Chemical Change in Deforming Materials (Oxford Monographs on Geology and Geophysics) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Oxford University Press, USA

作者:Brian Bayly

出品人:

页数:244

译者:

出版时间:1993-01-21

价格:USD 265.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780195067644

丛书系列:

图书标签:

Chemical Change
Deformation
Materials Science
Geology
Geophysics
Mineralogy
Metamorphism
Solid Earth
Rheology
Petrology

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具体描述

This book explains the unique changes that occur in materials when they are subjected to unequal compressions. Until now, this class of behaviors has been poorly understood. Thermodynamics has provided an excellent means of understanding and predicting material behavior at the macroscopic level; even when limited to equilibrium states, thermodynamic statements are widely useful, and with extension to nonequilibrium states, almost all observable behaviors are accessible to theory. But there is one resistant point: if a cylinder of material is more strongly compressed along its length than radially, it is in a nonequilibrium state no matter how ideal its condition in other respects. The effect of this type of nonequilibrium has not been successfully explored. The physical consequences are well known: the cylinder deforms in ways described by continuum mechanics. But the chemical consequences are less well understood. The purpose of this book is to provide the outline of a comprehensive approach to answering this question. The author's perspective differs from current technical literature by emphasizing two little-used equations that describe the cylinder's response, simplifying and clarifying the consequent chemical changes. The work will interest all geochemists, petrologists, structural geologists, and materials scientists who encounter the phenomenon.

《断裂与愈合：地壳变形过程中的物质演化》本书深入探索了在地球动力学过程中，岩石圈所经历的复杂形变以及由此引发的物质转变。我们聚焦于断裂带、褶皱带以及其他强变形区域，揭示了在极端压力、温度和化学环境下，矿物结构、晶体形态乃至整体岩石性质如何发生深刻演变。核心主题与研究方法本书的核心在于理解“变”的本质：即物质在应力作用下的响应机制。我们不仅关注形变本身，更侧重于形变如何作为催化剂，驱动矿物发生相变、溶解-沉淀、脱水-水合、固态扩散以及流体-岩石反应等一系列化学过程。这些化学变化不仅改变了材料的物理性质，也记录了其在地质历史中经历的应力状态、温度路径和流体环境。我们的研究方法涵盖了野外地质调查、实验室模拟以及理论建模。野外工作中，我们对全球不同构造环境下典型的变形岩石进行详细的野外描述和样品采集，特别关注断裂面的微观形貌、次级构造的分布规律以及与流体活动的关联。实验室模拟则通过高压高温实验设备，重现岩石在模拟地壳条件下的变形过程，并精确控制流体成分和反应时间，以期捕捉关键的化学反应过程。计算机模拟则运用多尺度模型，从原子级别的键断裂和重组，到宏观岩石圈的力学响应，全面模拟物质在变形过程中的行为。关键章节与内容亮点第一章：地壳变形的力学基础与矿物响应：本章从基础力学原理出发，阐述了岩石在不同应变率和温度下的变形机制，包括脆性断裂、韧性流动以及剪胀-剪压等。随后，重点分析了主要造岩矿物（如石英、长石、云母、橄榄石）在不同应力条件下的结构响应，例如位错的产生与运动、晶格畸变以及相变的可能性。第二章：断裂带中的流体活动与化学蚀变：断裂带是地壳中重要的流体通道，本书详细讨论了断裂带内流体的来源、运移和反应性。我们将重点分析流体-岩石相互作用在断裂带中诱导的化学蚀变现象，包括蚀变矿物的形成、蚀变带的分布特征以及蚀变程度与断裂活动强度的关系。我们将考察诸如水热蚀变、碳酸盐化、硅化等过程，并讨论它们如何影响断裂带的力学强度和渗透性。第三章：褶皱带的塑性变形与矿物重结晶：褶皱作用是地壳中韧性变形的典型表现。本章将深入探讨在褶皱过程中，矿物如何通过塑性流动、蠕变和重结晶等机制适应应变。我们将分析矿物在定向压力下的择优取向（fabric development），以及由此产生的片理和叶理。同时，重点关注重结晶过程中新矿物的成核与生长，以及它们如何记录当时的地温场和应力状态。第四章：高压-高温变形与矿物相变：在地壳深部或碰撞造山带，岩石会经历极高的压力和温度。本章将聚焦于在这些极端条件下发生的矿物相变。我们将介绍已知的固相反应和分解反应，并分析相变对岩石力学性质的影响。例如，在俯冲带中，镁铁质矿物可能发生结构重排，形成高压相，这将对地震波传播速度产生显著影响。第五章：变形过程中的同位素示踪与年代学：为了更精确地理解物质演化的时间尺度和流体来源，本书将探讨同位素地球化学在研究变形过程中的应用。我们将讨论诸如Ar-Ar定年、Re-Os定年以及Nd、Sr、Pb同位素在地质事件示踪中的作用，特别是在评估蚀变矿物的形成年龄和流体混合过程方面。第六章：变形岩石在地质记录中的意义：最后，本章将总结变形岩石所承载的地质信息，包括构造演化历史、古构造应力场、地温梯度以及流体运移路径。我们将探讨如何通过解读变形岩石的微观结构和化学组成，来重建地球内部的动力学过程，并为地震预测、资源勘探以及地热能开发提供科学依据。本书的价值与读者定位《断裂与愈合：地壳变形过程中的物质演化》面向地质学、地球物理学、地球化学以及相关工程领域的学生、研究人员和工程师。本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解地球岩石圈的动态演化，以及物质如何在漫长的地质时间里，通过变形与化学反应的协同作用，不断重塑自身。无论您是对地球内部动力学感兴趣的初学者，还是寻求前沿研究思路的资深科学家，本书都将为您提供宝贵的知识财富和启发。