中学地理科学实验的六大类型及其案例分析

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

基于海面位势高度和海表温度构建西太平洋三维温度场

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

海域地质岩心钻探关键技术分析与应用

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

汶川MS8.0大震前后鲜水河断裂带滑动及其西部地壳形变的动态变化

基于鲜水河断裂带及邻近区域GPS资料,以发生汶川MS8.0大震的2008年为时间节点,利用视错动变形系统分析模型研究了鲜水河断裂带及邻区不同时段的滑动与区域形变活动特征,结果表明:汶川大震前后鲜水河断裂带构造活动的动态变化是显著的,其西部地区地壳形变的动态变化也较清晰,这些不仅说明了汶川大震的孕育在较大的空间范围存在不同特征的形变与构造活动,同时其西部地区也存在着疑似断裂带形变中心的地壳动态变化,这可能与特定的构造和动力环境密切相关,为我们识别大震前兆提供了更多的可能。     

长江下游刀鲚(Coilia nasus)仔稚鱼的时空分布

刀鲚(Coilia nasus)是长江下游重要的经济鱼类之一,具有溯河洄游型和淡水定居型两种生态类型本研究于2016年5 8月在刀鲚繁殖高峰期内同时对长江下游湖口、安庆和靖江江段进行刀鲚早期资源调查,研究分析对比了长江下游江段刀鲚仔稚鱼的丰度情况、时空格局及其与主要环境因子的关系结果表明:在调查期间,靖江江段刀鲚仔稚鱼平均密度最高;刀鲚仔稚鱼在调查各江段于6月下旬至7月上旬之间均出现一段较短时间的高峰期,这与刀鲚的产卵类型有关;湖口刀鲚仔稚鱼的爆发时间早于安庆和靖江江段,这种现象可能是由于湖口江段存在的定居型刀鲚产卵造成的;推测长江江水倒灌的特殊环境现象刺激了刀鲚性腺的发育,使得湖口江段8月产卵群体较多;各江段断面空间上的刀鲚仔稚鱼密度差异可能是沿岸地形和水体动力学差异所产生的现象;各江段刀鲚仔稚鱼密度最高峰时的水流量均处于较低水平,水温分别为25.87、25.27和21.67℃,均达到了刀鲚产卵所需条件研究结果初步反映了长江下游刀鲚仔稚鱼的时空特征,为长江下游刀鲚资源的保护提供了参考依据.     

过去640ka亚洲季风变化的多尺度分析

高分辨率、高精度定年的石笋δ~(18)O记录现已扩展到640ka,这为研究亚洲季风多尺度特征与驱动机制提供了新的契机.基于经验模态分解法(EMD),文章分析了该序列的轨道和千年尺度的特征、贡献及其控制因素.在轨道尺度上,四个主要周期(11.6、23.3、42.4和95.5ka)对石笋δ~(18)O记录的贡献率为76.3%,其中岁差和半岁差周期的贡献率分别为31.1%和30.7%.交叉谱分析显示,显著的半岁差周期信号与南北半球30°太阳辐射极大值变化(BHI)的半岁差周期基本吻合,由此认为低纬降雨和温度变率对半球间低纬太阳辐射放大响应,进而影响亚洲季风的强度变化.在千年尺度上,分别有5ka和1～2ka的显著周期,大致对应于经典的Bond和Dansgaard-Oeschger旋回.海洋沉积和石笋记录交叉谱分析显示,二者在千年尺度上的变化呈现出强烈的相关性,特别是5ka周期稳定贯穿两个记录始终且信号明显,说明5ka周期是中晚更新世以来冰期-间冰期旋回的特征周期,可能是全球冰盖和太阳辐射共同作用的结果.     

甘肃北山老金厂金矿床载金矿物特征、原位硫同位素组成及其对成矿的指示意义

老金厂金矿床是北山成矿南带最具代表性的中低温岩浆热液型金矿床之一，其规模为中型。依据脉体穿插、矿物共生组合和矿石结构构造等特征，将矿床矿化作用过程划分为石英-黄铁矿阶段（Ⅰ）、石英-含砷黄铁矿-毒砂阶段（Ⅱ）、石英-黄铁矿-多金属硫化物阶段（Ⅲ）和石英-方解石阶段（Ⅳ）。利用电子探针研究了不同成矿阶段载金矿物的元素组成及其分布规律。Ⅰ阶段：黄铁矿以粗粒自形立方体为主，粒度为0.50~1.50 mm，贫As、Au；毒砂含量极少，呈细粒他形。Ⅱ阶段：含砷黄铁矿周围常有大量毒砂产出，含砷黄铁矿多为立方体、五角十二面体，粒度为0.30~1.00 mm，富As、Au；该阶段矿化最为强烈，毒砂主要形成于此时期，多呈棱柱状、柱状、放射状集合体，显示富S亏As特征。Ⅲ阶段：多以黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿共生组合脉的形式产出，黄铁矿多呈长条状，以富S、Cu、Zn、Au和贫Fe、As为特征。Ⅳ阶段：矿化作用极弱，毒砂、黄铁矿含量极少，为细粒他形。原位硫同位素组成显示：Ⅰ阶段黄铁矿δ³⁴S_V-CDT值为-3.8‰~-2.9‰，均值为-3.3‰；Ⅱ阶段黄铁矿和毒砂δ³⁴S_V-CDT值为-4.7‰~2.6‰，均值为-3.3‰；Ⅲ阶段黄铁矿和闪锌矿δ³⁴S_V-CDT值主要分布于-1.9‰~1.0‰之间，均值为0.1‰。此3个阶段硫同位素组成反映了成矿期硫主要来源于幔源岩浆，混入了部分地层硫。综合前人研究成果，认为成矿早期至晚期，成矿流体总体上由富S贫As向富As贫S演化。Ⅰ阶段体系处于中性稳定的环境，硫源充足；Ⅱ阶段为贫S富As的高氧逸度环境，由于大气降水对地层的淋滤渗透，混入富As流体，Au可能与As结合形成Au-As络合物，在成矿有利部位富集沉淀；Ⅲ阶段成矿元素种类丰富，体系为富S贫As的弱还原环境，Au很可能与HS^-、S^-形成络合物进入黄铁矿晶格。     

辽东黄花甸地区古元古代变辉绿岩的特征及成因

对辽东黄花甸地区南辽河群中分布的变辉绿岩进行岩相学、年代学和地球化学研究,以确定这些变辉绿岩的地球化学特征和成因,进一步揭示南辽河群古元古代的构造演化。岩相学特征表明该变辉绿岩发生绿片岩相变质作用。野外地质特征和样品的ICP—MS锆石U—Pb年代学显示,变辉绿岩捕获锆石的年龄与南辽河群碎屑及变质锆石相一致,这期岩浆作用发生在区域变质作用之后;全岩XRF和ICP-MS分析表明,变辉绿岩属于钙碱性系列(σ=1.03～3.00),亏损高场强元素(Nb、Ta、U),富集大离子亲石元素(K、Pb)和轻稀土元素(∑LREE=71.3×10~(-6)～115.5×10~(-6)),变辉绿岩的岩浆来源于遭受了俯冲带流体改造的亏损地幔,且经历了陆壳物质的混染。变辉绿岩形成于南辽河群造山后的伸展环境。顺时针的P—T—t轨迹更符合南辽河群的构造演化过程。     

郯庐断裂莱州湾段块体旋转效应及意义

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