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doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.11.002
美国未来学家阿尔文?托夫勒(Alvin Toffler)曾经指出:“未来的文盲将不是目不识丁的人,而是不知道如何学习的人。”教师的职责就是教会学生如何学习。如何实施更有效的教学培养出会学习的人呢?高一作为系统性学习化学科学的起始阶段,教师不仅要教会学生科学文化知识,更重要的是教会学生科学的研究方法,高中化学苏教版的编者也有同样的意图。《化学1》专题1的教材编写非常巧妙,不到40页的内容就已经把化学的核心理念呈现给师生。明线介绍了高中化学的基本知识和应用工具,暗线安排三个单元分别阐述了分类观、计量观、实验观、微粒观和化学价值观等化学基本观念,并意图使学生领会研究化学的科学方法,如分类法、定量研究法、实验法、模型法等。本文以苏教版《化学1》专题1为例,结合教学实践,探讨化学研究方法建构的教学优化路径。
一、分类法的教学建构
在教学中发现有些学生孤立地学习知识,当学好一个知识块后就将它束之高阁,不去联系,更不会去应用它,结果单元测试时成绩还不错,但是稍微一综合就一塌糊涂了。例如,问学生“二氧化硫属于哪一类物质”,多数学生都会答“酸性氧化物”,但如果问学生“二氧化硫和氢氧化钠反应生成什么”,哪怕是在一学期结束时,还是会有不少学生会写成硫酸钠和水。因为他们仅仅学到了如何分类,而未关注学习分类的目的是什么,因此不会应用分类法结合反应规律来书写反应方程式,而是凭感觉猜测反应产物。
在新一轮的教学中,笔者采用了“三步曲”教学法进行教学,即“为什么要学习物质的分类――如何分类――分类的应用实例”,成效显著。在教学过程中,直接地告诉学生,我们学习物质的分类不是为了“分类”而“分类”,仅仅学会怎样分类是远远不够的,还要学会应用,如物质性质的推断等。在“三步曲”教学过程中,“为什么要学习物质的分类”以教师讲授法为主要教学形式。“如何分类”的教学则是以创设情境让学生在讨论中进行,学生在互相启发中发现了可以从多角度对物质进行分类,这不仅能更全面地认识物质的分类、体现了化学中的哲学思想,还培养了学生的思维能力,实现了三维教学目标。“分类的应用实例”教学可以编制练习让学生体验应用分类方法的成就感。教材P4的“问题解决”就是一个很好的例子。分类方法是研究化学的一种基本方法,除了可以对成千上万种的物质进行分类之外,还运用于其他许多方面,例如变化多端的物质间的转化反应。由于学生在初中已掌握四种基本反应类型,因此在“化学反应的分类”的教学过程中,只需要复习初中知识来进一步领会分类的研究方法。然后通过多角度看待问题引出从化学反应过程中元素的化合价是否发生变价对化学反应进行分类。
通过分类法的教学建构,把初中知识的“经验性”上升到高中的“理论性”,把初中知识的“散乱性”上升到高中“系统性”,实现了初高中的衔接。
二、定量研究法的教学建构
化学科学发展离不开定量研究。定量的研究方法,是在定性的基础上精确地对事物的属性进行深度的、量化的表达。例如,我们常常通过燃烧法分析某有机物的组成,通过燃烧现象分析即可推测出是否含碳、氢元素,但是否含氧元素、以及各元素的组成就只有依赖于定量分析了;化学反应中的定量更是重要,参与反应的物质的质量关系不同、浓度不同时,发生反应快慢和反应的产物都可能不同……化学研究的每个方向都需要定量研究法,使研究结果深刻、精确。定量研究法是化学发展为一门科学的重要标志。下面以《化学1》专题1的第一单元为例,阐述定量思维方法的教学建构。
本单元概念多、理论性强而且十分抽象,对于仅仅接受初三化学扫盲教学的高一新生而言,觉得难是很正常的,那么我们如何使它的难度值降到最低呢?
1. 从学生的已有知识储备和生活经验入手,让学生自我生成概念
初中更注重宏观上物质的性质,而对微粒观的要求相对较低,因此,可以在上新课前复习什么是微观粒子,为后续学习做好铺垫。生活中我们常常遇到体积较小但数量巨大的事物,比如大米、粉笔、奶粉等,计数时常用到集合思想而使其成为一袋大米、一盒粉笔、一罐奶粉等,使用和交易时都更为便利。那么对于更为微小、数量更为庞大的微观粒子而言,我们用同样的办法处理,引出“物质的量”概念。
2. 运用类比的方法建构概念
列出学生已知的计量物理量和单位,如长度(米)、时间(秒)、质量(克)等后,指出“物质的量”也是国际7个基本物理量之一,它的单位是“摩尔”,用来表征微观粒子数目的多少。再类比于国际米原器,讲“1mol”的涵义,很容易让学生明白,它并没有什么深刻的内涵,仅仅是人们达成的一种共识、统一的规定而已。又类比于一盒粉笔有30根,那么“1mol”有多少个微粒?如此运用类比的方法,将抽象的概念通俗化,易于被学生接受。
3. 在单元结束时,构建网络图,使学生充分理解引入概念的意义
通过图1,学生很直观地明白物质的量是联系宏观性质和微观粒子的桥梁。可以再编制一些习题让学生熟练应用,可以达成较好的教学效果。
三、实验法的教学建构
实验对于化学研究而言,正如羽翼鸟,划桨于轻舟。因此,作为教师有必要帮助学生建构科学的实验方法。苏教版必修1专题1的第二单元循着科学家研究化学物质的一般思路介绍物质的分离与提纯、物质的定性检验、定量分析等实验方法。笔者认为在理解这些实验方法的基础上,更重要的是让学生体会科学家的研究思路和方法。因此,在实施教学时,就按照教材的顺序进行。实验教学时注意以下两个方面:
1. 多做探究性的实验
尽量不要把实验设计成验证性的,那样会抑制学生的活跃思维,完全沿着教师的预设发展。而应多引导学生发现问题,并指导学生自己设计实验探究、解决问题,可以培养学生创新能力。例如,做苯与溴水的萃取实验时,可以增设一个实验――探究苯与水的溶解性和密度大小的实验,学生可以在很直观的感受中得出结论,比起教师直接告诉学生结论并记下要更有趣、更深刻。
2. 实验现象有记录、有分析
学校条件许可的情况下,应尽可能多安排分组实验,让每个学生都有机会动手操作,指导学生细致观察实验现象并如实记录,结合理论知识分析、讨论。
四、模型法的教学建构
模型法是一种重要的科学思维方法,往往可以实现化复杂为简单、化抽象为具体。在化学的科学研究过程中也是常用的一种科学方法。例如,化学物质的宏观性质取决于微观结构,而微观的结构摸不着、看不见,借助模型化方法可以轻松理解。因此,很有必要帮助学生建构模型化思维方法。下面以必修1专题1的第三单元“人类对原子结构的认识”为例,阐述模型化思维方法的教学建构。
在教材内容处理上,笔者把“原子结构模型的演变”作为本节的重点教学内容,讲述从公元前5世纪哲学家思辨中的原子结构到近代化学科学家运用科学思维方法――模型法研究原子结构的历程,带领学生沿着科学家的足迹感受什么是原子结构模型及模型法的优越性。在这个过程中学生的科学本质观也能得到很好的发展。
在教学手段上,笔者借助多媒体教学帮助学生形成具象的模型。模型通常可分为物质模型和思想模型。物质模型是用物质实体仿照原型而复制的物件。如原子结构模型、分子的比例和模型球棍模型、晶体的紧密堆积模型等。物质模型生动直观,看得见、摸得着。思想模型是客观事物在人的头脑中的抽象反映形式。思想模型可以用文字表述、符号、图表等形式体现出来,如原子结构示意图、化学方程式、碰撞理论、化学平衡中恒压或恒容容器等。思想模型简明、扼要,能够集中反映事物的主要方面,使复杂问题简单化。在“原子结构模型的演变”教学过程中,借助多媒体展示道尔顿的原子实模型―汤姆生的葡萄干面包式模型―卢瑟福的行星模型―波尔的量子力学模型,每一种模型的出现总能引起学生的一片惊叹,把微观世界看不见、摸不着的原子具象地呈现在学生的面前,不仅帮助学生形象地构建了原子结构模型,还活跃了课堂教学氛围,激发了学习兴趣。当学生在脑海里里已经形成了原子结构的物质模型后,再辅以原子结构示意图的思想模型教学,那么,学生掌握原子的结构是水到渠成的事了。
关键词:初中化学 教学方法 创新
1前言
教学实践表明化学是以实验为基础的自然科学之一,化学实验的教学在中学化学教育中占有非常重要的地位,其与学生化学知识的培养有着密切的关系。化学实验中,学生可以非常直观的获取化学知识,同时也有利于学生对化学规律的巩固、化学概念的认知、以及化学知识的理解,是一种提升学生能力关键环节之一。如何使实验在化学教学中发挥更大的作用,已成为老师关注的热点之一。在近几年新教材的实践中,也可以看到引导学生主动进行实验的设计、改进等都会对学生的创新起到积极的作用。前人的教学理论以及自身的工作经验都表明,不断积极的将化学实验的教学方法进行创新才能确保化学实验的活力以及其在化学教学中的作用。本文就初中化学实验教学方法的创新进行简单的阐述。
2实验教学的创新
2.1重视探究性的实验
化学实验的教学中一定要重视并发挥实验的探究功能,否则将会降低学生的学习效果及积极性。由此,应依据化学课程的设计理念,在实验教学中充分调动学生的探究性进行学习。以“二氧化碳的制取”实验为例,实验所用的药品虽然在教材中都已经标出,学生虽然能够将药品记住,但在接触到其他可以制备产生二氧化碳的药品时发生混淆。这时就需要对实验的教学进行创新,首先让学生对其所学的能够生产二氧化碳的反应进行回顾,并就该反应能否进行实验室的制备进行分析,最终进行实验室制备二氧化碳所用药品的确定。①使用盐酸或硫酸与碳酸根化合物进行反应;②采用分组实验来确定实验室制备二氧化碳的最佳药品。这种教学方法有利于学生创造性的激发,在这个过程中学生可以主动的进行化学相关知识的获取,教师在这个过程中仅进行一定的指导和协助的作用,实现了真正的自主性学习。
再以教材中“氢氧化钠溶解时放热”的实验为例,在传统的教学中,是通过用手触摸的方式对这个现象进行感知,这种方式有着其局限性。对此实验进行一定的创新,在讲解时,将烧杯中的水煮沸后离开热源,此时水就会停止沸腾,只需向烧杯中加入一定的氢氧化钠固定,水又开始沸腾。这种经过创新的实验会让学生对其现象记忆深刻,同时也可以理解更加全面。
探究性的实验,能够让学生成为学习的主体,其有利于学生发现问题、解决问题能力的提升,同时也能够培养学生的化学思维以及科学创新。
2.2完善实验的装置及设计
在传统的实验教学中,化学实验的装置都是正规化的仪器,其目的是为了培养学生规范化的操作。但某些实验的装置具有复杂、演示现象不清晰、环境污染等缺点。由此,对实验的装置进行改进性设计有利于学生分析和解决问题能力的培养。以“单质碳还原氧化铜”实验为例,原课件中该反应的现象不清晰,且反应时间长。在教学中通过与学生的互动,对其进行积极的改进:首先将铜丝的表面进行氧化,得到黑色的化合物氧化铜;然后把氧化的铜丝放入含有木炭粉中进行加热使其发生氧化还原反应,反应一段时间将铜丝取出就能看到铜丝的表面由黑色变为红色。改进后,实验的现象非常的明显,且实验时间较短。
再以“氢氧化钠与二氧化碳的反应”为例,在教学中可用简单的演示实验对其进行解释,这有利于学生的掌握。在装满二氧化碳的塑料瓶子中倒入一定的氢氧化钠溶液,密封后摇动塑料瓶,就会发生塑料瓶变瘪的现象,同时也会产生噼里啪啦的响声。用注射器吸取一定的盐酸并将其注射到塑料瓶住,就可以看到塑料瓶恢复原貌。明显的现象对很难理解的反应进行简单的解释,这有利于学生的理解。
实验的设计创新有利于学生对知识的渴望,也可以对学生的智慧进行启迪。教师对实验的创新有利于学生对化学知识的掌握,也有利于学生创造力的培养。
2.3增设家庭小实验
新教材在实验内容中安排了一定的“家庭小实验”,以课外实践的形式,培养学生的兴趣及实验能力。以“软水和硬水”的区别为例,在学习完该知识后,可让学生将用久毛巾尝试着去变软。在学过盐与酸的内容后,可以在家中用苏打与醋进行反应,感觉盐与酸的反应等。这种家庭“小实验”有利于学生对于所学知识和技能温习和巩固,同时也能够提升学生的观察、分析和动手能力。
2.4开展微型化学实验
微型化学实验是近期国内外在绿色化学的理念下,以预防化学污染的新思想就常规的实验方法进行创新。微型实验的实验仪器通常来源于生活中的废弃品,这样学生在动手创作的过程中,不仅能够加深相关知识的理解,还能展现自身的设计能力,也有利于学生勤俭节约的培养。例如,废弃的胶囊板可以用作点滴板、果冻壳可以用作小烧杯、青霉素瓶可以用于酒精灯的制作、矿泉水瓶可以用于洗瓶的制作等。这种利用生活废弃品进行化学实验仪器的制备过程,给予学生创新的机会,不仅有利于学生对化学知识的掌握,更能让其体会到其中的乐趣。在化学实验教学中,应依据实验的情况进行常规、微型实验的选择或结合进行取长补短,已达到提升教学效果的目的。
3结语
上述内容为化学实验教学方法的创新性研究,也是中学素质教育的要求之一。在化学实验中,学生可以非常直观的获取化学知识,同时也有利于学生对化学规律的巩固、化学概念的认知、以及化学知识的理解。这就需要教师在授课的同时对教学的效果及方式进行积极的探索和创新。是达到学生创新意、思维及能力培养的目的。
参考文献:
[1]杨剑春.南京市初中化学教学建议[Z].南京市教研室,2009.
[2]程玉珊.微型化学实验初探[J].中学化学教学参考,2008,11:32-33.
[3]周宁怀.微型无机化学实验[M].北京:科学出版社,2000.
一、高中化学开展探究性实验教学的特征
在教育教学大环境变化的情况下,高中化学的教学模式和教学思维也应该与时俱进。为此,在高中化学课堂开展探究性实验教学已经成为化学教学发展的必然要求,这样的教学才会符合素质教育和新课改的要求,才会有利于提升化学教学的有效性。化学探究性实验教学的特征如下:
1.自主性
与传统的“教师讲述式”的化学实验不同,探究性实验需要学生自己独立设计并完成实验,这就要求学生首先了解和掌握化学知识的基本内容,并能运用实验设计的原则方法和原理制定出合理的实验方案,然后动手操作实验,自主观察、分析实验过程,最终得出实验结果。这种教学,让学生能以体验式的学习模式进行探究性学习,也使学生的知识掌握能力的提升具有了极大的空间,同时也可以调动学生的学习自主性。
2.探究性
这里所说的化学探究性实验主要是指学生要通过探究性的实验或者活动来总结化学知识,这种方式与验证性的实验教学是不同的,也就是说探究性实验的答案是未知的,需要学生自己去探求和解决。在探求的过程中,学生的探究意识将得到激发,知识迁移会被有效地运用,创新意识也定能得到一定的提升。
3.灵活性
对于所要研究和解决的问题,化学探究性实验只要能达到教学和学习的目的,便可以选择不同的问题假设,可以运用不同的探究方法,也可以有不同的材料用具,所以探究的过程有很大的灵活性。
二、优化高中化学开展探究性实验教学的方法
高中化学实验课新课标指出:“有效的化学实验学习活动不能单纯地依赖模仿和记忆,动手操作、自主探索和合作交流是学生学习化学实验的重要方式。”为了实现优质高效的课堂教学效果,促进学生的全面发展,我们必须在化学实验的教学过程中革新思想,优化教学过程,最大限度地激发学生的兴趣,培养他们学以致用的能力。实现探究性教学,可以多角度地培养学生的综合素养。因此,开展化学探究性实验教学已经成为化学教育教学发展和学生学习能力提升的题中之意。
1.重新界定师生角色,做好课堂管理
在化学实验课的教学中,教师一定要界定好师生之间的角色,做好课堂的协调与组织工作,保证学生的主体性地位。在实验教学中,教师首先应让学生明确课堂教学的目标,然后让他们带着任务去学习,这样学生的学习就会有针对性。在具体操作时,教师要给足学生时间与空间,学生能自主完成的,就让学生自己去做;学生不能完成的,如果通过小组合作探究可以完成,也交给学生去做;对于学生不能完成的,教师才可以适当引导。这样,学生的探究意识和学习能力才能提升,课堂的教学效率也能相应提升。
2.完善教学路径,丰富探究方法
要想实现高中化学探究性实验教学的有效性,首先就应该革新教学观念,创新与完善教学路径,另外还要依据学情不断丰富探究方法。在教学路径的选择上,只要符合新课改和素质教育要求的都可以被利用。比如情境教学法,不过,需要注意的是,教师在创设教学情境时,一定要紧扣教材和教学内容,这样才能实现有效教学。教师还应该革新思维,丰富探究方法,如,用实验类比法、合作实验法等来激发学生的兴趣,开阔学生视野,提升他们的思维能力。
3.给足学生时间与空间,让学生动手操作
要想实现探究性试验教学,还必须给学生留足时间与空间,培养他们敢于质疑与动手操作的能力。如,在做氢气和木炭粉还原氧化铜的实验时,在给学生指明操作步骤之后,就可以让学生尝试实验。然后师生一起观察实验的结果。由于这个过程中学生获取知识和探寻知识都是通过自己的努力实现的,教师只是起到了引导和总结的作用,所以对于这个知识点,学生的印象也会更深。
关键词:高中化学 新课改 学生品质
学生的发展在很大程度上取决于主体意识的形成和主体参与能力的培养。这就要求教师在课堂中善于运用言行表情,一个善意的眼神,一句赞许的话语,一番精彩的开场白,都能鼓励学生主动参与学习,获得终身受用的化学基础能力和创造才能。在化学教学中,如何培养学生自主性的学习品质;以人为本,树立正确的学生观;建立良好的师生关系,创设宽松、和谐的教学环境;鼓励学生成为课堂的主人;培养学生创造性的个性品质;这是我们最关注的,简单谈谈自己的一些看法。
一、培养学生自主性学习品质的方法
1.善于运用言行表情,鼓励学生成为课堂的主人
如在讲授《化学选修1》“合金”时,我便脸带疑惑,很谦虚地向学生讨教:“刚刚老师碰到了一个问题,怎么解释都觉得不够全面,想请同学们讨论一下,帮老师一起解释。”然后,提出合金是混合物,但却为什么有一定的熔点,这下学生们可就热闹了,有的说,合金是几种金属混在一起形成了一种物质;有的说,合金的形成不是简单的将两种金属进行混合,他们之间是要断裂金属键的,金属阳离子重新排列的;有的说,合金从物质分类上看,有的属于机械混合型混合物合金,有的属于互化物合金,无论那一种类型,只要组成一定时,熔点就一定。最后学生在共同讨论中真正理解了“合金”的含义。这样不但让学生学到了化学知识,使每位学生时刻感觉到自己是课堂中的主人,还提高了学生学习化学的兴趣。
2.课堂中设计多种参与方式,培养严谨的科学学习习惯
例如学习《化学必修1》氯气溶于水时,为了搞清氯水中存在的微粒,我设计了一个探究的实验:将新制的氯水分别加到紫色石蕊、FeCl2、Na2CO3和AgNO3等溶液中,观察有何变化,写出有关的离子方程式。
首先让学生自己进行实验,然后再组织学生讨论、交流,让学生各抒已见,相互启发,教师再巡回点拨,最后在广纳众议的基础上得出结论。这种教学方法,活跃了课堂气氛,调动了学生参与教学的积极性,效果较好。在教学过程中,教师起着引导、指导、点拨、评价的主导作用。学生通过实验中,亲自去发现问题,使动手能力和观察能力得到了培养;探究中,发表自己的见解,培养了表达能力;归纳总结,促成学生的自学能力,分析综合能力得到有效锻炼与提高。通过以上学生的动手、动脑、动眼、动口等活动。
二、培养学生创造性个性品质的方法
创造力是个体综合素质中最有生命力的一种特殊素质,是推动全体顺应环境、挖掘潜力、走向成功的内在动能。苏霍姆林斯基说:“在人的心灵深处,都有一种根深蒂固的需要,这就是希望自己是一个发现者,研究者,探索者。在儿童精神世界里这种需要特别强烈。”那么如何培养学生创造性的个性品质呢?
在化学教学中,通过引导学生设计实验,学生的创新思维可以得到“活化”和发展。如《化学2》第二章第二节关于原电池的教学,我是这样创设教学情景的,把2mol/LNaOH溶液分装在两个试管中,然后分别投入纯铝片和表面沉积有铜的铝片各一片,观察所发生的现象。后者产生气泡速率比前者快,在这基础上向学生提出下列问题:“能否设计出比较活泼的金属作正极、不活泼的金属作负极的原电池?”原电池中活泼金属作负极,较不活泼金属作正极,这是学生熟知的。所以问题一提出,马上有学生认为不可能设计出这样的原电池。但也有学生联系教材中的实验展开了联想,联想中创造性思维火花产生了,提出了以下设计方案。
1.镁、铝作电极,浸入NaOH溶液中,镁的金属活泼性虽比铝强,但镁不跟NaOH溶液反应,所以铝作负极、镁作正极。
还有学生联想到铝遇冷浓HNO3钝化,又设计出以下另一种方案。
2.铝、铜作电极,浸入浓HNO3溶液中,铝的金属活泼性虽比铜强,但铝被浓HNO3钝化作正极,铜作负极,用电流计验证,果然符合。
三、激趣导学,带动学生合作学习的方法
关键词:地球化学勘查;基本原理;应用;
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:
当前,地球化学不仅成功解决了特殊景观区的找矿勘查,而且促进了我国地球化学勘查朝着环境调查方向的发展,同时开创了资源勘查与环境地球化学勘查的新局面。
1 地球化学勘查技术的基本原理
所谓的“地球化学勘查”指的是通过测量某些地区的自然物质中的不同元素的含量,研究其地理分布的规律,然后进行找矿,对矿产进行预测,进而给其他领域提供地球化学基础资料。地球化学勘查的最主要的方法是测量水系沉积物,水系沉积物的测量能够以少数采样点上的信息为基础,遥测到汇水域中的矿产信息,进而给地质研究和资源勘查提供可靠的地球化学勘查信息,最终实现寻找到新矿产的目的。
2 地球化学勘查新技术在森林沼泽区的应用
在我国的森林沼泽区,广泛存在的有机质是影响地球化学勘查的主要因素。森林沼泽区的有机质对元素有着非常大的吸附作用,导致很多元素都发生了地表富集的状况。同时,由于不同地区、不同位置的有机质的分布情况是不一样的,水系沉积物中的地球化学规律在一定程度上非常容易发生畸变,最终误导了地质找矿工作。地球化学勘查的新技术不仅能够有效消除有机质对水系沉积物测量的干扰,而且能够给景观区的找矿工作提供可靠的地球化学资料。与此同时,地球化学勘查的新技术操作简单,很容易在不同地区得到广泛的推广。
3 地球化学勘查新技术在半干旱、干旱地区的应用
我国的干旱、半干旱地区主要分布在青藏高原的边缘地带,地势陡峻,高差较大,区内水系发育良好,常见具有地表径流,其中地表径流的水源主要来自山体的冰雪融化。干旱、半干旱地区的沉积物多是较粗的沙砾。
水系沉积物的测量工作虽然能够通过采样来控制汇水区的矿产资源信息,但是在干旱、半干旱地区,由于沉积物中混入了大量的风积物,因此需要首先截取粒级,将风积物的影响排除,然后才能够得到科学的、可靠的地球化学信息。在我国的干旱、半干旱地区,地球化学勘查新技术的应用经历了数年的经验,实践证明,这项新技术是一项符合景观特点的行之有效的勘查方法。当前,有的地区受到河流剧烈的切割和强烈的冲刷,通常会出现几米到十几米的基岩河道,在这样的条件下,矿物的采样工作的难度会非常大,如果将采样的密度降低,以此来控制汇水区,能够有效达到区域化学勘查工作的各项要求。
4 地球化学勘查新技术在湖沼丘陵区的应用
湖沼丘陵区的水系多是树枝状和羽状,这样的水系分布特点给地球化学勘查的采样奠定了坚实的基础。我国的湖沼丘陵区的降水具有阵发性,而且水系沉积物有着水流冲刷的接力性,通过研究水系沉积物中矿元素的迁移规律得知,在中小型的矿床下形成的水系沉积物发生异常的可能性较差,而且规模相对较大。因此,地球化学勘查取样的介质使用水系沉积物最为合适,不仅能够遥测到采样控制点在区域的矿产信息,而且能够给地质研究和资源勘查提供有用的地球化学信息。
地球化学勘查新技术在湖沼丘陵区的应用,可以有效的消除风成砂,或者是有机质对水系沉积物测量的干扰,而且能够反映出相关区域的矿质元素分布规律,给其他区域的矿产资源勘查提供可靠的矿产信息。地球化学勘查新技术不仅操作简单,而且非常适用于大面积的推广。
5 多目标地球化学勘查技术在覆盖区的应用
我国的地质覆盖区主要集中在中东部的经济相对发达的地区,比如东北平原、华北平原、四川盆地、河套平原等。多目标地球化学勘查是基础地质调查的工作之一,其研究对象主要是平原、湖泊、盆地,以及各种生态系统,比如森林生态系统、浅海生态系统、道路生态系统等。多目标地球化学勘查,首先要获取高精度的地球化学数据,查清楚被测区的矿元素的化学分布特点,及分布规律;其次,相关工作人员要精心绘制被测区的的相关地球化学图,要及时对重要异常进行科学有效的处理;最后要为环境、生态等各个领域的矿产开发提供相关的资料信息,为其发展奠定坚实的基础。
多目标地球化学勘查是把土地圈视为核心来对地球系统进行评价,是将岩石、土壤、大气、生物等汇成一个整体。土地圈是地球系统中的一个部分,不仅记录岩石圈、水圈等信息,而且能够为多目标地球化学勘查的发展奠定基础。多目标地球化学勘查以元素的循环原理为基础,以土壤圈和生物圈等的矿元素分布为分析任务,对地球系统进行科学周密的研究。地球化学勘查能够发现影响社会经济发展的重要生态问题,而且能够运用新技术解决其存在的问题,为经济与社会的发展提供地球化学的方式方法。
例如,周庵铜镍矿位于河南省南阳市唐河县南部。含矿超基性杂岩侵位于中新元古代变质地层,蚀变强烈。铂族一铜镍矿体呈似层状产于超基性岩体之内接触带的强蚀变壳内,并主要位于岩体顶部和底部,属岩浆期后热液作用形成。岩体埋藏较深,被第四系农田土壤所覆盖,岩体顶界距地表400m以下。使用微粒分离和活动态提取,在含矿隐伏岩体与围岩接触带获得清晰的环状异常,与矿体分布相对应(图1)。这种环状异常可以解释为:C1)矿体环绕岩体与地层的接触带分布;(2)地气流在岩体与围岩接触带部位具有最大的气体通量,气体携带矿石中纳米铜微粒垂直向地表迁移,迁移至地表后一部分纳米颗粒仍然滞留在气体里,另一部分被土壤地球化学障所捕获形成环状异常。
图1河南南阳周庵隐伏铜镍矿环状异常
6 深穿透地球化学技术在隐伏区的应用
当前,随着我国勘查技术的发展,以及矿产勘查程度的不断提高,找到新矿床的几率越来越小,因此,隐伏区成为发现矿床的可能性最大的地方。广义上的深穿透地球化学勘查技术主要包括物理分离技术、电化学测量技术、选择性提取技术、气体的测量技术、水化学测量技术,以及生物测量技术。狭义上的深穿透地球化学勘查技术指的是选择性的化学提取技术。
深穿透地球化学是对隐伏区矿产资源进行勘查,获取有效信息的理论方法,具体指通过对隐伏区的矿元素分布特征、元素迁移规律等研究,发现矿物信息的存在形式和富集规律,运用采集、提取、分析等技术,实现在覆盖区对隐伏区的寻找。深穿透地球化学勘查技术在隐伏区的应用,不仅仅是科学技术在其投入的表现,更是矿产资源勘查的需要,势必会促进我国地球化学勘查的发展。
近十几年来,深穿透地球化学已被证明是有效寻找隐伏矿的方法。其被定义为研究能探测深部隐伏矿体发出的直接信息的勘查地球化学理论与方法技术。这些方法技术包括瑞典Kristiansson与Malmqvist ( 1984)首先提出的地气(geogaa)方法,美国Clarke等人(1990)提出的酶提取方法,前苏联的电地球化学方法(CHIM)、元素有机态法(MRF),澳大利亚Mann等人提出的活动金属离子法(MMI),以及中国提出的金属活动态法(MOMEO)。利用深穿透地球化学技术,我国的地球化学工作者在已知矿体上方及大面积的空白区域做了一系列实验研究,特别是在戈壁荒漠区域取得了很好的指示矿体的效果,验证了该方法技术的有效性,并圈定了一批隐伏矿找矿靶区。
7 总结
当前,地球化学勘查已经发展成为我国矿产勘查和环境调查的重要技术。科学合理的选择地球化学勘查技术是掌握地球化学资料,保证矿产资源勘查的关键。地球化学勘查新技术的应用不仅解决了特殊景观区的矿物测量干扰因素,而且促进了多目标区域地球化学勘查体系的建立与完善,同时还开创了我国资源勘查与环境调查的新局面,进而促进了我国矿产资源开采业的持续发展。
参考文献:
[1] 张莹,张超宇.加快勘探新技术应用 推进深部找矿大突破[J].中国国土资源经济,2012(11)