成矿作用与耗散结构

本文应用“耗散结构”理论探讨了成矿作用的动力学、时间结构、空间结构以及三者之间的内在联系。成矿区域是一个发展、演化着的宏大动力学体系。成矿作用的核心是“成矿作用的发生”,其中心问题是“矿化向成矿的转化”。“分支理论”和“涨落理论”为研究这一问题打开了通路。耗散结构的多阶性或相继分支将动态的地球化学过程引入了地质科学,反演了成矿作用的动态演变与时间韵律。耗散结构的局域化将动态的地球化学场引入了地质科学,从而阐明了成矿地球化学分区(成矿区带)形成与发展的原因、机制及其动力学空间模式。     

区域成矿地球化学理论体系问题研究:兼论沱沱河区域化探异常集群

区域成矿地球化学理论以成矿物质为主体,以成矿地质条件为背景,主要研究大型超大型矿床在成壳、成岩、成矿与成晕过程中的地球化学规律。区域成矿地球化学理论体系是基于成矿地质过程与成矿级次建立的研究框架,包括成矿地球化学块体理论、成矿地球化学异常系列理论、成矿地球化学次级分带理论和成矿地球化学原生分带理论,主要研究成矿省(域)、成矿区带、成矿亚带和矿床等各级次成矿地球化学问题。在区域成矿地球化学理论指导下,结合我国长期形成的区域、普查与详查化探工作程序特点,建立与之相适应的区域矿产资源地球化学评价体系和区域地球化学勘查方法技术体系,系统研究不同层级的成矿与找矿地球化学问题。各体系之间既密切相关地联系在一起,又具有独立的研究内涵与范畴。本文结合西南三江北段成矿带沱沱河区域化探异常集群的重大发现,主要讨论区域成矿地球化学理论体系及相关的评价体系与方法体系问题。     

环形构造中与二长安山岩岩浆作用有关的金矿化地球化学特征及地球化学浓集场的分布规律(以东外贝加尔卡里矿区为例)

本文论述了与伴有二长安山岩岩浆作用穹窿环形构造相联系的含矿岩浆体系中金矿化和地球化学浓集场的演化。指出从属于地球化学浓集场的不同规模成矿目标体的分带性(表现为高温的Bi-W型地球化学浓集场被较低温的Au-As型所代替)取决于中心岩体的影响。各工业矿物组合的分离是成矿过程各阶段减荷中心不断位移的结果。还确定了本区成矿预测和远景评价的准则为:地球化学浓集场的浓集度和规模;地球化学分带性;工业矿化的地球化学特征。     

地球化学场时-空结构分析的方法体系

地球化学场可定义为地球化学变量在各种尺度的区域上的分布,地球化学场是各种地质地球化学作用的对象和空间载体。成矿作用及其他各类地球化学过程都可理解为地球化学场空间结构随时间的演化,即地球化学场的时－空结构。本文把地球化学场时－空结构分析厘定为一维时－空序列的分析,二维场空间结构分析,三维场空间结构分析和数值矿床模型,时－空结构的动力学分析等４部分内容,并讨论了各自的分析方法。     

南岭地区区域地球化学

1.由物质、地球化学作用、地球化学过程和地球化学场构成的地球化学系统中,物质是基础。地球化学作用在时间上表现为发展和演化,常具有韵律性的时间结构;在空间上表现为地球化学场,具局域化的空间结构。三者构成一个统一的整体,可简称为“成矿作用与时一空结构”。动态演变和有序结构是一切地球化学系统存在与发展的基本规律。因此,在方法论上将成矿区域视为一个宏大的动力学体系。     

青城子矿田不同级次地球化学场结构特征

阐述了青城子矿田级地球化学场的结构特征、矿带级地球化学场的分带结构及各场的地质地球化学环境,指出了找矿方向、主攻矿种。     

桐柏—大别山北麓金矿带地质物化探找矿模型

从桐柏－大别山成矿带区域地质，地球物理，地球化学特片的研究入手，分析与金成矿有关的地层，构造，岩浆岩等控矿因素的地球物理场及地球化学特征，建立区域金矿找矿模型。     

河北北岔沟门铅锌矿地质地球化学特征及找矿模式

通过研究北岔沟门矿床所处背景场、区域场、矿区、矿带(床)等地质、地球化学特征,总结了该区成矿地质条件及成矿规律,重点研究了北岔沟门矿床成因,建立了北岔沟门银铅锌铜矿浅成侵入岩-热液体系成矿模式;构建了该类矿床的地质地球化学找矿模型,总结出找矿勘查的地质、化探最佳方法组合.通过综合研究得到以下几点认识:     

多重水力断裂的分形扩张

应用复杂性理论对于赣南脉钨矿床的著名“五层楼”式形态垂直分带进行研究 ,获得如下结果。 (1 )赣南脉钨矿床的“五层楼”式形态垂直分带是“多重水力断裂分形扩张”的结果。脉钨矿床的控矿多重断裂是一种以水力断裂为主导的热致与流体驱动断裂构造。脉钨矿床的自组织临界性是多重分形扩张之源 ,而中观破裂尖端周围流体静力学应力场梯度最大区则是分形扩张的驱动力。多重水力断裂的发生和发展是一种分形扩张过程 ,其演化服从串级“崩塌间断平衡”的时空分形生长动力学 ,与地震的Omori余震律相类似。 (2 )脉钨矿床“三环一帽”式的成矿地球化学分带是一种多组分成矿溶液的渗滤、溶解沉淀波结构 ,是成矿反应扩散系统中化学波的时空同步化传播而形成的目标斑图 ,是近平衡地质介质内 ,通过外界的“短暂局部激发”、继之以构造、岩浆和成矿脉动作用等“局部中断”而形成的径向对称、嵌套球状、远离平衡的局域化耗散结构 ,即脉动型自孤子。 (3)赣南脉钨矿床是近平衡区域地质背景中远离平衡的局域化耗散结构。赣南钨矿集区是复合自孤子的群集体。它们是在构造、岩浆多期次脉动条件下 ,来自①矿源层部分熔融的“区域提纯”、②岩浆期后成矿热液输运反应和③含钨地层、岩石淋滤交代的成矿物质 ,通过岩浆和热液孤     

达拉松成矿岩浆体系(地质、地球化学和矿化的某些特征)

对达拉松含金成矿岩浆体系的地质、构造、岩石化学和地球化学特征进行了阐述;主要侧重于研究方法以及从花岗岩穹形构造观点出发,对成矿区、矿区和达拉松矿床的结构、岩浆岩和变质岩的年龄划分,矿石和热液产物成分特征和不同等级地球化学浓集场特征及其分带问题;以同位素研究和温压地球化学研究为基础,建立了达拉松金矿的成因模式,并提出了具体建议。     

Ore-Forming Processes and Dissipative Structures

The theory of dissipative structures is applied in this paper to probing into the dynamics, temporal struc-tures and spatial structures of ore-forming processes and the inherent relationships among them. Areas of oreformation are large dynamic systems in development and evolution. The core of ore formation is the "onset ofore-forming processes". and the crux of it is the "transition from mineralization to ore formation". The theoryof bifurcation and theory of fluctuation make possible the access to the solution of this problem. The multiord-er or successive bifurcation of dissipative structures introduces dynamic geochemical processes into geosciencesand inverses the dynamic evolution and temporal rhythms of ore-forming processes. The localization ofdissipative structures introduces dynamic geochemical fields into geosciences and brings to light the causes andmechanisms of the formation and development of geochemical areas of ore formation (regions and zones of oreformation) and their spatial dynamic patterns.     

秦岭造山带古热水场地球化学类型及流体动力学模型探讨——热水沉积成矿盆地分析与研究方法之二

采用地质类比方法, 结合秦岭造山带热水沉积岩相研究, 提出热水沉积体系概念。通过现代陆相及海相热泉和秦岭热水沉积岩相对比, 按化学成分可将古热水场划分为强酸性硫酸盐型、弱酸强碱碳酸盐型、以ＳｉＯ２ 为酸酐型、碱性富Ｍｇ 重卤水型、热卤水型及强酸性硼硅酸盐型等６ 种类型古热水场。并对典型热水场的地球化学类型特征及成岩成矿作用进行了讨论。在前人研究的基础上, 探讨了热水系统的流体地球化学动力学。提出了热水沉积成矿盆地中热水系统的两类地球化学流体动力学模型, 热水层流体系模型和不同成分、性状的热水混合体系模型。从热水系统的边界协同学约束条件、空间拓朴结构、流体通量动量方程及矿质大规模沉淀的地球化学动力学等方面对这两类流体动力学模型进行了讨论。     

胶东西北部断裂构造与成矿作用研究

以控矿断裂构造因素为主线，探讨分析断裂构造与含矿流体生成、运移、分配、聚集机制的关系，建立起断裂构造、围岩蚀变及矿化分带的对应关系，强调指出矿化类型及矿化组合分布以水平为主的空间分带特征。从构造地球化学角度，对断裂构造活动与地球化学行为在时空联系上进行了解析，加深了对区域构造控矿规律的认识     

初论地球化学成矿预测系统工程

勘查地球化学发展至今,其主要任务是评价低缓异常或不明显的弱异常。为此,单凭传统的异常找寻和评价方法,难以达到地球化学找矿的目的。本文试图以地球化学理论体系和方法论为基础,从系统工程角度阐明地球化学成矿预测的系统性。在系统性指导下,开展地球化学预测,主要包括三个方面的内容：地球化学理论体系和方法论；地球化学预测是分级预测；地球化学预测系统是综合预测系统。     

新疆石英滩金矿床原生晕特征与隐伏矿预测

通过对新疆东天山石英滩金矿床L4矿体各开采中段及钻孔的岩石系统采样分析和计算统计,确定了该金矿床的地球化学原生晕指示元素的组合特征、轴向分带、横向分带和纵向分带.结合国内外对该类型金矿原生晕地球化学特征和分带性研究成果,建立了本区该类型金矿床轴向分带的理想模型,预测深部隐伏矿体的可能位置,为本区寻找和勘察隐伏金矿提供了较为可靠的地球化学依据.     

诸广岩体南部富铀矿成矿地球化学条件的初步探讨

诸广岩体南部的铀矿床均属大气降水中低温热液岩源活化改造型单铀矿床。稀土元素地球化学,包体和同位素的研究表明:贫、富矿成矿的基本地球化学条件相似;贫、富矿的根本不同点表现在富矿热液是富铀“浓流体”,而贫矿热液则是“稀溶液”;影响矿化贫富的重要因素是直接供铀条件的好坏,这方面富矿明显优于贫矿;富矿有比贫矿更为稳定和有利的成矿地球化学环境。     

安徽月山矿田铜、金矿床氢氧同位素地球化学及成矿流体输运-化学反应成矿动力学

本文基于氢氧同位素的地球化学研究，论述了安徽月山矿田两类铜、金矿床成矿流体的来源、演化及成矿流体输运扣化学反应扣成矿作用动力学过程。结论认为。月山矿田金属矿床成矿流体为具复杂演化历史的岩浆水或多成因水的混合，主要成矿阶段成矿热液均以岩浆水占绝对优势，两类矿床是同源岩浆热液系统在不同的地质、地球化学环境下演化的产物，是成矿流体的等温输运反应及温度梯度输运反应等综合作用的结果。     

成矿作用动力学──理论体系和方法论

矿床是一种复杂系统，而成矿作用则是一种复杂的动力学过程。矿床成因的基本问题归根结底是成矿作用动力学问题。成矿作用动力学是地球化学过程动力学中的一个重要分支领域，又是矿床地球化学和矿床成因理论中的一个新的学术方向，但至今基本上还是一个有待开发的空白领域。成矿作用动力学研究成矿作用的速率、机制和过程。进行这一方面的研究不仅可以丰富地球化学过程动力学、发展理论地球化学，还可以使矿床成因研究从静态上升到动态，从定性走向定量，对传统的矿床成因理论将有新的突破。笔者在本文中根据自己的研究工作实践和对当前国内外地球化学过程动力学及非线性科学的发展现状和动态的分析与认识提出了成矿作用动力学的理论体系和方法论，并作了较详细的剖析。笔者还针对成矿地球化学系统的特点，强调指出将“多组成耦合系统和多重耦合过程动力学”作为成矿作用动力学的重点研究领域的必要性和重要意义。     

Developing the scientific framework for urban geochemistry

Urban geochemistry is a unique discipline that is distinguished from general geochemistry by the complex infrastructure and intense human activities associated with concentrated population centers. As stated by Thornton (1991) “This subject is concerned with the complex interactions and relationships between chemical elements and their compounds in the urban environment, the influence of past and present human and industrial activities on these, and the impacts or effects of geochemical parameters in urban areas on plant, animal and human health.” Urban areas present special challenges to geochemists attempting to understand geochemical states and fluxes. On the 5–6 of August, 2014, the first meeting of the reorganized Urban Geochemistry Working Group of the International Association of GeoChemistry (IAGC) was held in Columbus, Ohio, United States. Two goals of the meeting were to develop the overall scope, and a general definition of urban geochemistry. Five grand themes were developed: 1) recognizing the urban geochemical signature; 2) recognizing the legacy of altered hydrologic and geochemical cycles in urban environments; 3) measuring the urban geochemical signature; 4) understanding the urban influence on geochemical cycles from the continuous development and erosion of physical infrastructure and episodic perturbations; and 5) relating urban geochemistry to human and environmental health and policy. After synthesizing the discussion of these themes we offer the following perspective on the science of urban geochemistry building on the work of Thornton (1991): Urban geochemistry as a scientific discipline provides valuable information on the chemical composition of environments that support large populations and are critical to human health and well-being. Research into urban geochemistry seeks to 1) elucidate and quantify the sources, transport, transformations, and fate of chemicals in the urban environment, 2) recognize the spatial and temporal (including legacies) variability in these processes, and 3) integrate urban studies into global perspectives on climate change, biogeochemical cycles, and human and ecosystem health. We hope that this discussion will encourage other geochemists to engage in challenges unique to urban systems, as well as provide a framework for the future of urban geochemistry research.     

吉林荒沟山金矿床地球化学找矿模型

以荒沟山金矿床的成矿地质特征为基础，研究了区域地球化学及异常特征，矿床地表及深部地球化学异常特征和原生异常元素分带性规律。初步总结出寻找该类型矿床的若干地球化学及异常指标，建立了地球化学找矿模型。