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出版者:第1版 (2004年7月1日)

作者:罗霞

出品人:

页数:172 页

译者:

出版时间:2004年7月1日

价格:45.0

装帧:平装

isbn号码:9787502146306

丛书系列:

图书标签:

• 天然气
• 资源评价
• 油气工程
• 储层评价
• 勘探开发
• 能源
• 地质工程
• 地球科学
• 油田
• 天然气工程

《地球深部物理化学过程与矿物形成》 内容简介 本书系统深入地探讨了地球深部的高温高压环境下，物质的物理化学性质如何演变，以及这些变化如何驱动关键矿物相的形成、变质和再结晶过程。全书以多学科交叉的视角，融合了矿物学、岩石学、地球化学、高压物理学和计算模拟的最新研究成果，旨在为地球科学、材料科学以及资源勘探领域的研究人员和高级学生提供一个全面、前沿的理论框架。 第一部分：地球深部环境的物理化学基础 本部分首先确立了理解深部过程的理论基石。详细阐述了在极端压力（数GPa至数百GPa）和温度（数百至数千开尔文）条件下，常见硅酸盐、氧化物和硫化物固体的晶体结构稳定性、相变机制与热力学性质。 高压晶体结构与键合： 深入分析了原子尺度上，压力如何压缩电子云，导致配位数增加、键长缩短以及晶格对称性的改变。重点讨论了橄榄石、尖晶石、后尖晶石相以及硅酸盐玻璃在高压下的结构演化，利用X射线衍射和拉曼光谱的实验数据，辅以第一性原理计算结果，构建了可靠的P-T相图模型。 流体与熔体的行为： 探讨了水、二氧化碳、硫化物等挥发性组分在深部地幔和地壳熔体中的溶解度、扩散系数和电导率。阐述了超临界流体在岩石圈和软流圈物质迁移中的作用，以及它们如何影响岩浆的物理性质（如粘度、密度）和分异过程。讨论了高压下水在含水矿物（如蛇纹石、绿泥石）中的结合状态和脱水反应动力学。 反应动力学与传输过程： 考察了深部高温下固-固、固-流体界面反应的活化能和反应速率。重点剖析了扩散过程在矿物变质和热历史重建中的关键作用，包括自扩散与组分扩散的差异性，以及在非均质体系中，化学势梯度如何驱动物质传输。 第二部分：深源矿物的生成与变质 本部分将理论基础应用于具体的岩石学过程，聚焦于深部地幔和下地壳的物质组成与演化。 地幔矿物学与地球结构： 详细梳理了上地幔（岩石圈和软流圈）的典型矿物组合，包括橄榄石、辉石、石榴石及铝硅酸盐矿物。重点分析了地幔物质的化学不相容性元素分配系数，以及这些分配系数对岩石圈地幔折射和对流模式的控制。深入讨论了过渡带（410 km 和 520 km 间断面）的相变——尤其是橄榄石向瓦兹利石和林伍德石的转化——及其对地震波速异常的贡献。 地幔熔融过程与岩浆起源： 基于热力学模型（如液相线计算），模拟了不同压力下地幔楔、地幔柱或俯冲板片部分熔融的初始温度和岩浆成分。区分了地幔减压熔融、含水相熔融（Addtition of volatiles）和地幔过热熔融（Thermal input）的特征，并将其与地表常见的玄武岩类型联系起来。 变质作用与俯冲带物理化学： 集中研究了俯冲带中含水岩石圈的物理化学演化。分析了高压下脱水反应的序列，如绿泥石向蓝片岩相、角闪岩相的转化路径。阐述了俯冲板片释放的流体如何驱动上覆地幔的楔形熔融，以及“脱水”和“熔融”过程在岩石圈-软流圈边界形成的耦合机制。 第三部分：高压实验技术与计算模拟 为验证和拓展地球物理观测数据，本部分介绍了支撑深部研究的关键实验和计算方法。 极端条件实验技术： 详细介绍了腔体技术在模拟深部环境中的应用。重点讲解了金刚石对顶砧（DAC）和多砧高温高压装置（HIP/Walker Press）的工作原理、样品制备、压力与温度的标定方法。讨论了在线原位（In-situ）表征技术，如同步辐射X射线衍射、高能X射线吸收近边结构（XANES）在监测相变和化学键合变化中的优势与局限。 计算地球物理化学： 阐述了基于密度泛函理论（DFT）和蒙特卡洛模拟等方法在预测未知矿物稳定性和计算精确热力学参数中的应用。讨论了如何利用计算模拟来建立可靠的、跨越数千开尔文和数十吉帕的有效哈密顿量和状态方程（EoS），以校准和约束宏观实验数据。 同位素地球化学的深部示踪： 探讨了在高温高压下，放射性同位素和稳定同位素（如氧、硅、镁）在矿物晶格内或界面处的分配系数与扩散速率。这些数据是重建深部物质循环历史、判断岩浆/流体源区和测定岩石冷却速率的至关重要参数。 总结与展望 本书最后总结了当前深部物理化学研究在理解地球动力学、矿物圈层结构和地幔热演化中的关键贡献。同时，指出了当前面临的挑战，如极端条件下流体-固体的耦合传输、超高压下非晶态物质的性质，以及如何将小尺度（原子/纳米级）的物理化学结果有效外推到地球尺度的动力学模型中。本书为深入探索地球内部的物质循环和能量平衡提供了坚实的理论和方法论基础。

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这本书读下来，我最大的感受是它的“前瞻性”。在很多同类书籍还在固守传统的岩心分析和测井解释方法时，这本书已经开始大篇幅讨论人工智能和机器学习在非常规评价中的应用潜力。它没有空谈未来，而是给出了几个实际可操作的流程框架，比如如何用神经网络处理海量地质参数，以提高非均质性储层的预测精度。作者对新兴技术的理解非常到位，既看到了它们的潜力，也清醒地指出了当前数据质量和模型泛化能力上的瓶颈。这种平衡的视角，让我感到非常踏实。此外，书中对于环境、社会和治理（ESG）因素在资源经济性评价中的纳入探讨，也是一个亮点。它提醒我们，评价一个资源是否“可行”，不能只看地下的储量数字，还要考虑开采的长期影响和社会的接受度，这无疑拓宽了我们对“资源评价”这一概念的理解边界。

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这本书的装帧和排版也值得称赞，要知道，一本技术性这么强的书，如果图表混乱、公式印刷不清，阅读体验会大打折扣。但这本书的印刷质量非常高，大量的地质剖面图、岩相图和数据分布图都清晰锐利，颜色还原度很高，这对于解读复杂的空间分布特征至关重要。我尤其注意到，书中的参考文献列表极其详尽且与时俱进，这表明作者在撰写过程中进行了大量的资料搜集和交叉验证，保证了内容的权威性。在我看来，这本书更像是一本工具箱，而不是一本历史书。它不是在描述过去人们是如何评价资源的，而是在提供一套可以直接投入使用的、经过实战检验的现代评价体系。对于任何希望在油气勘探开发领域深耕，并且追求技术前沿的人来说，这本书无疑是架子上必备的一本“实战宝典”，它的价值绝对超过了书本本身的价格。

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我是在准备一个重要的内部技术评审前夕接触到这本书的，坦白说，当时压力山大，需要快速梳理和巩固自己在储层评价领域的一些知识盲区。这本书的结构设计简直是为高强度学习量身定制的。它的章节划分非常精细，每一小节都聚焦一个明确的技术点，并且每章末尾都有一份“自检清单”，让你能迅速评估自己对本章知识的掌握程度。我发现它在处理数据处理和可视化方面的内容尤其出色，它没有局限于传统的二维图件，而是花了大量篇幅介绍三维地质建模和动态监测技术如何反哺到静态评价的校正中。书中详细介绍了多方法集成评估的流程，强调了单一方法结论的局限性，并提供了一套行之有效的权重分配策略。这种注重方法论的严谨性，让我对自己报告中的论证逻辑充满了信心。它不仅仅告诉你“怎么算”，更重要的是告诉你“为什么这么算最合理”，这种深度思考的训练，对职业发展至关重要。

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这本书的文字风格，说实话，初看有点像某个资深专家随手记下的心得体会，非常口语化，但这种“不拘小节”恰恰是它的魅力所在。它不像某些学术著作那样佶屈聱牙，而是用了大量生动的比喻来解释复杂的地球物理概念。比如，它把储层渗透率的评价过程比作“给一个布满迷宫的地下水系测量水流速度”，一下子就抓住了问题的核心。更让我惊喜的是，作者似乎非常理解非科班出身的读者在面对专业术语时的困境，总能在关键的数学公式旁边，用一句大白话点拨一下公式背后的物理意义。我尤其喜欢其中关于储层敏感性分析的那一章，作者没有直接上复杂的数学推导，而是通过构建几个极端的假设情景，让你自己去感受不同参数微小波动对最终储量估算会产生多大的“蝴蝶效应”。这种引导式的学习方法，比死记硬背公式有效得多，它培养的是一种批判性思维，让你在面对任何评价报告时，都能多问一个“为什么”和“如果……会怎样”。

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这本书，拿到手里的时候，我本以为它会是一本枯燥的教科书，毕竟“资源评价”这几个字听起来就让人头大。但翻开目录的那一刻，我被它那清晰的脉络吸引住了。它不是那种只堆砌理论的死板读物，而是非常注重实践操作的指南。书里详细阐述了如何从地质勘探数据入手，一步步建立起一个资源的初步认知模型。我特别欣赏它在风险评估部分的处理，作者没有简单地给出各种百分比，而是深入剖析了影响评价结果的非线性因素，比如地质构造的复杂性、流体性质的动态变化，这些都是在实际工作中让人头疼的关键点。读完这部分，我感觉自己像是接受了一次高级的野外地质调查培训，对如何量化不确定性有了更深刻的理解。尤其是在案例分析中，作者引用了几个国际上著名的非常规储层项目，用直观的图表和数据对比，将抽象的评价方法具象化了，这对于我们这些一线工程师来说，简直是及时雨，让我们可以迅速将书中的知识应用到手头的项目中去，而不是停留在纸上谈兵的阶段。

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