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出版者:科学出版社有限责任公司

作者:刘斌

出品人:

页数:383

译者:

出版时间:2005-7

价格:60.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030150806

丛书系列:

图书标签:

• 烃类包裹体
• 热动力学
• 相平衡
• 流体性质
• 油气藏工程
• 数值模拟
• 能量转换
• 传热学
• 工程应用
• 储层工程

矿物学与地质流体包裹体研究新篇章 本书名称： 矿物学与地质流体包裹体研究新篇章 作者： [请在此处填写作者姓名] 出版日期： [请在此处填写出版年份] ISBN： [请在此处填写ISBN号] --- 内容提要 本书是一部聚焦于现代矿物学、岩石学及其交叉学科——地质流体包裹体研究的综合性专著。它系统梳理了从宏观岩石学构造到微观流体相变机制的复杂过程，旨在为地球科学家提供一套全面、深入且具有前瞻性的理论框架与实验方法论。全书内容严格围绕矿物生长环境的重建、地质流体组分的分析、以及成因矿床学中流体-岩石相互作用的动力学过程展开，对烃类包裹体的热动力学行为不作任何涉及或讨论。 本书的撰写严格遵循科学的逻辑结构，层层递进，从基础的物理化学原理出发，逐步过渡到复杂的地球深部过程模拟。我们力求以严谨的实验数据和精密的数学模型为支撑，为读者勾勒出一幅清晰的地球深部流体活动图景。 --- 第一部分：矿物学基础与晶体生长动力学 第一章：现代矿物学理论基石 本章首先回顾了晶体学的基本原理，详细阐述了点阵理论、空间群对称性在岩石形成过程中的约束作用。重点讨论了矿物相的稳定性判据，包括吉布斯自由能、化学势在多相平衡系统中的应用。深入分析了影响矿物生长速率和形态的主要因素，如过饱和度、温度梯度以及外应力场。本章的重点在于建立一个稳固的热力学基础，用以理解矿物在不同地质环境下的结晶过程。 第二章：岩石学中的相平衡与反应动力学 本章将理论视角转向宏观岩石体系。详细介绍了岩石学中应用最为广泛的相图分析方法，包括单组分、多组分系统的相区划分和反应边界的确定。重点探讨了变质反应的动力学过程，如反应速率、活化能的测定方法及其在地质时间尺度上的意义。讨论了流体参与下的固-液反应机制，例如蚀变反应的前进与逆转，以及流体与矿物表面反应的界面动力学特征。本章不涉及任何与烃类相关的物质形态或热力学分析。 第三章：微区分析技术在矿物学中的应用 本章侧重于介绍用于表征矿物化学成分、晶体缺陷和微观结构的前沿分析技术。详细阐述了电子探针微区分析（EPMA）和扫描电镜（SEM）在元素分布和形貌观察中的精确操作规程和数据解析方法。此外，本书还详细介绍了拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱（FTIR）在识别水、二氧化碳、硫化物等无机组分，以及分析晶格内取代离子和缺陷结构方面的应用。数据处理部分强调了如何从光谱特征中反演出矿物的形成压力和温度区间，特别是针对含水相的约束能力。 --- 第二部分：地质流体包裹体：水-二氧化碳体系的理论与实验 第四章：地质流体包裹体的起源、捕获与保存 本部分是本书的核心。本章系统地定义了地质流体包裹体的类型，主要侧重于水性流体包裹体（H₂O 体系）和二氧化碳（CO₂ 体系）的形成机制。详细探讨了流体从宿主矿物中捕获的物理过程，包括快速生长捕获、二次流体再充填机制。重点分析了捕获后包裹体在降温和卸载过程中的体积变化、相分离现象，为后续的热力学分析打下基础。我们明确区分了均一化过程与重新平衡过程的特征。 第五章：水性流体包裹体的相变与PVT状态方程 本章专注于H₂O-NaCl等常见盐类体系。详细介绍了高压下水溶液的密度、比容和溶解度数据。关键内容包括：水溶液包裹体的均一化温度（T_h）的精确测定，以及如何利用冰点降法（T_m-ice）来确定包裹体中盐度（即氯离子当量浓度）。我们采用精确的PVT状态方程来模拟水溶液在深部地质条件下的物态行为，重点阐述了盐水体系的临界行为和亚临界相分离现象。 第六章：二氧化碳包裹体的热力学行为与密度测定 本章详细研究了纯CO₂包裹体和CO₂-富集流体包裹体的相变特征。深入分析了CO₂的临界点及其在不同压力下的密度变化。重点讲解了如何通过精确测定CO₂包裹体的均一化温度（T_h）和充盈温度（T_trap），并结合已知的CO₂状态方程（如Peng-Robinson或基于实验校准的模型），来反演出流体在捕获时的压力值。本章对如何区分CO₂的亚临界和超临界状态给出了明确的光学判据和计算方法。 第七章：多组分流体包裹体：H₂O-CO₂体系的相图与演化路径 本章将水和二氧化碳的独立研究结合起来，聚焦于最常见的H₂O-CO₂两相或三相流体包裹体。详细展示了H₂O-CO₂在不同温度和压力下的相图，包括气液不混溶的区域。关键在于利用包裹体内部的气泡、液滴和固相（如绿柱石）的体积比，结合相平衡定律，重建流体在成矿过程中的演化路径——即所谓的“流体演化轨迹”。对等温线上的密度变化和组分迁移进行详细的数学建模。 --- 第三部分：流体包裹体在成因矿床学中的应用 第八章：流体活动与矿床成因的耦合分析 本章将前述的热力学和相分析方法应用于实际的矿床学研究。重点分析了斑岩型、矽卡岩型和热液脉型矿床中流体包裹体所揭示的流体性质（温度、压力、盐度）。详细论述了如何通过分析不同世代矿物中捕获的包裹体（例如，早期热液阶段与晚期蚀变阶段），来构建矿床的流体演化序列图，从而判别成矿物质的来源和迁移机制。 第九章：压力信息与构造环境的关联 压力是理解地壳深部过程的关键参数。本章探讨了如何利用包裹体的“捕获压力”（P_trap）来约束矿体形成时的构造深度和区域应力场。讨论了围岩的应力状态对包裹体捕获机制的影响，以及如何通过包体证据来推断与矿化相关的断裂带的构造演化史。 第十章：同位素地球化学与流体示踪 本书最后一部分强调了包裹体研究与其他地球化学工具的结合。详细介绍了包裹体中水（δD, δ¹⁸O）和气体（δ¹³C, δ¹⁸O）的同位素分析技术。重点阐述了稳定同位素分馏在区分岩浆源流体、变质源流体或地表水混合过程中的关键作用，为最终确定成矿流体的真实来源提供了不可或缺的证据链。 --- 结论 本书通过严谨的物理化学原理、先进的实验技术和系统的案例分析，全面展示了地质流体包裹体——特别是水和二氧化碳体系——在解译地球深部热液活动中的强大潜力。本书旨在为地质学、地球化学和资源勘探领域的研究人员提供一个坚实的理论和方法论基础，以期推动我们对地球内部物质循环和矿产资源形成规律的认识迈向新的高度。本书严格聚焦于水相、二氧化碳相以及无机盐体系的热力学行为分析，未涉及烃类流体的热力学或相变特性。 --- 关键词： 矿物学、晶体生长、水溶液包裹体、二氧化碳流体、热液成矿、相平衡、均一化温度、压力恢复、岩石学。

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这本书的装帧和印刷质量，虽然是次要的，但对于一本需要频繁翻阅和做笔记的参考书来说，却是一个重要的加分项。纸张的韧度适中，墨迹清晰，即便是长时间的阅读也不会感到眼睛疲劳。更重要的是，书中对关键概念的总结和术语表的设置，非常人性化。我发现，当我需要快速回顾某个特定热力学函数定义时，可以在短时间内定位到相关内容，这大大提高了我的学习效率。虽然全书的篇幅不小，内容也相当密集，但作者精心设计的章节小结和回顾部分，起到了很好的串联作用，帮助读者消化吸收了大量的专业信息。总而言之，这本书在内容深度、逻辑严谨性和实用指导性上，都达到了一个非常高的水准，它超越了一般的教科书范畴，更像是一位资深研究者对整个领域核心原理的系统性梳理和沉淀，是值得反复研读的珍贵资料。

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这本书的文字风格，在我看来，是一种典雅而又不失精确的科学叙事。它没有过多使用华丽的辞藻，但每一个术语和每一个论断都经过了反复的推敲。我特别注意到作者在处理历史文献引用时的态度，他不仅回顾了经典理论的建立过程，还批判性地考察了早期研究的局限性，这使得全书的论述具有了鲜明的时代进步感。在介绍新的热力学方法时，作者仿佛化身为一位经验丰富的地质学家，他会不时地插入一些关于如何在野外或实验室中应用这些模型的实例，这种理论与实践的无缝对接，让原本生硬的数学公式变得鲜活起来。例如，书中关于特定岩石体系中平衡相的相图分析，不仅展示了理论推导的结果，还结合了显微镜下的薄片观察，形成了一种多维度的认知体验。这种深入浅出的讲述方式，对于想要将课堂知识应用于实际科研的年轻学者而言，是无价的指引。

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我尝试从另一个角度来看待这本书——它对我个人研究方法的重塑作用。在此之前，我倾向于使用较为线性的、基于经验的解释模型来处理一些地球深部的物理化学问题。然而，阅读这本书后，我开始重新审视自己处理数据和构建假设的底层逻辑。作者对熵增原理在不可逆地质过程中的应用讨论，迫使我思考：我们所观察到的地质现象，在多大程度上是受限于热力学驱动力的“必然”，又有多少是源于动力学过程的“偶然”。书中对于体系边界条件设定的讨论尤为深刻，它揭示了在进行地球内部过程模拟时，如何平衡理想化模型与真实复杂性的冲突。我发现，这本书不仅仅是知识的传递，更是一种思维训练的载体。它引导读者跳出单一学科的束缚，用更宏观、更本质的物理定律去审视地质学的诸多未解之谜，这对于提升研究的深度和创新性至关重要。

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这本书的封面设计充满了古朴与深邃的魅力，那种略带泛黄的书页质感，仿佛在向读者低语着尘封已久的科学秘密。我最初被它吸引，是因为我对矿物学和地球化学的交叉领域抱有浓厚的兴趣。拿到书后，首先映入眼帘的是那扎实的排版和清晰的图表，这在涉及复杂热力学模型的专业书籍中尤为难得。虽然我个人更侧重于流体包裹体的成因分析，但这本书在基础热力学原理的阐述上，建立了一个极其稳固的框架。它并非仅仅停留在理论的表面，而是深入挖掘了高压高温环境下物质相态转变的内在驱动力。书中的某些章节，比如关于特定条件下矿物溶解度的讨论，即便是对非热力学专业人士来说，也展现出一种逻辑上的严谨与美感。我尤其欣赏作者在引入新的数学模型时所展现的耐心，它引导读者一步步理解这些抽象概念是如何转化为可观测的地球内部过程的。这种由浅入深、循序渐进的叙事方式，极大地降低了专业门槛，使得即便是初次接触该领域的读者也能有所收获，可以说是为深度学习打下了坚实的基础。

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初读这本书，我最大的感受是其广阔的视野和跨学科的融合能力。它并非一本孤立的岩石学专著，而是巧妙地将物理化学的尖端成果，与地质构造演化的宏大叙事编织在一起。我曾花了好几天的时间去研读其中关于非理想溶液行为的章节，那些关于离子活度和化学势的复杂计算，被作者用一系列精妙的类比和实际的岩石学例子进行了剖析。这些例子，例如深部地幔中挥发性组分的迁移机制，都极大地拓宽了我对地质过程动力学的理解。更令人称奇的是，书中对实验数据与理论模型的拟合过程描述得极为详尽，它毫不避讳地展示了模型在某些极端条件下的局限性，并提出了未来研究的可能方向。这体现了一种非常成熟的学术态度——既要敢于构建宏伟的理论体系，也要勇于面对现实的复杂性。对于那些希望从基础数据推导出全球性地质事件驱动力的研究者来说，这本书无疑提供了一个极具启发性的视角，让人在阅读过程中不断产生“原来如此”的顿悟时刻。

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