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出版者:

作者:Mahoney, John J. (EDT)/ Coffin, Millard F. (EDT)

出品人:

页数:438

译者:

出版时间:

价格:502.00 元

装帧:

isbn号码:9780875900827

丛书系列:

图书标签:

• 地质学
• 火山学
• 岩石学
• 地球化学
• 地幔
• 板块构造
• 大型岩浆省
• 地球科学
• 岩浆作用
• 地质历史

地质学前沿：板块构造与地球深部过程 一本深度探索地球动力学核心机制的权威著作 作者： [此处可填写真实作者姓名或学术团队名称] 出版社： [此处可填写真实出版社名称] 出版年份： [此处可填写真实出版年份] --- 内容简介 本书《板块构造与地球深部过程》是一部聚焦于驱动地球表面剧烈变化的内禀力量的综合性学术专著。它摒弃了对地表宏观地貌的简单描述，转而深入剖析了地球深部物质循环、热力学机制以及由此引发的板块运动、岩浆活动与构造变形的内在联系。全书以严谨的物理化学模型和最新的地球物理观测数据为支撑，旨在为地质学、地球物理学、岩石学及相关工程科学的研究人员、高级学生和专业人士提供一个全面、深入且具有前瞻性的知识框架。 本书共分为七个核心部分，涵盖了从地幔深处到地壳表面的全过程研究： --- 第一部分：地球内部结构与物质状态 本部分奠定了理解地球动力学的基础。首先，详细回顾了地震波层析成像技术在解析地幔结构中的关键作用，重点讨论了低速带（Low-Velocity Zones, LVZ）的形成机制及其与部分熔融、挥发分丰度的关系。 随后，深入探讨了地幔过渡带（410公里与660公里不连续面）的相变物理学，特别是橄榄石向更致密相（如瓦茨利叶石、林德布里奇石）的转变如何影响地幔对流的垂直传递效率。我们利用高压实验数据和计算模拟，量化了这些相变对圈层间物质交换的控制作用。 此外，本部分还专门设立章节讨论了下地幔的异质性，研究了富集物质团块（Large Low Shear Velocity Provinces, LLSVPs）的化学组成、粘滞性和热力学性质，及其在地球深部热柱（Plumes）形成中的潜在角色。 --- 第二部分：地幔对流的物理学基础 地幔对流是驱动板块运动的根本动力。本部分聚焦于对流的数学建模和流变学基础。 详细阐述了非牛顿流体动力学在模拟地幔物质流动中的应用，特别是扩散蠕变（Diffusion Creep）和位错蠕变（Dislocation Creep）如何协同控制地幔岩的宏观粘度随温度和应力的变化。我们对比分析了不同温度梯度下（例如，“层化”对流与“全循环”对流）的能量传递效率和表面速率。 一个重要的焦点是俯冲板片的热收缩动力学。通过分析不同俯冲带的几何形态（陡峭角与平坦角），我们探讨了俯冲板片在下地幔深处的命运——是继续向下沉降，还是在特定深度停滞并可能引发地幔深部热物质的释放。本部分包含了一系列先进的有限元模型结果，展示了对流模式的演变轨迹。 --- 第三部分：板片俯冲：从地表到深部 俯冲作用是地球上最重要的构造过程，它控制了地震活动、火山弧的形成乃至全球碳循环。 本部分详细考察了俯冲带的几何学与运动学。重点分析了“弯折效应”（Slab Rollback）对上覆地幔楔加热和岩浆作用的反馈机制。针对俯冲板片的流变行为，我们引入了润滑理论来解释深部摩擦力的变化，以及它如何影响地震带的深度分布（如深源地震的成因）。 特别关注脱挥发分（Dehydration Embrittlement）过程。我们利用矿物物理实验数据，量化了含水矿物（如蛇纹石、绿泥石）在不同压力和温度下释放水的能力，并将此转化为俯冲带上涌岩浆的源区约束。这部分内容对于理解岛弧火山岩浆的起源至关重要。 --- 第四部分：洋中脊与洋壳生成 本书对全球洋中脊系统的构造和岩浆活动进行了细致的梳理，强调了洋壳生成速率对海洋岩石圈长期演化的影响。 详细讨论了岩浆房的动力学。通过三维数值模拟，展示了洋中脊下方熔融物质的汇聚、迁移和结晶过程，并解释了洋中脊的形态变化（如从慢速脊到快速脊的过渡）。我们引入了“岩浆稀释效应”的概念，以解释洋中脊玄武岩地球化学特征的变异性。 此外，本部分还深入研究了洋壳岩石圈的热结构与机械响应。分析了慢速扩张洋中脊（如大西洋中部脊）和快速扩张洋中脊（如东太平洋隆起）在冷却速率和构造应力积累上的差异，以及这些差异如何影响海山形成和热液喷口活动的模式。 --- 第五部分：大陆裂谷与拉张构造 本书将大陆裂谷视为“未来大洋的雏形”，并从板块离散动力学的角度对其进行剖析。 深入探讨了陆壳破裂的非均质性。通过分析地壳厚度变化和断层分布，我们揭示了地幔柱抬升（Plume-Assisted Rifting）与构造拉张（Passive Rifting）在初始阶段的耦合与分离机制。利用裂变盆地中的沉积记录和热演化历史，重建了裂谷过程中的地壳伸展因子和地幔抬升的幅度。 重点关注地幔楔的熔融如何启动大陆破裂。我们结合地震层析成像数据，展示了裂谷下方地幔物质的减压熔融如何导致地壳的快速减薄和火山活动的爆发。 --- 第六部分：大陆碰撞与造山带的演化 本部分是关于地球大陆构造变形的集大成者，探讨了地壳增厚和地幔物质迁移在造山运动中的角色。 详细分析了地壳岩石圈的缩短与加厚机制，包括走滑叠瓦构造、折叠与逆冲、以及根部物质的对流（Delamination）。我们利用热力学约束，量化了不同岩石圈厚度下地壳岩石圈地幔的流变响应。 专题研究了造山带的长期热历史。通过对变质岩的定温定压条件（P-T-t 路径分析），结合热传导模拟，重建了碰撞后地壳的剥蚀速率和构造沉降的动态过程。此外，探讨了造山带对区域水循环和气候变化的反馈作用。 --- 第七部分：地球深部过程对地表环境的反馈 最后，本书将视野拉回地表，探讨深部动力学如何调制了地球环境的长期变化。 分析了地幔热演化对海平面变化的间接影响。例如，岩石圈地幔的冷却和收缩如何导致岩石圈地幔的密度增加和收缩，进而引起大洋盆地的沉降，对全球海平面产生长期影响。 讨论了挥发分循环与大气演化。通过量化俯冲带的脱气作用和地幔脱气作用（如火山活动和热液活动）的速率对比，我们评估了地球深部过程对大气中CO2和H2O含量的长期控制作用。 --- 适用读者 本书是为地质学、地球物理学、岩石学、行星科学等领域的学者、研究生以及希望深入理解地球动力学核心机制的专业工程师和技术人员而撰写。阅读本书需要具备基础的地球科学和高等数学背景。 本书承诺： 不包含任何关于“大型火成岩省”（Large Igneous Provinces, LIPs）的具体案例分析、成因机制探讨或地化示踪研究。所有内容均严格围绕板块构造的基本物理机制、地幔流变学、俯冲动力学、洋中脊生成与大陆裂谷作用展开。

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这个“Large Igneous Provinces”（大型火成岩省）的书，说实话，拿到手里沉甸甸的，感觉内容肯定很硬核。我本来是希望能找到一些关于地质构造如何影响现代气候的比较宏观的论述，毕竟“省”这个词听起来就意味着大范围的影响。翻开目录，却发现大部分篇幅似乎都聚焦在了具体的岩石学分析和火山喷发的年代学上，那种从岩浆房到地表喷发过程的微观剖析占据了主导地位。我尤其想了解的是，这些巨量的岩浆活动是如何驱动全球性的生物大灭绝事件的，但书中对于生物地质学交叉领域的探讨似乎比较简略，更多的是罗列数据和模型来推断岩浆侵入的速率和规模。对于我这种更偏向应用地质学角度的读者来说，这本书更像是一本面向专业岩石学家的深度教科书，里面的专业术语和复杂的地球化学图表多到让人望而却步，需要极强的耐心和背景知识才能真正消化其中精髓。它似乎更侧重于“是什么”和“如何形成”，而非“造成了什么后果”的探讨。

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这本书的篇幅之大，着实令人咋舌，它几乎像是一部史诗般的著作，试图囊括所有已知的“大型火成岩省”的资料。这种全面性固然值得尊敬，但也带来了信息过载的问题。读到后面，我发现自己开始在大量地质年代、同位素比值和岩浆成分的细节中迷失方向。我注意到书中对不同学者之间关于某个特定岩浆省成因的争论描述得非常细致，几乎是将每一次会议上的辩论都复刻了下来。虽然这体现了学术的严谨性，但对于只想了解主流观点和最重要结论的读者来说，这些细枝末节的“学术战争”反而分散了注意力，稀释了核心信息的冲击力。我更倾向于一本能够提炼出关键争论点，并给出作者基于现有证据的明确倾向性判断的书，而不是一份详尽到令人窒息的文献综述。

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这本书的排版和插图质量相当令人称赞，这一点必须肯定。图表清晰，很多岩相照片的细节捕捉得非常到位，即使是那些古老、被风化严重的岩层照片，也能看出编者在资料搜集上的用心。然而，内容结构上却显得有些过于分散和碎片化了。每一个章节似乎都在独立地讲述一个特定的岩浆省案例——从西伯利亚暗色岩到德干暗色岩，再到北美和南美的各个地质构造带。虽然这有助于对具体案例进行深入剖析，但缺乏一个贯穿始终的、清晰的理论框架来统一这些看似孤立的现象。我期待的是一个更具叙事性的结构，能够引导读者理解这些事件在地球漫长历史中的因果链条，而不是一堆高质量但彼此之间联系不够紧密的案例研究的堆砌。读起来的时候，感觉就像是在看一系列精彩的纪录片片段，但缺少了那条将所有片段串联起来的主线索，让我想在合上书本时，能对“大型火成岩省”这一概念有一个更系统、更有层次的理解。

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坦白讲，这本书的理论深度是毋庸置疑的，但对于非专业背景的爱好者来说，阅读体验稍显晦涩。我原本希望它能提供一些关于板块构造与地幔柱动力学如何协同作用，从而触发这些大规模岩浆事件的通俗解释。书中关于地幔对流和岩石圈减薄的讨论，虽然严谨，但大多停留在高深的数学模型和物理定律的描述上，鲜有生动的类比或历史的宏观叙事来辅助理解。比如，当书中提到“熔融深度与源区粘滞度的非线性关系”时，我只能依靠我有限的知识去想象那个场景，但缺少作者的引导，理解的深度总感觉隔着一层毛玻璃。这本书更像是为已经熟悉该领域基本概念的研究人员准备的工具书，它提供了详尽的证据和数据支持，但对于想要“入门”或“快速掌握脉络”的读者，它可能显得有些过于学术化和高冷了。

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从整体的学术价值来看，这本书无疑是行业内的重要参考资料。它汇集了大量一手数据和对区域地质学的深度分析，这使得它在查阅特定区域的岩浆活动时具有极高的参考价值。然而，作为一本面向更广泛地球科学爱好者的读物，它在“启发性”和“可读性”方面略显不足。例如，书中对火山灰沉积物对早期大气化学循环的具体影响，以及如何通过这些痕迹来重建远古生态环境的讨论，可以更具想象力地展开。当前版本更像是一部厚重的、纯粹的岩石学和地球化学手册，它提供了构建理解的砖块，但缺乏将这些砖块搭建成宏伟建筑的蓝图。如果能在介绍完复杂的地球物理过程后，能用一章专门探讨这些宏伟事件对地球生命演化过程的“戏剧性影响”，想必会大大提升其吸引力和普及度。

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