B-ZCNN的混沌边缘和局部活性域

将由Zhabotinski反应扩散方程对应的非线性细胞网络方程称为B ZCNN ,应用局部活性理论中关于两个状态变量的反应扩散CNNs的结果 ,讨论计算了B ZCNN的局部活性域和混沌边缘域 ,因此确定了该系统可能出现的复杂性动力学行为的系统参数的范围。取处在混沌边缘域内系统参数点进行模拟 ,得到了嵌套式目标斑图等时空有序结构。最后指出局部活性是成矿发生的必要条件 ,研究成矿发生应该从成矿系统参数域的局部活性研究入手。     

大型矿床和成矿区(带)在混沌边缘

笔者将复杂性科学和矿床地质学相结合提出了一种新的金属成矿理论———“金属成矿动力系统的复杂性与自组织临界性”,并应用这一理论研究扬子古陆周缘四大成矿区（带）的矿床成因与成矿规律,发现“大型矿床和成矿区（带）在混沌边缘”。文章在概述“金属成矿动力系统的复杂性与自组织临界性”的理论纲要与噪声、混沌和混沌边缘基本概念的基础上,提出地质成矿系统在混沌边缘的四条判定准则：Ⅰ．自组织临界性的标志———广义地质学（地质学、地球物理学、地球化学）场（温度、流速、浓度、压力等场）的场量之时空幂律分布———及其基本属性：（１）长程时空关联与连通性及时空分形结构;（２）崩塌动力学;（３）“元胞自动机”的动力学机制;（４）自组织临界性涌现于“混沌边缘”,并具有最大的复杂性、演化性和创新性。Ⅱ．地质成矿过程向时间混沌及地质成矿系统向时空混沌的演化。Ⅲ．岩浆和热液“孤子”、“孤波”与“相干结构”以及其它弱混沌“拟序结构”。Ⅳ．超临界地质流体参与地质成矿作用。笔者进一步提出金属成矿动力系统的复杂性与自组织临界性的三大基础理论：（１）地质成矿过程的非线性动力学———应用非线性动力学理论研究矿床和矿集区形成的动力学机制;（２）“地质成矿作用?     

大型矿床和成矿区(带)在混沌边缘

笔者将复杂性科学和矿床地质学相结合提出了一种新的金属成矿理论———“金属成矿动力系统的复杂性与自组织临界性”,并应用这一理论研究扬子古陆周缘四大成矿区带的矿床成因与成矿规律,发现“大型矿床和成矿区带在混沌边缘”。文章在概述“金属成矿动力系统的复杂性与自组织临界性”的理论纲要与噪声、混沌和混沌边缘基本概念的基础上,提出地质成矿系统在混沌边缘的四条判定准则：Ⅰ．自组织临界性的标志———广义地质学（地质学、地球物理学、地球化学）场（温度、流速、浓度、压力等场）的场量之时空幂律分布———及其基本属性：（１）长程时空关联与连通性及时空分形结构;（２）崩塌动力学;（３）“元胞自动机”的动力学机制;（４）自组织临界性涌现于“混沌边缘”,并具有最大的复杂性、演化性和创新性。Ⅱ．地质成矿过程向时间混沌及地质成矿系统向时空混沌的演化。Ⅲ．岩浆和热液“孤子”、“孤波”与“相干结构”以及其它弱混沌“拟序结构”。Ⅳ．超临界地质流体参与地质成矿作用。笔者进一步提出金属成矿动力系统的复杂性与自组织临界性的三大基础理论：（１）地质成矿过程的非线性动力学———应用非线性动力学理论研究矿床和矿集区形成的动力学机制;（２）“地质成矿作用与时空结?     

成矿动力系统在混沌边缘分形生长——一种新的成矿理论与方法论(上)

“成矿动力系统在混沌边缘分形生长”理论是笔者将复杂性理论及非线性科学与矿床地质学相结合 ,对中国扬子古陆周缘六个矿集区的基本范式进行长期系统研究所取得的总结性成果。研究指出 ,成矿系统总体上是开放、远离平衡、时空延展的动力学系统。它们具有复杂性和自组织临界性的内禀基本属性 ,并且在混沌边缘分形生长。该理论以“地质作用与时 空结构是一切地质现象的本质与核心”的自然哲学理念作为根本立足点 ,建立起一种具有普适性的理论框架。然后进一步将其具体化为三大组成部分 ,即 ( 1)矿床的动力学属性 ,( 2 )矿床地质学场 ,( 3 )成矿系统的演化。体现了成矿作用 (其核心为成矿作用动力学 )、空间结构 (矿床地质学场 )和时间结构 (成矿系统的演化 )三位一体的整体耦合与交织 ,从而又使该理论具有包容性。在此基础上进而归纳出“成矿动力系统在混沌边缘分形生长”的 5项判定准则以及表征这些准则的 10项相应的动力学行为特征。最后笔者提出“矿质局部活化导致成矿的发生”的命题 ,拟定了“成矿的发生”的重要科学问题 ,以“元胞非线性网络”(CNN)作为复杂性的范式 ,定量揭示成矿的发生 ,并对矿床在混沌边缘作精确定位 ,对“成矿动力系统在混沌边缘”理论作进一步的延伸、深化与发展。该理论在矿?     

成矿动力系统在混沌边缘分形生长——一种新的成矿理论与方法论(下)

:“成矿动力系统在混沌边缘分形生长”理论是笔者将复杂性理论及非线性科学与矿床地质学相结合 ,对中国扬子古陆周缘六个矿集区的基本范式进行长期系统研究所取得的总结性成果。研究指出 ,成矿系统总体上是开放、远离平衡、时空延展的动力学系统。它们具有复杂性和自组织临界性的内禀基本属性 ,并且在混沌边缘分形生长。该理论以“地质作用与时 空结构是一切地质现象的本质与核心”的自然哲学理念作为根本立足点 ,建立起一种具有普适性的理论框架。然后进一步将其具体化为三大组成部分 ,即 ( 1)矿床的动力学属性 ,( 2 )矿床地质学场 ,( 3 )成矿系统的演化。体现了成矿作用 (其核心为成矿作用动力学 ) ,空间结构 (矿床地质学场 )和时间结构 (成矿系统的演化 )三位一体的整体耦合与交织 ,从而又使该理论具有包容性。在此基础上进而归纳出“成矿动力系统在混沌边缘分形生长”的 5项判定准则以及表征这些准则的 10项相应的动力学行为特征。最后笔者提出“矿质局部活化导致成矿的发生”的命题 ,拟定了“成矿的发生”的重要科学问题 ,以“元胞非线性网络”(CNN)作为复杂性的范式 ,定量揭示成矿的发生 ,并对矿床在混沌边缘作精确定位 ,对“成矿动力系统在混沌边缘”理论作进一步的延伸、深化与发展。该理论在?     

热液成矿分带的自孤子特征

在研究了银山和铜厂等矿床分带规律的基础上,总结出热液成矿分带特征,并应用非线性科学中的自孤子理论定性地给出了热液成矿系统的属性, 指出热液成矿系统是活性扩散系统,热液矿床是活性扩散系统中的自孤子, 热液成矿分带具有静态径向对称自孤子特征,是嵌套式径向对称目标斑图.利用具体的反应-扩散方程模拟出的结果加以验证.     

湘西沃溪金锑钨矿床分形成矿动力学

随着分形理论的建立与发展 ,应用分形理论研究矿床分布及元素的分布与富集规律已经成为研究成矿作用的一个有力的新工具。文中对湘西沃溪金锑钨矿床金品位空间变化进行了分形与混沌吸引子分析 ,结果表明 ,该矿床金品位分布具有分形结构特征 ,并都呈双分形关系 ,分叉处的金品位与其平均品位相当 ,分维值可以指示成矿流体的运移方向。其金品位空间变化为混沌序列 ,在相空间维数为 8～ 1 0时 ,出现一个混沌吸引子 ,吸引子的维数变化于 1 .5 3～ 4 .72之间 ;表明其成矿流体的演化及金元素的沉淀富集成矿过程为混沌动力学过程 ,描述或控制本矿区金品位变化的独立变量至少需要 8～ 1 0个。总之 ,成矿物质的沉淀过程是一个复杂的非线性动力学过程 ,矿物在热液体系中通过构造应力、流体流动、流体岩石反应等之间的复杂非线性反馈作用 ,最终在合适部位沉淀下来 ,形成了各种具分形与混沌特征的矿床和品位分布     

地质作用的自组织临界过程动力学——地质系统在混沌边缘分形生长

笔者对复杂性科学中的自组织临界性、瞬态混沌、混沌边缘和弱混沌四大理论和研究领域就其发展现状和最近动态作系统和深入的剖析后得出结论 ,认为以上四者是对自然界中开放、远离平衡、相互作用的巨大耗散动力学系统的时空演化这个统一事物的本质的面面观。笔者进一步将四者的相互关系归纳成一个重要的命题 :自然界中开放、远离平衡、相互作用的巨大耗散动力学系统的时空演化服从“自组织临界过程动力学” ,并且系统“在混沌边缘分形生长”。地质系统是自然界中的一种既十分重要 ,又异常复杂的开放、远离平衡、相互作用的巨大耗散动力学系统。它具有自组织临界性的内禀基本属性。它的时空行为服从地质作用的自组织临界过程动力学。地质系统位于有序和混沌之间的过渡时空域 ,即混沌边缘 ,其中系统呈规则与混沌运动并存和混合的弱混沌动力学状态 ,并且地质系统在混沌边缘分形生长。将上述命题演绎和整合成一种广泛适用于地质系统的地球科学的复杂性理论 ,名之为 :“地质作用的自组织临界过程动力学———地质系统在混沌边缘分形生长” ,并将其内容归纳成 6部分 :(1)自组织临界性、瞬态混沌、混沌边缘和弱混沌 ;(2 )多组分的耦合与相互作用及其相干与协同 ;(3)演化过程的分形动力学 ;(4 )作用的时空结构 ;(     

地质作用的自组织临界过程动力学——地质系统在混沌边缘分形生长(下)

笔者对复杂性科学中的自组织临界性、瞬态混沌、混沌边缘和弱混沌四大理论和研究领域就其发展现状和最近动态作系统和深入的剖析后得出结论 ,认为以上四者是对自然界中开放、远离平衡、相互作用的巨大耗散动力学系统的时空演化这个统一事物的本质的面面观。笔者进一步将四者的相互关系归纳成一个重要的命题 :自然界中开放、远离平衡、相互作用的巨大耗散动力学系统的时空演化服从“自组织临界过程动力学” ,并且系统“在混沌边缘分形生长”。地质系统是自然界中的一种既十分重要 ,又异常复杂的开放、远离平衡、相互作用的巨大耗散动力学系统。它具有自组织临界性的内禀基本属性。它的时空行为服从地质作用的自组织临界过程动力学。地质系统位于有序和混沌之间的过渡时空域 ,即混沌边缘 ,其中系统呈规则与混沌运动并存和混合的弱混沌动力学状态 ,并且地质系统在混沌边缘分形生长。将上述命题演绎和整合成一种广泛适用于地质系统的地球科学的复杂性理论 ,名之为 :“地质作用的自组织临界过程动力学———地质系统在混沌边缘分形生长” ,并将其内容归纳成 6部分 :(1)自组织临界性、瞬态混沌、混沌边缘和弱混沌 ,(2 )多组分的耦合与相互作用及其相干与协同 ,(3)演化过程的分形动力学 ,(4 )作用的时空结构 ,(     

热液成矿分带的径向对称性

热液成矿分带是普遍存在的规律。在研究银山和铜厂等具体矿床分带规律的基础上,总结出热液成矿分带具有径向对称性,并且用自孤子理论研究了其内在机制,指出热液矿床是活性扩散系统中的自孤子,给出了热液成矿自孤子的定义。用静态径向对称自孤子模型对热液成矿分带的径向对称性进行了描述和分析,得出了一些定性的认识,它们对更深入地研究热液成矿分带的动力学机制和成矿地球化学过程具有一定的意义。     

湖南郴州柿竹园超大型钨多金属矿床的成矿复杂性研究

用非线性科学和复杂性理论对湖南郴州柿竹园超大型钨多金属矿床的成矿复杂性进行系统、深入的研究 ,以成矿作用与时空结构是一切矿产资源的本质与核心的自然哲学理念为根本立足点 ,从一种新的视角 ,就矿床的动力学属性、矿床的物质成分与结构、矿床的地质学场和成矿系统的演化四大相互联系的范畴 ,对矿产资源进行再认识 ,提出了矿床的新定义 ,并较深刻地揭示了矿床的动力学属性、成矿物质高度多样化和复杂性及其超常规模集成、矿田成矿分带的内部结构、矿床地质学场的时空分形结构、成矿系统时间演化的长期性和成矿过程的多期多阶段性以及成矿作用的发生和矿床形成的分形生长机制等方面的复杂性与动力学本质。项目成果将矿床学的研究提高到非线性科学和复杂性理论的层次 ,提供了如何应用这种理论和方法对矿床的成矿复杂性进行研究的实例 ,也是第一作者所提出的关于成矿系统复杂性的新成矿理论与方法论“成矿动力系统在混沌边缘分形生长”的具体化及其进一步深化。沿着这一研究方向的不断开拓将可使传统矿床学向精确科学跨越。     

初论紫金山铜金矿床超临界成矿流体系统

紫金山矿床是我国东南沿海发现的大型金铜矿床.在分析超临界成矿流体系统形成的区域地质背景和研究成矿物理化学条件的基础上,探讨了超临界成矿流体系统形成的动力学条件,提出该系统的成矿机理:与燕山晚期酸性火山-侵入岩浆有关的金铜矿床是在上地幔隆起、张性或向张性过渡背景下形成的,酸性岩浆经熔体-流体分离作用形成的岩浆热液与大气降水混合,经水-岩作用等复杂的输运和化学反应耦合过程的动力学产物.     

大型—超大型金矿密集区的形成条件

矿床成矿偏在性（超群性和不均一性）是金矿床空间分布的重要特点。大型－超大型金矿密集区的形成是矿质来源、热液来源、搬运介质和赋矿空间等的有机统一；是富含成矿物质的初始地壳在长期的活化改造作用过程中，矿质发生活化、迁移，在合适的赋矿空间沉淀并被长期保存而形成的。初始地壳，尤其是前寒武纪的变质基底是金矿密集区形成的物质基础。长期的热液活动是成矿物质活化、迁移的动力，而长期的地壳活化作用，包括岩浆活动和活山活动，是热液活动的基础。韧性剪切带、拆离滑脱带、岩体的内外接触带等是大型－超大型金矿床赋存的有利空间。     

云南昭通毛坪铅锌矿床成矿物质来源的新证据--NE向断裂构造岩微量元素R型因子分析结果

R型因子分析可通过研究地质变量在时间和空间上的组合、变化和分布特征而形成地质概念,并恢复地质过程,指示物质来源.在研究云南昭通毛坪铅锌矿床地质特征的基础上,分别对矿区910和846中段Ⅱ、Ⅲ号矿带NE向断裂构造岩微量元素进行了R型因子分析,提出成矿物质来源的新证据.在时间上,指示了主要成矿期次为沉积成岩期和热液成矿期,热液期又划分为黄铁矿-闪锌矿阶段、闪锌矿阶段、闪锌矿-方铅矿阶段和碳酸盐-黄铁矿矿化4个成矿阶段;在成矿物质来源上,锌来源于赋矿地层(C1b和C2w)和外来成矿流体,铅主要由外来成矿流体带入.     

诸广中段三九地区铀矿化特征及成矿机理探讨

三九地区铀矿化类型主要为花岗岩热液脉型和碎裂蚀变岩型。成矿热液活动由早阶段到晚阶段在空间上似具有由高向低、氧逸度具由低到高的演变特征。岩体的自变质和碱交代作用及其外接触带的气化热力变质作用是成矿元素（铀）的活化、迁移及预富集的重要成矿地质作用；热液沸腾、交代蚀变及环流冷却是主要的铀成矿作用机制。     

辽宁建平黄花山金矿床地质特征及成矿模式

黄花山金矿系辽西建平地区重要的热液蚀变岩型金矿.新太古代变质基底片麻岩系为金矿的矿源层,中元古代侵入岩为金矿的主要容矿围岩,晚侏罗世侵入岩是金矿的成矿岩体.黄花山地区在印支期形成了北西向南东推覆的叠瓦状逆冲推覆构造,并长期活动,为成矿提供了空间.由于燕山期岩浆活动剧烈,即侵入体同下伏古老地层中金矿源层的重熔或捕获古老含金丰度高的层位,这些成矿热液沿黄花山叠瓦状逆冲推覆构造上升,并在逆冲推覆构造带中堆积形成了金矿体.通过总结、分析成矿的主要过程,建立了黄花山金矿的成矿模式.     

三江北段查涌铜多金属矿床成矿流体特征——流体包裹体及氢氧同位素证据

在矿床地质特征研究和成矿阶段划分的基础上,选取三江成矿带北段查涌铜多金属矿床主成矿热液期的矿石样品,进行了流体包裹体显微测温和氢氧同位素测试。流体包裹体研究结果表明,矿物中包裹体以富液相为主,均一温度为320~360℃,盐度w(NaCl,eq)=3%~5%,显示岩浆热液矿床的流体特征;氢氧同位素测试结果显示,δD=-110.0×10~(-3)~-95.5×10~(-3),平均-104.4×10~(-3),δ(~(18)O_(V-SMOW))=-2.2×10~(-3)~2.5×10~(-3),平均-0.6×10~(-3),表明其主成矿期的成矿流体以岩浆水为主,并伴有少量大气降水的加入。     

浙江八面山萤石矿床流体包裹体地球化学研究

八面山萤石矿床流体包裹体可分为三大类型:Ⅰ气液包裹体,Ⅱ气体包裹体,Ⅲ含子矿物的多相包裹体;矿床成矿温度变化不大,主要集中在120～240°C之间。细粒条带状萤石矿石包裹体温度变化在115～250℃之间;巨晶块状萤石矿石和石英脉型萤石矿石包裹体温度集中在135～170℃之间。萤石矿床流体包裹体以低盐度成矿流体为主。成矿过程中起作用的成矿流体为KCl-H2O体系和CO2-CaF2-H2O体系,成矿溶液的离子类型属K+-Ca2+-HCO--F-型,KCl-H2O体系反映岩浆期后热液作用的结果,而CO2-CaF2-H2O体系可能反映了寒武纪矿源层成矿体系。通过包裹体研究,认为八面山萤石矿床是受地层-岩体-层间断裂共同控制"三位一体"的热液成因矿床。     

新疆吐拉苏盆地京希-伊尔曼德金矿地质和地球化学特征研究

京希-伊尔曼德金矿位于新疆北天山吐拉苏盆地的西北缘,赋存于泥盆纪-早石炭世火山-沉积地层底部的凝灰岩、凝灰质砂岩中,围岩经历了绢云母化、黄铁矿化、多期硅化和角砾化、碳酸盐化和重晶石化,金矿化与硅化围岩紧密伴生。矿体呈透镜状、层状和似层状,产状与围岩基本一致,主要由热液角砾岩型矿石组成,其热液演化期由四个阶段组成:I:硅化及绢云母化——在围岩凝灰岩和凝灰质砂岩中形成大量浸染状石英、绢云母和少量黄铁矿;II:角砾化及硅化——形成含金热液角砾岩a,角砾为早期蚀变围岩,胶结物为烟灰色玉髓状石英、黄铁矿、毒砂和少量金矿物;III:角砾化及硅化——形成含金热液角砾岩b,角砾为热液角砾岩a和蚀变围岩,胶结物为细粒石英、黄铁矿、毒砂和少量金矿物;IV:方解石-重晶石阶段——形成大量粗大的方解石-重晶石脉。京希-伊尔曼德金矿成矿流体本身富集V、Cr、Ni、Cu、Sb,且其中的Mn、Co、Zn、Bi以及大离子亲石元素LILE主要来自火山岩围岩。从成矿早期到晚期,成矿流体轻稀土元素逐渐富集、氧化性增强。水-岩体系氢、氧同位素组成模拟计算表明,京希-伊尔曼德金矿成矿流体主要为与区内火山岩再平衡的岩浆水,其中金浓度为1×10-6～2×10-6,形成该矿需要约1×108～0.5×108t岩浆热液,蚀变围岩和矿石中黄铁矿富集轻稀土元素。角砾化作用及其伴随的氧逸度升高是导致金沉淀的主要机制。