长期坚持理论原始创新，揭示构造控矿动力机理

长期坚持理论原始创新，揭示构造控矿动力机理

---记“第二届构造物理化学理论和应用学术研讨会”

“第二届构造物理化学理论和应用学术研讨会”会议于2023年5月26-28日在中国地质科学院地质力学研究所召开。会议由中国地球物理学会构造物理化学专业委员会和中国地质学会地质力学专业委员会主办，中国地质科学院地质力学研究所、山东省地质矿产勘查局第六地质大队和长安大学承办。

余浩科书记代表地质力学研究所和地质力学专业委员会发表讲话指出， “构造物理化学”理论是地质力学的创新发展，在地质构造结合力学的基础上，开拓了地质力学结合化学-物理化学研究的新领域。

山东地质矿产勘查开发局第六地质大队副队长周明岭同志作了重要发言，周队长指出，构造物理化学理论在山东金矿勘查中得到了证实。吕古贤研究员以胶东地质实际为基础开展创新研究，提出构造物理化学，提出构造变形岩相填图找矿方法，并提出成矿深度的构造校正方法，率先提出胶东金矿存在“深部第二富集带”的新认识。山东省第六地质矿产勘查院在1998年提交焦家金矿床深部普查报告，验证了吕古贤项目提出的预测靶区。这是胶东首次依据“深部第二富集带”的靶区揭露的隐伏矿体，由此开启了胶东深部找矿的广泛勘查活动。

中国地球物理学会副理事长兼秘书长郭建到会讲话。他认为，一个新的理论创新不仅不可能一下子成熟，而且需要长期的发展才能得到广泛的认可。2018年，在地球物理学会常务理事会讨论设立构造物理化学专业委员会问题时，他介绍到，李四光的地质力学是地质构造和力学相结合，而构造物理化学是地质力学与化学-物理化学的结合，并且取得了地质找矿的显著成果。由于郭建秘书长伯乐式的支持，才有专业委员会今天的发展。

构造物理化学研究建立“构造力复合重力的岩石压力”模式，开拓“构造力通过改变物理化学条件影响化学平衡”的新思路，提出“构造附加静水压力”概念等成果，推动了150年来的“构造能否影响化学平衡” 争论难题的解决，是一项基础理论的创新成果，并且在深部地质构造、成岩成矿规律、地下工程问题和成藏动力学等方面，具有重要的应用推广和深入发展前景。吕古贤研究员提出、倡导和发展了构造物理化学理论方法。他对于记者系统介绍了40多年的研究历程，特别谈到基础理论创新几点体会。

基础理论创新的基础，是发现已有理论不能很好解释现象。

杨开庆研究员，在发展地质力学的过程中提出了动力成岩成矿理论。在某次天津会议期间，一些人不理解动力成岩成矿理论，提问物理作用怎么可能影响化学作用呢？杨先生说，各位有抽烟的吧。如果香烟被压扁了，还好抽吗？大家都说不好抽了。杨先生说，压扁的香烟改变了多项物理化学条件，所以燃烧氧化不完全了。这个香烟的实例，明确回答了物理作用改变化学作用的问题，极大地推动与会人员的思考。吕古贤在北京某铜矿系统分析发现，挤压带和引张带的岩石、矿物含量、矿物类别、化学成分和物理化学参量不一样，按照经典的“静流体压力模型”分析，应该是形成深度不一样造成的。显然，用经典地下“静流体压力模式”不能解释这一地质现象（1982）。

经过胶东金矿的研究，吕古贤丰富了构造改变局部压力的思路，建立“构造附加静水压力”概念，进而提出“构造改变物理化学条件影响化学平衡”的思路。地质力学专业委员会1996年设置了“构造物理化学专业学组”。

基础理论的创新问题，应该是涉及广泛地质领域的认识

2000年，吕古贤主持召开了“地壳异常压力学术研讨会”。与会的专家有，地科联副主席张炳熹院士、中国科学院院士董申保教授、中国科学院院士陈庆宣研究员、中国科学院院士李廷栋研究员、中国科学院院士任纪舜院士、科技部基础司邵立勤司长和叶玉江处长、自然科学基金委柴育成主任，等。他们用花岗岩、榴辉岩、油气、变质岩等方面大量资料，质疑地下 “静流体压力模型”，一致认为应该重新认识地下压力问题。地壳异常压力，包括吕古贤提出的“构造附加静水压力”，仍然是讨论的难题，应该继续深入下去。董申葆院士指出“刘瑞珣和吕古贤研究构造应力转化压力，很有意义”。实际上，何作霖和王嘉荫教授曾探讨过这一问题，但没有找到可实测的方法。同时，张炳熹深刻地指出，“反潮流难啊，立项难、发表文章难。我建议先跟着潮流走，不断收集资料和深入研究，将来可能成为新的理论。”

基础理论创新的突破，需要用数学、物理和化学等的原理表达和分析

吕古贤研究员谈到，他有幸在地质力学研究所工作。这里聚集了全国力学、数学和岩石力学的英才，具备数学力学研究地质问题的条件。当时，在力学所的有钱伟长的高足潘立宙研究员、中国科技大学的石耀林、北京地院地球物理研究生王连捷，等人，王仁和王嘉荫的助教，北京大学刘瑞珣教授曾任地质力学专业委员会的副主任。

潘立宙给出了构造应力场分解为差应力和等应力两个部分的文献；刘瑞珣用数学力学方法阐述了构造应力场的途径；王连捷帮助建立“应变-差应力”的联立方程，实现了三维主应力和构造附加压力的计算；由此，吕古贤、李晓波、刘瑞珣、王方正等1997年提出地下“重力和构造力复合的岩石压力模型”。

基础理论创新的价值，是解决前人没有认识的问题和获得实际效果

李四光提出“构造结合建造”的研究方向，通过“构造变形岩相填图”方法得到了实现。“构造变形岩相”概念，指显示构造变形的那部分（沉积、岩浆和变质）岩相，是指受到构造变形的岩石。构造变形岩相，既能反映构造地质特征、岩石矿物地球化学地球化学分布，又蕴含了多种物理化学条件，适于开展深部外围找矿观测、分析和勘查。

“构造变形岩相勘查”方法突破了“就矿找矿“的思路。该方法不采用矿品位圈矿化靶区的规范，不仅把矿脉和近矿围岩作为找矿标志，而且把涉及岩浆岩、变质岩和热液蚀变带一部分，甚至微弱的蚀变岩石都作为预测标志，由此找矿目标从几米扩大到几十米甚至几百-几千米宽，显著提高了预测能力，扩大了找矿思路。李廷栋院士说，“构造变形岩相研究，已经成为热液型金属矿大比例尺地质调查和成矿预测的新方法”（2020）。

成矿深度是深部预测的基础。但是，经典的“压力/比重”方法没有考虑构造作用，推测算胶东玲珑金矿和焦家金矿形成于4～6km或更深,属中深成矿，因而矿体大部分已经被剥蚀，深部远景不很乐观。

而用构造校正方法测算，胶东金矿形成深度仅1～3.5公里，属中浅成矿床，则主要矿体未受剥蚀，深部资源远景是乐观的。与山东地质六队组成的产学研团队，首次（1998）依据“深部第二富集带”的观点在焦家金矿- 600- -700米深部揭露到隐伏矿脉。经过近年勘探队和矿山地质队的钻探，本区深部第二富集带已经被证实。在新城、望儿山、台上、夏甸等大型金矿的深部业已求得巨大的新增储量。创新基础理论和方法，为山东金矿从危机矿山频发区转变为全球第三大矿区，做出了重要的贡献。

最后，与会代表们表示，要遵循李四光先生“科学的存在全靠它的新发现”的创新精神，要在实践中不断有所发现、有所创造、有所前进，把论文写在祖国的大地上。

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