矿床在混沌边缘分形生长 下PDF电子书下载

第15章 矿床的地质构造 1

第1节 碎裂作用的分形理论与构造活动的混沌行为 1

一、碎裂作用的分形理论 1

二、构造活动的混沌行为 12

第2节 断裂构造的分形性 20

一、地震和断层中的分形碎裂作用 20

二、脆性断裂的分形网络和塑性剪切带 24

第3节 岩石圈结构化的自组织临界性 31

一、大陆地壳的自组织临界态 31

二、岩石圈中的应力情态 33

三、岩石圈结构化的自组织临界性 43

第4节 热致与流体驱动断裂构造动力学 56

一、流体驱动断裂的形成机制 57

二、岩石孔隙流体的差异热膨胀与岩石断裂作用 66

三、岩浆侵入体周围断裂系统的分布及其对成矿的控制作用 71

四、岩浆结晶作用过程和侵入体-围岩系统的应力演化与断裂的发生和发展 81

五、实例 95

参考文献 100

第16章 超大型矿床和矿集区的形成——分形生长动力学 107

第1节 自组织临界性产生的分形生长斑图类型 108

一、自组织临界性是分形生长之源 108

二、分形生长斑图的主要类型及其相互关系 110

第2节 Laplace型分形生长动力学 111

一、“移动边界过程”和“不可逆随机动力学” 111

二、扩散限定聚集 112

三、树枝状生长 117

四、电介质击穿和断裂作用 120

第3节 渗流生长 132

一、渗流簇的传导性及其相关性质 134

二、渗流簇中输运过程的动力学机制 144

第4节 扩散和流体力学分形生长的弱混沌动力学 157

一、物质粒子随机扩散系统的分形生长 159

二、流体动力学系统的分形生长 159

第5节 分形生长的理论分析 165

一、物理学中的自相似性：新、老物理模型的对比分析 166

二、分形生长和自组织临界性的新理论 168

三、今后研究工作展望 170

参考文献 171

第17章 成矿区域与成矿时代 175

第1节 演化过程的分形动力学——串级、崩塌-间断平衡交替的时-空分形动力学 175

一、演化过程的共生和规律 175

二、系统演化的极值动力学 177

三、系统通过自组织而趋于临界态——自组织临界过程 177

四、自组织临界性是崩塌动力学的分形动力学吸引子 178

第2节 地质事件历史演化的分形动力学 188

一、Darwin的进化论与Lyell的均变说 188

二、系统演化的极值动力学 189

三、系统通过自组织而趋于临界态——自组织临界过程 190

四、演化过程自组织临界性的分形动力学吸引子——串级、崩塌-间断平衡的分形谱系结构 191

五、阈动力学 197

六、结论 198

第3节 成矿区域与成矿时代 199

一、成矿区域（或成矿省）——岩石圈结构化的自组织临界性 199

二、成矿时代与成矿的多期次性——串级、崩塌-间断平衡交替的时-空分形动力学 203

参考文献 210

第18章 区域与深部地球动力学 212

第1节 行星内部组成与结构建模 212

一、流体静力学平衡 213

二、组成关系 214

三、状态方程 220

四、重力场 221

五、内热：热源与损失 226

第2节 地震层析术与地球内部 231

一、地震学 231

二、地球内部构造 235

第3节 地球深部的动力学结构 241

一、不均一性 242

二、各向异性 248

三、总结与展望 259

第4节 板块构造概述 260

一、引言 260

二、历史 261

三、地球内部结构 262

四、近年来所提出的理论和所发现的现象 265

五、当前的理解——我们知道什么？ 271

六、主要结论 271

第5节 地幔中的热对流和岩浆房中的双扩散对流 272

一、地幔中的热对流 272

二、混沌地幔对流 283

三、硬湍性地幔对流 288

四、岩浆房中的双扩散对流 299

第6节 岩浆孤子与岩浆的起源、运移及侵位或喷发 314

一、岩浆孤子及其呈孤波传播的向上孔隙流动 314

二、岩浆的萃取与运移 331

第7节 化学地球动力学 337

一、引言 337

二、放射性与地质年代学 339

三、地球化学库 344

四、瞬时地壳分异的二库模型 347

五、稀有气体系统 354

六、OIB同位素系统 355

参考文献 359

第四篇 成矿系统复杂性范式研究 373

第19章 四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床（范式Ⅰ） 373

概要 基性-超基性嵌套韵律层状杂岩体中的钒钛磁铁矿矿床 373

第1节 矿区地质-地球化学特征概述 374

第2节 成矿嵌套韵律层岩体的矿物学、岩石学、地球物理及高温高压实验研究 377

一、岩组学研究 378

二、斜长石矿物成分研究 381

三、韵律层厚度和色率的分形计算与计算机模拟 382

四、层状侵入体的地震波速特征及其对地球物理资料的约束 385

五、辉长岩的流变学参数测定与辉长岩流动律（本构方程）的建立 385

六、辉长岩的部分熔融实验 386

第3节 强围限成岩、成矿系统演化进程的一般理论分析 387

第4节 双扩散对流与岩浆侵入体层状结构的形成 388

一、模型和方程 389

二、结果 390

三、总结 404

第5节 二维双扩散对流通过串级倍周期分岔走向时间混沌 405

一、对问题的评述 407

二、振荡行为在τ=0.316和Rs=104的相继转变 415

三、对于τ=0.1的振荡分支的演化 432

四、结论 434

第6节 攀枝花基性-超基性嵌套韵律层状杂岩体成岩、成矿的动力学机制 436

一、岩浆房演化的流体动力学分析概述 436

二、双扩散对流的数值模拟 438

三、对流与固结的相互作用动力学分析 444

第7节 攀枝花钒钛磁铁矿矿床中成矿元素富集机制的量子地球化学研究 449

附录Ⅰ：攀枝花层状侵入体的组构与波速各向异性研究 449

附录Ⅱ：辉长岩韵律层厚度的分形研究——以攀枝花层状侵入体为例 453

参考文献 458

第20章 湖南柿竹园钨-多金属矿床（范式Ⅱ） 465

概要 超大型、矽卡岩-云英岩复合交代型矿床 465

第1节 矿区地质概述 466

第2节 柿竹园地区成矿微量元素的含量及其分布 469

一、各时代地层中元素的含量及其分布 469

二、酸性岩浆岩中元素的含量特征 473

三、柿竹园地区化学元素含量的空间分布特征 473

四、讨论 481

第3节 矿床的复杂动力学本质属性——活性地质分布介质中的“自孤子” 482

一、岩浆孤子与岩浆的萃取、运移和侵位以及岩体的区域提纯 482

二、华南大陆地壳的生长与湘南岩浆活动 483

三、含水长英质岩浆房中的双扩散对流和超临界地质流体的析离 486

四、含矿热液孤子的生成及其呈热液孤波由地壳较深部位向上作长距离运移 486

第4节 弱围限成矿系统：超临界不稳定性分析 487

一、超临界过程 488

二、广义相动力学和一般结构动力学 490

三、空间相的时间混沌动力学向时-空混沌动力学转变 491

第5节 矿床形成的物理化学机制 491

一、矿床地质特征 491

二、流体包裹体 492

三、成矿物质来源 495

四、成矿机制分析 497

五、结论 501

第6节 成矿物质的多样化和复杂性及其超常规模集成 501

一、超临界流体中WO3溶解度的实验测定 503

二、超临界流体中MoO3溶解度的实验测定 503

三、超临界流体中SiO2溶解度的实验研究 504

第7节 矿田的成矿分带 505

一、柿竹园矿田的成矿分带 505

二、热液成矿分带形成的动力学机制 507

三、热液成矿分带的本质 508

第8节 矿床的地质-地球化学场 508

一、幂律和分形性 508

二、柿竹园地区地球化学场的时-空分形结构 508

三、地球化学场量的幂律时-空分布和地球化学场时-空分形结构的意义 511

第9节 成矿系统时间演化的长期性和成矿过程的多期多阶段性 512

一、成矿系统的演化遵循极值动力学，系统通过自组织而趋于临界态，演化是一种自组织临界过程 513

二、自组织临界过程的实质是崩塌动力学的分形动力学吸引子，成矿全过程具有串级阵发（崩塌）-间断平衡的随机游动分形谱系结构 513

三、实现自组织临界性的基本条件——相互作用为主导、阈的存在和慢驱动 514

第10节 矿物环带构造 517

一、晶粒内自组织 519

二、扩散和生长耦合过程动力学导致振荡的建模 520

三、表面活化的络合物 528

四、可解模型 529

五、外部环境对振荡分带的影响 533

六、晶粒内振荡分带实例分析 536

第11节 矿床形成的动力学机制——成矿的发生 544

一、矿床的形成是成矿元素局部活化与运矿及控矿元素长程抑制取得动力学平衡的结果 544

二、成矿物质的局部活化导致成矿作用的发生是成矿之源 545

三、B-Z CNN的局部活性域和混沌边缘 547

四、B-Z CNN时-空有序结构模拟 550

第12节 全章总结 550

附录Ⅰ：柿竹园矿田流体包裹体地球化学特征 551

附录Ⅱ：NaCl-H2O体系中WO3溶解度超临界现象的实验探讨 561

附录Ⅲ：柿竹园W、Sn、Mo、Bi多金属矿床块状矽卡岩石榴子石、符山石、绿帘石中Sn等成矿元素的分布特征——关于该矿床分形时-空结构的微观证据 566

参考文献 602

第21章 江西德兴铜厂斑岩铜矿床（范式Ⅲ） 607

概要 细脉浸染、斑岩型矿床 607

第1节 江西德兴铜厂斑岩铜矿床的地质-地球化学特征 608

一、矿床地质特征 608

二、原生金属矿化分带和成矿、控矿及运矿元素的空间分布 612

三、长江中下游地区元素地球化学演化的分形性 622

四、矿床的外围结构与区域结构 625

五、矿床内浸染矿化边界、热液蚀变分带和构造裂隙的分形性 626

六、矿质的富集方式：矿质两种方式的源、流、汇 632

七、热液成矿和蚀变作用机制 632

第2节 成矿系统的演化进程 637

第3节 时-空混沌结构 638

第4节 江西德兴铜厂斑岩铜矿床的时-空定位 639

一、成矿过程动力学原型的耦合单峰映象格子建模 639

二、耦合单峰格子时-空斑图的定量表征 640

三、耦合单峰格子时-空斑图及其动力学相 642

四、江西德兴铜厂斑岩铜矿床时-空定位的界定 652

参考文献 657

第22章 赣南余都黄沙和大余漂塘石英脉型钨矿床（范式Ⅳ） 658

概要 “五层楼”式形态垂直分带脉状矿床——多重水力断裂的分形扩张 658

第1节 赣南脉钨矿床的控矿多重断裂 659

一、华南脉钨矿床的“五层楼”式形态垂直分带模式 659

二、水力断裂构造 660

三、黄沙和漂塘脉钨矿床的多重水力断裂构造 662

第2节 多重水力断裂分形扩张的动力学机制 671

一、横梁模型及其对于水力断裂的模拟 672

二、水力断裂的动力学机制 673

第3节 多重水力断裂的发生和发展是一种分形扩张过程 675

一、水力断裂过程具有串级阵发-间歇的谱系结构 677

二、阵发期的幂律分布 678

三、间歇期的幂律分布 679

四、水力断裂的时间演化规律——水力断裂的时间关联性 680

五、多重水力断裂是一种自组织临界过程 681

六、多重水力断裂的发生和发展是一种分形扩张过程 681

七、“五层楼”式形态垂直分带结构形成的动力学机制 682

第4节 黄沙和漂塘脉钨矿床的成矿地球化学分带 682

一、地球化学异常特征与地球化学异常分带 682

二、热液成矿分带的动力学与复杂性研究 686

第5节 赣南脉钨矿床矿质的源、流、汇 693

一、矿源层部分熔融的“区域提纯” 693

二、岩浆期后成矿热液的输运-反应 695

三、高温高压条件下，含钨地层、岩石受碱性溶液淋滤交代而使钨活化转移 695

第6节 主要结论 695

一、控矿构造断裂系统 695

二、成矿地球化学分带 696

三、赣南钨矿集区的形成 697

附录Ⅰ：AE法古今地应力最大主应力值测试报告 698

附录Ⅱ：断裂力学中的分形与分形标度 708

参考文献 722