大陆边缘构造与地球动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:314

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出版时间:2008-5

价格:48.00元

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isbn号码:9787030212184

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大陆边缘：地壳变形的舞台与地球深部过程的印记 大陆边缘，作为大陆地壳与海洋地壳的交汇区域，是地球上最活跃、最复杂的地质构造带之一。它们不仅记录了地球构造板块运动的宏伟史诗，更是地壳变形、岩浆活动、地震发生以及矿产资源富集的焦点。本书旨在深入探讨大陆边缘的构造演化、动力学机制及其与地球深部过程的相互作用，揭示其作为地球内部能量释放和物质循环关键节点的内在联系。 第一部分：大陆边缘的构造类型与形成机制 大陆边缘并非铁板一块，其构造样式呈现出显著的多样性，主要可划分为消减型大陆边缘和被动型大陆边缘两大类，各自拥有独特的形成过程和地质特征。 消减型大陆边缘（Convergent Continental Margins）：这是地质活动最为剧烈的区域，主要由两条构造板块的挤压碰撞所形成。当密度较大的大洋板块俯冲至密度较小的大陆板块之下时，便形成了消减型大陆边缘。其典型的地貌单元包括： 海沟（Oceanic Trench）：俯冲板块向下弯曲形成的深邃海槽，是俯冲带最显著的标志。海沟内发育着厚层沉积物，它们是俯冲板块携带的陆源物质以及海洋生物遗骸的堆积。 斜坡（Accretionary Wedge/Prism）：在俯冲过程中，附着在大洋板块上的沉积物被刮离，堆积在大陆板块前缘，形成向上倾斜的物质楔。这个斜坡不仅记录了俯冲过程中的沉积和变形，也是地震活动的高发区。斜坡的形态受沉积物性质、俯冲速率、以及俯冲板块与地幔楔相互作用等多种因素影响，可能表现为连续堆积、不连续剥离或泥火山活动等特征。 火山弧（Volcanic Arc）：在大陆边缘的陆侧，俯冲大洋板块在地幔楔中熔融，形成岩浆，岩浆上升并在大陆地壳中形成火山链。这些火山弧的岩石类型多为安山岩、玄武岩等，是判断板块边界性质的重要依据。火山弧的发育程度与俯冲板块的深度、含水量、以及地幔楔的性质紧密相关。 弧后盆地（Back-arc Basin）：位于火山弧后方的拉张性盆地。火山弧的岩浆活动以及俯冲板片对地幔楔的拖曳作用可能导致地幔物质上涌，引发地壳拉张和扩张，形成类似于大洋中脊的构造。弧后盆地的发育程度和形态变化多样，从浅海盆地到深海扩张中心均有可能。 海沟-火山弧间的复杂构造：在这两个主要单元之间，还发育着一系列复杂的构造，包括逆冲断层、走滑断层、褶皱以及地壳浅部增生等。这些构造的形成与俯冲板块的变形、地幔楔的流动以及上覆地壳的应力状态密切相关。 消减型大陆边缘的形成动力学机制主要包括：板块俯冲是核心驱动力，大洋板块的密度差异驱动其向下运动；地幔楔的熔融是火山活动的基础；应力集中与传递导致地壳变形；物质的增生与移除塑造了构造形态。 被动型大陆边缘（Passive Continental Margins）：这类大陆边缘的形成与洋壳扩张和大陆裂解过程密切相关，是过去大陆裂谷作用的遗迹，目前处于构造相对稳定的状态。其形成过程大致可分为： 大陆裂谷期（Rifting Stage）：原先紧密连接的大陆板块开始拉张，形成裂谷。岩石圈拉薄，地幔物质上涌，导致地壳拉张、断陷，形成地堑和地垒。 初始扩张期（Initial Rifting/Early Spreading）：裂谷进一步拉张，最终导致地壳断裂，并形成新的洋壳。初始扩张过程中，可能会出现拉张性岩浆活动，形成一些玄武岩。 成熟扩张期（Mature Spreading）：大洋中脊形成并扩张，大陆边缘开始与新生成的大洋板块分离，形成大陆架、大陆坡和大陆隆。 成熟的被动型大陆边缘通常由以下部分组成： 大陆架（Continental Shelf）：平缓的大陆边缘浅水区域，是大陆地壳的延伸，覆盖有厚层的沉积物。 大陆坡（Continental Slope）：从大陆架边缘陡然下降的区域，是大陆地壳向大洋地壳过渡的斜坡。 大陆隆（Continental Rise）：位于大陆坡下方，由俯冲过来的沉积物堆积形成的扇形区域。 洋壳（Oceanic Crust）：与大陆边缘相邻的年轻洋壳。 被动型大陆边缘的形成动力学机制主要包括：岩石圈的拉张与减薄是关键；地幔上涌与减压熔融导致基性岩浆活动；断裂构造发育是地壳变形的主要方式；后期沉积物的堆积是其重要的地貌特征。 第二部分：大陆边缘的地球动力学过程 大陆边缘不仅仅是静态的地貌单元，其背后涌动着复杂的地球动力学过程，这些过程驱动着大陆边缘的演化，并深刻地影响着地球的物质循环和能量交换。 板块运动与应力场：大陆边缘的构造活动直接源于板块的相对运动。在消减带，俯冲板片的拖曳力、 slab pull（俯冲板片自身的重力引起的拉力）以及地幔流动产生的应力共同作用，导致大陆边缘承受巨大的挤压力。在被动型大陆边缘，虽然目前处于相对稳定状态，但过去的大陆裂解过程和现今的板块漂移仍然会对其产生缓慢的应力累积。这些应力场通过一系列断裂系统（逆冲断层、走滑断层、正断层）在地壳中得到释放，引发地震。 地幔流与岩石圈演化：地幔的对流运动是驱动板块运动的根本动力。在大洋板块俯冲过程中，俯冲板片向下弯曲，带动地幔物质流动，形成复杂的地幔楔对流。这种地幔流动不仅导致岩石圈的变形，还影响着地幔物质的成分和温度，从而控制着岩浆的生成和运移。在大陆边缘，地幔上涌和物质交换深刻地影响着地壳的增生、减薄以及岩石的改造。 岩浆作用与火山活动：火山弧的形成是消减带大陆边缘最显著的地球动力学特征之一。俯冲板片携带的水分进入地幔楔，降低了地幔石的熔点，引发部分熔融。产生的岩浆上升，可能在大陆地壳中形成岩浆房，并最终喷发至地表形成火山。岩浆作用不仅塑造了火山地貌，还带来了大量的矿产资源。在被动型边缘，早期拉张过程中也会有基性岩浆喷发，形成玄武岩。 地震活动与能量释放：大陆边缘是全球地震活动最频繁的区域。在消减带，俯冲板片与上覆地幔楔、大陆岩石圈之间的摩擦和应力积累，是导致强震的主要原因。海沟、斜坡、火山弧以及弧后区域均可能发生地震。这些地震是地球内部能量释放的重要途径，也深刻影响着地质构造的演变。被动型大陆边缘虽然地震活动相对较弱，但仍然可能发生由区域应力累积引起的构造地震。 物质迁移与循环：大陆边缘是陆源物质向海洋输送的重要通道，同时也是从地幔向地壳运送物质的门户。俯冲带不断将沉积物和一部分洋壳物质带入地幔深部，而地幔熔融产生的岩浆又上升至地表。这种物质的循环过程对地壳的成分演变、矿产资源的形成以及地球的化学平衡至关重要。被动型边缘则通过河流携带的沉积物不断填充，塑造了大陆架和大陆隆。 第三部分：大陆边缘的地质记录与研究方法 大陆边缘丰富的地质现象为我们提供了研究地球动力学过程的宝贵窗口。通过多种现代地球科学研究方法，我们可以逐步揭示其复杂面貌。 地震学研究：通过分析地震波在地球内部的传播速度和路径，可以揭示大陆边缘的地壳和上地幔结构，识别断层分布、岩浆房位置以及俯冲板片的存在。主动源地震（如人工地震勘探）和被动源地震（天然地震）都为我们提供了重要的信息。 大地测量学与GPS测量：高精度的GPS测量可以实时监测地表形变，揭示板块运动速率、应力积累情况以及断层蠕变等信息，为理解大陆边缘的动力学过程提供直接证据。 地质填图与岩石学研究：对大陆边缘出露的岩石进行详细的地质填图和岩石学分析，可以了解岩石的成分、年代、变形特征以及形成环境，从而重建其地质演化历史。 地球化学研究：分析岩浆、火山岩、沉积物以及地幔物质的地球化学组成，可以揭示岩浆的来源、演化过程、物质迁移方向以及地幔流动模式。 数值模拟：利用高性能计算机进行数值模拟，可以根据已有的地球物理和地质数据，建立地球动力学模型，模拟板块运动、地幔对流、岩浆生成与运移等过程，并对未来的地质演化进行预测。 钻探与取样：通过海底钻探或陆上钻探，可以获取深部地层和岩石样品，进行详细的地球物理、地球化学和古生物学分析，为研究大陆边缘的构造演化和沉积历史提供直接证据。 结论 大陆边缘是地球构造活动最为活跃的区域，是揭示板块构造理论、理解地球内部动力学过程以及认识矿产资源形成的关键地带。本书通过系统梳理大陆边缘的构造类型、动力学机制、地质记录和研究方法，旨在为读者提供一个全面深入的视角，认识这片地球上最激动人心的地质舞台。理解大陆边缘的构造与地球动力学，不仅有助于我们认识地球的过去和现在，也对预测未来的地质灾害、合理开发利用地球资源具有重要的科学意义和实践价值。

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初读这本书的感受，就像是进入了一个信息密度极高的知识迷宫，需要极强的专注力去梳理作者构建的逻辑体系。它没有过多地迎合初学者，而是直接将读者带入了学科前沿的争论之中。比如，关于“深部地幔物质迁移对地表构造的影响”这一部分，作者提出了一种关于物质循环的新模型，这个模型似乎在解释某些长期构造稳定区（如克拉通）的形成机制时，比传统的热柱假说更加圆融自洽。这本书的挑战性在于，它要求读者不仅要理解每个概念，还要理解这些概念是如何在一个宏大的、相互关联的地球系统模型中运作的。我感觉自己仿佛在跟随一位经验丰富的地质学家，爬上了一座陡峭的山峰，虽然过程气喘吁吁，但一旦站稳，视野便开阔了许多，看到了以往未曾注意到的地质构造的脉络。

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这本书的封面设计着实让人眼前一亮，那种深邃的蓝色调，仿佛能把人拉回到那个充满未知和神秘的远古地质时期。我拿到书的时候，首先被吸引的就是它那种厚重感，这不仅仅是纸张的重量，更是内容本身的密度所带来的沉甸甸的质感。从目录来看，它似乎涵盖了从地壳的形成到板块运动的每一个细微环节，尤其是在构造应力场的分析上，作者的视角非常独特。我特别期待阅读关于“俯冲带的非线性动力学”那一部分，因为这通常是教科书中一带而过但实际研究中却至关重要的环节。这本书的排版也做得相当考究，图表清晰，专业术语的注释详尽，这对于我们这些非一线研究人员来说，无疑是极大的便利。它不像有些专业书籍那样晦涩难懂，而是努力在学术的严谨性和可读性之间搭建一座桥梁。我听说这本书在业内已经被不少资深学者推荐为必备参考书，希望它能真正帮助我打开对地球深部过程的全新认知。那种面对宏大尺度的地质变迁，试图用精妙的数学模型去拟合和解释的尝试，本身就充满了科学的浪漫主义色彩。

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这本书的学术价值和深度是毋庸置疑的，但我更欣赏它在方法论上的创新。现代地球科学越来越依赖于大数据和高性能计算，这本书显然紧跟时代脉搏，在数值模拟和地球物理反演方法的应用上进行了深入的阐述。我特别留意了关于“三维应力场反演”的章节，其中引用的最新计算方法，据说可以更有效地从GPS和InSAR数据中提取出复杂的构造形变场。对于我这种偏向于应用地球物理的背景来说，这种跨学科的融合是极其宝贵的。它不只是停留在理论推导，而是将理论的果实转化为了可以实际操作的工具。我感觉作者在撰写时，一直在思考如何将那些抽象的偏微分方程与实际观测到的地质现象建立起坚实的联系，这使得整本书读起来既有高度，又有落地的“脚感”，不至于让人感觉像是在云端空谈。

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说实话，我翻开这本书的时候，心里是抱着很大期待的，毕竟“边缘构造”这个主题本身就充满了戏剧性和不确定性。我一直对那些剧烈的地震和火山活动背后的驱动机制感到好奇，这本书的理论框架似乎提供了不同于传统板块构造模型的解读视角。我尤其关注其中关于“地幔对流与岩石圈相互作用”的章节，这部分的内容似乎深入探讨了热力学和流体力学在解释地质现象上的深度融合。很多时候，我们习惯于将地质过程看作是缓慢而恒定的，但这本书似乎在挑战这种刻板印象，用更加动态和系统论的眼光来看待地球的演化。例如，它对某些特定区域（比如环太平洋火山带）的长期演化路径的模拟，如果能够提供更精确的预测能力，那将是巨大的突破。阅读体验上，作者的叙述风格非常克制而精准，几乎没有冗余的词汇，每一个句子都像是在构建一个精确的几何体，让人不得不慢下来，反复咀嚼每一个论点背后的逻辑链条。

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我对这本书的整体印象是它在试图建立一个更为统一的地球动力学叙事。许多地质学分支往往各自为政，但这本书似乎努力在“深部过程”和“表层响应”之间架设一座坚固的桥梁。例如，它对“岩石圈撕裂与裂谷的启动”的分析，将深部热物质上升与地壳尺度的断裂和沉积作用紧密地联系起来，展示了地球作为一个整体如何协同工作。这种系统性的思维方式在当前的科研中尤为重要。此外，这本书的参考文献列表异常丰富且具有前瞻性，引用了大量近五年内的顶尖期刊论文，这保证了内容的鲜活性和学术的权威性。对我而言，这本书不仅是知识的载体，更像是一份高质量的研究路线图，指引着未来几年地球动力学研究可能深挖的方向。它不是提供终极答案，而是提供更优质、更深刻的提问方式。

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