矿产资源潜力预测一直是地质各个学科非常重视的研究方向,定量预测是当前资源潜力预测的前缘课题。不同级次矿床成矿系列资源潜力定量预测是当前急需解决的关键问题。地球化学场可以从成矿带、矿集区、矿田和矿床的级次上聚焦矿床成矿系列的规模特征,从矿田和矿床地球化学场的形成规律入手,揭示出矿田和矿床成矿元素剥蚀量的空间结构定量模型,研究矿田和矿床成矿系列资源潜力定量预测新方法;探讨成矿带成矿系列形成规模的地球化学控制因素,计算因素系数,建立因素耦合定量预测模型。这些是本文解决上述问题的学术特色。本文主要取得以下创新性成果:一、建立了土壤中成矿元素相态迁移规律的空间功率模型通过研究土壤层元素总量和分维变化特征、元素相态和分维分布特征,计算相态迁移的主导因素系数,揭示元素迁移的驱动能特征-空间能系数,在土壤中元素相态迁移机制研究的基础上,用空间伸展研究方法,建立了元素相态迁移规律定量模型。二、研究出水系沉积物相态分配系数空间功率模型研究内容包括:水系沉积物粒级层元素分配特征,水系沉积物元素迁移机制,元素迁移的主导因素系数和空间能系数,水系沉积物元素迁移定量模型。揭示出开放体系非平衡过程元素相态分配特征是水系沉积物成矿元素迁移的机制,空间能系数描述了元素相态分配的驱动力特征,剥蚀矿化系数制约元素的分形伸展过程。三、用二元组分的空间功率模型描述了风成沙干扰的突变规律通过研究水系沉积物风成沙扰动层(-40目)元素和分维的变化特征,得出风成沙干扰是一种突变过程。进一步揭示粒级因素系数可以描述风成沙混入量特征,组分因素系数模型反映了风成沙干扰程度,二者得到了试验的证明。最后建立了风成沙突变干扰的二元组分空间功率模型。四、建立了资源调查采样密度理论模型通过研究水系沉积物元素迁移机制,提出了分形面密度的概念,以描述地球化学场对采样密度的制约作用,在研究水系形成机制的基础上,提出了流域面积比概念,刻画水系发育程度对采样密度的控制作用,研究了高寒湖沼区地貌侵蚀特征,提出比降系数可以揭示地貌发展的阶段性特征,最后,建立了采样密度因素模型,用试验结果验证了模型的客观性和适用性。五、研究出矿床资源潜力定量预测的土壤空间熵新方法首先用分形理论和耗散结构理论证明了空间能系数与熵的联系,其次提出了