从动力学角度理解，元素的迁移包含元素物理化学态的转化和空间运动，以及能量的输送和动量的传送。如岩浆的上侵活动，热液向围岩中流动，不但携带大量的物质，而且携带大量热能量，加热了环境，带来了巨大的热能、机械能。也就是说岩浆和热液驱动了孔隙溶液，以致冲破了围岩造成断裂、破碎等，物质和能量的带入，造成了体系的高度不平衡状态，导致一系列地球化学反应。因此，研究元素迁移必须与地质构造的动力学环境、构造应力场联系起来，探讨物质与能量输送过程中的控制作用。
地球上区域性应力积累与作用过程、能量的转换与释放、构造的发生发展和岩浆、矿液的驱动侵入，是一个具有内在联系的统一的力学现象，不宜分割开来研究。
在地应力作用下，当应力差积累超过岩石弹性限度时，则形成褶皱和断裂。断裂一经产生，便使岩浆源从封闭系统转为开放系统。因为应力降低，形成压力梯度。在压应力继续作用下，受压流体必然引起等量压力变化，由于流体的不可压缩性，这种压力变化将转化为动能，促使流体从压缩区侵入松弛区，在断裂带形成流动槽。
成矿期构造应力场控制成矿期的变形场、位移场，并在原有变形、破裂基础上随成矿期变形场、位移场的发展调整应力场，矿液沿应力梯度方向受到驱动而运移。因此，当断裂沟通矿液源与运移域和成矿域后，矿液便由高应力、高能位、高温度部位向低应力、低能位、低温度部位运移，在压应力低或张应力、低能位和一定物理化学条件等适宜构造部位聚集成矿(周济元等，1994)。
构造应力作为完成地球化学过程中的一种驱动力，影响着元素的迁移、活化、沉淀和富集，影响着化学反应的速度、方向，甚至不同程度的影响到分子、原子的内部结构，起着不容忽视的积极作用(董树文，1988)。
王小凤等(2006)认为，含流体的多孔介质在受到外力作用时，岩体中总应力是由骨架和孔隙流体共同负担的，若假定孔隙流体不可压缩，在排水的情况下，介质受构造力挤压，骨架发生形变，引起孔隙度改变，孔隙流体相对于骨架被挤出，流向构造压力低、渗透条件好的区域；在不排水的情况下，孔隙流体被封堵在岩体里，使液压升高，构造应力将主要由孔隙流体承担。由于流体不能承受剪应力，可用固体力学中的平均应力或球形应力来研究构造活动引起的孔隙流体压力(流体势)，以此分析岩浆、含矿溶液、油气运移的趋势和聚集的有利部位。
最大主压应力会使同方向的断裂处于相对引张状态，有利于岩浆、含矿溶液、油气运移；同时使与之相垂直方向的断裂或构造闭合，阻隔含矿溶液、油气的流动。
当构造外力作用于多孔介质时，由于岩浆中分布不均的大小构造和岩性的不同引起构造应力的差异性分布，岩体发生变形，进而使岩体的孔隙度、渗透率和孔隙压力发生改变，造成构造压力差、主应力差或势差，驱动岩浆、含矿溶液、油气从高势区向低势区运移。遇到合适的构造圈闭或储集条件，可能聚集成矿床、油气藏(王小凤等，2006)。
和应力
最大剪应力
总之，成矿域中最大剪应力和应变能的分布是控制矿体特征和矿质沉淀的主要因素。在二者的高值分布部位，构造变形强烈，为动荡不稳定环境，不利于矿质结晶沉淀，而二者的低位部位，为相对稳定安静的低能环境，元素在此沉淀、富集。
应力差是造成矿液运移的主要原因。矿液的运移趋势是：①在应力梯度的驱使下，从高压部位向低压部位运移；②由高能部位向低能部位运移，以求达到某种平衡；矿液运移的方向与应力梯度的方向一致。除此之外，矿液的运移必须要有适宜的流动通道。这些通道一般是断层、节理及岩石的孔隙，当通道处于高压状态时为关闭状态，从而阻止矿液从中通过。
所处环境不同，元素迁移的动力也不同。在均匀应力场中，以浓度梯度和热力梯度为动力，以扩散、渗透为主。而在非均匀应力场中，则以应力驱动为主。
岩块与地块在区域压剪应力作用下发生形变时，其中的每一小的微区都可能受到压剪性构造力作用的影响。如果任何一个微区企图保持它的连续性，与之相毗邻的部位往往出现应力梯度，这样一个应力梯度就会使物质以溶解或固态扩散的方式从应力高的微区迁移到应力比较低的微区部位。
矿液由深部至浅部到矿质停积，可分为两个阶段。由断裂沟通高温高压的矿液源与运移域，系统开放或封闭，内能和构造动力为主要动力，在其驱动下，矿液向低压处运移，并在那里停积，形成矿囊；之后温度渐降至中低温，此时若构造应力场停止活动，则矿液随温度下降而结晶、凝固成矿体、矿脉等，若构造应力场继续活动，则矿囊中继续受到应力作用，与围岩空隙构成应力差，驱动矿液涌进裂隙，直至饱和而停止运移。当动力、能量达到平衡，物理化学条件有利，便沉淀成矿，至矿液运移和矿质充填趋于平衡。
应力梯度促使物质相应的变化，无论是岩石、矿物形变中引起岩石、矿物的重结晶所产生的相变或是岩浆及流动物质在结晶时由于不同强度应力作用产生不同的岩相，它们都是构造动力作为驱动力促使物质成分调整，重新产生新的系列岩相变化，这种系列变化的地球化学演化是在构造动力作用下同步产生的。
矿液作为一种成矿热液体其内部的流体内应力差是造成矿液运移的主要原因，这种应力差和运移环境中各处构造围压的大小直接有关。假若环境中处处构造围压相等，且总围压(静岩围压+构造围压)等于矿液内压力，那么，矿液就会处于封闭状态而不发生运移。不过，实际地质环境中由于材料(岩石)的不连续性、各向异性等因素必然造成其中的构造围压分布不均匀。因此高围压部位的矿液必然会在应力差的驱动下向低围压部位运移，以求达到一种力学上的平衡。除此之外，矿液运移必须要有适宜的运移通道，这些通道通常是断层、节理及高孔隙岩石等，当这一通道中处于高围压状态下，则处于关闭状态，从而将阻止矿液从中通过。除非矿液能依靠自己的内压力强行将其打开而通过，由此可见成矿域中构造应力的分布是矿液运移的主要控制因素之一。
在构造应力作用下流体沿裂隙发生流动或在岩石中发生渗流。
内生金属矿产的形成是受成矿构造应力场控制的，在构造应力场中成矿物质分布规律遵守能量原理(刘迅，1998)。在构造应力场作用下，产生地质构造的同时矿液发生运移，矿液由运移势高的地方运移到运移势低的地方。
根据矿液运移总是从应力高的地方流向应力低的地方这一原则，借用破裂介质渗流理论(Darcy，1956；Bear，1972)，并从有限域矿质守恒定律出发，王子潮等(1987)、王开怡(1989)、刘迅(1998)对矿液运移进行了深入研究，给出矿液运移的解析近似方程：
构造应力场控岩控矿
式中：k为介质流通系数；α为介质的压缩系数；H主要是岩石变形强度的函数，与应力场特征有关。
从矢量计算中知道，k grad H是平行于grad H的一个矢量，并作平面问题处理：
div(kgradH)=kΔH (3.29)
式中：
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由式(3.28)和式(3.29)得
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即
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因为H是岩石变形强度的函数，实质上H即为成矿域内的主应力和(σ1+σ2)值。这里的关键问题是方程式(3.32)的边界条件，所以要用到构造模型实验的成矿域边界条件。
对于孔隙介质的边界，其边界条件恒满足
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式中：η为矿液黏度；p代表矿液内压力；v代表矿液流速。由于矿液黏度η及介质流通系数均不为0，所以式(3.33)权且仅当
对于裂隙介质边界条件，有方程
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令常数为C，则
当矿液进入成矿域之后，由于成矿域内部各处主应力和并不相同，可以近似地用H取代式(3.34)中的p，据此求出成矿域内部各点的矿液流动的解析值。
因为H为岩石变形强度的函数，与应力场特征有关。实际上可认为：H即为地壳中主应力分布的函数。H 为主应力函数时，恒满足拉普拉斯方程，求出 H 代入式(3.34)得
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介质流通系数k由前人给出，k的单位为m。
k=k0[aexp(σ1—σ2)] (3.36)
其中k0为经验值，由岩石样品实验测定出。由式(3.35)和式(3.36)得(刘迅等，1998)：
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式(3.37)即为矿液运移势的表达式，与构造应力场主应力差(σ1—σ2)和主应力和(σ1+σ2)有关。式中(σ1+σ2)的正负分别代表扩张和收缩。收缩使压力增高，矿液向外流，扩张使压力降低，矿液向内流。因此位移势方程不仅控制了矿液的流速而且控制了矿液的流向。
根据应力平衡方程、连续性方程及达西定律，岩层内流体流动的微分方程为(王连捷等，2004)
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式中：ϕ为流体的势；σo为平均地应力；A表示有源存在，例如生油层(或矿源—矿液)存在；C为储集系数；G为与岩石压缩率有关的系数；k为渗透系数与液体的黏度乘积；Δ及 ΔT为运算符号。
在得到σo以后，将σo作为初始条件，求得上述方程，得到运移势场(王连捷等，2004)。
由上可知，矿液及油气的运移与地应力密切相关。
根据各期次应力场的分析，可以确定应力场的分布，划分高应力区和低应力区，进而确定油气和矿液的运移方向、速度，圈定有利地区，为矿产普查勘探提供依据。
在光弹实验中，由两次曝光法全息光弹可直接获得(σ1+σ2)等和线、(σ1—σ2)等差线。在平面应力场中可以通过计算各点的速度vi，圈出各运移势的等值线图及流动方向，研究矿床的分布规律。
由于运移势和能量的关系式都与(σ1—σ2)及(σ1+σ2)有关，运移势和应变能圈定的两种场一般是一致的，可以互为补充。因为能量的积累区发生构造破裂释放了应变能，而应变能释放则引起成矿域的压力差，使矿液发生加速流动，强烈的可以产生喷水现象。例如，在海城地震中可见到活动断裂产生的喷砂冒水现象，以及这些地区地下水的升降现象，这与矿液的运移是相似的道理(刘迅等，1998)。
此外，在区域构造应力场演化过程中，由于构造应力场中的主应力方向发生变化，将使流动方向发生变化，使压缩区和扩张区发生转化。如果构造应力场交替演变，运移势也产生复杂的变化(刘迅等，1998)。在地壳中见到的间歇性喷水现象可能属于这种情况。
另外，在确定构造应力场中矿液的运移时应注意的几个问题(刘迅等，1998)：一是矿液在圈出的高压区和低压区之间能否运移，因为矿液运移过程中还涉及矿液的阻隔层问题，如山字型构造应力场中脊柱为压缩区，前弧为扩张区，但成矿并非只在前弧扩张区。二是当主应力方向相反而大小相等时，(σ1+σ2)值为0，相应矿液运移势vi为0。例如，在理想的单剪作用的剪切带中就是如此。在理想的简单剪切带中，由于与剪切方向呈45°和135°夹角的方向分别为最大和最小主应力方向，而且应力的符号相反，绝对值相等，因此(σ1+σ2)=0，实际上许多剪切带都是成矿的构造带。这就涉及由宏观到微观的问题。由于应力的不断作用，使应变不断加大，首先在剪切带中产生微破裂，微破裂的进一步发展产生局部破裂面，例如雁行式张裂。这样就在微观尺度或局部尺度内导致了应变能的释放，从而改变了宏观上矿液运移势的状态，使矿液发生运移。
矿液从破裂的周围流入裂隙中，主应力和(σ1+σ2)与主应力差(σ1—σ2)决定了应变能的大小和矿液运移势的高度，它们都体现了能量规律。
沈淑敏等(1994)认为构造运动、流体压力与流体运移势之间存在以下微分关系：
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式中：
平均主应力的微分近似地反映矿液的运移势。
在地应力作用下，当应力差积累超过弹性限度时，则形成褶皱和破裂变形。在地壳中，断裂产生必须具备应力差(10～40)×105Pa，即有相对(10～40)×105Pa的应力集中程度(格佐夫斯基)。断裂一经产生便使岩石从封闭系统转为开放系统，因为应力降低产生压力梯度，在压力梯度继续作用下，受压流体必然引起等量压变化，由于流体的不可压缩性，这种压力变化将转化为动能(格佐夫斯基)，促使流体从压缩区侵入松弛区，在断裂带形成流动槽。
岩浆和热液在岩石断裂中移位，不同于自由流体，也不同于管道中流体的流动，不仅需要压力差，克服岩石对岩浆和热液的摩擦阻力，而且需要冲开静压力所造成的断面紧闭约束的动力。
在一些构造裂隙发育的岩石中，岩石孔隙连通性好。流体流动规律满足流体力学的基本原理。对于具有不变涡量的二维不定常流体流动伯努利方程为
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式中：ϕ2不仅依赖于时间，而且其对时间的依赖关系在几何边界变化时比几何边界不变的情形下更为复杂。
q2=u2+v2 (3.39)
式中：u、v是速度分量；q是流体的质量(作用在单位体积上流体的力量q的函数)。
φ=φ1(xy)+φ2(xyt)
Δ2φ1=—ξ，Δφ2=0
式中：φ1为有旋流动；φ2为无旋流动。流体力学研究认为
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式中：p是压力；Ω是势函数；ξ是不变含量。
从式(3.40)可知，对流体流速起主要作用的因素除与裂隙通道本身物理力学性质及流体本身的力学性质有关以外，主要与岩石体系中存在的压力差(p2—p1)值的变化有关。
在构造活动强烈的地区由于构造应力场的各处不均匀分布以及与构造活动同时陆续生成的裂隙或形变对于应力释放，整个岩石体系空间各点的应力差必将发生重新调整，这种调整对岩石体系各种空间流动的流体的流速及流动方式、流动方向都具有决定性的作用。这就是构造应力梯度驱使矿液运移的原理。
渗流作用、流体活动主要受岩石的有效孔隙度的控制，溶液沿岩石孔隙系统渗流，其活动机制可用渗流动力学的达西定律描述，其数学表达式为
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式中：v为渗流速度；k为岩石的渗滤率；γ为流体的容重；ΔH为压力差；ΔL为长度；μ为流体的黏度。
渗流过程是极其缓慢的，用这种模型可以解释致密岩石中物质组分的迁出及浸染状蚀变现象和交代作用。
自然界矿液流动方式更多的是介于上述两种之间。流体在流动中不仅受岩石孔隙度的影响，而且受岩石中微裂隙的连通性控制。
周济元、黄方方等在研究广西西北部金矿田构造时曾对构造应力与矿液运移进行了深入探讨，指出成矿期凌云古隆起处于相对较低的应力区，外围三叠系分布在高应区，由三叠系中挤压泻出的各种水溶液连同成矿物质通过岩层各种裂隙、孔隙或高渗透带向古隆起方向流动(图3.11)；断裂破碎带往往是低压区，而两侧为高压区，溶液由两侧岩层向破碎带运移，随之沿断裂向西流动到蔡家坪，并与沿北东向断裂流动的溶液汇合后向应变相对低环境较稳定的部位聚集成矿。并指出金牙、明山、逻楼、海亭与此类似，因而成矿性最大。
罗鸿书等研究四川偏岩子金矿，采用非线性有限单元法对3637m中段(图3.12)进行成矿应力场模拟计算。忽略上覆静岩压力，仅考虑NWW—SEE向挤压力和矿液本身内压力作用。
平面构造应力分球应力和偏应力。
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式中：
图3.11 金牙矿田井压趋势分析的高低井压区分布示意图
(据黄方方)
1—高围压区；2—低围亚区；3—矿区；4—矿液运移方向
即构造力所构成的围压(p)为两主应力之和一半，称合应力；最大剪应力(τmax)为两主应力之差的一半，称差应力。经计算发现F13断层在成矿期处于高围压状态，而且又是高应变能异常带，反映出这条断层在成矿时期不仅处于相对关闭环境，造成矿液难以通过，而且这里也是强烈变形、动荡不定的动荡环境，即使有部分矿液沿此断层通过，也难以发生矿质停积，地质事实也证明该断层的控矿性不佳，其中及两侧仅能看到一些微弱的矿化现象，而F17断层处于高围压、高应变能、高差应力梯度带(图3.13)，但其上盘各部分均为相对低围压状态。反映为导矿断层，矿液由此往外运移，其变形强烈，环境动荡，本身不利成矿(图3.13)。图3.14表明F15由NEE转为NE部位，差应力梯度值高，其余地区均为低值区，其应变能也处于相对低值状态(图3.15)，表明在成矿期F15断层处于相对低围压、低差应力、低应变能环境，关闭程度低，构造变形弱，环境较稳定，利于矿液停积。但该断层由NE转为NNE，不仅为高围压状态，而且也为最大剪应力集中和应变能异常地带，因此，这里形成一道障壁，阻挡了矿液通过，也不容其停积成矿。同时断层两盘为近SN的顺层破碎带及次级断层处于相对低围压状态，其应变能和最大剪应力也相对较低，因此，一旦偏岩子断层在压(反)扭性活动迫使其打开，雍积于F15中且处于相对高压矿液就乘虚涌入其中成矿。
图3.12 四川偏岩子金矿床3637m中段地质简图
(据罗鸿书等)
1—上震旦统灯影组；2—辉绿岩脉；3—断层编号；4—破碎带编号；5—含金矿脉
图3.13 3637m中段和应力（σ1+σ2）等值线图（单位：100kg）
(据罗鸿书等)
图3.14 3637m中段差应力（σ1—σ2）等值线图（单位：100kg/cm2）
(据罗鸿书等)
图3.15 3637m中段应变能力等值线图（单位：107J）
(据罗鸿书等)
董树文(1984)研究安徽沙溪斑岩帚状构造应力场相应的地球化学场时，对应力场的强度分区指出：Si4+原子数从各旋扭带收敛端到撒开端，从内部向外部旋扭带逐渐增大，外旋扭带的Si4+增长率大于内旋扭带。主要造岩元素按原子量和密度归类，重元素集中在收敛方向和内旋扭带，轻元素集中于撒开端和外旋扭带，中间元素居中，离子半径大的集中于撒开方向。
广西凤凰山银矿位于西大明山复式背斜东北部小明山次级背斜北翼，作者(1982)研究其矿液的运移、停积明显受控于构造应力场。
主应力和(σ1+σ2)与主应力差(σ1—σ2)决定了应变能的大小和矿液运移势的高低。和应力正负代表岩石收缩和扩张，收缩使压应力增加，矿液向外流，扩张使压应力降低，矿液向内流。因此，运移势不仅控制了矿液的流速，还控制了矿液流向。矿液运移势数学表达式(达西定律)为
构造应力场控岩控矿
式中：vi为各点矿液流速；a为介质的压缩系数；k0为介质流通系数；η为矿液黏度；σ1和σ3为最大主应力和最小主应力。
综合考虑对矿区和区域内地层及接触关系，褶皱构造、断层和节理所反映的应力场特征，说明矿区先后经历了SN向挤压、NW—SE向挤压、NE—SW向挤压和近EW向挤压。成矿时间为(215～167)×106a，为印支—燕山期NW—SE向挤压。
为深入研究矿床成矿构造应力场对矿液的驱动运移和停积作用，应用电算对成矿期构造应力场进行了有限单元法模拟计算。以矿区地形地质图、PD280中段地质图和8号勘探线剖面图作底图，保留破碎带，单元划分时其结点和单元边界放在岩性分界线上，即用多个三角形来拟合地质体边界。选取西边和北边结点作约束点，SE方向施加作用力，模拟结果获得全矿区、PD280中段及8号勘探线剖面成矿期应力场围压、最大剪应力和应变能的数据和图件(图3.16～图3.18)。
含矿热液是一种热流体，其内应力差是造成运移的主要原因之一。这种应力差与运移环境的构造围压大小直接有关，高围压部位的含矿热液会在应力差的驱动下向低围压部位运移，以求达到力学上的平衡。此外含矿溶液的运移通道如处于高围压状态时，会阻止热流体的通过。由此可见，成矿区域中构造围压的分布是含矿热液运移的主要控制因素。另外，热流体发生停积形成矿体，以及含矿热液成矿作用彻底与否和成矿域中最大剪应力及应变能的分布密切相关，如在这二者的高值部位构造变形强烈，虽然这里因应力释放而容易造成低压空间利于矿液的涌入，但环境的不安定却影响矿液的充分结晶沉淀。
有限单元分析结果表明，成矿期凤凰山F1、F4断裂带为低压区，呈长条状近EW向展布，而且有由 WS向EN、由四周向F1、F4断层附近降低的总趋势。特别是EW向断裂，走向由EW转为NW的部位和EW向断层与NW向断层交汇部位围压普遍偏低。矿区南部渌钟顶一带围压较高，异常相对比较分散[图3.16(a)]。
从矿区成矿期最大剪应力等值线[图3.16(b)]看，凤凰山地区处于较高值区，渌钟顶偏低，凤凰山到渌钟顶之间为低值区，而矿区外围，特别是东北部是最大剪应力高值区。
图3.16 矿区成矿期应力场
(a)围压等值线图(单位：100×105Pa)；(b)最大剪应力等值线图(单位：100×105Pa)；(c)应变能等值线图(单位：10—4J)
F1、F4断层展布区应变能都处于高值部位，应变能等值线呈线状EW向展布，向外围逐渐降低，渌钟顶一带应变能值则偏低。
构造围压是含矿热液运移的主要控制因素，热流体在应力差的驱使下，由高围压向低围压部位运移。凤凰山一带(F1、F4等断层展布区)成矿时处于低围压区，矿液聚集条件较好。渌钟顶由于围压分散且偏高不利于矿液的汇聚。就矿区总体而言，围压是西边高东边低、南边高北边低，矿液在应力驱动下有可能由SW向NE方向运移，而在凤凰山断裂带停积成矿。
成矿域中最大剪应力和应变能的分布状态是控制成矿安定环境和岩石破碎强度的主要因素。凤凰山一带比渌钟顶和周围具有偏高的最大剪应力和应变能，因此具有有利的成矿条件，但仍显示成矿环境较为动荡，影响矿区中银矿物等结晶程度不高，粒度偏小，这与矿床的矿化特征一致。
PD280中段成矿期围压总趋势是四周高，F1断裂带较低，并有由西向东围压由高变低的趋势，围压等值线呈近EW向延伸。特别是F1断层走向变化部位为围压封闭区，与矿体形态接近[图3.17(a)]。
图3.17 PD中段成矿期应力场
(分图名称及物理量单位同图3.16)
PD280成矿期应变能总趋势是沿F1断裂带较高，向外围变低，应变能等值线呈EW展布[图3.17(c)]。
PD280成矿期最大剪应力也是沿F1出现高值区，等值线呈线状沿EW向分布[图3.17(b)]。由于F1断裂展布地带应变能和最大剪应力相对较高，岩石破碎带抗压强度和抗张强度低于围岩，在相同应力条件下破碎带变形强烈。破碎程度高于周围岩石，造成低围压域，为矿液的贯入提供了有利条件。
8号勘探线成矿期围压、最大剪应力和应变能等值线图(图3.18)显示200～300m标高段断裂破碎带为低围压区，向上向下围压增高[图3.18(a)]；最大剪应力上部、下部较高，中部变低，而矿体分布地带为低值区中的较高地带[图3.18(b)]；应变能中部高，向上向下变低[图3.18(c)]8号勘探线在剖面上是南、北部和上、下部围压高，最大剪应力高，而应变能低，围压较之破碎带在成矿期变形小，没有足够储矿空间。因此不利于含矿溶液的运移和停积，只有中偏下部变形和应力条件适中，利于矿液的贯入、聚集、停积而成矿。结合有用元素品位和同位素组成变化趋势及成矿温度变化特征等，显示含矿热液大致是从SW向NW由深部向上运移，这与矿体分布和产状的实际情况很吻合。此外，矿区EW向压性—压扭性断层和NW向断层曾经多次活动，为复合性断层，并有多组断裂相交汇，流通性良好。在成矿期多次脉动复合张开，有利含矿热液的脉动上升叠加成矿。
图3.18 8号勘探线剖面成矿期应力场
(分图名称及物理量单位同图3.16)