超高压变质的构造附加压力与形成深度 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:王方正

出品人:

页数:212

译者:

出版时间:2004-12-1

价格:54.00元

装帧:精装(无盘)

isbn号码:9787030144324

丛书系列:

图书标签:

• 超高压变质作用
• 构造地质学
• 变质岩石学
• 大陆碰撞
• 俯冲带
• 地幔动力学
• 岩石学
• 地球化学
• 构造物理
• 深部过程

好的，这是一本关于地球深部物质组成、矿物物理性质及其在板块构造过程中的行为的专著。 书名： 《地幔深部矿物物理学导论》 内容简介： 本书旨在系统梳理和深入探讨地球内部圈层——特别是地幔——的物质组成、晶体结构、以及在极端高压和高温条件下所展现出的物理和化学性质。地幔作为地球体积最大的组成部分，其物质的演化机制直接控制着地球的动力学过程，包括板块构造、岩浆活动、以及地磁场的维持。理解地幔深处物质的行为，是揭示地球起源、演化和内部结构的关键。 本书结构清晰，内容涵盖了从地壳底部到核幔边界的物理化学过程，尤其侧重于橄榄石和尖晶石族矿物在不同压力温度条件下的相变、晶格畸变、以及对流动力学响应。 第一部分：地幔物质的组成与晶体化学基础 本部分首先建立理解地幔矿物行为的晶体化学基础。地球化学家和矿物物理学家长期以来致力于确定地幔的“标准”组成模型，即所谓的“典型地幔”模型。然而，随着高压实验技术的发展，我们逐渐认识到地幔的物质组成并非均匀一致，而是存在着显著的化学异质性，尤其是在俯冲带和地幔柱的区域。 我们将详细介绍地幔中最主要的矿物相：橄榄石（富含镁铁的硅酸盐固溶体）和辉石。讨论它们的晶体结构基础，包括硅氧四面体和八面体配位环境的几何特征。接着，深入探讨这些结构如何对外部应力（如压力和剪切）作出反应。我们将重点分析固溶体在不同压力下的溶解度、组分偏析的趋势，以及在俯冲过程中水或挥发性物质的进入对晶格稳定性的影响。 此外，本部分会概述地幔中次要但重要的相，如石榴石、尖晶石和钙钛矿结构。这些相在深部地幔的密度和粘度变化中起着决定性的作用。我们不仅关注它们的化学组分，更关注它们在不同压力下稳定存在的区间，为后续讨论相变奠定基础。 第二部分：极端环境下的矿物相变与结构演化 地球内部的压力和温度条件是地球表面无法比拟的。本书的核心部分之一便是对地幔矿物在数千兆帕斯卡（GPa）和上千开尔文（K）条件下发生的相变进行详尽的论述。 橄榄石的深度命运： 橄榄石是上地幔（约410公里深度以上）的主要矿物，但在约410公里处，它会发生一个著名的吸热相变，转化为密度更大的尖晶石结构——瓦斯利岩（Wadsleyite），随后进一步转变为林伍德石（Ringwoodite）。本书将详细分析这些相变发生的精确压力和温度条件，并讨论这些转变过程中体积的急剧变化如何影响地震波速的突然跳跃（即410公里间断面）。我们还将探讨水在这些相变中的作用——水如何通过替代晶格中的氧或硅离子来降低相变压力，从而控制着俯冲板片的水圈深度。 高压下的晶体塑性： 结构稳定性的讨论延伸至矿物的力学响应。在地幔深处，温度和压力使得岩石表现出蠕变和塑性变形。本部分将深入探讨在高压下支配矿物变形机制的位错运动、扩散蠕变和晶格旋转。我们将结合同步辐射和金刚石对顶砧（DAC）实验的结果，量化不同晶面在不同应力状态下的滑移系统激活，这对于模拟地幔的对流速率至关重要。例如，我们将探讨高压下橄榄石滑移系统从“穿过c轴”向“穿过a轴”的转变对地幔各向异性的影响。 第三部分：深部地幔与核幔边界的物理性质 本书的后半部分将焦点转移到地球深部——下地幔乃至核幔边界（CMB）附近。 下地幔的复杂性： 下地幔（约660公里以下）主要由高压钙钛矿结构（如镁原钙钛矿，Bridgmanite）组成。我们不仅要理解这些矿物的超高压稳定结构，更要研究它们的传输性质。密度、热导率和电导率是驱动深部对流和热量交换的关键参数。本书将利用第一性原理计算（DFT）和高温高压实验数据，分析这些材料在极端条件下的晶格振动（声子散射）如何影响其热扩散能力。低热导率的假说（即“热盖效应”）将作为重点讨论对象。 磁场源头与核幔边界的相互作用： 尽管本书主要关注硅酸盐地幔，但我们必须考虑与地核的界面——核幔边界（CMB）。在CMB附近，地幔物质可能受到地核的极端热流和化学作用影响，可能形成富铁的低剪切波速带（LLSVP）。我们将讨论这些异常区域的物质组成可能是什么，以及它们对地幔对流模式、热传递效率以及地磁发电机的影响。 结论与展望： 本书最后将总结当前对地幔物质理解的重大进展，并指出仍然存在的关键科学问题，例如：地幔深处的含水量究竟是多少？是否存在一个超高密度相（如“在原子尺度上”的钻石或非晶态相）？这些问题的解决将依赖于未来更高精度的高压设备和更强大的计算模拟方法。 本书适合地球物理学、岩石学、材料科学以及高压物理学领域的研究人员和高年级本科生、研究生阅读。它不仅是一部理论综述，更是对实验和计算模拟结果的综合应用指南。通过阅读本书，读者将能够建立起一个坚实的、基于原子尺度的物理化学框架，用以理解地球内部的动力学过程。

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这本书的语言风格极为凝练和精确，每一个词汇的选择都似乎经过了深思熟虑，没有丝毫的冗余。这种高度的学术表达，虽然对读者的基础知识有一定的要求，但一旦跨过那道门槛，收获将是巨大的。我尤其喜欢作者在总结某个变质事件时所使用的那种严谨的逻辑递进方式，从初始沉积到最终剥露，每一个阶段的能量转化和应力释放都被梳理得井井有条，清晰得如同一个高精度的工程蓝图。它提供了一种理解地球历史的全新视角，不再是简单的岩石分类，而是对特定构造环境下的物理化学过程的完整重构。对于需要撰写专业报告或者进行科研选题的读者而言，这本书提供了无可替代的思维模型和术语框架。

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这本书读起来简直像在攀登一座知识的高峰，每一个章节都像在揭示地壳深处那些不为人知的秘密。作者的笔触非常细腻，尤其是在描述那些极端高温高压环境下岩石变质的微观过程时，让人仿佛能亲眼目睹矿物是如何在重压下重组自身的结构。我特别欣赏书中对于“构造附加压力”这个概念的深入探讨，它不是简单地抛出一个理论，而是通过大量的实例和精妙的图解，将这个复杂的地球动力学过程描绘得栩栩如生。书中的数据和图表专业性极强，但作者的叙述方式又巧妙地平衡了学术的严谨与阅读的流畅性，即便是初涉该领域的读者，也能从中感受到地质学的魅力。这本书无疑是为那些对深部地质过程有着强烈好奇心的研究者和学生量身打造的，它不仅仅是一本教科书，更像是一场深入地球内部的奇妙旅程。

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这本书的排版和插图设计堪称教科书级别的典范。我通常对厚重的学术著作不太感冒，但这本书的视觉呈现方式让人眼前一亮。那些关于变质岩相带演化的彩色插图，色彩的过渡和细节的把握都极其精准，极大地辅助了对文字描述的理解。阅读过程中，我常常停下来反复揣摩那些岩石学照片，它们清晰地展示了压力和温度梯度对岩石结构产生的决定性影响。作者在讨论“形成深度”时，没有采用那种干巴巴的公式堆砌，而是结合了现代地球物理探测结果，使得深度信息与构造事件的关联性更加直观和可信。这本书的价值，不仅在于其学术内容的深度，更在于它将那些抽象的地球物理概念，通过高质量的视觉辅助材料，转化成了可以被有效吸收的知识。

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从一个纯粹的构造地质学爱好者的角度来看，这本书的最大亮点在于其跨学科的整合能力。它没有将变质作用孤立地看待，而是将其紧密地嵌入到区域构造演化的宏大叙事之中。特别是作者在论述俯冲带和碰撞带中不同应力状态如何塑造岩石圈性质时，那种思维的跳跃性和整合性令人印象深刻。我感觉自己仿佛参与了一场关于大陆动力学的辩论，作者用扎实的证据链条，有力地驳斥了一些陈旧的观点，并提出了更具说服力的解释框架。这种批判性思维的展现，让整本书的论述充满了活力和前瞻性，它促使读者不断地去质疑和验证自己已有的认知，而不是被动接受既有结论。

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我必须承认，初次翻阅这本书时，我对于其中涉及的大量专业术语感到有些压力，但随着阅读的深入，我发现作者提供了一个非常优秀的“学习路径”。书中对于一些关键矿物组合的出现条件，做了非常详尽的背景介绍，这使得即便是对特定矿物学不太熟悉的读者，也能很快跟上节奏。这本书的实用性体现在，它不仅告诉你“是什么”，更深入地解释了“为什么会这样”，这种因果关系的阐释，远比单纯的现象描述更有价值。它像是一位经验丰富的老地质学家，耐心地在你身边，一步步引导你解读地球母亲的沉默信息，最终让你对高压变质带的形成机制有一个豁然开朗的理解。

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