Question

成矿系统演化的协同性

Answer 1

哈肯所提出的协同论思想核心在于：一个系统能否达到有序状态，并不在于其热力学平衡与否或是与平衡态的距离远近，关键在于构成该系统的若干子系统之间能否通过非线性的相互作用产生时空或功能有序。哈肯把系统的变量分为两类：使系统从无序趋向于有序的称为慢弛豫变量；使系统从有序趋向于无序的称为快弛豫变量。慢弛豫变量支配其他参量变化，主宰演化进程。同时，其他参量的变化也通过耦合和反馈牵制慢弛豫变量，各参量之间相互作用，但又在慢弛豫变量的主导下协同一致形成自组织结构，慢弛豫变量之间的协同与竞争决定着系统从无序到有序的演化。

成矿系统演化的协同性主要体现在控矿地质因素的协同作用。控矿因素在成矿过程中既相互竞争又相互合作，它们之间存在着非均匀性、非对称性和相干性的特点。非均匀性意味着这些控矿地质因素作用的方式、效果随时间、空间的不同而不同。例如，在内生矿床成矿早期，岩浆活动的影响比矿区构造的影响更为重要。非对称性指参与相互作用的各要素的重要性与所起作用存在主次之分，它们是支配与从属、控制与反馈、策动与相应的不对称关系。如沉积矿床的沉积环境，火山喷发矿床的火山机构对矿床形成起着重要作用并不同程度地影响着其他控矿因素。相干性指系统内部控矿地质因素在相互制约、相互干扰中丧失自身的独立性，而构成或表现为某种整体的作用与效应，如对于矿床的形成，总是若干控矿要素共同作用。

花岗岩的成矿演化就体现了协同性，其成矿要经历三个阶段，首先是地层(岩石)的重熔，再熔阶段使原岩中的矿质活化迁移；然后是复式花岗岩的形成、熔化与成矿元素的富集；最后是碱交代的化学过程，使原来的岩石遭受碱质或酸性挥发成分的作用，导致原岩碱性增量，并使岩石中的阳离子集团发生歧化和重新再分配。在这三个作用或阶段中，花岗岩能否成矿的决定性因素就是碱交代作用，但是若缺少其余两个阶段的作用是不能成矿的。碱交代作用自身取决于四个地化因子：固—液时差值；酸—碱距离值；矿—碱距离值；钾—钠距离值。四个因子协同作用影响碱交代，这也可视为自组织、相似特征的一种体现。