地质学中的耗散结构理论研究

本文简要介绍了耗散结构理论,评述了该理论在地质学中的应用和研究进展,指出了耗散结构理论的地质学研究方向。     

耗散结构理论与地质学研究

简要介绍了耗散结构理论，评述了该理论在矿物学、宕石学、矿床学、地球化学和构造地质学中应用的新进展;闲明了该理论在地质学中应用时应注意的关健问题。     

地质现象的分形自组织

科学正面临“结束现实世界简单性信念”的阶段,探索复杂性正成为科学的共同目标。复杂性总是和系统自组织联系着,因此研究复杂性的科学总是从自组织现象起步,都必然要与自组织理论发生联系。在本世纪70年代,随着对非平衡态自组织现象的研究,相继诞生了耗散结构论、协同论和混沌理论,而几乎在同一时间,在数学领域诞生了分维几何学。这些理论促进了各学科的发展,也为探索地质现象的复杂性,将地学推向一个新的阶段创造了条件。本文将自组织理论与分维理论结合起来,以说明分形自组织是地质中的普遍现象,并进一步指出,我们正面临一种新的地质观建立的前夕。     

地球化学系统的自组织、自相似与自相关

从系统论出发，概述了地球化学系统内普遍存在自组织、自相关和自相似，并初步讨论了三者之间的关系：（１）自组织是自相似之源；（２）自相关可以标度自相似。自组织、自相似与自相关的有机结合势必对地球化学系统研究产生深远的影响。     

非线性理论及其在地学上的若干应用

介绍了非线性理论所涉及的一些基本概念,如自组织理论、混沌理论、协同学、耗散结构和分形.深入理解这些概念,表明它们之间存在着极为复杂和密切的关系.它们在从无序向有序和由有序向无序转化这一研究主题中有共同任务.而地学中的许多事物都是非线性和不规则的,用非线性理论解决地学问题已经取得了一些成果,但基本上处于探索阶段.     

耗散结构混沌分形等新理论在地质学研究中的应用

地球各圈层充满了复杂性与千奇百怪的变比，难以捉摸。而经典的数学公式，物理和化学定律，都只能用来从事最简单事物的研究，把它们用到地质学研究的复杂环境中去就无法适应了。近年来耗散结构理论，混沌运动与分形科学的发展，提供了研究复杂事物的科学方法，特别适合地质学研究的需要。本文对这些新理论作了简要介绍，希望能起到拓宽地质学研究思路的作用。     

耗散结构理论及其地学应用

本文简要介绍了耗散结构理论,总结了近年来国内外地质学界在应用耗散结构理论解决地质问题方面的新进展.这些新进展包括应用耗散结构理论探讨成矿作用过程的动力学模式,研究矿物和岩石的环带状构造、条带状构造,如斜长石环带、李泽冈环带等.     

耗散结构理论及其在火成岩岩石学中的意义

本文简要介绍了耗散结构理论及其研究方法,以及它在火成岩中的应用,其中包括以下几个方面:(1)基性杂岩体的层状构造;)2)花岗岩中的球状构造;(3)斜长石的环带;(4)花岗岩体的成分分带。并讨论了这四种耗散结构的形成机理。这些耗散结构都是在远离平衡的条件下,通过内部不可逆的非线性过程,由于外界的扰动和内部的涨落造成定态的失稳而形成的。其形成的根本原因是其内部反馈机制作用的结果。斜长石的环带是时间耗散结构——极限环。利用耗散结构理论简要地解释了辽宁二道沟花岗闪长岩的成因。     

地球地质历史中非生物成因的自组织耗散结构

自从地球上有水出现,就持续存在水-岩体系的平衡-不平衡。这一体系内部是不协调的,这就决定了它在地质历史的长河中自发地连续发展的可能性,并导致完全新的矿物相和水的不同地球化学类型的生成。在地壳中这一体系持续在一个热力学分支的线性域中,远离平衡而发育。它积聚太阳能,形成非生物成因耗散结构。它在连续发育惯性中起特殊作用,然后发育为一种生命物质。前进自组织将向该体系倾斜的趋向,定义为无机物质发育的基础之一。还有其他的一组体系都从这个体系中继承了它大多数的性质。水-岩体系的演化导致了次生矿物相和水的地球化学新类型的形成。随着演化程度加深,体系在成分上、结构上逐渐变得复杂,形成新的地球化学介质,它们又反过来控制新矿物相的生成从而对自身的性质产生影响。这一过程在地质历史上是永恒的。这便是矿物界自组织的要点,即包括发生、生长及新结构形体的时-空弥散以及矿物、地球化学介质的形成,最后是新的有机物质和生命的起源。     

混沌理论及其在地学中的应用前景

混沌理论作为一种普适性很强的新理论，在地球科学中的应用日前广泛，其意义已渐为人们所认识和关注。本文介绍了混沌在地球中的部分应用，认为混沌理论开阔了人们研究地学中复杂问题的思路；同时，地学中一些重大问题的解决也必将丰富和混沌理论。     

耗散结构在地质学中的应用及其评述

非平衡态热力学的研究表明,处于远离平衡的体系,由于内部非线性作用的影响,呈现与平衡态或近平衡态截然不同的热力学行为,如出现时间振荡、空间有序、化学波或者混沌等一系列耗散结构现象。目前,这种理论已被地质工作者所接受,并据此开展了地质学中的耗散结构研究,它合理地解释了振荡性矿物环带、岩石中有规律的韵律构造、变质变形的分异层理、火成岩的原生构造以及周期性地质作用产生的原因等。本文对耗散结构形成的条件以及它在地质学中的研究现状作了系统的总结,并阐述了如何在地质学中运用耗散结构的问题。     

矿化富集的耗散结构研究

耗散结构理论用以研究系统在远离平衡的条件下,由于其内部的非线性相互作用,发生从无序热力学分支向耗散结构分支转化,形成一种稳定的有序结构。耗散结构定义为：在远离平衡的条件下,借助于外界的能流和物质流而维持的一种空间或时间的有序结构。这种结构是由于进行不可逆过程时体系发生能量耗散所致,地质地球化学过程,如构造活动、岩浆侵入、成矿作用或矿化富集等,均为不可逆过程。耗散结构可给予这些过程新的分析理论和研究方法。     

火成岩自组织结构成因研究新进展

本文在综合国内外有关文献的基础上，评述了火成岩自组织结构成因研究的新进展；指出了今后研究时应注意的问题。