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出版者:Academic Pr

作者:Evans, Michael E./ Heller, Friedrich

出品人:

页数:299

译者:

出版时间:2003-4

价格:$ 123.17

装帧:HRD

isbn号码:9780122438516

丛书系列:

图书标签:

• 环境磁学
• 磁性矿物
• 地球物理学
• 古地磁学
• 沉积学
• 环境变化
• 地球化学
• 岩石磁学
• 纳米磁性
• 磁记录

好的，这是为您准备的一份关于《Environmental Magnetism》的图书简介，内容详尽且专注于该领域的核心概念，不含任何其他学科内容。 --- 《环境磁学：地球系统中的磁性载体、过程与应用》 图书简介 《环境磁学：地球系统中的磁性载体、过程与应用》 是一部全面而深入的专著，聚焦于地球科学领域中一个至关重要的交叉学科——环境磁学。本书系统阐述了构成地质记录中的磁性矿物（磁性载体）的性质、它们在自然界中的形成、迁移、沉积和改变过程，以及如何利用这些磁性信号来重建古环境、古气候和地质历史。 本书旨在为地质学、环境科学、地球物理学以及考古学等领域的研究人员、高级本科生和研究生提供一个坚实的理论框架和详尽的实验方法指导。它不仅是理解地球表面过程的理论工具，更是一本实用的实验手册。 第一部分：磁性矿物学基础与载体识别 本书开篇奠定了环境磁学研究的物质基础——磁性矿物。环境磁学研究的磁性载体主要包括铁氧化物、含铁硅酸盐以及金属铁等。 铁氧化物的精细结构与磁学特性： 详细探讨了磁铁矿（Magnetite, $ ext{Fe}_3 ext{O}_4$）、磁赤铁矿（Maghemite, $gamma ext{-} ext{Fe}_2 ext{O}_3$）、赤铁矿（Hematite, $alpha ext{-} ext{Fe}_2 ext{O}_3$）和纤铁矿（Goethite, $alpha ext{-} ext{FeOOH}$）的晶体结构、化学计量、粒度和形态对宏观磁学行为的影响。特别关注了亚微米级颗粒（超顺磁、单畴、多畴）的磁畴状态对磁滞回线和温敏磁化强度的决定性作用。 粘土矿物与碎屑磁性： 深入分析了自旋磁性矿物（如含铁的粘土矿物和云母）在环境磁信号中的贡献。阐述了这些低磁性矿物如何通过其晶格缺陷或表面吸附来记录环境信息，以及如何将其与强磁性矿物区分开来。 化学成因与生物成因磁性颗粒： 专门辟章讨论了在特定地质化学条件下（如热液蚀变、氧化还原梯度）形成的磁性相，以及微生物（如磁细菌）通过生物矿化作用产生的生物磁性颗粒（Biomagnetites）。这些颗粒的形态和单畴特征使其成为高分辨率古环境记录的理想载体。 第二部分：磁性记录的形成过程（磁化机制） 本书的核心部分详细解构了磁性信号是如何被记录到沉积物和岩石中的。这涉及从源区风化剥蚀到最终沉积固结的整个物理和化学过程链。 碎屑过程与沉积记录： 详尽论述了沉积剩磁（CRM）的形成机制。在河流、湖泊和海洋环境中，磁性颗粒在水体中定向排列的过程，即沉积物定向记录（Alignment），是主要的初始记录机制。分析了沉积速率、水流动力学、颗粒大小分布对方位角和磁化强度的影响。 化学剩磁与成岩作用： 重点讲解了化学剩磁（ChRM）的获取，即在特定温压或化学条件下，新的磁性矿物相（如形成赤铁矿或磁铁矿）在地球磁场中冷却或沉淀时捕获的信号。这对于理解成岩作用、热事件（如火山活动）和水-岩相互作用至关重要。 生物/热记录： 探讨了通过生物活动（如磁细菌的沉降）或热事件（如热液活动、土壤形成过程中的高温氧化）记录下的特定磁性信号，这些信号往往具有极高的环境特异性。 第三部分：环境磁学分析技术与数据解释 本书提供了环境磁学实验的核心技术栈，强调了多参数联合分析在信号去卷积中的关键作用。 核心实验技术： 全面介绍了测量磁性载体组合的关键技术，包括： 1. 温敏磁化强度分析（Thermomagnetic Analysis）： 使用不同磁化温度下的磁化强度变化曲线（如洛伦兹分析），精确确定主要的磁性矿物相及其居里温度。 2. 等温剩磁（IRM）的饱和与矫顽力分析： 通过施加不同强度的外磁场获取的饱和磁化强度（Ms）和矫顽力（Hc），评估颗粒的大小、多晶形与化学纯度。 3. 磁化率谱分析（Frequency-Dependent Susceptibility, $chi_{ ext{fd}}$）： 利用低频和高频磁化率的差异，作为识别和量化亚微米级超顺磁颗粒含量的有效指标。 4. 多参数联合分析（Mixing Models）： 重点介绍如何通过叠加分析（如线性或非线性混合模型），从复杂的磁性信号中分离出主要来源于碎屑、化学成因和热变质的不同贡献组分。 地层学与古环境重建： 阐释了如何将环境磁学参数（如磁化率、矫顽力）作为替代性古环境指标（Proxies）应用于沉积地层序列中。这包括利用磁性强度变化来指示气候变化（如冰期-间冰期旋律）、流域侵蚀强度、河流改道事件以及土壤发育程度。 第四部分：前沿应用与地质环境背景 本书的最后部分将理论与应用相结合，展示了环境磁学在解决实际地球科学问题中的强大能力。 气候变化与季风记录： 深入分析了环境磁学在重建区域和全球气候变化中的应用，特别是在古季风强度、降雨量变化和干旱/湿润周期识别中的作用。碎屑磁性信号的强度和定向性被用来追踪风力输送的物质和河流沉积的能量变化。 构造地质与沉积盆地分析： 探讨了如何利用磁性矿物的粒度变化和变质作用标志，来追踪沉积盆地的构造沉降历史、断裂活动以及区域热流场的演变。 环境污染与地球化学示踪： 虽然聚焦地球系统，但本书亦简要涉及了环境磁学在环境地球化学中的能力，即利用高矫顽力组分指示局地的人为污染源（如冶炼、燃煤）对沉积物背景磁性的叠加效应，以及磁性矿物在重金属吸附与迁移中的作用。 结论： 《环境磁学：地球系统中的磁性载体、过程与应用》提供了一套完整的、跨尺度的研究方法论，揭示了地球表面物质循环的动力学，是理解地质档案中磁性信息复杂性的不可或缺的参考书。 ---

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