四紀運動構造時,才能夠將預報地震時所尋找的地震范圍縮小,減小區域目標,再根據相應的先進設施,分析當前的地殼活動,了解其相關的動態,就會實現短期內就能預報地震的目標。
第四紀地質學是地震地質研究的理論依據,在地震地質研究中,根據第四紀地質學的理論方法,能夠有效地促進地震地質的研究發展。
參考文獻:
岳樂平,張云翔.瞄準科學前沿、面向國家需求的“第四紀地質學”教學[J].高等理科教育,2004(04).
Abstract
This paper reviewed advances the total amount of Se in the limestone and sandstone and different forms of Se in soil of the same geological age.
關鍵詞:硒硒的形態
Keywords:Seleniumthe form of Selenium
中圖分類號:P618.76文獻標識碼:A 文章編號:
土壤中的硒可以劃為水溶態、交換態、酸溶態、有機態、殘渣態五種形態,在不同的地質時代和不同的成土母巖下,土壤中硒不同形態硒的含量也會有些相應的變化。
水溶態指用水作萃取劑從土壤中萃取出來的重金屬元素的存在形式,同水—土壤天然體系中的結果應是完全相同的。可溶態比較容易為植物所吸收。
交換態指吸附在土壤黏土礦物及其它成分上的那一部分離子,它在總量中所占比例不大,但普遍認為可交換態比較容易為植物所吸收。
酸溶態指與碳酸鹽沉淀結合的那一部分離子,該形態對土壤環境條件,特別是pH值最敏感,隨著土壤pH值的降低,當轉變成離子態時可大幅度重新釋放而被作物所吸收[1]。
有機結合態是以金屬離子為中心離子,以有機質活性基團為配位體發生鰲合作用而形成的鹽類。該形態較為穩定,一般不易被生物所吸收利用,但當土壤氧化電位發生變化,有機質發生氧化作用而分解,可導致該形態離子少量溶出[2]。
殘渣態是最主要的結合形式,以其結晶礦物形式存在,其主要為硅酸鹽礦物,結合在該部分中的重金屬在環境中可以認為是惰性的,它們存在于原生和次生礦物晶格中,用一般的提取方法不能提取出來,它的活性最小,只能通過漫長的分化過程而釋放,而分化過程是以地質年代計算的,相對于周圍環境而言殘渣態基本上不起作用,因而毒性也最小[3]。
我們從四川某地土壤中選取三疊系地層中,再選取部分砂巖和灰巖對土壤中硒進行五步連續提取態的分布研究。(如表1-1,表1-2,圖1-1,圖1-2)
表5-1三疊系砂巖土壤中Se的形態分布含量及百分比
圖1-1三疊系砂巖土壤中Se的形態分布含量及百分比
表1-2三疊系灰巖土壤中Se的形態分布含量及百分比
圖1-2三疊系灰巖土壤中Se的形態分布含量及百分比
從表1-1和表1-2中可以看出三疊系土壤中水溶態的硒含量的百分比砂巖是1.68%~3.6%平均值為2.5%,灰巖是2.22%~4.73%平均值為3.63%;交換態百分比砂巖是1.45%~3.1%平均值為2.32%,灰巖是4.46%~9.79%平均值為6.1%;酸溶態百分比砂巖是2.6%~4.32%平均值為3.32%,灰巖是11.15%~23.03%平均值為15.67%;有機態百分比砂巖是20.15%~36.94%平均值為30.19%,灰巖是21.01%~36.34%平均值為29.35%;殘渣態百分比砂巖是37.28%~77.56%平均值為57.57%,灰巖是40.83%~72.36%平均值為56.06%。
結合上述兩圖表我們可以看出,砂巖和灰巖中硒的有機態和殘渣態占土壤中硒的百分比基本相同,我們可以推斷的土壤中有機態硒和殘渣態硒不是造成兩組土壤樣品中硒含量差異的主要因素。
由于灰巖屬于碳酸巖類,所以硒的酸溶態百分比應該相對較多,而砂巖屬于碎屑巖類,所以硒的酸溶態百分比應該相對較少。因此我們可以推斷土壤中的酸溶態硒可能是影響土壤中三疊系巖性為砂巖的土壤樣品中硒和三疊系巖性為灰巖的土壤中硒含量差異的一個因素。
巖性為灰巖的土壤中硒的交換態的平均百分比是巖性為砂巖的土壤中硒的2.5倍,巖性為灰巖的土壤中硒的水溶態百分比是巖性為砂巖的土壤中的1.5倍。過去許多學者都通過實驗證明了土壤中水溶態和交換態是影響土壤中硒含量的一個主要因素。我們的實驗結果也從側面證明了這個觀點。
參 考 文 獻
[1]Ana Fuentes,Mercedes Lorens,Jose Soez,et al. Simple and sequential extractions of heavy metals from different sewage sludges[J].ChemospHere. 2004,54 (8):1039-1047。
關鍵詞:煤田;地球物理;測井;應用;分析Q
煤炭測井技術在歷史發展的過程中得到了長遠的進步。在1931年法國第一次使用電阻率測井來測量煤層,取得的成果是十分好的。我國煤炭開采歷史比較久,但測井技術發展的速度并不快,不過自從1954年建立了我國第一只煤炭測井隊,這為我國測井技術的發展帶來了巨大的推進作用。從簡單地使用鉆探進行劃分煤層,很好地確定了煤層的具體深度,對于后來各項技術的發展起到了有效作用。測井技術和測井儀器的產生最早是在1954年-1985年之間,自從1985年以后測井技術和設備都進入了一個新時代。當前使用的煤炭測井技術不僅實現了刻度化、精確化、輕便化等,而且還把計算機技術和數字技術都應用其中,除了能夠收錄相關數據之外,還能夠對測井數值進行分析。此外還能夠通過對單個孔的檢測就能夠知道煤層具體范圍和分層情況。當前測井技術在煤炭開采的過程中被廣泛應用,確定煤層區域和范圍也是這項技術應用的主要任務。
1 鑒定沉積環境
煤的形成主要受到古時期地理環境和氣候變化的影響。能夠聚集煤的盆地其古時期的環境不僅決定了煤的特性、周圍巖層的變化規律,而且還對煤層的發育地段位置加以確定。所以,所以說研究煤的形成條件對于確定煤層的情況具有十分重要的意義,也能夠幫助測量人員進行預測。在煤形成環境中,砂體的粒度以及泥質情況等情況都是我們測量煤層的重要指標。在使用測井技術的過程中測井的曲線會對這方面進行反應,而且還能夠區分出不同巖層的分布,這也就是我們利用曲線配合測井使用的原因。在對煤炭底層鑒定中起到了不可忽視的作用。通過對測井數據進行分析還能夠畫出含砂率的情況,使得人們能夠更加清晰的看到砂體的刑天以及煤層之間的關系。我們通過掌握這些數據的相關性,就能夠通過對他們的分析來預測煤層區域的具置,進而讓人員進行鉆孔,方便后面的勘探設計,我們應該對這方面內容加以掌握。
2 煤質分析和巖性分析
利用數字測井技術和計算機對密度測井、聲波測井、中子測井等測井曲線進行數字處理,可以獲得有關煤質指標(如含碳量、揮發分、灰分、水分、發熱量等)和巖石組分(如砂 、泥的體積百分含量和孔隙度)的定量分析結果。能夠進行煤質分析和巖性分析,這是現代煤田測井的重要特點之一。進行煤質分析和巖性分析的方法有兩種,即體積模型法和數理統計法。
3 確定地層的強度特性
研究巖石的強度特性,這對于煤礦的礦井建設和開采具有重要意義,尤其是煤層頂底板的強度特性,它直接關系到開采方案的設計和礦井支護方案的選擇。測井資料力學性質分析能為工程地質勘探提供非常有價值的巖石力學性質參考。并可以借助測井資料降低煤的勘探和礦山開發的成本與風險。利用聲波測井和密度測井資料可以較準確地提供出巖石的各種動態彈性模量,即楊氏模量、切變模量、體積模量和柏松比。
4 進行地層對比及勘探區的評價
利用測井資料進行地層對比和區域性的綜合分析研究,可以得到煤層對比圖、覆蓋層等厚線圖、全部煤層或可采煤層的等厚線圖、等灰分線圖、頂底板等高線圖等成果圖件,這些資料可以對煤層的具體層位準確判定,從而可以準確地為地質方面提供可靠煤層情況,確保勘探區煤層儲量計算的準確性。并對勘探區的評價以及今后的開發設計都是極為有用的。
5 確定煤的級別以及計算洗煤產率
由于火成巖的侵入使煤的級別逐漸增高(即變質程度加深)時,各種測井曲線會產生相應的變化,如煤的變質程度越深,伽瑪-伽瑪曲線的幅值會越小(密度增大) ,中子曲線會逐漸降低(含氫量減少) ,電阻率也會相應下降等等。因此,利用諸如密度-電阻率或密度-中子、視電阻率-天然伽瑪交會圖板,便會有效地判斷煤層的級別。利用密度測井曲線可以預測煤的可洗性,即在預定的某種特定比重條件下洗選原煤時的產率。國外殼牌公司和 BPB公司在這方面都已有成功的經驗。
6 地質年代界面的劃分
由于地層地質年代的改變, 在測井曲線上往往表現為曲線形態的突變, 或測井曲線整體基線值發生改變,即測井曲線整體的抬高或落低,根據這些特性,通過對同一勘探區各鉆孔測井曲線的分析對比, 結合地質鉆探方面提供的區域地質規律進行分析, 測井曲線就能夠有效而準確地劃分出地質年代的界面。
7 斷層點的解釋
斷層點主要可以分為正斷層和逆斷層,正斷層主要變現為能夠使地層出現間距的缺失,而逆斷層則會使得地層間距出現增加現象。二者的情況變化會直接在測井曲線上反應出來,我們就能夠根據這些曲線的變化確定出斷層的基本位置和主要的性質,通過對這些曲線的分析還能夠確定勘測的地層碎裂帶的特征。
8 工程測井的應用
煤炭勘探的工程測量上有很多的方法,其中地球物理測井技術起到很大的作用。井斜的測量能夠保證煤層厚度計算的精確性。井溫的測量能夠幫助我們繪制出整個測量區域的溫度圖,對煤層的火燒區的確定以及地熱資源的利用意義是十分深淵的。使用這項測井技術還能夠在建筑工程地質測量中起到積極作用。地層傾角設備能夠測量出地層傾角的情況,并把傾角的具體變化直接反應出來。通過對整個區域的全部鉆井的測量結果進行分析和對比,我們就能夠所在區域的地質情況加以了解。當前井下超聲成像等測井技術的不斷發展和進步,對于我們以后的煤炭開采工作具有重要的作用。
9 計算聲阻抗與合成地震記錄
我們可以通過測井測量技術來計算出整個測量區域的聲阻抗和人工分析得到的地震幾率,通過研究這些數據,我們能夠了解到地層和地層之間的關系,以及目的層中反射波的存在和特點,進而能夠幫助我們更好地掌握此地區的地震的資料。在當前的地質勘測中,我們能夠通過對測井技術得到的相關資料校正地震資料的準確性,效果很明顯。
10 自然電位曲線
地質中巖石泥質含量的多少直接和巖層的滲透性有直接關系,而自然電位曲線的確定也和它有著很大的關系。一般來說,滲透性好的地層在地層水礦化度超過泥漿礦化度的情況,自然電位曲線則會呈現出異常大的負值,而滲透性比較差的地層則會產生異常小的負值,所以說我們可以根據自然電位曲線來確定整個測量區域的巖層滲透性。此外,如果巖層中夾雜著泥質夾層,如果這個夾層的厚度比較大,那么就可能在曲線上清晰的反應出來。這也就是說在某些地區,我們不僅可以使用它來測量巖層的滲透性,還能夠把它和微電極曲線相結合,進而確定煤層儲藏層的厚度。使用該曲線還能夠通過確定地層的電阻情況,這就需要選擇地層厚度大、泥漿侵入淺,泥漿含量低的巖層。然后我們可以根據已經知道的巖層電阻率和泥漿電阻率等相關數據,校正該曲線,方便我們能夠更加了解所在區域的煤層情況。
綜上所述,地球物理測井在煤礦勘測中的廣泛應用,我們可以看出當前煤炭測井技術在煤炭的開發設計、普查、勘探中的作用是很大的。這不僅是測井技術人員實踐經驗的積累,更是我國科學技術方面發展的見證。測井技術的不斷完善,使得我國煤礦業得到了長足發展,這項技術在其他領域的應用,促進了我國經濟建設的快速發展。
參考文獻
[1]測井學編寫組.測井學[M].石油工業出版社,2008.