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地质学研究方法范文1
一、一般数理统计分析方法的应用
统计是通过对主体研究对象的部分进行随机抽取，并针对抽取部分进行观察，获得部分所表达出的信息，再将所得数据在研究对象全体范围内进行推断，由此得到研究对象整体的特征，而矿物地质工作的研究对象呈现出明显的统计规律，例如其分布、产生条件等，但由于不同的地质事件和观测结果会受到观察条件的影响，而表现出不同的现象，所以其客观概率存在明显的差异，利用概率分析法可以对不同的地质事件发生的概率进行全面的预测，为矿产地质工作提供依据，例如在油气勘查过程中，可以利用贝叶斯公式（ ）等数学概率方法对勘查过程中的不确定因素和风险因素进行科学的评估，由此有效降低勘探过程中可能发生的风险，避免不必要的人员财产伤害，为油气勘查决策提供可靠的依据，使油气地质学和经济学两种研究对象和研究性质存在较大差异的学科相协调，使地质评价与经济分析相结合，并将获得的评价结果用具体的数学量值进行表达[1]。单变量统计分析和多元统计分析方法都是现阶段矿产地质工作中较为常见的数学方法，单变量统计分析法针对两个随机变量之间的关系进行表达，例如信息量计算、单因素方差分析等，而多元统计分析方法则针对多项随机变量之间的关系进行研究，更加注重从不同的角度表述变量之间的关系，例如方差分析、回归分析、对应分析等，但值得注意的是单变量统计分析方法并不是随时可以推广到多元分析，例如因子分析、各种分类分析等，现阶段矿产地质工作中应用统计学方法创新出克里金数学方法就是针对矿石品位、矿床储量及误差估算进行的变异函数统计方法，矿产地质工作中对沉积岩的分类、沉积环境辨别，构造地形的变化趋势、勘探井中油气水层的划分等工作都应用此数学方法。
二、特殊数理统计分析方法的应用
在实际矿产地质工作中经常遇到矿产分布与正态分布假设之间存在较大差异，地质化探数据离散性强的情况，以一般统计学正态分布及最小二乘法并不能够科学的反应勘探地质真实环境的情况，这种敏感的错误被称为稳健性，所以针对数据点群中心为基础，以数据点群的离散程度为自变量进行稳健性统计分析，其表述更能真实地反映出客观矿产地质环境，目前最大似然评估、有序统计量的线性组合等已经应用于矿产地质工作中，此种方法可以有效的控制实际情况与统计分析之间的偏离，避免因统计数据结果与矿产地质实际分部之间存在较大差异而致使勘察规划彻底失败等重大问题的出现。除此之外，由于矿产地质工作针对定性和定量两方面进行分析，所以数学方法中的定向数据统计具有实际意义，例如矿产地质工作中会针对古水流方向、斜层理生物化石等存在于平面或圆上的方向性数据进行研究，针对断层面及其构成元素对断层形成所受应力及机制等三维定向数据进行分析等，由此可以发现定型数据的统计分析并没有明确的数值做基础，其更加强调研究对象在性质上的差异，当将重心转移到具体数值时就产生了定量统计方法[2]。
三、数学模型的应用分析
确定型模型即在不存在随机成分的情况下研究因果关系的数学模型，例如在矿产地质工作中泥岩中孔隙率和深度之间的关系就可以利用确定性模型中的指数方程进行表述， ，利用积分方程
表述矿产地质工作中研究泥岩孔隙率变化函数在恢复底层厚度中的数值变化，假如在矿产地质工作中已经通过对矿样检测得出其含有的三氧化二铬（铬绿）和密度最大的金属锇的数据，有了解铬与砷的含量之间存在必然的联系，那么就可以利用数学模型直接对他们之间的关系进行表达，或者在矿产地质工作中对勘查到的油气藏位置所含油气质量进行判断，就可以利用油藏含油饱和度与储层毛管压力、孔喉歪度、排驱压力等因素之间的关系进行数学模型表达，以此得出科学的论断，例如三肇和古龙凹陷勘探井19口，其中17口与预测结果完全相符，负荷率将近90%，由此可见此数学方法在矿产地质工作中应用效果明显[3]。
四、质过程的数学模拟
地质系统的形成要经过漫长的地质变化过程，所以通过数学模拟可以真实的反映并再现历史过程，为矿产地质工作提供科学的依据，其不仅缓解了人工实验对实验材料和技术的依赖，而且使演化过程更加真实，例如在高温、高压的地质环境中岩石所发生的性能形状变化，不同边界层之间能量、耦合和转换机制等都可以利用计算机数学模拟进行再现，这是传统物理实验所不可能完成的任务，目前将计算机技术、数学统计方法及数学模拟和地质学理论相结合的统计分析方法以达到30种以上，例如蒙特卡洛法、趋势分析法等统计预测方法；逻辑斯特模型、油藏规律分布法等外推预测法；油田模型法、沉积速度法等类比预测方法；埃德曼法、盆地动态模型等成因预测法；特尔菲法、模糊集合综合评价法等综合预测法等。并在数学计算的基础上利用计算机技术直接为矿产地质工作绘制地质、地貌、土壤分布图及具体的柱状对比图及石油综合录井柱状图等，更加具有科学性，而且可以真实的反应地质环境，为决策分析提供科学的依据。特别是质人工智能专家系统的应用更是明显推进矿产地质工作发展，其应用神经网络模型，利用遗传算法、小波分析及其变换法、模拟退火算法等对地质工作中的相关数据进行归纳分析，由此使工作人员更加全面的掌握矿产地质工作中存在的规律，并在此基础上指导实践，例如针对四川盆地某层天然气资源潜力进行预测的过程中利用数学模拟的方法判断出其开发潜力在15.2亿立方米至91.7亿立方米之间，为具体的勘探规划制定及勘探可行性判断提供了有效的依据[4]。
地质学研究方法范文2
现代社会，文字是信息传递的基本载体，人类基本是依靠文字记载的方式储存、传承文化知识。随着改革开放的不断深入以及西部大开发战略的实施，汉语的交际功能更加显著，汉语应用文的使用也愈发普遍。藏族地区职校学生如果能正确掌握汉语应用文，并且熟练应用汉语进行写作，就能适应迅速发展的形式需求。然而，受到藏族地区本土语言环境的限制，大部分职校学生无法正确掌握汉语应用文，汉语写作课堂教学质量得不到提高。因此，我们必须了解藏族地区职校学生汉语写作的现状，并针对性地提出解决策略，提高藏族地区职校学生的汉语写作水平。
1 藏族地区职校学生汉语写作现状
1.1缺乏汉语思维能力
藏族地区基于自身少数民族的特性，拥有独特的语言和文字想要灵活运用汉语进行写作，就必须熟练掌握汉语内在化的语言知识以及表达方法，用汉语的思维进行表达和创作。然而，藏族地区职校学生在进行汉语写作学习的时候，难免受到母语思维的干扰[1]。因此，藏族地区职校学生写出来的作文往往不带有任何感情基调，也缺乏必要的逻辑性。
1.2语法混乱
中华文明博大精深，汉语语言也具有一定的复杂性。汉语通常是由主语、位于、宾语等成分组成。在组织句子时，如果缺少任何一个重要成分，或者忽略了各个成分之间的正确配合，都会影响到句子的阅读和理解，造成语法混乱的现象。藏族地区职校学生由于对汉语知之甚少，在使用过程中常常会出现成分残缺或者语序颠倒的问题。
2 造成藏族地区职校学生汉语写作问题的原因
2.1生活环境的制约
西藏地区由于独特的地理环境和地理位置，与汉族地区交流较少，交通、信息相对闭塞，对汉语的不熟练、对汉族地区的陌生都在一定程度上阻碍了藏族地区职校学生的汉语写作水平。在汉语写作过程中，由于写作的主题远离他们的实际生活，因此藏族地区职校学生往往感到无话可说和力不从心[2]。此外，由于藏族地区居民生活圈子固定，接触的事物有限，因此藏族地区职校学生无法准确运用汉语表达自身的思想。
2.2自身原因
藏族地区职校学生受到语言环境和成长环境的束缚，平时对汉语接触的时间较少，没有充足的时间和空间运用汉语与其他学生进行交流和沟通，因此在汉语写作过程中难免会出现错误。学生害怕犯错的心理往往会驱使学生自信心下降、不敢于大胆尝试，这些都是制约学生写作能力提升的重要因素。
3 提高藏族地区职校学生汉语写作水平的教学方法
3.1培养汉语思维能力
想要提高藏族地区职校学生的汉语写作水平，教师就必须从学生的个性、学习情况、生活环境等基本信息入手，尊重并利用学生之间的差异性，针对性地实施教学对策。由于西藏地区地理位置以及少数民族文化自身的独特性，因此必须逐步培养藏族学生汉语思维的习惯。少数民族学生的母语和汉语在表述上存在一定的矛盾，教师应当注重引导学生对两者之间的差异进行有效区分，及时消除语言上的矛盾，克服思维上的障碍，掌握语言之间的区别与联系，帮助学生更好地组织汉语语言。
3.2扎实汉语基础
汉语写作是一项输出型的学习模式，必须立足于扎实的汉语基本功，只有一定量的汉语知识储备输入，才能保障输出的高质量[3]。基于此，职校的教师必须从拼音和文字入手，帮助学生正确阅读汉字读音，不仅要记得字形，更是要理解字义，只有这样，才能正确地掌握汉语的用法，为今后对词语、句子、文章的学习打下坚实的基础。在具备一定的汉语基础之后，教师应当引导学生系统地学习语法知识，避免在写作过程中出现语法错误，帮助学生灵活运用汉语准确表达自己的思想感情。
3.3培养写作兴趣
兴趣是学生最好的老师，也是学生开展一切学习活动的基本前提。对于藏族地区职校学生而言，汉语是第二语言，想要摆脱母语的困扰进行对第二种语言的学习具有一定的复杂性和枯燥性。因此，培养写作兴趣，是提高学生写作水平的关键。藏族学生对于汉语写作感到吃力的其中一个原因在于写作主题脱离生活实际，基于此，教师可以从藏族学生日常的生活和学习中获取写作素材，可以利用藏族地区独特的民族文化或者民族活动作为主题供学生参考。此外，汉语是中国使用人口最多的语言，随着经济文化的全球化发展，因此教师应当让学生充分了解学习汉语的重要性和必要性。
3.4借助先进的教学设备
藏族地区经济条件相对落后，交通和信息也较为闭塞，对于藏族地区职校的学生而言，对于大都市的事物和生活都具有一定的新鲜感与好奇心。在这种背景之下，教师可以充分利用这一特点，运用多媒体、网络等先进的科技设备，让学生了解、感受大都市的生活，教师可以通过播放短片、视频、电影等方式促进藏族地区和汉族地区的文化、语言交流，拓宽学生的视野，帮助学生累积更多写作素材。
地质学研究方法范文3
关键词：多点地质统计学 训练图像 储层建模
【分类号】：P618.13
一、引言
在油气开发过程中必然会涉及到相关数据测量，测量过程中就会不可避免的出现误差，这些数据误差会给油气地质储层建模带来直接的影响。另外得到确定性的地质变量空间变量模型是不太现实的，那么在这个过程中就需要引用到概率论方法来完善数据建模。举例来说对于储层中流体的流动而言就需要结合微分方程系数等参数来进行探讨。在利用传统方法的建模过程中正常情况下都会使用内插方法得到储层参数但同时也会对流动方程造成影响那么就会产生一定的偏差。因此在油气地质储层建模的过程中需要根据实际条件来对数据模型进行调整并筛选合理的模型来进行构建让油气产量预测可靠性得到保障。
二、多点地质统计学与训练图像
基于变差函数的传统地质统计学随机模拟是目前储层非均质性模拟的常用方法。然而，变差函数只能建立空间两点之间的相关性，难于描述具有复杂空间结构和几何形态的地质体的连续性和变异性。
针对这一问题，多点地质统计学方法应运而生。该方法着重表达空间中多点之间的相关性，能够有效克服传统地质统计学在描述空间形态较复杂的地质体方面的不足。多点地质统计学的基本工具是训练图像，其地位相当于传统地质统计学中的变差函数。对于沉积相建模而言，训练图像相当于定量的相模式，实质上就是一个包含有相接触关系的数字化先验地质模型，其中包含的相接触关系是建模者认为一定存在于实际储层中的。
三、地质概念模型转换成图像训练
地质工作人员擅于根据自己的先验认识、专业知识或现有的类比数据库来建立储层的概念模型。当地质工作人员认为某些特定的概念模型可以反映实际储层的沉积微相接触关系时，这些概念模型就可以转换或直接作为训练图像来使用。利用训练图像整合先验地质认识，并在储层建模过程中引导井间相的预测，是多点地质统计学模拟的一个突破性贡献。
可以将训练图像看作是一个显示空间中相分布模式的定量且直观的先验模型。地质解释成果图、遥感数据或手绘草图都可以作为训练图像或建立训练图像的要素来使用。理想状态下，应当建立一个训练图像库，这样一来建模人员就可以直接选取和使用那些包含目标储层典型沉积模式的训练图像，而不需要每次都重新制作训练图像。
四、二维和三维训练图像
二维训练图像就是在纵向上没有变化，比如人工划相图，因此二维训练图像又称为伪三维训练图像。二维训练图像在纵向上不能反映河道微相的加积，在横向上也不能反映各沉积微相的迁移。因此二维训练图像比不能很好的反映沉积构型。在三维训练图像中，可以反映各微相在横向上的迁移和垂向的加积，能够很好的反映沉积体的空间结构。因此在实际应用中多使用三维训练图像。
五、油气地质储层建模发展趋势展望
从大环境来看目前我国的油气地质储层建模较以往取得了很大的进展，但是在某些环节上依然暴露了一定的问题，需要在以下几方面进行完善。首先遇到地质条件较为复杂的情况时需要将侧积体视为目标体来进行储层构型分析并根据分析结果来进行建模。（2）需要进一步提升地质知识水平并且将这地质知识应用并整合到建模中。（3）加强目标体连续性过程。（4）对三维训练图像构建和三维模拟中数据事件进行更具深度的把握。（5）对井数据模拟条件进行优化。除了在算法上进行改进外还应该让原型模型变得更为丰富并体现出层次感，将地震信息进行高度整合化，构建出地质约束原则，另外在建模过程中对层次分析与模式拟合给予充分的重视。
六、结论
将更多的地质资料整合到储层建模过程中以确保最终数值模型更加符合地质认识，这在预测储层流体特征时是十分必要的。多点地质统计学为地质工作者提供了一个强大的工具，使得他们可以通过训练图像将概念模型和先验地质认识整合到建模过程中。
目前研究的重点是提高多点模拟算法的性能，包括：提高运行速度，降低内存开销，提高沉积模式再现效果以及更灵活的整合不同来源的信息等。有理由相信，随着多点建模方法不断趋于主流，以及越来越多的地质工作者对这一方法变得熟悉，多点地质统计学将成为下一代地质建模工具。
参考文献
[1]王家华，张团峰.油气储层随机建模[M].北京：石油工业出版社，2001：119-143.
[2]王家华.迎接油气储层建模理论、应用的大发展-从2007年国际石油地质统计学大会谈起[J].地学前缘，2008，15（1）：16～254.
[3]李桂亮，王家华.多点地质统计学储层建模的实用展望[J].国外油田工程，2009，25（11）：1～2.
[4]Andrew Clark S.Challenges for Horizontal Well Placement Optimization in a Giant Mature Onshore Oilfield Abu Dhabi.UAE [C].SPE137070，2010，1～15.
[5]Matheron G. Principles of Geostatistics[J].Economic Geology，1963，58（1）：21～28.
[6]王家华，赵巍.基于地震约束的地质统计学建模方法研究[J].海洋石油，2010，30（4）：46～49.
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地质学研究方法范文4
关键词：经济欠发达地区，高校。实践教学质量
为了全面提高高等教育教学质量，教育部相继下发文件，对高等学校人才培养模式提出了新的更高要求，强调要“深化教育教学改革，全面加强大学生素质和能力培养”。其措施之一就是要高度重视实践环节，提高学生实践能力。实践教学课时的调整，对于学生来说，增加了实际动手机会，有利于激发创新意识，实践能够与理论相结合，使学生自觉用理论知识解决实际问题，进而达到在实践活动中进一步升华理论知识的目标；对于高校而言，能够更好地培养出厚基础、宽口径、高素质、强能力、广适应的创新型和实践型相结合的复合型人。
然而，在一些经济欠发达地区的高校，虽然根据教育部文件要求，调整了教学计划，加大了实践课时的比例。但由于受经济、办学历史等条件的限制，调整后的实践教学活动的展开遇到一些困难。现以位于鲁西北地区的德州学院为例进行阐述。
一、提高实践教学课时后面临的困难
1 实验设备不足。由于德州学院属于地方拨款，每年办学经费有限，其中实验仪器购置费用大约每年几百万左右，资金数额很难满足实践教学设备采购的需要。以德州学院电科系为例，原来的教学计划中，实验、实习占总学时的12.5％，2007年专业教学计划调整后，实验、实习占总学时的25％。由此可见，新调整的教学计划中实验、实习所占课时数比原来增长一倍多。实践课占时的提高带来的是实验项目、实践教学内容的增加。这样一来，原来没有实验的课程加上了实验，这样就需要购置实验设备；原有实验的课程增加课时，原有设备难以保证完成新增实验项目。这样采购资金的不足导致了实验设备的不足，没有实验设备就直接影响了实验教学的开展以及实践教学质量。
2 实验室数量、面积不足。由于近几年高校招生规模的不断扩大，在校学生数急剧增加，同时许多专业课新设实验或增加实验，相应的就要新建许多实验、实习场所来满足实践教学的需要。但目前许多经济欠发达地区的高校实验、实习场所的现状是：数量、建筑面积严重不足，受经济的制约新建、扩建实验、实习场所的难度较大。这种状况导致了实验设备套数少，进而导致实践教学循环次数多，教师教学压力、设备损坏率增加，同时在实践过程中难以做到人人动手，从而影响实践教学的效果。
3 专业指导教师缺乏。一方面招生规模扩大，学生人数急剧增加，另一方面实验、实习场所匮乏，实验、实习设备不足导致学生实验、实习循环次数增加，使得专业指导教师的工作量加大。以德州学院机电工程系“控制理论实验室”为例，该实验室目前拥有10台TKKL-4型控制理论／计算机控制技术实验箱，针对《自动控制理论》及《微型计算机控制技术》两门课程，面向自动化专业两个年级的412名学生。因两门课程同一学期使用，这样合21人／台。为了达到教育部本科评估要求(实验仪器应为1～2人／台)，每个实验项目要循环十次左右，如此大的工作量使得专业指导教师忙得不可开交，保证学生实验、实习效果的同时，专业指导教师紧缺的问题就出现了。
二、结合当地经济特点，探索提高实践教学质量的方法
1 依托当地企业，创建公用实验室。由于德州市被称为太阳城、空调城，拥有全国闻名的太阳能生产企业一一德州皇明太阳能集团，以及中大、亚泰等中央空调生产企业。德州学院正是依托上述企业，于2006年新上热能与动力工程专业，此专业的实验室建设遵循的原则是：企业已有的实验室我们借用。企业没有的实验室在争取企业部分投资的基础上学院投资建设，并对企业开放。这样实现了资源共享，企业、学校双赢的局面。目前，德州学院在德州皇明太阳能集团，中大、亚泰等中央空调生产企业均有专业实验室，专业实验课全部放到企业去做，这样一方面节约了资金，另一方面依托企业实力，做到了实验设备的先进性。
2 加强校外实习基地建设。2007年德州学院加大了校外实习基地的创建力度，仅一年时间新建校外实习基地65处，年接待学生实习5000余名。校外实习基地的合理利用使得德州学院不同程度上弥补了实习条件的不足。同时德州学院重视校外实习基地的文化建设，使学生在提高技能操作能力和职业技能的同时，也把企业生产管理、工程案例、责任理念和职业经验导入学生的学校知识体系。这样使企业文化、基地文化和学校文化相互交融，形成多元文化，有利于学生顺利步入社会。
3 自觉培育特色，积极申报省级实验教学示范中心。“人无我有，人有我新，人新我强”均是特色。成立于2002年的德州学院服装系，是德州学院的年轻系之一，由于建系时间短，实验室条件、实验设备在德州学院工科系中算是较弱的。但根据调查全山东省高校服装专业很少，不超过三所，且实力均不是很突出。德州学院抓住这一特点，对服装系实验室增加投入，并在此基础上积极申报省级实验教学示范中心，借助国家对省级实验教学示范中心的投入，完善实践教学条件，实现跨越式发展。
4 校企联合，实现人才资源共享。德州学院每年的工科实习学生人数、实习名目较多：金工实习、认识实习、生产实习、毕业实习、课程设计、毕业设计……由于受实习条件的限制，指导专业实践的师资明显不足，针对这一情况，德州学院采取的措施是与企业联合，聘请对口企业的技术人员、高级工程人员对学生的实习进行指导，这样一方面缓解了师资不足的困境，另一方面由于受实践经验丰富的技术人员的点拨，学生实践能力提高快，且容易找到研究题目。
5 建立实验室开放平台，实现实验教学资源共享。德州学院为了高效的使用现有实验、实习设备，缓解学生实验过程中人均套数不足，实验循环次数过大的矛盾，对全院所有实验室进行统一开放。在管理方式上，实验室开放的形式主要有：时间上的开放，即学生可以自主选择做实验的时间，但在不同的阶段实验内容是固定的；内容上的开放，即学生可以自行选择实验的内容，也可选择老师给定的内容。在实验室开放的同时加强校内实验教学资源的整合，将校内实验教学资源整合到统一的平台上，集中管理，统一调度，形成规模效应，提高使用效益，这种整合包含两个层面：①资源配置上的整合。加强实验仪器设备的统一配置和集中采购，避免分散建设、重复采购、资源浪费。⑦资源使用上的整合。鼓励几个相近专业共建共享实验中心，功能相近的实验中心的仪器设备、实验教师与实验人员可以互通互用，加强沟通与融合，努力发挥实验教学资源的最大使用效益。通过上述措施使得德州学院实验、实习紧张局面得以缓解，同时也保证了学生实践学习质量。
地质学研究方法范文5
1古代哲学与水文地质学
《周易》是自西周至东周不断充实才完成的重要文献,所引用的人事活动和自然现象的描述蕴含了人类早期科学萌芽和对自然现象的哲学思考。《周易》八卦中的坎代表水,兑代表泽,艮代表山,坤代表地。这些组合而成的彖、彖恰好表征了地下水的循环过程,当代水文地质学家以图来诠释,与水文学的描述相当吻合。公元前7世纪的泰勒斯被称为人类历史上的第一个水科学家与第一个哲学家。泰勒斯认为水与人与万物的存活如此息息相关,水的背后有些更深的法则与目的,他直接指出人可以思考有关水的“看不见”的意义,而非只是在“看得见”的使用,也许“看得见”的部份只是暂时的、多变的,而“看不见”的部份是永存的、不变的。
2近代水文地质学的发展
自十九世纪末,水文地质学成为一支独立的学科以来,在多位水文地质学家和水文地质工作者的不懈努力下,水文地质学从幼稚逐渐变得成熟,从单纯的现象描述发展到定量化的理论研究上[1]。泰斯于1935年利用地下水非稳定流与热传导的相似性,得出了地下水流向水井的非稳定流公式即泰斯公式,把地下水定量计算推进到了一个新阶段。20世纪中叶,苏联奥弗琴尼科夫和美国的怀特在水文地球化学方面做出了许多贡献。到第二次世界大战结束时,在地下水的赋存、运动、补给、排泄、起源以至化学成分变化、水量评价等方面,均有了较为系统的理论和研究方法。水文地质学已经发展成为一门成熟的学科了。20世纪70～80年代,由于电子计算机技术的发展,地下水数学模拟成为处理复杂的水文地质问题的主要手段。同时,同位素方法在确定地下水平均贮留时间,追踪地下水流动等研究中得到应用。遥感技术及数学地质方法也被引进,用以解决水文地质问题。随着地下水污染、海水与咸水入侵淡含水层等问题的不断产生,与地下水中溶质迁移有关的问题开始受到重视。许多水文地质学家正在通过室内试验、野外试验与建立数学模型的办法去解决有关问题。
3现代水文地质学科技革命
3.1 科学技术革命对水文地质学发展的影响
水文地质学发展过程中的历次革命都是在科学技术革命及其产物的支持下完成的。首先对水文地质学形成和发展具有重要意义的Darcy定律是H.Darcy受到电学中的欧姆定律和固体介质中的热传导定律的启发并通过试验验证得到的,三个定律的数学表达式完全相似,而欧姆定律和热传导定律早在Darcy定律出现之前就分别由欧姆和福里哀建立。其次对现代水文地质学的发展和研究具有划时代意义的Theis公式和描述渗流的基本微分方程也都是从热传导理论中演绎过来的。另外,目前在渗流理论中广为应用的数值法是在新科学技术革命的产物之一—— 计算机的促进下才得以蓬勃发展的,尤其是20世纪70年代末微型计算机的普及使得数值法在研究渗流问题时表现出了更大的灵活性和优越性。现在计算机已渗人到水文地质研究的各个领域,如勘查、编图、开发、评价和管理等,正是在计算机帮助下,一些数学方法才得以用来解决水文地质问题。在地下水的勘查和研究中,当今广泛使用的技术和方法如电法、磁法、遥感、放射性测量、同位素、Υ-Ν等均是科学技术革命的产物。这些方法和传统方法结合起来,借助计算机,不但解决了许多原来无法解决的问题,而且使水文地质学理论更丰富、更完善,并形成了多种交叉学科。
3.2 水文地质学今后发展方向
水文地质学发展到今天,经历了近150年,现在人们在解决渗流问题时基本上都按照这一模式进行:定性分析建立水文地质模型建立数学模型求解数学模型,这一模式通常称为数学模式[3]。目前在世界范围内正兴起一场以微电子技术和信息处理技术为中心的科学技术革命。新科学技术革命的主攻方向是智能信息科学技术,主要历史使命是建立智能科学理论,其核心是智能化,其科学、社会、经济效果将对人类产生巨大的冲击,将变革现在科学内部结构。受新科学技术革命的影响,水文地质学理论也将发生革命,解决水文地质问题的智能信息模型和混沌模型将代替现有的数学模型;同时受新材料、光导纤维、新能源、空间、电子和计算机等多项新技术革命的影响,在地下水的勘查和研究方法上也将发生根本的变革,届时目前水文地质学上的一些难题将迎刃而解。
为了更好地发展当代水文地质学,需要特别重视以下各类的学科交叉渗透:第一,根据研究目标的需要,开展相关学科与水文地质学相结合的研究;第二,将横断科学(系统论、信息论、控制论、超循环理论、耗散结构理论、混沌学、分形理论等)全面引入水文地质学,充实与发展水文地质学的理论与方法;第三,将水文地质学与社会人文科学结合,加强软科学研究。目前,第一类学科交叉的研究,已经开始受到重视,但是,离开学科的真正融合,还有较大距离;第二类学科交叉的研究,已有不少探索性成果,但是,如何将横断科学全面系统引入水文地质学,要走的路还很长;第三类的学科交叉,则至今尚未引起足够重视。
加强水文地质学与社会人文科学的结合,其重要性如何强调也不为过。任何自然科学技术问题的解决,都无法回避人们的价值判断与利益协调。因此,自然科学技术成果,需要借助于社会人文学科的支撑,逾越种种利益门槛,才有可能被社会所接受,否则,只能停留在纸面上,无法转化为实实在在的生产力。
参考文献
[1] 王大纯,张人权,史毅红,等.水文地质学基础[M].北京:地质出版社,1995.
地质学研究方法范文6
关键词：地质思维；时空观；现实主义原则；地质学习
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）31-0131-02
目前地质学是一门以岩石圈为主要研究对象的地球科学，研究地球表面和内部各种地质现象、地质作用、地质构造的形成和演化规律，研究对象的宏大和内容的广泛性，增加了学习难度，具有较强的抽象性和实践性。地质学有其特殊性，人们对地球的发展演化历史主要从地层来获得，而地层的形成又是经历了漫长的演化，有其独特的时空观和地质思维方式。在教学过程中，注重分析各种地质体的特殊性，在地球发展的时空观中培养地质思维，对掌握地质学的精髓，是非常重要的。
一、地质思维的重要性
地质思维是人们对地质现象、地质构造等地质体特征的高度抽象和概括，是学习地质科学的重要内容之一。地质科学的研究对象有其特殊性，既有微观尺度的岩石矿物成分的观察，又有宏观尺度的构造变动、地质构造的描述；既有在极短的时间内发生的地质作用，如火山、地震等；又有在上百万年甚至上亿年的时间尺度才发生的地质作用，如生物灭绝、成矿作用、成岩作用、海陆漂移等。而且绝大部分地质作用和现象的发生，在生物生命周期内几乎没有可能亲身经历；对地质事件的恢复和演化规律的认识，是建立在对现存地质构造现象合理分析推导的基础上的，因而，正确合理的地质思维，是我们认识地质现象，推导地球发展演化的重要思维工具。
二、地质科学的时空观
1.因地质学研究对象的特殊性，以整个岩石圈为研究主体，涉及的时间非常悠久，其空间范围也非常广阔。地球的发展历史已有46亿年，在漫长的发展过程中，地球发生过天翻地覆的重大变化，火山地震、生物演化、成矿作用、造山运动、海陆漂移，既有在分秒之间发生的，也有要经历数百万年甚至数千万年的周期才发生的。而对这些变化和事件的研究，必须依靠研究分析地球发展过程中留下的各种记录来完成。在地壳中所形成的各种岩石类型、地层就是记录地球发展过程的信息载体，所蕴含的时间往往以百万计。在野外地质考察过程中，往往一个剖面走下来，在地质历史上就已记录了上亿年的时间。
2.同时，地质学研究对象具有广阔的空间，地层的厚度也极不均衡，在巨厚的沉降中心，仅沉积厚度可达万米；而在有些地区，无沉积地层覆盖，直接出露结晶质基底，在地质上称为地盾。在差异如此大的空间范围内，即使相同的地质作用，因物质基础和外界环境的差异，其存留的地质信息也会大不相同，比如同时压实作用，泥岩和砂岩因矿物成分、结构组分的差异造成二者的压实程度，成岩标志有显著的差异；同样，即使相同的地质现象，也可能是不同地质作用的结果，比如同是砂岩相沉积，可能是滨岸沉积环境，也可能来自三角洲沉积环境，或者来自河流环境，更精确的判断来自综合各种地质信息，互相印证，才能得出符合实际的结论。在地质学习过程中，要培养由于广阔的空间和外界条件的差异造成的地质现象的多解性，形成正确的思维习惯。
3.另外地质学具有多因素、多过程互相影响制约的复杂性。在野外观察褶皱这一地质现象时，就要分析岩石的物理性质、力学性质、应力环境所形成的褶皱形态的观察，同时还要结合油气藏的生储盖条件分析对成藏的影响，还要注意到褶皱形成后，多期次构造运动的叠加对先期构造的影响。在实践中，这种多因素多期次叠加造成的构造分析复杂比比皆是，也进一步强化了培养地质思维的重要性。
三、将今论古的科学方法
在地球漫长的发展过程中，其发展演化规律就湮没于各种地质现象和构造的遗迹中，地质学家的任务，就是要读出这些信息，为生产实践服务。地质学的特殊性还在于其研究工程是通过各种地质事件所遗留下来的地质现象与结果，利用现今观察到的地质作用的规律，反演古代地质事件发生的条件、过程及特点，这就是将今论古的“历史比较法”，或称为现实主义原则。“将今论古”是地质学的传统思维方法，对地质学的发展起了很到的促进作用，也使地质学这门科学为更多的人所接受。地质学发展的初期，地球科学的很多成果在是建立在这一方法论之上的。历史比较法是著名英国地质学家莱伊尔（charksLyell）1861年在其论著《地质学原理》中提出的。他认为当前正在进行着的各种地质作用和方式，和地质时期是一样的，在地质历史时期作用着的地质作用和过程，现今仍然在发挥着作用，所不同的只是量的差别。各种缓慢的为人所不察觉的地质作用，只要经过漫长的岁月，就可产生惊人的结果。莱伊尔将今论古的思维方法的核心表述“现在是认识过去的钥匙”，这句话很好地阐述了将今论古的现实主义方法。即我们可以根据目前的地质过程和方式就可推断过去的地质过程和方式，从而恢复地质时代演化历史。这种根据已有或公认的科学认识、科学理论和方法进行推导事物的过程与结论是地质学常用的思维方法。在地学研究中，推理包括归纳法和演绎法。归纳法的核心就是通过具体的个别的地质现象和构造推导出一般性结论，如魏格纳（Alfred Lothar Wegener）根据大西洋两岸的古生物、地质构造、古冰川分布、古动植物区系分布而得出在地质历史时期存在统一的泛大陆的结论；而演绎法则是根据一般的原理和规律推导或预测个别现象的发展规律和特点，比如通过沉积分异规律，就可以再现物源区的方向、搬运距离等具体的研究区域的地质特征。这两种方法在地质学的研究中都是广泛地存在着，发挥着作用。但是随着人们对地质规律认识的深入，发现不同地质时期内各种地质条件是不相同的，地质作用的范围和方式也相应地发生改变，现在并不是过去的简单重复。因而在地质分析中不能将过去的地质作用和现代正在进行的地质作用，机械地套用现实主义方法。这就引出了地质思维的辩证性，只有做到历史和逻辑的统一，全面辩证地看问题，才会得出正确的结论。
地质学的研究对象的特殊性，使得地质学课程的学习有独特的思维过程，其思维本质就是更好地理解地质过程。在学习过程中，注重地质过程原理的分析，培养地质思维，对提升学生学习兴趣，提高专业知识的掌握程度是非常重要的，也为地质学相关课程的学习打下了良好的基础。
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