Physical Geology 101 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Ohan, Anderson/ Okulewicz, Steven/ Rigotti, Peter

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价格:32.55

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isbn号码:9780757527968

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• 地质学
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• 地质学入门
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《地球深层构造与动态演化》 ——探索行星塑造的宏大叙事 第一部分：地球的内核与地幔动力学 本书旨在为读者构建一个全面、深入理解地球内部结构、物质循环及其驱动力的知识框架。我们超越了对地表现象的简单描述，潜入地壳以下数千公里的深处，揭示支配我们所居住星球形貌与活动的根本机制。 第一章：地震波的“X光透视”：地球内部结构的精细描绘 本章将详尽阐述如何利用地震学数据解析地球的层次结构。我们将从P波和S波的速度变化、反射与折射模式入手，精确界定地壳、地幔和地核的界面。特别关注古登堡界面（Gutenberg Discontinuity）和核幔边界（CMB）的物理化学性质及其对地球磁场起源的潜在影响。深入探讨下地幔的复杂相变，如橄榄石向更高密度相的转化，以及这些转变如何影响地幔的粘滞性和对流效率。我们将结合高压高温实验的最新成果，模拟地幔深处矿物的晶体结构与动力学行为，为理解深源地震的成因提供基础。 第二章：地幔对流：驱动板块构造的“慢火” 地幔对流被视为地球内部物质和热量的主要输运机制，是驱动板块构造的根本动力。本章将详细剖析对流的类型（层状对流、整体对流）及其在不同温标下的表现。通过流体力学模型，探讨影响对流模式的关键参数：粘度（尤其关注粘度随深度和温度的非线性变化）、瑞利数（Rayleigh Number）的量级，以及热边界层（Thermal Boundary Layer）的形成与破坏过程。重点分析岩石圈地幔的力学响应，阐明岩石圈的刚性如何与软流圈的流变性相互作用，从而解释大陆拉张、裂谷形成和俯冲带的几何形态。 第三章：热流与热收支：行星的能量平衡 地球的能量来源是其动态过程的驱动力。本章将量化地核释放的热量、放射性元素衰变提供的热量（U、Th、K）以及残余的形成热。通过测量地表热流数据和深部热模型，建立全球地幔的热预算模型。探讨热量如何通过地幔柱（Mantle Plumes）和地幔坪（Mantle Slabs）进行垂直输运，以及热边界层下方是否存在“热力学瓶颈”，这直接关系到地幔对流的效率和地表的火山活动频率。 第二部分：岩石圈的构造活动与地貌形成 本部分聚焦于岩石圈的宏观运动及其在地球表面的显化——板块构造理论的深化应用与挑战。 第四章：板块构造的动力学：应力、应变与断裂 深入探讨驱动和阻碍板块运动的推力（Slab Pull）、拖曳力（Slab Suction）和脊推力（Ridge Push）的相对贡献。本章着重于岩石圈的力学响应，分析在不同应力状态下（拉张、挤压、走滑）岩石的脆性断裂和塑性流动。我们将详细解析不同类型的断层（正断层、逆断层、走滑断层）的运动学特征，以及它们如何协同作用于洋中脊扩张、大陆碰撞和转换断层系统的形成。 第五章：俯冲带：地球最大的汇聚系统 俯冲带是地球上最剧烈、最复杂的构造环境。本章细致剖析俯冲板片的几何形态——从俯冲角度到板片弯曲的演化。重点分析俯冲带的耦合机制（Coupling）：刚性摩擦和流体润滑之间的平衡，这直接决定了地震周期和海沟的形态。讨论俯冲过程中脱水的流体如何上升至地幔楔，引发弧岩浆作用（Arc Magmatism），以及这些流体对俯冲带摩擦特性和地震周期的反馈效应。 第六章：大陆碰撞与造山带的构造沉积学 本书将大陆碰撞视为一个长达数千万年的复杂增厚过程。我们将探讨地壳加厚（Crustal Thickening）的机制，包括根（Crustal Root）的形成与再循环。分析造山带中双向俯冲（Bivergent Orogeny）和剥蚀（Exhumation）的过程，结合构造应变分析，重建复杂褶皱和推覆构造的演化历史。同时，将构造活动与山脉的剥蚀速率联系起来，探讨构造热历史对岩石圈伸展和最终崩解的控制作用。 第三部分：岩浆作用、变质作用与深源过程 本部分将从物质转化的角度，审视板块活动如何改变地壳和上地幔的组成。 第七章：岩浆作用的源区与分异：从熔融到侵入 我们将超越简单的岩浆分类，深入研究岩浆起源的P-T-X条件，重点分析在不同氧逸度（fO2）和含水量下，地幔岩石（如橄榄岩、变质岩）的部分熔融机制（如减压熔融、含水熔融）。详细阐述岩浆房内的分异过程（如结晶分异、同化作用），以及这些过程如何解释地壳中广泛存在的花岗岩类岩石的化学多样性。 第八章：变质作用的压力与温度路径：记录构造应力 变质岩是记录区域构造历史的“地质钟”。本章将运用相图分析（如变质矿物组合、反应线）来重建特定构造事件（如碰撞带深埋、弧后伸展）的P-T路径。探讨变质脱水反应对区域流体活动和成矿作用的控制，特别关注高压低温变质岩（蓝片岩相）的形成和再循环机制。 第九章：地幔物质的循环与地表物质的更新 本书最后聚焦于深部过程对地表环境的长期反馈。我们将研究俯冲的板片如何影响地幔的化学组成，以及地幔柱的上升如何携带深部物质（如地幔捕掳体）进入地表。讨论大陆岩石圈的长期稳定性与动态重塑，及其对大气圈和水圈演化的深远影响。通过同位素地球化学追踪（如Nd, Sr, Hf同位素），量化地幔与地壳物质交换的速率，最终构建一个涵盖时间尺度从数百万年到数十亿年的地球物质动态循环模型。

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这本书的排版和图文的配合度，说实话，达到了我读过的科学读物中的上乘水准。很多复杂的地球动力学模型，如果仅靠文字描述，绝对会让人望而生畏，但这本书巧妙地运用了等高线图、剖面示意图和流程图来辅助理解。特别是关于地震波传播和地核结构的那几章，那些深入地幔和地核的“透视图”，色彩运用非常克制但效果极佳，有效地帮助读者在脑海中构建出一个三维的地球内部模型。我尤其欣赏它对科学史的穿插介绍，每当引入一个重要的理论（比如魏格纳的大陆漂移说），作者都会花一小段篇幅回顾提出者的探索历程和当时面临的质疑，这让冰冷的概念变得有血有肉，充满了探索精神。唯一的槽点可能在于，它对地质学软件和GIS应用的前沿进展讨论得相对保守，似乎更偏重于传统的手绘和解释方法，对于习惯了数字模拟的现代学生来说，可能需要自己再去补充这部分内容。

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这本书的封面设计倒是挺吸引人的，那种略带复古的深蓝色调，配上白色的矿物切片图样，让人一眼就能感受到地质学的厚重与神秘。我原本是抱着学习基础知识的目的来翻阅的，毕竟“101”这个数字通常意味着入门。然而，实际阅读体验却出乎我的意料，它在对岩石圈基本构成，比如火成岩、沉积岩和变质岩的分类讲解上，显得尤为详尽和系统。作者似乎非常注重细节的描绘，比如对特定矿物晶体结构的微观解释，简直像是带着你走进了一个高清的显微镜世界。我记得有一章专门讲构造板块运动如何影响海沟的形成，那种力学分析和地幔对流的图解，清晰到我几乎能想象到地球内部能量的流动。唯一的遗憾是，在讲述全球地质灾难案例时，深度略显不足，更多的是陈述现象，而非深入探讨近现代地球物理学对这些事件的最新建模成果。整体来说，对于初学者建立扎实的岩石学和矿物学基础框架，这本书无疑是一块坚实的垫脚石，它提供的知识点密度非常高，需要耐心消化。

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我以一个非地质专业背景的爱好者的角度来看待这本书，最大的感受是它的“挑战性”。它绝不是那种可以轻松浏览几页就掌握主要内容的读物。作者对术语的定义精准而严谨，丝毫没有为了降低难度而进行简化。比如，在讨论变质岩的相图和温压条件时，那些化学势和相平衡的推导过程，对于没有扎实热力学基础的读者来说，阅读门槛确实不低。我不得不经常暂停阅读，去查阅一些基础的物理化学概念，才能跟上作者的论证思路。这本书的魅力就在于它的深度，它不满足于告诉你“是什么”，而是深入挖掘“为什么会这样”。它迫使读者思考岩石在地质压力和温度梯度下，其矿物组合是如何达到稳定状态的。这种深度学习的体验是令人兴奋的，但我也必须承认，对于只想快速了解地质学基本框架的人来说，这本书的节奏可能过于缓慢和密集了。

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说实话，当我开始读这本书的时候，我感觉自己仿佛被一位经验极其丰富的野外地质学家带着进行了一次漫长的徒步考察。这本书的叙事方式非常“亲近自然”，它不是那种枯燥的教科书式堆砌定义，而是通过大量的实际案例和实地观察记录来构建知识体系。例如，在讲解风化作用时，书中配有一组对比照片，清晰地展示了不同气候带下，同一类型基岩遭受物理风化和化学风化的速率差异，这种直观的对比极大地加深了我对地貌演化过程的理解。尤其值得称赞的是，作者在阐述水文地质学概念时，对地下水运动的渗透率和补给源的描述极其细腻，甚至提到了在特定多孔介质中，达西定律的应用边界和局限性，这超出了我预想中“101”级别的深度。不过，对于那些对地质年代划分不甚敏感的读者，书中对地质年代表的引用可能会显得有些过于频繁，需要经常翻回附录进行对照，这在阅读流畅性上稍微打断了节奏。

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这本书在方法论的介绍上做得非常出色，远超一本基础教材应有的广度。它不仅仅讲解了地质学的知识本身，更重要的是，它系统地展示了地质学家是如何“思考”和“研究”这个星球的。书中有一章专门讲解了如何进行岩石学薄片鉴定，列举了各种矿物的双折射率、光性四角图的绘制步骤，甚至详细到如何校准偏振光显微镜的十字丝。这种实操层面的讲解，让书本知识与实际操作之间搭建了坚实的桥梁。此外，作者对于古生物学和地层学的结合点也处理得非常融洽，通过特定的生物化石群落来界定地层单元的沉积环境和时间跨度，逻辑链条清晰有力。如果一定要吹毛求疵的话，我认为在探讨地球磁场反转与地质记录的关联性时，可以引入更多近期的古地磁学数据和更复杂的时序分析方法，那会让整体的地球科学图景更加完整和前沿化。

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