Minerals and Mineraloids in Marine Sediments pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Rothwell, R. G.

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页数:282

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价格:$ 371.77

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isbn号码:9781851663828

丛书系列:

图书标签:

• Marine sediments
• Mineralogy
• Mineraloids
• Geochemistry
• Oceanography
• Sedimentology
• Marine geology
• Earth sciences
• Environmental science
• Petrology

海洋沉积物中的非矿物与非矿物类物质：一个未被充分认识的世界 海洋，这片广袤而神秘的蓝色疆域，不仅孕育着生命，更承载着地球漫长演变的痕迹。深邃的海底，堆积着厚厚的沉积物，它们是记录海洋环境变迁、物质循环以及地质过程的宝库。传统上，对海洋沉积物的研究主要集中在矿物成分的分析，即那些具有特定晶体结构和化学成分的无机固体物质。然而，这仅仅揭示了海洋沉积物景观的一角。在这片由矿物颗粒构成的“土壤”之下，还潜藏着一个同样丰富多彩、却常常被忽视的世界：非矿物类物质。 《海洋沉积物中的非矿物与非矿物类物质》这本书，将带领读者深入探索这片未被充分认识的领域。它并非是对传统矿物学的补充，而是旨在系统地阐述那些不具备严格晶体结构、或其化学组成和形态不符合经典矿物定义的物质，在海洋沉积物中的存在、来源、分布、转化及其生态与地质意义。本书的研究对象涵盖了生物成因物质、有机质、胶体以及一些非晶质的无机物，它们与海洋沉积物的形成、演化以及地球生物地球化学循环紧密相连。 第一部分：生物的印记——海洋沉积物中的有机质 海洋沉积物中有机质的含量，是衡量其生产力和物质循环能力的关键指标。本书的第一部分将聚焦于构成海洋沉积物有机质的各种组成部分。 陆源有机质： 来自陆地生物圈的碎屑有机物，通过河流、风力等途径进入海洋。本书将探讨这些陆源有机质的种类，如植物碎屑、土壤有机质以及古生物遗骸，并分析其在海洋沉积物中的沉积过程、保存状况以及在特定区域（如近岸、三角洲）的富集规律。我们将深入研究其化学特征，例如碳氮比、同位素组成，以及这些指标如何指示其来源和演化历史。 海洋生物成因有机质： 源自海洋生物体死亡后的残骸和排泄物，包括浮游生物、底栖生物、细菌等。本书将详细介绍各类海洋生物的有机质组成，特别是藻类、细菌和原生动物的贡献。我们将分析这些有机质在海洋初级生产力、食物网传递以及沉积物中分解与埋藏过程中的作用。例如，脂类、蛋白质、多糖等生物大分子的组成变化，将是揭示海洋生态系统结构和功能的重要线索。 古海洋有机质的保存与转化： 在沉积过程中，有机质会经历复杂的化学和生物转化。本书将深入探讨这些转化过程，包括氧化还原反应、微生物降解、生物扰动以及成岩作用。我们将研究哪些有机质能够有效地保存下来，形成地质记录，甚至演变成油气等资源。对有机质分子标记物（如古菌烷、甾烷、脂肪酸）的分析，将是追溯古代海洋环境和生物群落的关键。 有机质与沉积物孔隙水化学： 有机质的降解和转化直接影响沉积物孔隙水的化学组成，释放出氨、磷酸盐、硫化物等营养物质，并改变氧化还原电位。本书将分析有机质在孔隙水化学演变中的作用，以及由此产生的化学梯度对底栖生物生存和矿物形成的影响。 第二部分：形态各异的无机非矿物——胶体、水合物与火山玻璃 除了有机质，海洋沉积物中还存在着各种形态复杂、结构不确定的无机非矿物类物质。 海洋胶体： 这一类物质极其微小（直径通常小于1微米），具有巨大的比表面积，在海洋中扮演着至关重要的角色。本书将详细阐述海洋胶体的来源，包括陆源输入、生物过程（如细菌外聚合物）以及化学沉淀。我们将探讨胶体的组成，如有机质胶体、无机胶体（如纳米颗粒氧化物、氢氧化物）以及它们的混合物。胶体在营养盐的输运、重金属的吸附、粒子的絮凝沉降以及物质循环中具有关键作用。本书将利用先进的分析技术，如透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、动态光散射（DLS），来揭示胶体的形貌、尺寸分布和表面特性。 水合物： 特别是甲烷水合物，虽然在沉积物中常常被视为一种“固态”物质，但其形成和分解过程涉及非晶态的水分子笼和气体分子。本书将探讨甲烷水合物在海底的分布、形成条件以及对沉积物稳定性的影响。我们将分析其在甲烷循环中的作用，以及对海底地质灾害（如滑坡）的潜在贡献。 火山玻璃与玻璃状物质： 火山喷发物进入海洋后，冷却形成玻璃状物质，即火山玻璃。此外，一些快速沉淀的无定形硅质或铝质物质也可归为此类。本书将研究这些玻璃状物质的化学成分、形态和光学性质，以及它们在海洋中的蚀变过程。它们可以作为指示火山活动的信息载体，也可能在溶解过程中向海水释放某些元素。 纳米颗粒： 随着纳米技术的兴起，人们也开始关注海洋沉积物中的纳米颗粒。这些颗粒尺寸极小，具有独特的物理化学性质，可能对环境产生显著影响。本书将探讨这些纳米颗粒的来源（天然或人为），以及它们在海洋中的行为和归宿。 第三部分：非晶质的无机物——氧化物、氢氧化物与生物硅 一些无机物虽然不具备规则的晶体结构，但同样在海洋沉积物中扮演着重要的角色。 无定形氧化物和氢氧化物： 例如，无定形氧化铁（如赤铁矿的前体）、氧化锰结核的早期形成阶段，以及氢氧化铝等。本书将分析它们的形成机制，通常与环境的氧化还原条件、pH值以及其他离子的存在有关。它们的高比表面积使其能够吸附大量的其他元素，成为某些地球化学过程的重要介质。 生物硅（Biogenic Silica）： 硅藻、放射虫等海洋微生物的细胞壁由非晶质的二氧化硅（SiO2·nH2O）构成。本书将深入研究这些生物硅的形成、沉积、埋藏以及溶解过程。生物硅的丰度是反映海洋初级生产力（特别是硅藻繁盛）的重要指标，同时也是海洋硅循环的关键组成部分。我们将探讨生物硅在沉积物孔隙水中的溶解与再沉淀，以及其对黏土矿物形成的影响。 第四部分：分析方法与研究挑战 为了深入理解这些非矿物与非矿物类物质，需要借助先进的分析技术。 光谱学技术： 如傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman Spectroscopy）、X射线光电子能谱（XPS），能够提供物质的化学键信息和表面化学状态。 显微成像技术： 如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM），用于观察物质的形貌、尺寸和微观结构。 质谱技术： 如气相色谱-质谱联用（GC-MS）、液相色谱-质谱联用（LC-MS），用于识别和定量有机分子。 热分析技术： 如热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC），用于研究物质的热稳定性和相变。 同位素分析： 如碳、氮、氧、硅的稳定同位素分析，为追溯物质来源和生物地球化学过程提供关键信息。 本书还将讨论在研究这些物质时面临的挑战，例如它们的复杂性和异质性、样品采集和处理过程中的潜在变化，以及不同分析方法的局限性。 总结 《海洋沉积物中的非矿物与非矿物类物质》旨在打破传统的研究界限，为地质学、海洋学、地球化学、生物地球化学以及环境科学等领域的科学家和研究人员提供一个全面而深入的视角。通过对这些常常被忽视的物质进行细致的考察，我们将能更准确地理解海洋沉积物的形成机制、物质的迁移转化过程，以及它们在调节地球气候、支持海洋生态系统和保存地球历史信息中的关键作用。本书期望激发更多对这些“非传统”沉积物成分的研究兴趣，揭示更多隐藏在海洋沉积物深处的奥秘。

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