時間：2023-07-24 17:06:36
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篇海綿城市基本原理，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：污水；化學除磷；技術
在靜止的或流動緩慢的水體中，如果磷的濃度過高，會造成水體的富營養化，其危害已眾所周知，水體的富營養化現象已成為人類所面臨的嚴重的水環境問題之一。國際上的經驗表明，城市污水磷含量約占流入地表水體總磷負荷的34%，因此降低城市污水中磷含量是防止水體富營養化的主要途徑之一。
磷有著不同于氮、硫的性質，無論它的氧化態還是還原態都不可能成為氣態而被排放到空氣中。因此，各種除磷方法，其實原理都是通過把污水中的磷轉化為固體物（或原固體物的一部分）而將磷除去。目前污水除磷主要有化學除磷和生物除磷兩大類方法，本文主要介紹各種化學除磷技術。
一、化學凝聚沉淀除磷技術
化學凝聚沉淀法是采用最早、使用最廣泛的一種除磷方法。化學凝聚沉淀除磷的基本原理是通過投加化學藥劑形成不溶性磷酸鹽沉淀物，然后通過固液分離從污水中去除。磷的化學沉淀通常分為4個步驟：沉淀反應、凝聚作用、絮凝作用、固液分離。沉淀反應和凝聚過程在一個混合單元內進行，目的是使沉淀劑在污水中快速有效地混合。常用的沉淀劑主要有鈣鹽（石灰）、鋁鹽（硫酸鋁、聚合氯化鋁）、鐵鹽（氯化亞鐵、氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵）以及現在發展較快的無機有機復合型絮凝劑等。一般認為磷酸鹽沉淀是配位基參與競爭的電性中和沉淀。鈣鹽除磷是向含磷污水中投加石灰，由于形成氫氧根離子，污水pH值上升，與此同時，污水中的磷與石灰中的鈣產生反應，形成沉淀。該法實際上是水的軟化過程，所需的石灰投加量僅與污水的堿度有關，而與污水的含磷量無關。
鋁鹽除磷的原理一般認為是當鋁鹽分散于水中時，這些鋁的多核絡合物往往具有較高的正電荷和比表面積，能迅速吸附水體中帶負電荷的雜質，中和膠體電荷、壓縮雙電層及降低膠體電位，促進了膠體和懸浮物等快速脫穩、凝聚和沉淀，表現出良好的除磷效果。鋁鹽除磷處理適用pH為5.0-8.0，理想pH為5.8-6.9，最佳pH為6.3。鐵鹽除磷的投加量取決于溶解氧、pH值、生物酶、硫和碳酸鹽含量等。傳統的鐵鹽混凝劑有硫酸鐵、三氯化鐵、硫酸亞鐵等，新型的鐵鹽混凝劑主要有聚合硫酸鐵、聚氯硫酸鐵、聚合氯化鋁鐵等，是近年來發展較快的水處理混凝劑。用聚合氯化鋁鐵混凝劑對城鎮生活污水進行處理，處理后磷含量低于0.5nag/L，達到生活污水國家一級排放標準。
采用鎂鹽作沉淀劑，處理含磷和氨氮的污水，可同時去除污水中的氨氮和磷酸鹽，生成可用作肥料的沉淀物一磷酸銨鎂，當ph值提高到10.5時，氮和磷的去除率分別可以達到83%和97%鎖磷劑是一種新型水體除磷固磷劑，其主要是由改性黏土和稀土鑭的化合物組成的混合物。改進生黏土的主要成份是氧化硅和氧化鋁為主的膨潤土，其中含有少量的氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵等。鎖磷劑的主要作用原理是，由鎖磷劑中的化學活性成分鑭化物與水體中的磷酸根反應，生成溶解度極低的難溶磷酸鑭沉淀，并附著在改性黏土顆粒載體上，而后隨黏土顆粒緩慢沉降到水體底部。由于其形成的難溶磷酸鹽性能十分穩定，因而可使所處理的磷長期固化在沉淀底泥中，不產生二次釋放污染。同時，這也有利于底泥的清理和回收利用“磁種-高梯度磁分離”。
二、結晶除磷技術
結晶法除磷是向已投加鈣鹽的含磷污水中添加一種結構和表面性質與難溶磷酸鹽相似的固體顆粒，破壞溶液的亞穩態，使磷酸鹽以實用的速度結晶沉淀，從而達到除磷目的。磷離子在水中與鈣離子發生反應生成各種形式的磷酸鈣，當存在上述離子污水的pH值呈堿性時，則以堿式磷酸鈣（羥基磷灰石）的形式存在。由于磷灰石的溶解度隨堿度的升高而降低，因此升高污水的PH值，使處于亞穩態的范圍內的磷離子與晶種接觸，在晶種表面產生磷灰石而析出，從而使污水中的磷濃度下降，達到除磷的目的。
影響結晶法除磷的主要因素為污水PH值、反應器的除碳酸效果及晶種的好壞。動態運行時，水力負荷是一個重要因素。對于生活污水的二級處理出水，利用曝氣吹脫二氧化碳。提高污水PH值至8左右，可防止結晶床的氧化鈣的結垢，并能使出水磷濃度達到一級處理出水標準。對于固定結晶床，磷去除率隨水力負荷的增加而下降，但在一定范圍內仍能保持較高的去除率。
三、吸附除磷技術
吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面積的固體物質對水中磷酸根離子的親和力來實現的污水除磷工藝。磷通過在吸附劑表面的物理吸附、離子交換或表面沉淀過程，實現磷從污水中的分離，并可進一步通過解吸處理回收磷資源。吸附法除磷工藝簡單，運行可靠，可以作為生物除磷法的補充，也可以作為單獨的除磷手段。除磷吸附劑一般分為天然吸附劑和合成吸附劑兩類。天然吸附劑有：粉煤灰、鋼渣、沸石、凹凸棒石、海泡石、活性氧化鋁等；另一類是合成吸附劑，合成除磷吸附劑擴大了吸附材料的選擇范圍，現在已有Al、Mg、Fe、Ca、Ti、za和la等多種金屬的氧化物及其鹽類作為選擇材料受到研究。
海泡石是一種多孔狀富鎂硅酸鹽黏土礦物，具有平行纖維隧道孔隙，其孔隙體積占纖維體積的二分之一上。將酸化后的海泡石通過熱處理制得的海泡石復合吸附劑，在pH值1～6之間對模擬污水中磷的去除率達到98%，對洗滌污水中磷的吸附容量大。
沸石復合吸附劑是將無機鋁鹽、鎂鹽等與沸石混合，經過一系列物理化學方法處理，使沸石表面形成水合鎂。含有水合鎂的沸石對磷酸根具有良好吸附性能，沸石復合吸附劑對磷有良好的吸附能力，用其處理含磷污水時，去除率可達90%以上，但對多聚磷酸鹽的處理效果欠佳。
[關鍵詞]地理 案例教學 特殊描述 一般法則
中圖分類號：G633.55 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）22-0217-02
一、地理教學中的案例教學法
案例教學法也叫實例教學法或個案教學法，即在教師指導下，根據教學目標和內容的需要，采用實例組織學生進行學習、研究、鍛煉能力的方法。地理案例教學法強調借助自然界或社會生活中的實際材料來解釋地理事物的現象或規律，說明抽象的觀點。它能生動、貼切地反映地理事象的特性，幫助學生掌握地理知識，培養學生的地理實踐能力[1]。同時由于部分學生的學習不懂的知識遷移、不會知識遷移，對案例教學法往往表現出“只見案例現象，看不到案例背后所呈現的地理知識、技能”，而特殊描述到一般法則對提升案例教學的效率、質量有著其優越的思維借鑒。
二、地理教學中的特殊描述與一般法則
1、地理教學中的特殊描述與一般法則的含義
地理教學中的“一般法則”是指地理學的基本原理、規律、方法等內容，可以進一步的遷移轉化和指導后續學習[2]。它要具有科學性、普遍性、適用性和可遷移性的特點，可以是靜態的知識以及知識結構，也可以是動態的認知結構和認知過程。也就是說，地理教學中的“一般法則”可能是教學內容，也可能是教學內容背后反映出的共性規律與方法、認知思路、解題規律等[2]。
地理教學中的“特殊描述”是對“一般法則”更具體、更細化的描畫;更具個性的事物或特征[3]。它要具有獨特性、典型性、條理性和啟發性的特點，可以是針對某一特定時空范圍內地理規律、原理、方法、知識點等，也可以是教學視角和試題題目的具體描述[2]。
2、 地理一般法則與特殊描述的關系及其對特殊描述的選擇
從外在表象分析，“一般法則”所承載的是地理學的原理、方法，所呈現的是地理事物的基本核心;從實質上來講，是地理科學的外在表達，擁有原理、規則和一般真理的知識。而“特殊描述”從表象分析為具體的地理事物及其發生、發展的過程，且包括與其地理環境的關系;究其實質，是“一般法則”的客觀載體。二者在一定條件下相互轉化。
對于一般法則的特殊描述的選擇要具有典型性，以便于一般法則的歸納與概括。地理教學中的很多空間問題、區域問題都是以案析理的過程，這里的案就指是地理案例教學法中的特殊描述，理就是一般法則。所以在以案析理的過程中，最重要的就是所舉案例的典型性與代表性，也就是說地理教師在教學過程中所選擇的充當特殊描述的案例一定要能夠充分推理歸納出教學目標中所要呈現的一般法則，既要具有典型代表性，又要具有問題分析、推理、歸納的一般特征。
3、由特殊描述到一般法則的意義
地理學習并不是簡單知識的灌輸，而且重視學生能力的達成，在獲得地理知識的同時也獲得學習的能力。在近些年的高考試題中，要求機械答題步驟的題目數量已經逐漸在減少，高考題目越來越重視對學生能力的考察。所以，教師在教學過程中，傳授給學生的應該是一種分析問題、處理問題、解決問題的能力，讓學生獲得一種學習的能力。學生得知某一類知識的一般法則，就可以游刃有余的利用這些規律、原理或是方法靈活地解決相關類型的問題。
三、農業的區位選擇中由特殊描述到一般法則的“以案析理”
1、 農業的區位選擇中的特殊描述――“案例”
在進行農業的區位選擇一節內容的學習時，老師可以通過列舉若干個不同自然、人文條件的典型地區的農業生產情況，讓同學們組織歸納影響農業生產與發展的因素，從而得出農業區位選擇的代表性因素，即農業區位選擇的一般法則。例如，可以列舉以下分別帶有不同特殊性描述的實例來幫助總結農業的區位選擇因素。
案例一：新疆位于我國西北地區，屬于西北干旱和半干旱氣候區，這里的哈密瓜、葡萄等瓜果含糖量很高，原因是什么呢？我國北方地區飲食以面食為主，南方則以米食為主，這又是由于什么原因導致的呢？
案例二：千煙洲位于我國江西省泰和縣灌溪鎮，是一個典型的亞熱帶紅壤低山丘陵地區，這個地區采用的是“丘上林草丘間塘，緩坡溝谷魚果糧”的立體農業模式，這主要受什么因素影響？
案例三：賀蘭山以西是黃沙滾滾的騰格里沙漠，以東卻是有著“塞上江南”美譽的寧夏平原，該區年降水量不足300毫米，卻有30萬公頃良田。賀蘭山東西兩側截然不同的景觀的原因是什么？
案例四：福建安溪“鐵觀音”聞名世界，國外茶道研究者曾把茶種帶至當地栽培，但茶樹種植效果始終欠佳，其原因是什么？
案例五：近年來，我國城市郊區傳統農業生產比重不斷下降，城郊農業迅速發展，主要受什么因素影響？
案例六：美國農業就業人口800萬，占總就業人口的0.58%（總就業人口1.38億），美國從事農業生產的人口很少，為什么農產品產量卻很高？
案例七：荷蘭的鮮花出口占全球市場的60%，在24小時內，荷蘭的鮮花可以空運到世界上每一個角落，為什么荷蘭能做到用鮮花裝點了幾乎整個世界？
2、 由案例的特殊描述歸納一般法則
以上七個案例中都涉及到了農業生產的區位因素，每個地區的區位因素不同，其農業的生產和發展情況都不一樣。通過對以上各個案例的分析，我們就可以總結歸納出農業的區位選擇所對應的一般法則。
2.1氣候因素
新疆瓜果奇佳的主要原因是該區域干旱的氣候。。新疆地區位于溫帶大陸性氣候區，夏季熱量充足，氣候干旱，年降水量少，晴天較多，光照充足。充足的光照使得植物光合作用強烈。晝夜溫差大，使農作物白天光合作用制造大量有機物和糖分;夜晚溫度低，使農作物呼吸作用較弱，消耗較少的有機物和糖分。從而農作物糖分積累較多。
我國北方地區多屬溫帶季風氣候區，冬冷夏熱，年降水量多在800毫米以下，耕作以旱作生產為主，糧食作物以小麥為主。南方地區多屬亞熱帶季風、熱帶季風氣候，熱量條件優越，年降水豐富，年降水量多在800毫米以上，耕作以水田生產為主，糧食作物主要是水稻。南北方降水條件的不同，導致南水北旱種植制度、南米北面飲食習慣的差異。
2.2地形因素
地形條件不同導致農業生產類型不同。平原地區平坦開闊，土層深厚，土壤肥沃，宜發展耕作業;山地及緩坡地帶，地形坡度大，耕作不便，且不易水土保持，適宜發展畜牧業和果林業;山間溝谷地區，地形低洼，河、溏較多，宜發展漁業。山地垂直地形條件不同，使農業生產隨海拔變化而不同。
2.3水源因素
黃河流經賀蘭山以東的寧夏平原地區，為寧夏地區帶來了豐富的水源，可以解決寧夏地區的灌溉用水和生活用水。雖然寧夏平原降水較少，但由于得到了黃河充足的水源條件，加之充足的光照，使糧食生產數量很高。而賀蘭山以西的騰格里地區，本身降水較少，而又缺乏灌溉河流，終然是沙漠景觀。所以，水源條件是寧夏農業發展的一個優越的自然條件。
2.4土壤因素
土壤是作物生長的物質基礎，不同的土壤種類，適宜生長不同的作物。安溪鐵觀音茶園的土壤，以紅壤為主體，土層深厚肥沃，質地疏松，經過耕作已轉變為酸性沙壤土或黃泥沙土，土中氮、磷、鉀、硅，以及有機質含量十分豐富。再加上其地植被繁茂，枯枝落葉滿蓋土表，使土壤猶如覆蓋上一層海綿，有利于土壤的吸水供肥。所以鐵觀音到了非這種土壤養植的地區，產量和質量都不能達到一個好的效果。
2.5市場因素
市場的需求量最終決定了農業生產的類型和規模。當一個地區的農業生產所獲得的產品沒有一個固定、可以支撐其繼續生產的銷售渠道，那么這個地區的農業發展將得不到很好的持續。伴隨著我國城市化水平不斷提高，城郊地租不斷漲高，使高附加值的農業生產成為必須;城市人口不斷增多，肉蛋奶、花卉等市場需求量大幅增加。這種市場條件的改變使城郊農業快速發展。所以，在進行農業的區位選擇之前，要全面的考慮其市場因素，這樣才能使農業生產效益獲得最大，才不會造成農產品的滯銷和運輸成本的浪費。
2.6機械因素
機械化水平的高低會影響生產效率。美國的科技水平處于世界領先地位，其農業機械工業發達，農業機械化生產普及率高，當用機械種植、養護、收獲時，其工作效率會有很大的提高，也會帶來農產品產量的增加。
2.7交通、技術因素
當農產品的生產數量與質量能夠得到一定保證的同時，如何快捷、有效的將其他地區所需求的產品運輸到當地，也是農業經濟發展的一個影響因素。隨著交通水平和運輸技術的不斷發展，運輸的效率和質量不斷提高，農產品的損失率降到最低，其生產所獲得的經濟效益也在不斷提高。
四、結論
所以，由以上幾個特殊案例的歸納，影響農業區位選擇的因素可以概括為氣候、地形、水源、土壤、市場、機械、交通和技術幾個主要方面。通過以上描述，可以發現當一節地理教學內容適合使用多個實例的列舉來得出一個一般規律或原理性知識的時候，可以使用案例教學法實現其由特殊描述到一般法則的轉換，這樣有利于學生將分散的知識集中歸納，培養學生分析問題、解決問題的能力，同時也有效提升了學生遷移知識的能力。
參考文獻：
[1]孫大文.《地理教育學》[M].浙江教育出版社1998年5月第4次印刷
1 成礦（元素）地球化學研究的歷史與現狀
礦床的形成及演化是地球物質運動的一種表現形式，礦體就是礦區內成礦元素相對集中的區域，其他元素則在礦體之中和周圍形成與成礦過程、成礦作用有關的變化，成礦地球化學研究的重要目的之一就是要揭示成礦作用中元素變化的時空規律。這是開展礦床（深部）成礦預測的重要基礎。
眾所周知，成礦相關元素在成礦作用過程中會在礦體及其形成比礦體范圍大得多的相對富集，通常將這種現象稱為地球化學原生（異常）暈，而將暈中元素的空間排列規律稱之為地球化學分帶，它包括水平分帶和垂直分帶。在深部成礦預測中，人們更關注礦體原生暈的垂向分帶特征，即原生暈垂（軸）向分帶序列，其中還分為頭暈、礦體暈和尾暈三部分。原生暈概念的提出對于促進成礦元素地球化學理論研究的深入及在礦床成礦預測中發揮著重要作用。然而，有關原生暈的討論主要集中在成礦及其相關元素的空間變化特征方面，而對成礦過程的長期性和多期性等問題考慮較少，亦即對成礦元素地球化學行為的時間效應關注不足。
李惠等在研究金礦原生暈軸向分帶時，基于中國金礦床普遍存在多階段疊加成礦的特點，并根據深部成礦預測的需要，提出了多期多階段疊加成暈，即原生疊加暈的概念，并建立了利用原生疊加暈開展深部成礦預測的一系列標志和準則。實際上就是在原先的空間軸向分帶基礎上引進了多階段的時間參數。這是對經典原生暈理解的一個突出貢獻和有意義的創新。原生疊加暈的提出對于單期多階段成礦作用造成的元素成暈特點及其規律研究提供了有力的工具，成功地解決了許多該類型礦床的深部預測問題。應該注意到，即使是具有很多成礦階段的單期成礦作用，其熱液體系都是一致的，同時同一體系中各階段疊加的性質也可能是不同的。紀宏金等正是注意到這一點在其對山東山城金礦開展成礦地球化學研究時，探討使用成礦疊加暈分帶序列分解的方法開展工作，進一步深化了原生疊加暈的研究。
越來越多的研究表明，礦床，特別是大型―超大型礦床的形成往往是長期多期成礦地質過程的疊加產物，宏上表現為成礦系統疊加，即形成復合成礦成系統。正如翟裕生院士所提出的成礦系統疊加及多成因礦床發育已構成中國區域成礦的重要特色。對于復合成礦系統而言，礦床的形成可能并不僅是單期多階段成礦疊加的問題，而是涉及到多個成礦期的疊加。即在同一空間域中，先期成礦系統被后期成礦系統所疊加，造成不同礦床類型的重疊和大型礦形成。不同的成礦期對應于不同成礦事件。由于不同成礦事件形成于特定的地質―構造環境，因此會涉及到不同的成礦體系。在這些不同體系中，成礦物質（礦質或流體）來源及其演化均具有各自的地球化學特點，顯然每一次成礦事件都會形成與其相對應的地球化學響應，不考慮多期疊加成礦事件的具體過程而針對礦床所建立的地球化學原生暈或疊加暈實際上是多成礦體系元素地球化學響應的綜合反映。這種原生暈或原生疊加暈難以再現多體系成礦過程的多期性和復雜性，因而在許多具體應用中會產生相關問題。顯然，如果不將這種復雜狀態下形成的元素地球化學響應根據成礦期（階段）的時間序列進行有效分解，便難以開展符合地質情況的成礦預測。為此我們引入成礦元素地球化學場時空結構的概念，其目的在于更全面地將時間因素引入原生暈研究，試圖通過對成礦地球化學場時―空結構的精細解析，全面再現成礦元素的地球化學過程，旨在為解決多源成礦體系條件下復合成礦系統中多期成礦疊加礦床深部成礦預測問題探索一條途徑。
所謂成礦（元素）地球化學場，是指成礦及其相關元素在成礦作用過程中于特定地區產生的時間分配和空間分布。因此，成礦地球化學場具有隨機性和結構性雙重屬性。成礦作用及其他各類地球化學過程都可理解為地球化學場空間結構隨時間的演化，即地球化學場的時－空結構。因此，地球化學場的時－空結構是成礦作用動力學研究的重要內容。在復合成礦系統中，多種地質－地球化學－成礦作用相互疊接，導致成礦地球化學場表現為復雜的疊加場，這使得地球化學場時空結構的統一性是復合成礦系統研究的核心與關鍵，而通過對地球化學場時空結構的精細解析來研究有關的地質體和地質過程乃是地球化學場研究的核心。
2 關于成礦多期性或成礦多期疊加的理解
在討論基于成礦多期疊加礦床進行的成礦地球化學場時空結構精細解析之前，有必要對成礦多期疊加的含義做一完整理解。現在看來，絕大部分大型超大型礦床，特別是金礦床都是多種或多個成礦過程綜合作用的產物。人們習慣上用多期成礦疊加來說明這一問題。但是從現有發表的成果文獻看，“成礦作用疊加或成礦多期性”這同一個名詞表達出來的卻是多種含義。（1）表達的是同一成礦期多礦化階段的成礦疊加或者一個內生成礦期與表生期的成礦疊加。如果是前者，可能涉及只是同一期成礦作用內部的多階段活動歷史，而沒有涉及到多期成礦作用的問題。因此將這種疊加描述為多期成礦作用疊加是不確切的。后者中的表生作用對于內生礦床成礦而言，嚴格來說不能看成是一個成礦期。表生作用是對內生期已經形成的礦床的改造（次生富集）甚至破壞作用，屬于礦床形成后的改造與保存范疇的問題。盡管礦床形成后的保存與變化也是礦床學家應該倍加關注的問題之一，原則上這已經不屬于成礦疊加的范疇。因此我們也不贊成將這種情況描述為多期成礦疊加。（2）表達的是多種成礦作用參與，即所謂多成因疊加。一般情況下發生在同一成礦期的多成因疊加現象是極少見的，更多的是表現為不同期成礦作用參與。問題的核心在于不同成礦期的成礦作用是否真的形成了（具工業價值的）礦床（體）還是只是形成了其基礎？顯然，如果礦床（體）只是在最后一個成礦期的成礦作用中形成，此前的成礦作用只是形成了其基礎（如預富集）的話，在礦床（體）上就看不出多期疊加的直觀表現。在開展礦床成因研究時，通過礦床地質地球化學方法，可能示蹤出多種成礦作用的痕跡（如早期的變質作用導致礦質預富集à晚期的巖漿活動導致礦床形成）。在這種情況下，實際上是一個長期多個成礦作用參與成礦的過程，可能涉及到區域上的多個成礦系統，但并沒發生真正的成礦疊加現象，而只是繼承效應。（3）我們對多期成礦疊加的理解建立在對成礦事件的確定之上。將在一定的時空域內（通常與成礦系統的時空域相對應）形成了具經濟意義的礦床（體）一種或一組地質（成礦）作用過程稱之為一個成礦事件。它與成礦作用的區別在于前者形成了礦床（體）而后者不一定，有可能只是形成了礦質的預富集（遠沒有達到可以利用的礦床（體）程度）。可以看出，當某成礦作用形成了具經濟意義的礦床（體）時，就相當于發了一次成礦事件。因此，盡管在漫長的地質構造演化中，各種各樣的地質作用（變質、沉積、巖漿、構造、流體）等頻繁發生，其中也可不同程度地伴隨著成礦元素的地球化學行為，但真正能稱為成礦事件的卻相對要少得多。此外成礦事件是相對成礦元素而言的。即同一地質作用對于這種元素沒有形成礦床，不是一次成礦事件，但可能形成了其它元素的礦床，因此又可以稱之為成礦事件。一次成礦事件一般對應于一個相對完整獨立的成礦系統，當然成礦事件還具有其它多種屬性特征。只有當至少兩個不同地質時代的成礦事件共同作用于一個礦床（體）時，才能稱之為多期成礦疊加。
成礦多期疊加對成礦地球化學場時空結構具有重要影響，這正是開展地球化學原生暈研究時必須為什么要成礦多期疊加的關鍵所在。由于多期成礦的熱液體系不同，它們的成礦暈模式（如頭暈、礦體暈、尾元素組合）就可能不相同。對于成礦預測而言，判定標志就會不一樣。例如，對于主成礦元素au而言，元素ag或者pb在一種體系中可能作為頭暈元素出現，這時其異常（分帶位置或異常特征）可以作為深部預測的有效標志之一；而在另一體系中則可能作為礦體暈元素出現，這時就不宜將其作為預測的主要標志。當出現這兩種體系疊加同一條礦脈或礦體上時，如果僅用空間分帶來表達其地球化學場結構，就反映不了它們本身具有的細微意義。另一方面，雖然整個礦區存在著成礦的多期性，但對于具體的礦脈或礦體而言，多期多階段成礦疊加的強度、方式、位置也會不同，顯然針對不同的情況，其地球化學場結構就會有差異。
上面的討論是針對同種成礦元素多期成礦疊加的情況。由于成礦事件是相
對于成礦元素而言的，因此，我們還應該考慮到另外一種情況，即在同一成礦空間中發生的多期疊加作用形成了多種礦種（金和銀，或金銅，或金銀銅鉛等等）共生或伴生的礦床，也就是說，一期成礦作用形成了金礦體，而另一期成礦作用可能形成的是其他元素的礦體，或者僅僅形成礦化，二者在空間上同位疊加，顯然這種疊加作用的結果是形成了多金屬礦床（化），而沒有對早期成礦元素造成更加富集。可以認為，正如大型超大型單元素礦床大多是多期成礦疊加作用的產物一樣，許多多金屬共生或伴生的礦床也同樣是復合成礦系統多期成礦疊加的產物，特別是在地球化學性質上相差較遠的多個元素共（伴）生于同一礦區（體）時，更可能如此。對于這類礦床而言，在進行深部成礦預測時，開展其成礦元素地球化學場時空結構的精細解析工作就更加必要。總之，復合成礦系統地球化學場時空結構的精細解析是成礦地球化學理論研究與找礦勘探發展的共同要求。通過地球化學場時空結構的精細解析，可以解釋可能的礦種、揭示可能的成礦作用過程、縮小找礦靶區、確定礦床（體）剝蝕深度、現有礦床的深部預測和找礦前景。對深化礦床學理論認識和隱伏礦體找礦具有重要的理論意義和實用價值。
3 成礦元素地球化學場時空結構解析的研究思路
成礦地球化學時空結構的精細解析雖然主要針對復合成礦系統多期疊加礦床提出來，但它實際上對于所有礦床都可以應用。當礦床成礦不存在多期疊加時，其時間結構就表現在多階段的疊加上面，即原生疊加暈的范疇。這是由于多階段成礦只涉及到一個成礦熱液體系，每階段形成的頭、礦體、尾暈元素組合基本是相同的，相對于整個成礦期而言是一個自相似過程，因此對于成礦預測而言，對每個階段形成的時間結構進行離解并無實際意義。但當礦床研究確定成礦具有多期疊加性時，成礦地球化學場時空結構的精細解析便是必須開展的工作。這也就是說，開展成礦地球化學場時―空結構精細解析，首先應在合適的對象上進行，這要求對礦床地質特征以及成礦的基本問題，特別是成礦期成礦階段的確定等開展細致而深入的觀察與研究。否則建立起來的時空結構就失去了依托，地質意義不清。基于上述，提出成礦地球化學場時空結構精細解析的研究思路是：選取由多期疊加成礦作用形成的典型（金）礦床為研究對象，合理部署野外（礦山）地質調查工作，基于翔實的野外第一手資料和實驗測試數據，綜合運用礦床地質學、礦物學、巖石學、元素地球化學和數理統計學等多種方法手段，以多期疊加成礦過程中元素地球化學行為差異的深入剖析為切入點，通過對成礦期成礦階段的精細劃分，對應的礦石礦物組合的準確厘定以及蝕變分帶演化、成礦流體性質等的系統研究，示蹤多期成礦疊加過程中元素的時空演化軌跡，提取不同成礦期次的元素地球化學場時空間結構信息，并建立相應的成礦元素地球化學場時間結構模型和空間結構模型。在此基礎上，進行復合成礦系統地球化學場時空結構的耦合研究，確立找礦預測準則，為礦山深、邊部及勘探和開發提供科學依據。
4 成礦地球化學場時空結構解析方法
根據上述研究思路，可以將成礦地球化學場時空結構解析分解為以下幾個步驟。
4.1 礦床地質研究
構建成礦地球化學場時空結構首先要開展礦床地質研究，其主要目的在于確定多期成礦作用疊加的強度、方式、位置和性質等，重點是討論不同成礦期次的礦化特征，如含礦熱液、礦物組合、礦化樣式及其疊加模式。這涉及到礦床地質學研究的各個方面，如礦脈、礦體和礦石的地質特征、礦物組合、圍巖蝕變特征、尤其是成礦期次的精細劃分，成礦地質－地球化學事件的確立及其間的對應關系等。這些研究是明確成礦元素地球化學統計規律及時空結構所蘊涵成礦地質意義的前提和基礎。
4.2 元素地球化學統計分析
以上述礦床地質研究為基礎，就可以通過地面、坑道和鉆孔全空間的系統現場取樣與相關的實驗室分析測試，開展具體礦脈（或礦體）元素地球化學的統計分析，揭示其中蘊涵的地質－地球化學－成礦作用信息。主要包括：（1）原始數據整體特征的研究。主要手段為聚類分析和因子分析，目的在于初步考察研究區成礦地球化學場的基本特征。（2）元素含量水平和組合特征的分析。元素組合特征和元素含量水平是對找礦勘探具有決定意義的特征參數，通過研究各組樣品中元素含量水平和組合特征，可以判定可能存在的礦種。
4.3 地球化學場時間結構分解
成礦地球化學場時間結構指的是不同成礦期從早階段到晚階段相關元素的活動規律。它主要包括成礦期成礦及相關元素組合、期內不同成礦階段元素的遷移、沉淀和富集規律等內容。顯然對于多期復雜疊加的礦床而言，除非各成礦期的礦化產物特點突出，易于鑒別并適于獨立開展研究，否則不同成礦期的元素特征只能從其總體中予以離解，我們將這一過程定義為成礦地球化學場時間結構分解。分解著重于成礦元素地球化學特征與成礦期次間對應關系的研究與剖析，通過研究不同成礦期次的元素組合特征與指示元素的關聯和區別，以闡釋成礦元素組合的地質－地球化學意義，揭示可能的成礦作用過程。
理論上，成礦元素地球化學場時間結構的分解應在成礦期次精細劃分的基礎上，分別采集相應成礦期（或成礦階段）的巖石地球化學樣品進行綜合分析。但是，對于具體的礦區或礦脈來說，由于不同期礦化產物的疊加和復合，在野外樣品采集過程中要準確對它們加以區分往往存在很多困難。為此，在實際應用中常常利用多元統計學的分析方法，如相關分析、聚類分析、因子分析或主成分分析等獲取成礦元素地球化學場時間結構的重要信息。
這里要特別提及有關地質上常用的因子分析方法。余金生、李裕偉[12]在《地質因子分析》一書中明確強調指出，因子分析可以從以下三個方面為地質工作者提供重大幫助：1、在不損失地質成因信息的前提下盡可能地壓縮原始數據；2、能將龐雜紛亂的地質數據按成因上的聯系進行歸納、整理、精煉和分類，理出幾條比較客觀的成因線索，指示成因推理方向，啟發人們思考相應的成因結論；3、分解復雜疊加的地質過程。這是因子分析在地質方面最為經典，同時也是最為巧妙的應用。因為地質現象往往都是多種成因過程的疊加產物，巖漿作用是如此，成礦作用更是如此。這種疊加不僅表現在時間上，也表現在空間上，各種過程相互干擾，互相掩蓋，使得每個具體過程的特征都面目不清，造成地質成因的復雜化。如何從這種紛繁復雜的地質過程中去識別每一個單一過程的本來面目是地質人員進行成因（包括成礦疊加）研究時最感棘手卻又必須解決的問題。因子分析就是從定量方面解決這一問題最為有效和巧妙的方法之一。此外，我們認為，通過因子分析，還可以從定量的數據方面去對地質成因的復雜過程（如多期成礦疊加等）的理論解釋提供最有力的證明。研究已經表明，通過這些統計分析，可以對復雜的成礦作用進行分解并在滿足需要的條件下為我們提供足夠的信息。很明顯，詳細而準確的成礦期成礦階段及其礦物共生組合研究既是開展成礦元素地球化學場結構解析的基礎，又是其解釋的依據，同時二者之間還可以提供相互映證。
4.4 地球化學場空間結構剖析
成礦地球化學場空間結構即以前所稱礦體原生地球化學暈。它表征的是與成礦相關元素組合在成礦作用過程中于礦體及其周圍空間形成的相對富集現象，對成礦地球化學場空間結構的探索是地球化學找礦領域重要的基礎性課題，到目前為止，它仍是礦床成礦預測，特別是深部預測最有效、最準確的方法之一。因而長期以來被視為提高找礦效果，增大找礦命中率的根本途徑。根據礦體原生地球化學暈的性質，成礦地球化學場空間結構主要包括兩方面的內容。
其一是建立成礦及其相關元素的地球化學分帶，即組分分帶特征。從勘查地球化學需要出發，人們在開展成礦地球化學場空間結構研究的過程中，與原生暈研究一樣，主要著眼于最佳控礦地球化學標志的垂向或軸向分帶研究工作，通過垂向分帶特征的研究，并結合其礦體之間的關系，確定礦體前緣暈、礦體暈和尾暈元素組合，探尋它們在垂向上的變化規律，闡明其地質找礦明確意義，從中挖掘深部礦體的定位信息。
其二確定不同元素在礦體周圍的含量分帶，即濃度分帶特征。濃度分帶特征是表示相應元素富集強度的重要
標志。對于成礦元素而言，當其濃集到一定程度時便構成礦體，由礦體向外一般呈漸變方式逐次降低，形成濃度帶。而對于其他成礦相關元素而言，情況往往要復雜得多。首先是這些元素含量盡管（大大）高于背景值，但即使是其濃集中心也多不夠成礦體；其次，這些元素濃度的變化并不同主成礦元素完全一致，即主成礦元素含量高的位置，其他相關元素中，有的含量同步增高，但有的卻不一定也是最高，相反會可能偏低。主成礦元素和相關元素含量變化間的這種空間結構具有一定的規律性，這正是礦體前緣暈、礦體暈、尾暈劃分的重要基礎。正是因為存在著這樣的差異和規律性，才使得通過元素分帶的特征預測礦體成礦為可能。當前，成礦元素地球化學場空間結構的構建著重于原生暈軸向分帶序列的研究。顯然，原生暈的軸向分帶序列是針對各個具體礦脈或礦體建立的。類似地，還可以通過脈體在礦區內的分布特征以及同一標高礦脈的元素分布規律，總結出不同水平上的水平分帶序列。這些分帶序列是地球化學場空間結構的重要組成部分，對于整個礦區內深、邊部隱伏礦脈的預測有重要意義。與時間結構不同，不同脈體間的空間序列往往由于其成礦作用過程的不同而存在不同程度的差異。
對于薄脈型礦體（脈），元素地球化學場的空間結構是在礦脈（體）縱投影圖上建立的，它雖然高度概括地表達了元素在該脈（礦）體上的分布規律，但對成礦元素在脈（礦）體不同部位（如勘探線）的局部變化有所壓抑。已有研究表明（李惠等，1998），這種方法完全滿足規模（主要指走向延長）不是特別大的礦脈（體）的深部預測要求，對于較長的脈體宜分段開展工作，特別需要時也可對感興趣地段按勘探線建立元素分帶加以配合。對厚大且不規則礦脈（體）則應按聯合剖面的形式進行，有條件時可以按一定間隔選擇盡可能多的勘探線剖面進行取樣，開展剖面原生暈分帶研究，以利于更好的預測深部成礦前景。
4.5 成礦元素地球化學場時空結構的成因意義
成礦元素地球化學場時空結構不僅是深部成礦預測的重要手段，它同時還能反映一定的成因信息。因為由不同成礦作用形成的礦床，具有與其相對應的特征標型元素組合，體現出成礦作用與元素組合之間的專屬性關系，盡管這種關系非常復雜并具交叉，既同主要成礦元素的種類，又同成礦作用的類型有關。大量的研究表明，在內生金成礦作用過程中，與基性、超基性巖漿活動有關的特征元素主要有cr、ni、co、v、ti、pt、fe等；與中酸入巖漿活動有關的特征元素包括：w、sn、mo、bi、li、be、nb、ta、fe、cu、pb、zn等，同樣與中酸性巖漿活動有關，但表現為淺成火山熱液成礦的則具有富集低溫元素，如se、te、as、sb、hg、ba、b、ag、au等特點。源于地幔的熱液成礦體系在具有與基性-超基性巖漿巖相關的元素組合同時，則可能還富集k、na、li等堿質元素以及u、ree等稀有元素。上述討論表明，成礦地球化學場時空結構的成因意義主要通過元素組合關系加以表現，因此，對于單一成礦期成礦作用而言，時間結構和空間結構反映的成因意義是一致的。而對于多期成礦疊加的成礦作用而言，就主要體現在時間結構方面，因為空間結構是多期成礦疊加信息的綜合反映。由于元素組合關系的復雜性和多解性，在用元素組合反映成因信息時，應分析盡可能多的元素。
5 成礦地球化學場時空結構耦合與深部成礦預測
5.1 元素地球化學時空結構形成機理
要成功實現成礦元素地球化學場結構的有效耦合，必須先了解其形成機理。正如前述，成礦地球化學場時間結構主要同成礦作用的性質有關。而空間結構的形成則主要同元素的地球化學習性及其活動的空間狀態關聯，并同其演化經歷，也就是成礦過程（時間）密切聯系。
前人大量原生暈地球化學軸向分帶的研究成果已經證明，對于由簡單成礦作用（單成因少成礦階段，例如不多于3個，形成的完整礦體來說，元素的軸向地球化學分帶一般遵從相對低溫活潑元素會比其它元素運行的距離更遠從而構成前緣暈，成礦及與其密切相伴的元素構成礦體暈，而相對高溫元素構成尾部暈的規律。李惠等通過對58個典型金礦床原生暈軸向分帶序列的概率統計，得出了中國金礦床原生暈綜合軸向(垂直)分帶序列，從上往下是：
b-as-hg-f-sb-baèpb-ag-au-zn-cuèw-bi-mo-mn-ni-cd-co-v-ti
前緣及上部 礦體中部 礦體下部及尾暈
李惠等（1999）同時指出，這一規律會因礦床類型、規模等不同而有變化，其中有些元素（如w、ba、pb、ag等）位置變化還會很大，這種同一元素位置上的變化實際是多期多階段成礦疊加的一種表現。此外，該分帶序列表現的是一個完整礦體（所謂完整礦體是指礦體頭部（暈）未被剝蝕，礦體尾部正常尖滅）的垂向分帶特征。可以從成礦過程的角度解釋這規律的形成機制。理論上，高溫元素應該先從熱流體中沉淀，因在成礦早階段會形成高溫礦物組合，如果具有礦物分帶現象，它們應該出現在礦脈靠近脈壁部分（即邊部），一般不會離開脈（礦）體而沉淀到很遠的距離；而低溫元素則隨著溫度的降低而在最后階段沉淀，因此它們的礦物組合應該在脈體中央出現，另外，它們可以離開脈體，通過交代蝕變等作用，于脈（礦）體周圍或更遠的圍巖中形成蝕變礦物分帶。主成礦元素的沉淀時間則界于前二者之間。因此對于某一期熱液成礦作用而言，可以想象這樣的礦物（元素）沉淀過程：當含有不同礦質和伴生元素的高溫熱流體從地下深部進入合適的容礦空間時，隨著溫壓條件度等的變化，高溫礦物（元素）組合，如果能夠形成的話，先在容礦空間的邊部、邊部圍巖及相對下部開始沉淀，由此形成尾部相對富集的尾暈。當圍巖的參透性或連通性好時，它們也可以在圍巖中形成不同類型的蝕變。熱液繼續向前運移，含主要成礦元素的礦物組合隨之大規模形成，基本上填滿了所有容礦空間，形成礦體，即形成礦體暈元素。最后，低溫礦物（元素）組合在礦體的前部以及它們所能到達的各種空間內發生分散沉淀，形成時限范圍大，但強度低的前緣暈或暈。由此可以看出，元素空間的分帶規律雖然是一種統計結果，但顯然還是受到了元素在熱液活動過程中地球化學習性的制約，是元素在成礦過程中時空耦合的結果。這一機制是我們下面將要進行地球化學場時空結構耦合的基本原理。
5.2 成礦元素地球化學時空結構耦合原則和方法
5.2.1 成礦元素地球化學場時空耦合的原則
根據成礦元素地球化學場時空結構的形成機理，在開展其耦合時應遵循如下原則：
1、空間結構服從時間結構的原則：建立地球化學場時間結構的目的就在于對多期成礦疊加綜合效應的空間結構進行離解，使表征成礦地球化學場空間結構的元素分帶更具針對性意義。因此，在進行時空結構有耦合時應遵從空間結構服從時間結構的原則。例如確定了元素hg是銀成礦期的主要伴生元素，而不是金成礦期的主要伴生元素，實際上它對金礦化體而言指示意義就不明確，或者可能根本沒有指標意義。但在綜合的元素地球化學分帶中，結合其地球化學習性，它可能歸屬為反映深部存在礦化的前緣暈元素，而得出錯誤的預測結果。
2、空間結構的完整性原則：用以進行深部成礦預測的成礦地球化學場空間結構應該完整，即反映礦體頭部（前緣）暈、礦體暈和尾暈的元素組合必須齊全并且是真實地通過完整礦體的地球化學工作建立起來的。否則它可能只是反映了礦化過程中的局部現象，從而造成頭、尾暈元素組合模糊，或只能借鑒一般的規律進行確定。事實上既使是在同一成礦地質環境由同一成礦事件形成的礦體，其變化性也是存在的。顯然這種局部的反映或一般性的規律只能起到參考意義。
3、時空結構與建立（預測）對象對應的原則：一般地說，成礦地球化學場空間結構主要同成礦事件的性質有關，但同一成礦事件作用于不同的對象時，會因其他因素的控制而發生某些局變化，同一組成的含礦熱流體當與不類型的圍巖作用時，由于水巖反應的局部差異，也會形成的原生暈的變
化，如有些元素在此處會得到富集，而另一些元素就不能發生可識別的富集，這樣，最終會影響到成礦地球化學場時空結構。空間結構方面更容易受到局部成礦地質環境的影響。所以時空結構的建立必須與其作用的對象對應起來，時空耦合也應與建立的對象時空狀態綜合對比分析進行。既使在同一礦區范圍內，在這個礦體上建立起來的時空結構可能對于其他的礦體就不完全適用。4、理論服從實際的原則：通過礦體元素地球化學方法建立起來的時空結構本質上是遵從有關地球化學、成礦（規律）學、地質統計學等理論的。但在實際工作中，建立起來的時空結構有時并不能運用相關的理論進行完整的解釋，甚至會存在某種矛盾之處。這實際上是由地質、成礦作用的復雜性決定的，原因在于我們不能完全了解成礦的環境、狀態及其完整過程。在這種情況下，應遵從理論服從實際的原則，而不能從理論推導出發對工作結果進行隨意地變更，讓它更適合某種理論要求。
5.2.2 成礦元素地球化學場時空耦合的方法
在遵從上述原則的基礎上，成礦地球化學場時空結構耦合的一般工作內容和方法是：
1、以時間結構為依據，從所建立的空間結構中離解出單一成礦期或成礦階段的空間結構；
2、根據礦體的產出特征，針對不同成礦期形成的時間結構，并結合元素地球化學習性以及前人經驗總結，從中離解出同一成礦期內形成的前緣暈、礦體暈或尾暈元素組合；
3、根據空間結構中的濃度分帶特征，分別說明前緣暈、礦體暈和尾暈元素組合的成礦預測意義；
4、根據時空結構的耦合結果，制訂深部礦體預測的具體流程。
5.3 基于成礦地球化學場時空結構的深部成礦預測
通過成礦地球化學場時空結構的耦合而將元素空間分帶按成礦期進行解體之后，以此為依據開展的成礦預測工作同傳統的原生（疊加）暈方法基本是一致的。主要的差別在于，對于同種元素（如au）多期成礦疊加而言，首先考慮是否存在同一成礦期內的多階段疊加，參與預測的元素是該成礦期的相關元素組合。上述耦合結構果中各成礦期內特征或稱特有的元素是關鍵元素，兩成礦期共有元素是輔助元素。其次考慮是否存不同成礦期的成礦疊加，參與預測的元素則是前期相關基礎上再考慮疊加期的有關元素空間結構特征。對于不同礦種（如金銀等）的元素且分別是兩期礦化的產物時，預測時應針對礦種并按相應成礦期內的元素組合，特別是特征元素組合進行。即開展金礦體預測時，就考慮金成礦期的元素組合，預測銀礦體（如果形成了銀礦體）時，應依據銀礦化期的元素組合進行。其他類推。
5.3.1 多期成礦疊加的主要樣式
由于多期成礦疊加十分復雜，因此在具體預測過程中，首先應明確礦區多期成礦的疊加樣式。通常情況下，兩期礦化的疊加可能有如下樣式（a、b分別表示兩個成礦期）（圖1）。
圖1 兩期成礦疊加時的礦化疊加主要樣式
aa或bb式疊加(ⅰ)：為同一成礦期形成的礦（化）體，一般表現為該礦化期內的多階段疊加。元素地球化學場的時空結構特點是：時間結構總體相同，但元素（或礦物）組合視不同階段而有變化；空間結構總體相似，前緣暈、礦體暈、尾暈元素組合相同；但元素排序視不同階段的疊加情況而有變化。對于具體礦脈，又可分為串珠式（尖滅再現）（ⅰ-1）和串珠側列式（尖滅側現）（ⅰ-2）、頭尾相接（ⅰ-3）式和頭尾重疊側列式（ⅰ-4）、同位，即完全在同一位置疊加，常構成角礫狀礦石（ⅰ-5）和并置（或平行）（ⅰ-6）疊加式等礦化疊加式。在aa或bb式礦化的情況下，時空結構的成礦預測意義在于確定礦化是哪一期成礦的產物而選用相應的空間結構開展成礦預測。
ab或ba式疊加（ⅱ）：為兩期礦化疊加形成的礦體，多數表現為各期礦化中不同階段程度不同的疊加，每期成礦各階段都出現且均重要的情況是極少見的。其元素成礦地球化學場時空結構呈現復雜的模式，每期成礦具有自身的成礦元素組合，因此其頭暈、礦體暈、尾暈元素也會不一致，根據疊加方式不同具有不同特點。它同樣也可劃分為6個子式。在這種情況下，應用上述的方法，利用成礦地球化學時空結構進行成礦預測。
aba或bab式疊加（ⅲ）：aa或/和ab（ba）式的之間不同組合方式，情況特別復雜。一般將其簡化為ab或ba式加以討論。
5.3.2 多期成礦疊加礦體的深部預測準則
在確定了主要疊加樣式基礎上，再將多期成礦分解為各個單一成礦期后分別進行預測工作，最后再考慮疊加效應。而對于單一成礦期的多階段疊加成礦預測而言，李惠等（1998）對其預測準則進行了全面闡述。根據我們的工作成果，現將其主要內容補充說明如下：
a、有礦準則：指地表或近地表區域，這時由于勘探或采礦深度有限，還無法或難以建立垂向空間分帶，因此依據地表元素的異常確定。當主成礦元素異常較低，而前緣暈元素異常較強時，指示其一定深度范圍內有礦。
b、無礦準則：在無空間分帶時，當主成礦元素無異常或異常很低，而尾暈元素異常較強且無前緣暈元素異常疊加時，指示其深部無礦；在有空間分帶時，呈則應正向分帶。
c、礦體延深準則：正向分帶或在此基礎上，下部出現前緣暈元素的情況下（混合分帶），當礦體中礦體暈元素很強，且無尾暈異常出現或其很低時，或同時出現前緣暈元素異常時，表示礦體有一定或較大延深。
d、礦體尖滅準則：正向分帶或在此基礎上，下部無前緣暈元素的情況下，當礦體中礦體暈元素較強，同時尾暈元素異常也較強時，礦體向下一定深度內即將尖滅。
e、深部盲礦準則：又稱反分帶準則，指前緣暈元素空間分帶及其異常出現在礦體下部或尾部，且當前礦體即將或已尖滅，表明深部有盲礦體存在。
在實際工作中的預測工作都表為上述各準則的綜合運用，在多期成礦疊加情況下更是如此。顯然，在成礦地球化學場時空結構確定之后，具體的成礦預測工作則相對簡單。
5.3.3 多期成礦疊加礦床的地質-地球化學模型
在開展具體的成礦預測工作之前，應根據上述各方面的的研究成果，并結合礦床地質地球化學特征等，建立適合于并應用于研究對象的地質-地球化學模型。這種模型應是礦床地質特征和成礦地球化學場時空結構解析成果的高度概括和綜合，并同時是礦床深部成礦預測的重要基礎。一般情況下，礦床的地質-地球化學模型主要反映如下具體內容。
1、礦體（脈）的空間產狀特征；
2、礦體（脈）的蝕變空間分帶和元素成礦暈特征；
3、不同成礦期成礦元素地球化學的時空結構特征；
4、不同成礦期成礦元素地球化學的時空結構耦合特征；
圖2即是多期成礦疊加礦床的地質-地球化學模型的一個實例。它是
圖2山東大尹格莊金礦區兩期成礦疊加地質-地球化學場時空結構深部預測模型（說明見正文）
在對山東大尹格莊金礦床地質特征的研究和成礦地球化學場時空結構的精細解析基礎上，建立的該礦床基于成礦地球化學場時空結構的深部成礦預測模型。研究表明，該礦床至少存在兩個成礦期的成礦疊加。早期為金成礦期，形成了大尹格莊金礦床的主體，晚期為銀成礦期，在早期礦化體之上不同程度和方式地又疊加了銀礦化，但沒有形成銀的獨立礦體，同時銀成礦期金礦化作用也不強。該模型完整地反映了礦床多期疊加由此形成的成礦地球化學場的時空結構。它由如下幾部分組成。左邊部分表示金成礦期形成的地質-地球化學特征，右邊部分表示銀成礦期形成的地質-地球化學特征，中間部分反映二者成礦的疊加情況。各部分中不同深度的色調區分別表示各成礦期前緣暈、礦體暈和尾暈異常相對于礦（化）體發育的位置和強度（用面積示意），其中銀礦化期礦體暈用點線表示并未真正形成有經濟意義的礦體，而暈的元素組合則反映在其上部的表格中。“？”表示相關的異常（圖中為前緣暈）疊加是否存在，這是開展深部成礦預測工作的關鍵之一。礦脈上部的異常表示相關元素可能在地表形成的異常情況，根據它的發育特征可以對近地表部分的盲礦體展開預測工作。
顯然還可對每一個成礦期內的多階段疊加情況建立更為具體的模型，以協助深部預測的開展，其基本原理與上述是一致的。上述的模型充分體現了成礦地球化學場時空結構精細解析為深部成礦預測服務的宗旨，并與深部成礦預測的準則是吻合的。近幾年，我們運用成礦地球化學場時空結構解析分別在云南大坪、山東大尹格莊等大型金礦床開展深部成礦預測工作，均取得了良好的找礦效果。
（作者單位：武警黃金地質研究所）
工作實踐
廊坊市
規劃區工程地質問題宮進忠 李衛東 師淑娟 王 建
廊坊市位于環渤海經濟圈的核心地帶，素有“京津走廊上的明珠”之稱，其城市規劃區位于東經116°31′―116°48′，北緯39°27′―39°37′，總面積約355km2，包括市區、開發區、尖塔鎮、北史家務鄉的全部和萬莊鎮、舊州鎮及北旺鄉的大部，總人口45萬。20__年實現國民生產總值528.5億元。
調查區位于中朝準地臺華北平原沉降帶北緣，冀陷內的廊坊―固安凹餡之東北部。該區自第三紀以來新構造運動的格局是：西北部太行山、燕山地區強烈隆升，東南部河北平原持續下降，形成了北北東向凹陷與隆起相間的復合型斷陷盆地，堆積了巨厚的上第三系（2280―4800米）和第四系（500―600米）沉積物。
按地層巖性特征可將第四系劃分為四個含水組，分別對應于全新統（底界20―30米）、上更新統（80―150米）、中更新統（340―360米）和下更新統（500―520米）。據最新成果，淺層地下水位埋深從市區的1.3米到郊區的22米，形成反漏斗；深層地下水埋深從市區的72米到郊區的25米，形成降落漏斗。
工程地質問題是指工程建筑與地質環境（由工程地質條件具體表征）相互作用；相互矛盾而引起的，對建筑本身的順利施工和正常運行或對周圍環境可能產生不良影響的地質現象。
本區主要的不良工程地質現象有飽和砂土地震液化、軟弱土層、流土和管涌等。
1. 飽和砂土地震液化
密實的砂土和粉土具有較高的強度和較低的壓縮性，是良好的建筑物地基，但被地下水飽和的松散砂土和粉土，不僅強度低，而且水穩定性很差，當其受到外力震動時，顆粒間趨于緊密，孔隙水壓力增大，有效應力減小。當有效應力趨于零時，砂土的抗剪強度消失，從而引起地面沉陷、斜坡失穩或地基失效的現象，常伴隨有噴水冒砂。
砂土液化在地震時可大規模發生并造成嚴重危害，1966年邢臺和1976年唐山地震中，有些建筑物的破壞就是由砂土液化造成的。
發生砂土液化必須具備砂土、飽和、震動三個條件，影響液化的主要因素有：①砂土的粒度成分，顆粒細小、均勻級配的砂土、粉砂、細砂及含少量粘親水膠體物質的砂易于產生液化；②砂的密度，疏松的砂易液化，密實的砂抗液化；③上覆土層厚度：有效覆蓋壓力愈大，愈不容易液化；④液化歷史：發生過液化又重新被壓密的砂土，較易重新液化；⑤地面震動：動強度（地震震級）愈高，歷時愈長，液化破壞愈嚴重，液化影響的深度愈大，波及范圍也愈廣。
1.1 工程勘查資料
據地礦廊坊地質工程勘察所等單位多年來巖土工程勘查資料，利用標準貫入試驗及土工測試結果，本區判別出砂土液化的鉆孔主要分布于萬莊商貿、康順里、第三小學、同樂小區、明珠圖書城、恒基家園、市供銷社、管道醫院、煤炭四部、運通家園、寶隆商貿、第一中學、華苑小區、安次物資和國際花園等地段。
從上述資料可見，本區液化場地水位埋深1.0－4.5米，液化指數0.52－12.05，多數小于5.0，為輕微至中等液化，少數為嚴重液化；層位分布上可劃分為兩層，一是黃色粉土、粉砂，層厚1－4米，底層埋深3－5米，n＝6.3－10.5擊，fk＝90－120kpa，屬歧口組（q4q）；二是灰色細中砂：層厚3－10米，底層埋深8－15米，n＝20.3－22.4擊，fk＝200－240kpa，屬高灣組（q4g）。
1.2 分布規律
綜合分析區內液化場地的巖相古地理和水文地質資料，可以得出下列規律性認識。
（1）空間上呈條帶狀展布：其中歧口組液化層呈西北向，與近代無定河及渾河河道有關；高灣組液化層呈南北向，與中世紀漯河河道有關。
（2）快速堆積成因：液化場地15米深度內很少或無泥炭和螺殼伴生，表明其快速堆積的沖洪積巖相古地理特征。
（3）水文地質條件：液化帶淺層地下水涌水量較高，為7.5－5.0m3/h?m（其余地區5.0－2.5m3/h?m），水化學類型hco3－camg、hco3-namg為主，礦化度小于1.0g/l。
（4）水文地球化學異常：液化帶淺層地下水ph值7.4－8.6（平均7.42），色度10－20（背景??5），渾濁度15－30（背景3），mn 450－600μg/ l（平均228μg/l），cu 16－28μg/ l（平均14.3μg/l），zn 9－160μg/ l（平均8.75μg/ l），cr 10-40μg/ l（平均5.19μg/ l）較高，而mg2+23－65μg/ l（平均92.4μg/ l）則較低，反映了偏堿性的氧化環境。
1.3 實地驗證
在某一地質環境內已建成的任何建筑物都應被看作為一項重要的原型試驗，研究該建筑物是否適應這樣的地質環境，往往可以得到很多用勘探、測試手段所難以得到的在理論和實踐上都極有價值的資料。通過這種研究可劃分出穩定性不同的地段，了解使建筑物受到損害的各種工程地質作用的發展情況，判明工程地質評價的正確性等。對現存建筑物的野外實地調查，研究其興建后所產生的工程地質現象，是工程地質調查所特有的工作內容。
據建筑物的結構特性、所處的地質環境、出現的變形現象，結合長期觀察資料，可分析建筑物變形的原因。
系統的地質環境調查表明，沿上述砂土液化帶，發現大量墻體傾斜和房屋建筑開裂現象。
（1）墻體傾斜現象：多沿京山鐵路兩側分布，如萬莊至采育公路鉆前大隊段、華北石油小學、采四發熱門診對面、裕華里小區電力宿舍、河北物勘院、第二小學、小廊坊光輝里、桑園東街47號民居、和平路南端大成飯店、安慶里西25號以北（第一中學東）圍墻，傾斜70―80°，長50―100m，并伴有開裂腐蝕，有的岌岌可危，靠樹木或房屋支撐。
（2）房屋建筑開裂現象：多達數十處，裂縫寬1―5cm，長數米，如中信賓館三層樓、長途汽車站主樓臺階、十二層的管道局員工公寓（建設中發生傾斜）、第一中學教學樓及門衛、開發區祥云城辦公樓等。
調查中還發現，在砂土液化帶這一不良地質環境上，發生破壞的建筑物類型多為民用的簡易建筑，那些經過適當的地基固化處理的高等級建筑破壞現象較少見。
2 軟土地基
軟土是美國農業部1975年土壤分類方案中的一個土綱，發育于半濕潤和半干旱的溫暖至寒冷氣候條件下，在靜水或緩慢的流水環境中沉積，經生物化學作用形成的飽和粘性土，主要包括淤泥、泥炭等。因含大量清水的膠體顆粒，具有海綿狀結構，呈軟塑狀態；其天然含水量大，一般需利用換填、夯實、壓密、排水、膠結、加筋及熱學等方法進行加固，用以改良地基土的力學性質。
軟土在我國濱海平原、河口三角洲、湖泊洼地及山間谷地廣泛分布。
在15米巖土地基最小承載力等值線圖上，沿李洼村―萬莊、古縣―西小區―麥洼、樓莊―苗場及王寨―桑園辛莊一帶，即兩期古河道西南側出現承載力小于100kpa的帶狀區域，在其范圍內的工程勘察鉆孔中多有軟土層發育。上述工程地質層符合含水量大于等于液限ω≥ωl、空隙比e??1.0，壓縮性高a1-2≥0.5 mpa―1，承載力低于100 kpa的軟土定義標準。
軟土具有觸變性、流變形、高壓縮性、低強度、低透水性和不均勻性，易造成建筑物的不均勻沉降、側向滑移、邊坡不穩等，給工程建設造成危害。
3. 流土和管涌
地下水的幾種不良地質作用包括滲流破壞、基坑突涌和凍脹等。它們以形成的過程論稱為作用，以影響及后果論稱為現象。
滲流破壞系指土體在地下水滲流的作用下其顆粒發生移動，或顆粒成分及土的結構發生改變的現象。它與地下水的動力水密切相關。地下水在滲流的過程中對土體格架的作用力叫做動水力，單位為kn/m3。
理論上說，土粒處于懸浮狀態，它將隨滲流水一起流動，這就是滲流破壞產生的原因。
地基滲流破壞的形式主要有管涌和流砂（土），及介于兩者之間的過渡型。
（1）管涌 在滲流水的作用下，地基土中細小顆粒被沖走，土的空隙被擴大，逐漸形成管狀滲流通道，從而掏空地基，促使地基破壞。
自然界中，在一定條件下同樣會發生上述滲流破壞作用，通常稱為潛蝕，有機械和化學兩種形式。機械潛蝕是指滲流的機械力將土細粒沖走而形成洞穴；化學潛蝕是指流水溶解土中易溶鹽或膠結物使土體變得松散，土粒被水沖走而形成洞穴。這兩種作用一般是同時存在的。
（2）流砂（土） 在自下而上的滲透水流作用下，土體某一范圍內的細顆粒同時被浮動、沸騰、沖走。這種現象多發生在顆粒較細、級配均勻的細粉砂中，故稱為流砂。但這種現象在粘性土中亦有發生，也稱流土。流砂（土）能造成大量的土體流動，致使地基破壞、地表塌陷，常給基礎施工帶來很大困難。
滲流破壞不僅能在建筑物基坑開挖中發生，而且能在有地下水滲出的邊坡或地面出現。管涌破壞通常有一個發展過程，而流砂（土）破壞亦是突然發生的[2]。
本區廣泛分布的粉砂、粉土為中軟土地基，在地下水埋藏較淺地區和龍河、鳳河、排水干渠等水巖作用強烈地段管涌和流土現象導致的災害相當普遍。茲舉幾例如下：
（1）瞿各莊村北斗渠邊深裂縫：在50m寬、60m長、4m深的人工取土坑西緣，經雨水下滲潛蝕沖刷，形成10－20cm寬、10－20m長，外寬內窄的垂直裂縫，引發邊坡塌陷。
（2）廊大引渠武警圍墻走滑拆離：因跨越廊大引渠邊坡，導致墻體走滑、拆離成為兩截，形成50－70cm的寬大裂縫，可容行人通過。
（3）河北物勘院門臉簡易房開裂：因北鄰洗車坑槽，地基不均沉降，導致3cm寬、1m長的開裂。
（4）龍河左堤北昌水文站（火化廠北）房屋開裂：因堤壩水土流失，地基不均勻沉降，導致磚體結構房屋傾斜開裂。
（5）石油管道局教育培訓樓地基不均勻沉降導致變形破壞：1995年初，距該樓南約30m建宿舍樓，施工地基開挖面積3000m2，在地基周圍布降水孔29眼（未進行隔水處理），3、4月降水深度為9m，以后保持水位降深6m左右。宿舍樓施工后，培訓樓主樓中部及東部墻體即出現裂縫數條，裂縫呈垂直狀，橫穿主樓體。沉降觀測表明，主樓中部和西部沉降量明顯大于東部，副樓沉降量又小于主樓。可見，地基不均勻沉降是樓體產生裂縫的原因所在。造成地基不均勻沉降的因素有：①橫跨古河道邊緣，巖性及厚度變化較大；②地下水位大幅度驟降。
（6）市水務局辦公室樓因附近開挖基坑而開裂：20__年春季開始，因修建地下通道工程，在該樓西側2m左右開挖建筑基坑并人工降低水位，導致地基承載力降低，引發樓體開裂成為危樓，辦公人員全部撤離，施工暫停，雙方糾紛，上達市政府調解。
（7）郊區快速路、京山鐵路立交橋基坑管涌流土：因開挖至地下水潛水面以下，基坑的側壁滲水流砂，涓涓細流成為小溪，源源不斷，沖刷成為溝槽，積水成河，堆沙成灘。
（8）九干渠北旺鄉政府圍墻遭流土破壞：因排水管沖刷，地基沉降，導致墻體開裂呈凸字形。
4. 結論
