江西德兴斑岩铜矿田成矿作用的流体动力学分形弥散机制

江西德兴铜矿是一个细脉浸染斑岩铜矿田，应用分形弥散理论研究的结果发现该矿田表现出浸染矿化，热液蚀变和裂隙系统三个方面的自相似性，其地质多孔介质具有多重尺度的分形非均质性，其中所发生的成矿作用具有一种差异平流所导致的流体动力学分形弥散机制，而共实质则是一种平流－分形随机游动，这可能是斑岩型铜，钼，铅－锌矿床及花岗岩型钨，锡，铍和稀土等矿床中相同的成矿作用动力学机制。     

小兴安岭霍吉河钼矿床成矿过程——透岩浆成矿作用

传统上将小兴安岭霍吉河钼矿床归类为斑岩型钼矿.通过对矿区地质特征的研究,即矿区无斑岩体、矿体围绕隐爆角砾岩呈环状出露、石英细脉-网脉状和浸染状矿石结构、成矿年龄明显晚于赋矿围岩形成时间等,认为该矿床是透岩浆成矿作用的结果.早中生代伊春-延寿花岗岩岩基带上相伴的大型-超大型钼矿是典型的透岩浆成矿作用的产物,是岩基后成矿作用.     

额尔古纳河-黑龙江上游两岸金铜钼成矿作用对比与普查预测远景

论述了额尔古纳河-黑龙江上游两岸金、铜、钼成矿作用特点、分布和研究程度.提出了金、铜、钼最具找矿远景的工业类型矿床：斑岩型金（-铜）或含金斑岩型铜矿床;浅成低温热液型金-银及金-碲矿床;微细浸染型金-硫化物-石英矿床;斑岩型铜、铜钼矿床.此外,对今后区域普查找矿和成矿预测提出了建议.     

土壤水分与溶质运移机制的分形理论研究进展

土壤中水分和溶质运移一直是土壤-水环境系统中的研究热点,也是目前仍未得到很好解决的问题.将分形理论应用于土壤水分溶质运移机制的研究,探讨其领域中的众多复杂问题,是一种全新的思路和方法.在对土壤结构定量化的分形表征进行简要阐述的基础上,重点介绍了分形理论在水分特征曲线和水力传导度等土壤水分运动基本参数的分形模型、土壤水分运移过程模拟、土壤溶质运移的非费克现象、弥散度的尺度效应以及溶质运移机制研究方面所取得的一系列成果,并就分形理论今后在土壤水分、溶质运移研究中的应用作了展望.     

分形理论与成矿作用

总结近年来分形理论在成矿作用研究中的应用及取得的主要成果 ,主要表现在 :矿床的空间分布具分形和多重分形性质 ,表明成矿作用在一定的空间范围内具标度不变性 ;钻孔中金属品位的频率分析表明品位的分布具分形和多重分形结构 ,其结构与品位高低有关 ,对预测深部矿体有指导意义 ;矿床的规模、品位的分布也具分形和多重分形结构 ,不同规模的矿床具有不同的分形结构 ,暗示不同规模的矿床具有不同的成矿地质背景和机制 ;元素在微观矿物表面及区域大面积的分布也具有分形和多重分形结构 ,其结构类型与其成因条件及机制有关。     

长江中下游成矿带鸡笼山矽卡岩型铜金钼矿床花岗闪长斑岩对成岩-成矿的指示：来自地球化学和锆石U-Pb年龄的证据

长江中下游成矿带是燕山期古太平洋板块NW向俯冲背景下壳幔相互作用的外部响应,是长期成岩-成矿作用的直接结果,但丰山矿田的成岩-成矿事件并未得到深入的分析。以鄂东南丰山矿田鸡笼山矽卡岩型铜金钼矿床中与成矿有关的花岗闪长斑岩为研究对象,开展了详细的全岩地球化学和LA-ICP-MS锆石U-Pb测年分析,探讨丰山矿田的成岩-成矿过程。研究结果显示,来自鸡笼山矿床的花岗闪长斑岩为高钾钙碱性、准铝质花岗岩(A/CNK值多小于1),并且具有埃达克岩特征(高Sr/Y值);锆石U-Pb年龄为147.5±1.4 Ma,表明成矿岩体在晚侏罗世就位。综合已有研究,提出鸡笼山矿床成矿岩体为具有火山弧岩浆特征的埃达克质花岗岩,成矿岩体由富集岩石圈地幔的部分熔融形成,且岩浆上升过程中,遭受了地壳物质的混染。丰山矿田成岩-成矿事件统计分析结果表明,丰山矿田存在152～145 Ma和142～138 Ma两期成岩-成矿作用,第一期成岩-成矿事件对应形成斑岩-矽卡岩型铜-金-钼矿,第二期成岩-成矿事件对应形成斑岩型成矿系统。由于研究区西南侧和东北侧差异性隆升-剥蚀由大到小,东北侧丰山洞矿区现今保留完好的斑岩-矽卡岩型铜-金...     

江西银山Cu─Au多金属矿床成矿作用的新认识及其找矿意义

本文根据银山矿床成矿特征及其与邻区矿床的对比,论证了在该矿新发现的一种成矿作用──构造动力热液成矿作用;提出矿床的火山-岩浆热液成矿作用与石英斑岩岩浆阶段关系更为密切,形成内带为斑岩型Cu-Au矿体和外带为脉型Cu(Au)、CuPbZn、PbZnAg矿体的成矿系列。根据这两种成矿作用的时空关系,指出银山矿床是构造动力作用热液与火山-岩浆热液双重耦合成矿作用的产物,这一新的认识对指导找矿具有重要意义。     

黑龙江翠宏山铁钼多金属矿田两期钼成矿事件厘定

黑龙江省翠宏山铁钼多金属矿田属于小兴安岭-张广才岭铁多金属成矿带,发育铁、铅、锌、钼、钨等多金属大规模成矿作用.尤以钼矿化最具特色,出现矽卡岩-斑岩型钼钨矿化、斑岩型钼矿化和隐爆角砾岩型钼矿化等多种类型的钼矿化在单一矿田中并存的现象.但三种钼矿化类型的矿化特征和时空关系等缺乏系统梳理,钼成矿事件尚未清晰厘定.选取该矿田...     

德兴斑岩铜矿床断裂与侵入体产状对成矿的控制作用:从力-热-流三场耦合数值模拟结果分析

斑岩矿床的成矿机制是一种典型的力-热-流多物理场耦合的岩浆-热液过程,因而从成矿动力学数值计算模拟的角度研究斑岩矿床成矿作用过程,对揭示斑岩岩浆-热液系统动力学演化机制及其成矿响应情况具有十分重要的意义。德兴铜矿(包括朱砂红、铜厂和富家坞)作为目前中国华南已发现的最大斑岩型铜矿床,是研究(大型/超大型)斑岩矿床成矿作用过程的一个典型的重要窗口。前人已在矿床地质、地球化学、年代学、同位素以及成矿流体等诸多方面开展了大量的研究工作,但从成矿动力学数值模拟的角度对德兴铜矿成矿作用过程进行的研究目前相对较少。为此,本文以德兴斑岩铜矿床为主要研究对象,首先通过总结分析其成矿过程的地质概念模型,进而将侵入体形态(包括长轴及短轴长度)和倾伏角、控矿断裂倾角与宽度作为几何模型中的变量,构建由这些变量组合控制的几何实体模型。在此基础上,进一步分析斑岩矿床成矿过程数值模拟中应力场、流体场以及热力场三者的耦合关系及其数学-物理方程,构建德兴斑岩铜矿床的成矿动力学模型,建立相应的有限元数值模拟模型。最终,设置不同的岩石物理参数、边界条件与初始条件,进行力-热-流三场耦合的数值模拟实验,并根据不同侵入体产状及断裂构造条件下的模拟结果探究德兴铜矿床断裂和侵入体产状对成矿的控制作用。主要结论如下:(1)较小的断裂构造宽度更易造成岩矿石局部破裂,便于流体弥散而形成浸染状或微-细脉状的斑岩矿化;(2)较大体积的岩体以及较小的岩体倾伏角度对斑岩铜矿床的形成相对有利;(3)朱砂红矿床较铜厂和富家坞矿床岩体体积小,而倾伏角相对较大,导致岩体冷却速度快,表面及附近扩容空间小,因而成矿深度大,而金属储量小。揭示了德兴铜矿床斑岩侵入体与断裂构造产状的控矿机制,增进了对德兴铜矿矿床成因和控矿要素的认识。     

凤凰山铜矿床两类成矿岩体的厘定及其成因分析

本文从地质、地球化学以及矿化蚀变特征等方面对凤凰山矿田内两类不同成矿岩体的特征进行了对比,指出凤凰山复式岩体由早期的花岗闪长岩和晚期的石英二长闪长斑岩所组成,与花岗闪长岩有关的成矿作用主要为矽卡岩型成矿作用,与石英二长闪长斑岩有关的成矿作用主要为斑岩型成矿作用.并对新发现的斑岩型矿化的大地构造背景、围岩、蚀变特征、控矿构造以及矿石类型进行了阐述.最后,在综合分析成矿物质来源、物理化学条件、成矿流体和成矿作用的基础上,对凤凰山铜矿床的成因进行了探讨,认为矿床的形成主要与中酸性岩浆活动有关,经历了多种成矿作用,形成了多种矿化型式,矿床成因属以岩浆热液为主的复合型热液矿床.     

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。     

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     

地质流体的输运-化学反应与成矿作用微观机制研究——以安徽冬瓜山层控夕卡岩型铜矿床为例

以冬瓜山层控夕卡岩型铜矿床的基本地质特征为基础建立了成矿作用的地质模型,运用成矿作用动力学理论将其转化成动力学模型,然后对动力学模型求解得到刻划矿质在断裂—多孔介质体系中输运-化学反应演化规律的解析解。研究揭示冬瓜山矿床的成矿微观机制为:成矿流体受外力的驱动在断裂-多孔隙复杂介质的输运过程中,由平流、动力弥散、扩散作用与交代反应、溶解-沉淀反应相互耦合作用而成矿。介质的有效孔隙度和渗透率等动力学参数是矿体的空间分布及规模大小的主要控制因素。模拟结果合理地解释了矿体的空间展布、矿石品位及矿石结构构造的空间变化特征等矿床的基本地质特征。本研究显示,一旦成矿过程的基本动力学参数能确定,可预测成矿的位置、矿体长度、厚度及贫富变化的规律,显示动力学研究具有潜在的重要应用价值。本文为研究复杂介质中矿床形成的微观机制提供了一种新的思路。     

Numerical Modelling of Ore-forming Dynamics of Fractal Dispersive Fluid Systems

Based on an analysis of the fractal structures and mass transport mechanism of typical shear-fluid-ore formation system, the fractal dispersion theory of the fluid system was used in the dynamic study of the ore formation system. The model of point-source diffusive illuviation of the shear-fluid-ore formation system was constructed, and the numerical simulation of dynamics of the ore formation system was finished. The result shows that: (1) The metallogenic system have nested fractal structure. Different fractal dimension values in different systems show unbalance and inhomogeneity of ore-forming processes in the geohistory. It is an important parameter to symbolize the process of remobilization and accumulation of ore-forming materials. Also it can indicate the dynamics of the metallogenic system quantitatively to some extent. (2) In essence, the fractal dispersive ore-forming dynamics is a combination of multi-processes dominated by fluid dynamics and supplemented by molecule dispersion in fluids and     

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。     

铜陵凤凰山铜矿床角砾岩的形成与矿床定位机制

角砾岩不仅记录了矿区构造的形成演化过程,同时也记录了矿床的形成定位过程,因此对角砾岩的产出、分布特征研究有利于进一步揭示矿床的形成与定位机制.凤凰山铜矿区不同类型角砾岩的分形研究结果表明,该区角砾状花岗闪长岩属于化学成因角砾岩,在形成过程中有物理作用的参与,而角砾状矿石和角砾状大理岩是水力致裂角砾岩,形成时能量达到中等,说明该区角砾岩的形成与成矿热液的演化密切相关.     

川西北某金矿元素品位分布的分数维特征研究

利用分形理论研讨了川西北某金矿多元素品位分布的分形结构特征。研究结果表明,分数维Ｄ值的大小能表征矿石品位分布的复杂性,成矿过程中相关元素组合存在相似的分形结构。结合其他地质信息,元素品位分布的分形结构特征能够帮助确定成矿元素组合、成矿阶段、划分矿石类型等。     

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?     

九万大山地区断裂构造分形特征及其地质意义

本文借助于陆地卫星多波段卫星遥感影像,对九万大山区断裂构造进行了综合解译,结合区域地质背景,基于分形几何学的理论基础,对遥感解译断裂构造进行了定量化研究。结果显示,九万大山区断裂构造的分维值较高,显示断裂带结构复杂、构造活动强烈;元宝山子区断裂构造分维值明显偏低,其中北东向断裂构造的分维值大于北西向断裂构造的分维值,说明区内以北东向断裂构造为主,属主导性断裂构造,这恰好与区域构造特征相吻合。