成矿动力学理论基础
成矿动力学数值模拟(第二讲)
•
•
FLAC的基本原理和算法与离散元相似，但它却像有限元 那样适用于多种材料的模拟和边界条件非规则区域的连 续问题求解。在求解过程中，FLAC采用了离散元的动力 态松弛法，不需要求解大型联立方程组（无需形成刚度 矩阵）；另一方面，同以往的差分分析法相比，FLAC不 但可以对连续介质进行大变形分析，而且还可以模拟岩 土体沿某一软弱面产生的滑动变形；FLAC还能针对不同 的材料，实现相应的本构方程来比较真实地反映实际材 料的动态行为。 程序将计算区域内的介质划分为若干个二维单元, 单元之 间用节点相互连接。上述过程中, 网格的划分与有限元不 同之处在于其网格分物理网格和数学网格且互为影射, 所 划分的网格只要有序也可具有不规则的形状。计算循环 图所示.
2. 怎样进行数值模拟
进行数值模拟的6个关键步骤 进行数值模拟的 个关键步骤 Six key components for making a model
1) 问 题 A “Story” or key question This is a problem or scenario you want to explore in geological or any other discipline. e.g. Can shear band develop in a rock block subjected to shearing?
7) 模型运算及结果输出 Run the model – computational iteration generally, a “time-marching” forward modelling
二、FLAC软件的应用 软件的应用
1. 2. 3. 4. 5. FLAC的理论基础及主要特点 的理论基础及主要特点 应用FLAC进行数值模的步骤 应用 进行数值模的步骤 FLAC的主要命令 的主要命令 FLAC自带的 自带的FISH语言 自带的 语言 FLAC模拟技巧 模拟技巧
论构造成矿规律及其动力学机制
论构造成矿规律及其动力学机制摘要：构造成矿学研究，是把构造活动与成矿物质运动紧密结合起来，以地球动力学、地球化学过程动力学及其他基础学科为基础，将构造活动及与其紧密相关的岩浆活动、变质作用、沉积作用和成矿作用融合为一个统一的热动力构造——物理化学系统的综合研究。
从构造成矿角度看，地质构造不仅仅是一种控矿因素，构造动力作用，还可以激发成矿元素的活化，驱动含矿溶液运移，也还可以改变成矿物质析出的物理化学条件，直接“造矿”，即直接促使矿体、矿床、矿带和成矿区（或成矿省）的形成。
关键词：构造成矿规律；构造成矿动力机制；构造成矿学1 构造成矿规律关于大地构造成矿规律，陈国达教授在他创立的地洼学说成矿理论中，作过详细的阐述。
他指出：矿床是地壳演化过程中多种地质作用的综合型、地台型两种，一种新地大构造类型——地洼创造性地提出并阐明了：不同性质和类型的大地构造单元，由于地质发展史不同，具有一定程度的“成矿专属性”，即往往具有不同重点矿种组合或不同重点的矿床类型。
同时，又指出任何一种构造单元，又可继承先成多种构造单元的矿产，即“矿产的继承性”；在大多数情况下，发展史愈发复杂的地区，继承前身的矿产愈多，即具有“成矿的递进（累进）性”。
由于成矿的递进性，便形成了在一个地区的矿产形成往往是多阶段的；陈国达教授，根据不同性质和类型的大地构造单元对矿产的形成具有控制和改造作用（先成构造单元对后成构造单元的矿产可起控制作用；后成构造单元对先成构造单元的矿产可起改造和重建作用）以及矿床的形成与大地构造的亲密关系，于1975年提出，随后逐步系统地阐明了第三种成因类型的矿床——多因复成矿床。
最近，陈国达又强调研究幔—壳（或壳—幔成矿作用的重要性，吧成矿过程与深部地质作用紧密地结合起来。
他指出：“由于壳体演化及运动的力源是在于地幔蠕动。
因此，伴随壳体的演化和运动而产生的矿床，有不少是与地幔蠕动有关”）。
综上所述，地洼学说成矿理论，从地壳基本构造单元形成与演化的多元性出发，明了矿产形成的多种多样的地质环境；分析了各种复杂的成矿作用和成矿条件；揭示了在地壳演化过程中，成矿物质迁移、富集规律；“采用历史动力综合分析法”研究了大地构造成矿类型、成矿模式及成矿方式，为大地构造成矿学研究奠定了理论基础。
《成矿理论》PPT课件
确定性标志和统计性标志
② 一个预测模型的信息必需是一个有序排列的有结构的信息群，而 不是随意的信息堆集。因此在建立找矿预测模型时，需注意信息的层次 性和结构特点。
③ 建立找矿模型时要搞清哪些标志可以用来认定或推测哪个级别的对 象，是用来确定成矿区域的，还是矿床或是矿体的。如重熔杂岩体的出 现，断裂构造的发育，一般用来指示成矿区域可能存在，而电法异常和 矿化蚀变带的特点则可用于深部矿体的预测。
六、 找矿模型
1 为什么要建立找矿模型？ 2 找矿模型的概念 3 找矿模型中的信息分类 4 找矿模型的中心任务 5 找矿模型的特点
1）为什么要建立找矿模型？
描述性模型→矿床的“一般性”的形象→一套基本标志→寻找该类 矿床的标准样板。
成因模型→成矿的过程和形成机理→对矿床有更深刻的了解→某个 现象或属性对这类矿床是否是本质？→新发现的、与描述性模型 中有所不同的现象可否与原模型中的等价？
不同结构（成分）的侵入岩并有侵入关系
Ⅱ（Ⅲ）级深大断裂
地质图件上显示的深大断裂
物探解译确定的深大断裂
Au中－低背景场中存在大片高值 分散流反映的Au(Ag、As)大片异常
异常区
助于正确认识信息的作用。 首先将与矿床形成条件有关的信息根据它们与矿床产出关系，分成必要条件和有利条件
必要条件
一类矿床产出的必要条件是它们出现必不可少的条件。缺少这个条件，此类矿床不会出现。例如对胶东 金矿来说，合适的断裂构造，以及重熔型的花岗侵入岩体，胶东群和荆山群地层就是招远金矿集中区金 矿产出的必要条件。一类矿床的必要条件，可以从它的矿床模型中找出。
① 当我们对要寻找矿床的标志不能直接认定时（非确定性标志），往 往只能通过一些间接的统计性标志进行估计。
成矿动力学1(Introduction)
5) 赵致琢 , 2004.计算科学导论. 北京: 科学出版 社, 272pp 6) 薛禹群,谢春红 , 2007. 地下水数值模拟. 北京: 科学出版社, 451pp 7) 克鲁泽著；凌复华译, 1989.非线性动力学系 统的数值研究 .上海：上海交通大学出版 社 .pp156 8) Hostetter, G. H . 1991. Analytical, numerical, and computational methods for science and engineering. Englewood Cliffs, N.J. :Prentice Hall, 488.
• Metallogenic dynamics is critical for understanding mineralization processes • Computational modeling is a major method for researching metallogenic dynamics. • It is not so difficult to apply complogical research. • CGRC can help you if you plan to do some modeling.
Pre-courses
• • • • • • • • Numerical Analysis Finite Element & Finite Difference Continuum Mechanics and Thermodynamics Geodynamics Structural Geology Geology of Ore Deposits Geochemistry Geophysics
• 随后进行的电磁测量并未发现大的深部导电体存 在，这险些葬送该项目，因为当时一个普遍接受 的观点是：本区以的矿体与沉积岩围岩间有足够 大的导电率差异能在地表测到（实际上后来发现 Century矿体的导电性很差）； • 有趣的是，本来已签合同要进行的激电测量因洪 水推迟，后又因电磁测量未见低阻体而取消（实 际后来发现的矿体是很好的极化体）； • 地质学家坚持才使项目继续维持,1989,在其西南 约８km的Watsons的古采空区上发现了类似的地球 化学异常，并且在其延伸方向用浅钻打到了隐伏 铅锌矿体, 这才决定在地球化异常上打钻打钻。
成矿流体动力学的原理_研究方法及应用_池国祥
第１８卷第５期２０１１年９月地学前缘（中国地质大学（北京）；北京大学）Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ（Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｂｅｉｊｉｎｇ）；Ｐｅｋｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）Ｖｏｌ．１８Ｎｏ．５Ｓｅｐ．２０１１收稿日期：２０１１－０７－１１；修回日期：２０１１－０８－２３基金项目：加拿大自然科学基金项目（ＮＳＥＲＣ－Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）；中国国家自然科学基金项目（４１０７２０６９，４０７７２０６１，４０９３０４２３）；国家重点基础研究发展计划“９７３”项目（２００９ＣＢ４２１００５）；长江学者和创新团队计划（ＩＲＴ ０７５５）；高等学校学科创新引智计划（Ｂ０７０１１）作者简介：池国祥，男，博士，教授，主要从事矿床及地质流体研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｕｏｘｉａｎｇ．ｃｈｉ＠ｕｒｅｇｉｎａ．ｃａ成矿流体动力学的原理、研究方法及应用池国祥１， 薛春纪２１．加拿大里贾纳大学地质系，萨斯喀彻里贾纳Ｓ４Ｓ０Ａ２２．地质过程与矿产资源国家重点实验室；中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京１０００８３Ｃｈｉ Ｇｕｏｘｉａｎｇ１， Ｘｕｅ Ｃｈｕｎｊｉ ２１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｙ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｒｅｇｉｎａ，Ｒｅｇｉｎａ Ｓ４Ｓ０Ａ２，Ｓａｓｋａｔｃｈｅｗａｎ，Ｃａｎａｄａ２．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ；Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｇｅ－ｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，ＣｈｉｎａＣｈｉ Ｇｕｏｘｉａｎｇ，Ｘｕｅ Ｃｈｕｎｊｉ．Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｅａｒｔｈ ＳｃｉｅｎｃｅＦｒｏｎｔｉｅｒｓ，２０１１，１８（５）：００１－０１８Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｌｕｉｄ ｆｌｏｗ ｉｓ ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｐａｒｔ ｏｆ ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｉｔｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆ ａ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｅａｌｓ ｗｉｔｈａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｄｒｉｖｉｎｇ ｆｏｒｃｅｓ，ｆｌｕｉｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｅｇｉｍｅｓ，ｆｌｕｉｄ ｆｌｏｗ ｒａｔｅ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｗｉｔｈｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｒｅｖｉｅｗｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｍｉｎｅｒ－ａｌｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅｉｒ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ａｎｄ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｏｒｅ ｄｅｐｏｓｉｔ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｎｄ ｍｉｎｅｒａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇ ｆｏｒｃｅｓ ｏｆ ｆｌｕｉｄ ｆｌｏｗ ｍａｙ ｂｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｆｌｕｉｄ ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ ｒｅｌｉｅｆ，ｔｅｃｔｏｎｉｃ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎｄｆｌｕｉｄ ｄｅｎｓｉｔｙ ｃｈａｎｇｅ ｄｕｅ ｔｏ ｈｅａｔｉｎｇ ｏｒ ｓａｌｉｎｉｔｙ ｖａｒｉａｔｉｏｎ，ｄｅｐｅｎｄｉｎｇ ｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｇｅｏｌｏｇｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｍｉｎ－ｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｍｅｔｈｏｄｓ ｍａｙ ｂｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｒｅｅ ｔｙｐｅｓ，ｍｅｇａｓｃｏｐｉｃ（ｆｉｅｌｄ）ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ，ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ａｎａｌｙｓｅｓ，ａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ．Ｍｅｇａｓｃｏｐｉｃ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｉｎｄｉｃａｔｉｖｅ ｏｆ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｄ（ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｌｉｔｈｏｓｔａｔｉｃ ｏｒ ｓｕｐｒａｌｉｔｈｏｓｔａｔｉｃ）ｆｌｕｉｄ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎｃｌｕｄｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｖｅｉｎｓ，ｓａｎｄ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｄｉｋｅｓ，ａｎｄ ｈｙ－ｄｒａｕｌｉｃ ｂｒｅｃｃｉａｓ．Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｓｔｕｄｉｅｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｍｉｃｒｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｒｙ ｏｆ ｆｌｕｉｄ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｓｔｒｅｓｓ ａ－ｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｒｙ ｏｆ ｆｌｕｉｄ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ ｐｌａｎｅｓ（ＦＩＰｓ）ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｆｌｕｉｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ａｎｄ ｆｌｕｉｄ－ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ，ｔｈｕｓ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｆｌｏｗ ｍｏｄｅｌｓ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇ ｃａｎ ｂｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｐａｒｔｉａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｇｏｖｅｒｎｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｆｌｏｗ，ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ，ｒｏｃｋ ｄｅ－ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｕｉｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｆｌｕｉｄｆｌｏｗ ｒａｔｅ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｍｉｎｅｒａｌ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｏｒ ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ２Ｄｏｒ ３Ｄｓｐａｃｅ ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ ｒｅ－ｓｕｌｔｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｃａｎ ｅｎｈａｎｃｅ ｏｕｒ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｓ，ａｎｄ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｒ ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ ｉｎ ｍｉｎｅｒａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｌｕｉｄ ｆｌｏｗ；ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ；ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ；ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｓ；ｄｒｉｖｉｎｇ ｆｏｒｃｅｓ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｆｒａｃ－ｔｕｒｉｎｇ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ摘 要：流体流动是热液成矿作用不可或缺的一部分，其研究是建立成矿模式的重要组成部分。
成矿预测方法的理论基础
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟成矿预测方法的理论基础成矿预测方法的理论基础成矿预测是对发生在过去成矿事件的未知特征进行的估计或推断。
预测的过程实质上是一种严密的科学逻辑思维过程，包括观察、分析、归纳、演绎及推理等认识环节。
成矿预测方法则既是对这种思维过程的一种具体体现及反映，又是保证这种思维过程得以顺利完成的有效途径，其是在一定的理论基础上，结合成矿预测的具体特点而发展起来的。
这种理论基础就是在客观事物的发展变化过程中所具有的普遍规律：惯性原理、相关原理和相似原理。
(1)惯性原理：是指客观事物在发展变化过程中常常表现出的延续性，通常称其为惯性现象。
成矿事件及其产物矿床的惯性现象表现为在时间、空间上具有稳定的变化趋势。
这种变化趋势越稳定，即惯性越强，则越不易受外界因素的干扰而改变本身的变化趋势。
例如一些大的成矿带和脉状矿体的规模及延伸方向在空间上一般都比较稳定。
成矿预测中常用的行之有效的各种趋势外推法就是依据于地质体的有关特征在时空上的惯性现象而发展起来的。
(2)相关原理：是指任何成矿事件的发生、变化都不是孤立的，而是在与其他地质作用的相互影响下发展的，并且这种相互影响常常表现为一种因果关系。
例如成矿预测的研究对象工业矿床通常和各种岩石及构造有着密切的联系，一定类型的矿床是特定的地质作用的特殊产物。
相关原理有助于预测者深入、全面地分析与成矿有关的各种地质因素，从而正确地认识矿床的有关特征及总结成矿规律，进而进行正确的预测。
依据相关原理，成矿预测发展的初期就广泛地使用了归纳法。
独联体国家广泛使用的系统分析方法及预测一普查组合方法也是建立在相关原理基础上，属归纳法的一种具体形式。
成矿系统的基本要素
成矿系统的基本要素成矿系统一词自70年代初见于地质文献,什么是成矿系统?在1979年版的英文地质辞典中没有这个术语,在俄文地质辞典(1973,卷2)中,成矿系统被解释为“由成矿物质来源、运移通道和矿化堆积场所组成的一个自然系统”。
以后,М•П•马祖洛夫(1985)提出:“成矿系统是导致矿床形成的地质体、地质现象和地质作用的总和。
”В•И•森雅克夫(1986)认为:“成矿系统是下列因素的总和:能量和物质的来源、搬运介质、矿质运移的机理和通道、矿石堆积场以及矿石堆积作用,这些因素的相互作用导致矿床形成。
”Б•М•契克夫(1987)指出:“成矿系统是在一定空间(现在的或地质历史时期的)导致成矿物质高度浓集的构造物质因素和流体因素相互作用的总和。
”上述俄罗斯学者对成矿系统的定义是大同小异的,他们比较强调两个方面,一是矿源、运移和矿石堆积的作用过程,二是强调构造、物质、能量、流体等控矿因素及其相互联系。
这两个方面都是成矿系统的基本内容。
澳大利亚的A•L•贾奎斯(1994)提出:“成矿系统可定义为控制矿床的形成和保存的全部地质要素,着重在以下作用:成矿物质从源区的活化、运移,并以高度富集的形式堆积,以及在以后地质历史中将它们保存下来的作用。
”这一定义增加了将矿床保存下来的作用,体现了历史演化的思路,对找矿有实际意义。
基本要素主要有：成矿物质；成矿流体；成矿能量；成矿流体的输运通道；矿石堆积场地。
成矿物质是成矿系统中的物质基础,包括金属元素、非金属元素、有机质和它们的化合物。
地幔、地壳和水圈是成矿物质的总仓库,能源源不断地供应成矿物质。
按成矿物质来源可分为幔源、壳源、壳幔混源、海水源、大气降水源以及星外源等,其中地幔地壳来源是最重要的。
成矿物质既可直接来源于一般岩石,也可来源于已初步富集某些矿质的矿源层(岩)。
对矿源层研究的大量文献表明,具备矿源层(岩)固然有利于成矿不具备矿源层(岩)但成矿地质作用强烈、持续或反复多次,也能将一般岩石中某些成矿物质反复萃取和高度浓集而形成矿床。
深部成矿的理论基础
深部成矿的理论基础•太古宙脉状金矿床的地壳连续成矿模式：人们对太古宙绿岩带金矿的研究主要集中于绿片岩相和低角闪岩相变质岩中的中温(250～400℃)热液金矿。
20世纪80年代后期以来，相继在津巴布韦、澳大利亚等太古宙麻粒岩相岩石中发现了若干高温(>700℃)热液脉型金矿床，同时在次绿片岩相岩石中也发现了一些低温(<180℃)热液脉型金矿床。
这些发现改变了人们以往的认识，修正了人们的一些传统观念。
澳大利亚的Groves在总结前人成果，于1992年提出了太古宙脉状金矿床的地壳连续成矿模式。
该模型认为，从次绿片岩相到角闪岩相、再到麻粒岩相的变质岩中都有脉状金矿产出，在不同的垂向深度上可连续形成金矿，至少涉及15km以上的地壳剖面。
产在不同变质岩中的金矿床属于一组连续的同成因的矿床组合。
但这3类不同变质相中的金矿在成矿构造条件、围岩蚀变组合、矿石矿物组合、金的赋存状态等方面均有区别。
这一模式并非反映同一矿区内的金矿化垂向分布，而是概括地反映了区域范围内一系列金矿床的分布特征。
•斑岩铜矿与低温浅成热液矿床叠置模型：根据世界各地斑岩型铜矿床的研究，Sillitoe指出，在火山岩区的许多斑岩型铜矿系统的高部位，多发育有浅成热液贵金属矿脉和含硫砷铜的块状硫化物矿脉；它们发育在上部泥化蚀变带内，是斑岩铜矿系统上部火成岩段的一个组成部分，共同构成火山岩区的热液系统；在大量硫砷铜矿脉之下可能有斑岩型铜矿的存在。
在菲律宾勒班陀含砷铜矿-金矿脉下方就发现了超大型的远东南斑岩型铜矿床。
该模型的实质是，高硫化浅成低温热液型金矿化往往发育在以侵入体为中心的斑岩型矿化的上方，低硫化浅成低温热液型矿床及更深部位的接触交代型、脉型金矿床则产在斑岩型矿化的边缘部分。
•深部流体成矿作用理论：近十年来的地壳流体研究成果表明，地壳深部存在着大规模的流体活动，横向运动可达l00公里以上，纵向渗透可达9km以下。
80年代中后期，美国通过对北美大陆内部地质－地球物理－地球化学等综合研究表明，形成密西西比河谷型铅锌矿床的成矿流体横向运移超过300km。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
现代找矿勘查的成功概率并不高，每10000个勘查项目只 有1~2个最终演化成可赢利矿山，现代科学技术的发展也没有 有效地提高找矿勘查的成功率，其主要原因是我们对导致矿 体形成并定位于某一位置的动力过程缺乏详细的了解，而且 现代地球科学和地球探测技术也没有为我们提供足够的了解 成矿动力学过程的知识和技术， 只有发展动力学研究，才有 可能实现这一点。大气动力学对气象预报的贡献。
地质动力学 (geodynamics)
Geodynamics,国内称为地球动力学, 主要研究地球及其各圈层 的运动及其原因。这实际上是不确切的。
澳大利亚地质动力学合作研究中心(Australia Geodynamics Cooperative Research Centre)给出的定义为，Study of the changes that occur to and within bodies of rock under the influence of geological processes. These geological processes include tectonic and gravitational stress (which cause displacements and deformations), thermal fluxes (which cause metamorphism and melt of rock), fluid flows (which cause movement and convective circulation of mineral-laden water, hydrostatic stress and hydro-fracturing) and chemical reactions (which cause alternation, mineral solution and mineral deposition). There are strong feedback interaction (couplings) between these processes.
• 耦合(coupling)：the act of bring or coming together。简单地说,耦合就是两个过程间的相 互影响。
成矿作用的复杂过程（据Hobbs et al )
3.为什么要研究成矿动力学
• 地球科学发展之必然
地球科学不能永远停留在经验事实积累的水平上，必向 具严密逻辑和精确数学表达的现代科学迈进,要实现这一点动 力学研究是其必然途径。 动力学的核心：基本守恒定律和系统本构关系的唯象律
• “dynamics”则是研究物体在力的作用下宏观运动的速 率或机制。Study of the motion of bodies under the influence of force.
• 动力学的较完整的涵义是某种作用（或物质运动）的 速率（rate）、机制(mechanism)和过程（process）。
成矿动力学（metallogenic dynamics ）
• 确切地说，成矿动力学应该叫着成矿作用动力学（dynamics of metallogenic process)，主要是研究成矿作用的速率、机制 和过程，是矿床成因的核心问题；
• 传统的矿床学(ore deposit geology)主要总结和归纳已发现矿床 的特征和规律和经验事,以及对这种规律和事实的解释和进一 步的推论, 成矿学(metallogeny)则是对更大范围的区域内的成 矿特征和规律的总结和解释。二者都是立足于经验事实上，其 最本质的特征都是“以成矿的结果为研究的主要对象，主要 目的是发现矿床形成的规律，研究思路则是从结果 (反推) 原 因”，而且这种反推在有很大程度上带有猜想和假想的成分， 是非常不严密的。成矿动力学则是“以成矿过程为研究的主要 对象，主要目的是发现矿床形成的原因和机制，研究思路是 从原因到结果”。
• 在成矿系统的自组织(self-organization)演化进程 中，有两种机制起着非常重要的作用，这两种机 制是：反馈和耦合。
反馈和耦合
• 反馈（feed-back）：The return of a portion of the output of a process or system to the input, especially when used to maintain performance or to control a system or process. 简单地说，反馈就是结果对原因的 影响。
第一讲Байду номын сангаас
成矿动力学理论基础
Theory Background for the Metallogenic Geodynamics
提纲
一、基本概念及研究意义
1. 什么是动力学 2. 成矿系统的自组织演化 3. 为什么要研究成矿动力学
二、多孔介质中传递过程的耦合动力学
1. 多孔价质的基本特性 2. 多孔介质的本构方关系唯象律 3. 不可逆过程耦合 4. 多孔介质的骨架变形 5. 多孔介质的固-流反应 6. 全反馈-耦合动力学
一、基本概念及研究意义
1. 什么是动力学 2. 成矿系统的自组织演化 3. 为什么要研究成矿动力学
1. 动力学、地质动力学和成矿动力学
动力学
• “动力学”一词的原义泛指英文中的“kinetics”(化学动 力学)和 “dynamics”（动力学）。
• kinetics(或chemical Kinetics)研究化学反应的速率和历 程（或机制）。所谓“反应历程”（或“反应机制”） 就是指反应物分子在变为产物分子的过程中所经历的 具体途径和步骤。
• 成矿动力学与矿床学及成矿学之间的本质区别决定了矿床学和 成矿学研究常用的归纳法和类比法等是不适合于研究成矿动力 学的。
成矿作用动力学的理论体系
据於崇文
2. 成矿系统的自组织演化
• 成矿作用是一种复杂的多过程动力系统, 成矿作用 实际上是成矿物质的无序状态向有序状态演化过 程，这种转化在很大程度是自组织的；