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构造 流体 成矿系统及其动力学的 构造-流体-成矿系统及其动力学的 2011年07月31日 　　构造-流体-成矿系统及其动力学的 　　理论格架与方法体系 　　摘要：综述了构造流体与成矿系统及其动力学的研究进展、趋势，初步提出构造-流体-成矿系统及其动力学的理论格架与方法体系.突出构造和流体在成矿中的关键作用，强调多种组成与多重作用过程耦合和套合的整体性及其综合效应，并以这一理论为指导，提出将构造-流体-成矿系统及其动力学作为一个整体，从流体与岩石-构造环境相互作用及构造-流体演化的角度探讨成矿系统的形成过程和动力学特征，遵循实践→认识→再实践→再认识的循序渐进原则，在多学科综合研究的基础上，以宏观整体性认识为指导，深入解析代表性典型中观成矿系统时-空轨迹的规律性特色本质，具体指导微观成矿作用过程及机理的研究，实现研究的系统性、完整性和定量化，从更广、更深层次上认识构造-流体-成矿系统时-空结构及本质属性. 　　关键词：构造-流体-成矿系统；动力学；理论格架；方法体系；层次-整体性；时-空结构. 　　1 构造流体、成矿系统及其动力学研究进展和趋向 　　1.1 构造流体与成矿系统研究热点及趋势 　　成矿系统是地球物质系统的一个组成部分，热液矿床是流体活动的直接产物，成矿系统及其动力学是当今地球科学的前沿研究领域之一，反映了成矿学研究系统化和定量化的趋势［1～11］.然而，由于成矿系统的开放性、系统状态的非平衡性、成矿过程的不可逆性和成矿作用的非线性耦合，导致构造-流体-成矿系统的复杂性和多样性［12～16］.目前对其研究仍缺乏系统性、完整性和定量化，这种分散性和不定量制约着对实际问题的深入探讨和本质认识. 　　现代科学技术揭示的地质流体具有岩石圈动力学、大陆动力学和成矿动力学的意义是地球科学跨世纪的重大进展之一，而流体系统成矿作用是其核心内容.当前，构造流体研究的若干热点：(1)构造流体的类型、非均质性和热动力学性质；(2)构造流体在沉积盆地和造山带的演化与迁移的多学科研究；(3)构造流体在不同尺度断裂构造的迁移和汇集问题；(4)大型、超大型矿床的流体流动模式和金属-碳氢化合物-水-岩石交互作用.其中构造流体动力学研究的基本内容为：(1)构造活动与流体运动相互作用关系；(2)应力场、温度场、渗流场耦合关系；(3)构造作用下流体的化学动力学.而成矿作用流体动力学着重研究热传导、热扩散、热对流、物质扩散对流和结晶作用等过程的多重耦合和相互作用［17～21］. 　　构造-流体时-空演化轨迹实质上就是矿质活化、迁移、聚集定位，即矿床形成的过程.成矿系统时-空结构的统一性是进行成矿规律研究与成矿预测的前提和指导思想，也是今后一个时期内矿床地质及找矿勘探工作的关键与核心，因此将构造-流体-成矿系统及其动力学作为一个整体，从流体与岩石-构造环境的相互作用及构造-流体演化的角度探讨成矿系统的形成过程和动力学特征，体现了与成矿有关的物质、运动、时间、空间、形成、演化的统一性、整体性和历史观，是一种崭新的科学探索.这种综观全局又突出重点的研究思路有利于从更广、更深层次上认识热液成矿系统时-空结构及成因机理，充实、发展成矿学理论，并为科学找矿提供决策依据和新的思路，具有重要的理论与实践意义. 　　1.2 成矿系统动力学研究进展和方向 　　动力学研究的关键是引入了时间参数.系统动力学是了解某些复杂系统的一种构模方法，主要用于处理关于系统行为随时间变化的问题.成矿系统动力学是确定系统演化和最终结果的关键，地球各圈层相互作用是其研究的核心内容.对成矿系统动力学的研究可揭示成矿系统的本质，即成矿系统时-空结构，从而使矿床成因和成矿规律研究从静态上升到动态，从定性上升到定量，对传统成矿理论将有新的突破.同时，成矿理论的深化又对成矿预测和矿产普查勘探具有重要的指导意义. 　　当前，对成矿系统动力学的研究主要集中于两个方面：(1)阐明形成矿集区的地球动力学背景.以造山带和盆地为两个突破口，以岩石圈变形研究为基础，深入研究这些地区构造-岩浆作用发生及活动机制，加强构造演化过程中流体迁移与分布的研究，尤其是对大型、超大型矿床形成背景和矿集区成矿演化规律的探索，将成矿学研究推向全球宏观研究的新阶段［22～31］. (2)成矿作用本身的动力学研究，即流体输运-化学反应动力学研究.一方面继续发展地质材料和地质过程的热力学模型研究，主要集中于高温高压条件下物质相变和固-液平衡的理论与实验计算模拟，成矿系统中物质形成与分布规律的反演与预测.另一方面将非线性理论与传统地质学相结合，指导实际观测，发展计算机模拟技术，研究开放-流动体系的地球化学反应和物质迁移、沉淀动力学［12～16，32～48］. 　　总的说来，成矿动力学的机制和模式尚处于探讨、摸索与完善之