地质过程定量模拟 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:石油工业出版社

作者:庞雄奇

出品人:

页数:487

译者:

出版时间:2003-9

价格:40.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502143664

丛书系列:

图书标签:

• 地质模拟
• 数值模拟
• 地质过程
• 地球动力学
• 计算地质学
• 地质建模
• 地球科学
• 物理建模
• 科学计算
• 地质灾害

《大地脉动：地球系统演化中的宏微观交织》 一、 导言：穿越时空的地球史诗 我们的星球，地球，并非静止的岩石球体，而是生生不息、时刻涌动的动态系统。从亿万年前地壳的初生，到如今地表形态的千变万化，再到深层地幔的物质对流，这一切背后都镌刻着一系列错综复杂、相互关联的“大地脉动”。这些脉动，既有震撼人心的宏大叙事，如大陆漂移、板块构造的周期性兴衰，也有细微入至的微观互动，如晶体生长、岩石变形下的力学响应。 《大地脉动：地球系统演化中的宏微观交织》并非一本关于数学公式或数值模拟技巧的书籍，而是深入探索地球系统内部能量流动、物质循环以及形态演化背后深刻的物理、化学和动力学原理。本书旨在带领读者，以一种更宏观、更系统的视角，去理解那些塑造我们星球面貌、影响生命演替的根本性过程。我们将拂去表面覆蓋的塵埃，追溯时间长河，探寻驱动地球运转的核心机制，感受大地深处蕴含的无限能量与精妙法则。 二、 构成地球的元素：物质的循环与转化 地球是一个巨大的物质循环系统，元素在岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间不断地迁移、转化和富集。本书将从组成地球的基石——各类矿物与岩石出发，解析它们的形成过程、结构特征以及在地球环境中的稳定性。 矿物的奥秘： 我们将审视那些构成地壳和地幔的硅酸盐、氧化物、碳酸盐等矿物家族，了解它们在不同温度、压力条件下如何结晶生长，又如何随着地质环境的变化而发生矿物学上的相变。例如，探究石英在不同压力下的多形体转变，揭示了地壳深部高压环境的指示意义；理解斜长石系列在岩浆分异过程中的不同熔点，解释了火成岩成分多样性的原因。 岩石的生命周期： 从炽热的岩浆冷却结晶，到沉积物在压力与胶结作用下固结成岩，再到岩石在高温高压下重结晶变质，本书将勾勒出岩石经历的三大类基本循环。我们将不仅仅停留在分类的层面，更会深入探究其中的物理化学过程。例如，分析沉积岩中颗粒的搬运、沉积、压实与胶结的机制，理解其对古环境信息记录的重要性；阐述变质岩中矿物的定向生长和变形结构，揭示其经历的地壳构造应力场。 元素的宏观迁徙： 在宏观尺度上，本书将聚焦于那些影响全球尺度的物质循环，如碳循环、水循环、氮循环等。我们将关注岩石风化过程中化学物质的释放，河流如何将溶解和悬浮物质搬运至海洋，海洋沉积物如何记录气候变化的历史，以及火山喷发如何将地幔物质带到地表。深入理解例如碳酸盐-硅酸盐循环的漫长时间尺度上的碳收支平衡，以及全球水循环在能量传递和物质分布中的关键作用。 三、 驱动大地脉动的力量：能量的流动与转换 地球系统的运作离不开能量的驱动。这些能量的来源多样，既有来自地球内部的热能，也有来自太阳的辐射能。本书将深入探讨这些能量如何在地球系统中流动、转换，并最终驱动各种地质现象的发生。 地球内部的热力引擎： 本书将重点解析来自地球内部的热能——放射性衰变能和原始热能——如何驱动地幔对流，以及地幔对流如何是板块构造运动的根本动力。我们将审视岩石在高温高压下的流变行为，理解其非弹性变形如何导致缓慢而持久的地质形变。例如，分析熔融作用在地幔上部形成岩浆，以及这些岩浆如何上升、侵入或喷发，塑造地表形态。 板块构造的力学奏鸣曲： 作为地球表层最显著的动力学过程，板块构造的形成、运动和相互作用是本书的重要组成部分。我们将从岩石圈的弯曲、断裂和滑动等力学行为出发，解释地震的发生机制，以及山脉的隆升和海洋的扩张。本书将不涉及数值模拟的细节，但会深刻阐释驱动板块运动的力场、应力应变关系以及摩擦弱化机制等。例如，理解俯冲带中 slab pull 和 ridge push 的相对贡献，以及岩石圈弹性厚度在地貌形成中的影响。 太阳能的表层雕刻： 太阳能不仅维持着地球生命，也深刻地影响着地表形态的演化。本书将探讨风、水、冰等外力如何通过侵蚀、搬运和沉积等作用，在地表塑造出壮丽的河流地貌、冰川地貌、沙漠地貌和海岸地貌。我们将从流体力学和物理化学的角度，解释这些外力的作用机制。例如，分析水流的挟带能力如何随流速变化，冰川的侵蚀力和搬运能力如何塑造 U 型谷和冰碛丘，以及风力如何通过吹蚀和搬运形成各种风成地貌。 四、 地质过程的宏微观尺度关联：从晶体到大陆 本书最大的特色在于，它不将宏观的地质现象与微观的地质过程割裂开来，而是致力于揭示两者之间深刻而精妙的关联。 晶体生长与变形的宏观效应： 岩石的宏观力学性质，如强度、延展性和断裂韧性，很大程度上取决于其中矿物晶体的微观结构、颗粒边界以及变形机制。本书将解释，例如，在高温高压下，岩石内部的位错滑移和晶粒边界蠕变如何导致地壳和地幔的缓慢塑性流动，从而驱动大陆漂移和山脉的形成。又如，在低温低压下，岩石中的微裂隙扩展和充填，如何影响岩石的渗透性和强度，从而影响地下水运动和滑坡等地质灾害的发生。 断裂与裂隙的宏观影响： 地震、火山喷发等剧烈地质事件，往往与地壳中的断裂和裂隙系统密切相关。本书将从岩石的断裂力学出发，解释不同类型断层的形成机制，以及断层活动如何导致应力集中和能量释放，引发地震。同时，本书也会探讨断裂系统如何为岩浆上升、热液循环提供通道，影响矿产资源的形成和分布。 地貌演化的多尺度叠加： 本书将展示，宏观的地貌特征，如山脉、盆地和高原，并非一蹴而就，而是多种宏微观地质过程在漫长时间尺度上叠加、演化的结果。例如，一座高大的山脉，其形成可能源于板块碰撞的宏观驱动，但其后续的剥蚀、风化、水土流失等过程，则是由微观的岩石力学性质、水流动力学以及化学风化过程共同决定的。 五、 结语：理解我们家园的脉搏 《大地脉动：地球系统演化中的宏微观交织》是一次对地球生命力的深刻洞察。它不提供操作性的数值模型，而是希望激发读者对地球系统内在逻辑的思考。通过理解这些驱动大地脉动的力量，我们可以更好地认识地球的过去，理解地球的现在，并为预测地球的未来提供更坚实的基础。 无论您是地质学领域的专业人士，还是对我们赖以生存的这颗蓝色星球充满好奇的求知者，《大地脉动》都将为您提供一个全新的视角，去欣赏那隐藏在山川河流、地震火山之下的，地球永不停歇的宏伟脉搏。它将引领您走进一个由物质循环、能量流动和宏微观相互作用构建而成的精彩世界，让您真切地感受到，大地， indeed, is alive.

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这本书的装帧设计简直是艺术品。从拿到手的触感开始，我就被它厚重的质感所吸引，封面那深邃的蓝色调，配上抽象的岩层纹理浮雕，让人联想到地球深处的神秘与力量。内页的纸张选择也非常考究，米白色的哑光纸，触感细腻，油墨印刷清晰锐利，即便是最复杂的图表和公式，也能看得一清二楚，毫无阅读疲劳感。特别值得称赞的是它的排版布局，充分考虑了读者的视觉习惯，留白得当，章节标题和正文的层级划分逻辑严谨，使得庞大的信息量在视觉上显得井井有条，毫不凌乱。翻阅时，那种仿佛捧着一本珍贵典籍的仪式感，极大地提升了阅读的专注度和愉悦度。这不仅仅是一本书，更像是一件精心打磨的工艺品，体现了出版方对知识载体的尊重和对读者体验的极致追求，让人爱不释手，即便是纯粹作为陈列品放在书架上，也是一道亮丽的风景线。

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阅读这本著作的过程中，我深刻体会到作者在构建知识体系上的宏大构思和严谨逻辑。它并非简单地罗列各种地质现象的描述，而是以一种非常系统化、层层递进的方式，将看似零散的地质事件编织成一个相互关联的动态网络。开篇部分对基础理论的梳理就奠定了坚实的基础，每一个概念的引入都伴随着清晰的数学推导或物理机制的阐述，绝不含糊其辞。随后的案例分析部分，作者巧妙地运用了多种跨学科的视角，比如从流体力学到热力学的原理，来解释板块运动、岩浆分异等宏观过程。我特别欣赏的是作者在处理复杂模型时所展现出的克制与精准，他知道何时应该深入细节，何时又需要提升到概念层面进行概括，这种掌控全局的能力，使得即便是初学者也能逐步建立起对地质系统的整体认知框架，而资深研究者也能从中汲取新的启发。

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关于这本书的实用性和参考价值，我必须给予高度评价。它不仅仅是一本理论参考书，更是一部可以随时翻阅的工具手册。书中附带的那些详尽的附录——那些关于常用物理常数的对照表、单位转换的速查表，以及最关键的、针对特定地质情景的典型方程组——都被组织得极其高效。我经常在处理手头数据时，需要快速核对某个特定应力-应变关系下的参数取值范围，而这本书总能迅速提供一个可靠的区间参考，避免了在浩瀚的网络资料中盲目搜索的困扰。可以说，作者已经预设了读者在实际工作中可能遇到的“卡点”，并提前准备好了相应的“工具箱”。这种对读者未来需求的预判和细致入微的关怀，使得这本书在我的案头已经占据了一个不可替代的位置。

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这本书的语言风格极其鲜明，兼具科学的精确性和文学的感染力。它没有采用那种板着脸的教科书腔调，反而有一种老派学者的沉稳与睿智。在阐述那些涉及数百万年尺度、人类感官难以直接触及的地质变迁时，作者总能找到恰到好处的比喻，将抽象的“时间”和“压力”具象化，让读者仿佛能“听见”岩石的缓慢呻吟，“看见”大陆板块的悄然漂移。例如，他对断层带摩擦热的描述，那种对能量转化的细腻刻画，远超一般地质学著作的描述，读起来酣畅淋漓，充满了探索未知的好奇心。这种富有张力的叙事方式，极大地降低了理解高深理论的心理门槛，让人愿意沉浸其中，跟随作者的思路，进行一场跨越时空的思维漫步。

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从内容深度上来看，这本书的价值是毋庸置疑的，它明显是集结了作者多年研究的精华，而非简单的知识点汇编。书中对于某些前沿研究方法的介绍，尤其令人眼前一亮。我留意到它详细探讨了如何将有限差分法应用于地幔对流的模拟，以及如何利用蒙特卡洛方法评估构造事件的概率区间。这些内容对于我们这些试图将理论付诸实践的科研人员来说，简直是及时雨。作者没有停留在理论探讨，而是深入到了“如何计算”的层面，提供了详实的算法思路和参数设置的考量。对于希望将自己的研究从定性描述提升到定量分析层面的读者而言，这本书提供了可以直接借鉴的操作指南，其详尽程度，几乎可以作为一本高级数值模拟的辅助教材来使用。

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