A Compendium of Geochemistry pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Princeton Univ Pr

作者:Li, Yuan-Hui

出品人:

页数:440

译者:

出版时间:2000-10

价格:$ 73.45

装帧:HRD

isbn号码:9780691009384

丛书系列:

图书标签:

Geochemistry
Earth Science
Environmental Science
Chemistry
Mineralogy
Petrology
Isotopes
Trace Elements
Cosmochemistry
Hydrogeochemistry

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具体描述

An ever-increasing concern over environmental degradation, together with recent technological advances, has spawned an explosion of chemical data for a wide variety of matter found on earth and in the solar system. Yuan-Hui Li's book offers professionals and students alike an indispensable up-to-date guide to geochemistry, bringing together new information on topics ranging from nucleosynthesis to crystal chemistry, from the systematics of chemical variation in the earth's core to the composition of complex organics. The objective is to illustrate the physicochemical principles and various natural processes that can explain observed compositional changes in natural substances. A general understanding of these principles and processes (including those pertaining to cosmology, geology, and biology) is essential, maintains the author, for deciphering and predicting transport pathways and final sinks of anthropogenic pollutants in our environment. The book focuses on compositional data and related references for such substances as solar photosphere, meteorites, igneous rocks, soils, sedimentary rocks, surficial waters, marine and terrestrial organisms (including humans), and aerosols. It emphasizes the use of original raw data as much as possible, and applies the statistical technique of factor analysis to elucidate any underlying interrelationships among chemical elements and given sample sets. Whenever applicable, simple chemical thermodynamic models are introduced to explain the observed partitioning of elements among different phases.

岩石与地壳深层动态：地球内部的物质循环与演化内容提要：本书深入探讨了地球内部，特别是地壳和上地幔的物质组成、物理性质及其随时间推移的动态变化。通过整合前沿的地球物理学观测、高压高温实验岩石学、同位素地球化学以及行星科学的最新发现，我们构建了一个关于地球如何从熔融状态演化至今，以及驱动其内部循环的化学引擎的全面图景。本书旨在为地球科学家、材料科学家以及对行星演化过程感兴趣的读者提供一个深入且前沿的参考。第一部分：地球的深层结构与物质基态第一章：地球分异的初始条件与地幔的构建本章首先回顾了太阳星云的形成和早期地球的吸积过程。重点分析了早期地球的化学平衡（如亲石元素与亲铁元素的分配）如何决定了地幔的初始氧化态和挥发性物质的丰度。我们考察了地球形成初期的大规模熔融事件，如“大撞击假说”对当前地幔和地核结构的影响。随后，我们详细阐述了地幔的化学异质性。从惰性气体同位素（如 ${}^{3} ext{He}$ 和 ${}^{40} ext{Ar}$）的分布，到稀土元素和高场强元素（HFSEs）的剖面分析，本章揭示了地幔从上地幔到过渡带（Transition Zone）的矿物相变如何影响了物质的物理性质和化学反应性。我们特别关注了地幔柱（Plumes）的物质来源，探讨了地幔深部可能存在的“残余地幔”（Remnant Mantle）与新鲜的、近期上涌的物质之间的化学指纹差异。第二章：高压实验岩石学与地幔矿物相本章聚焦于模拟地幔深处极端条件下的材料科学。详细介绍了使用金刚石砧（DAC）和超高温炉等先进实验技术对橄榄石、石榴石、尖晶石等主要地幔矿物进行的高压合成与结构分析。重点讨论了： 1. 橄榄石的相变与晶格缺陷：在过渡带（约 410 km 和 520 km 处）发生的主要相变，如 $eta$-橄榄石到 $gamma$-石榴石的转变，及其对地震波速和地震性的影响。 2. 含水相的存储机制：氢氧根离子（$ ext{OH}^-$）在矿物晶格中的溶解度、扩散速率，以及这些水如何有效地降低了地幔的粘度和熔点。通过对水-岩石相互作用的定量建模，评估了过渡带作为地球“水库”的潜力。 3. 熔融动力学与部分熔融：在地幔深部（如 D''层附近）发生部分熔融的温度、压力条件，以及由此产生的熔融体（岩浆）的化学成分，这些熔融体是驱动深部循环的关键。第二部分：地壳的形成、改造与循环第三章：花岗岩岩浆的起源与地壳的增生本章深入剖析了大陆地壳的形成机制。重点在于俯冲带（Subduction Zones）如何通过流体作用（Fluid-mediated processes）驱动地幔楔的熔融，产生安山岩质和花岗闪长岩质岩浆。 1. 俯冲板片的脱水作用：探讨了从蛇纹岩相到蓝片岩相再到榴辉岩相变过程中，水和挥发性物质的释放路径和效率。 2. 岩浆结晶与分异：详细分析了岩浆房（Magma Chambers）内的物理化学过程，包括分步结晶（Fractional Crystallization）、液态分异（Liquid Immiscibility）和同化作用（Assimilation），这些过程塑造了最终出露的火成岩化学成分。 3. 同位素示踪：利用锶（$ ext{Sr}$）、钕（$ ext{Nd}$）和铅（$ ext{Pb}$）的放射性同位素体系，重建了不同大陆地壳（如岛弧、造山带、克拉通）的形成年龄和物质来源的混合历史。第四章：沉积物与变质作用对化学循环的反馈本章关注于地表物质被带入地下深处后所经历的化学和物理改造。 1. 沉积物对俯冲带的贡献：沉积物（如泥岩、碳酸盐岩）的化学成分（如高 $ ext{U/Th}$ 比值、碳酸盐碳）如何被带入深部，并在俯冲过程中释放或固化。 2. 变质作用的流体化学：在中低级变质作用下，矿物重结晶释放出的流体携带的元素（如 $ ext{K}$、$ ext{Rb}$、$ ext{Ba}$）如何影响上覆地幔楔的熔融流体性质。 3. 地幔-地壳物质交换：通过对 OIB（大洋岛屿玄武岩）和 MORB（中洋脊玄武岩）的比较分析，评估了地幔与地壳之间物质循环的效率和时间尺度。重点讨论了地幔捕获物（Mantle Xenoliths）和年轻侵入岩中捕获的古老地壳物质所提供的证据。第三部分：深部循环的驱动力与长期演化第五章：放射性衰变与地球热力学本章将化学与热动力学相结合，解释了驱动地球内部对流的能量来源。 1. 内源热量预算：详细量化了 ${}^{238} ext{U}$、${}^{235} ext{U}$、${}^{232} ext{Th}$ 和 ${}^{40} ext{K}$ 在地幔和地壳中的分布，及其对当前地球热流的贡献。我们探讨了在地球演化早期，放射性元素在岩浆分异中向地壳富集的程度，以及这如何影响了地幔的冷却速率。 2. 粘度和对流模式：放射性元素衰变产生的热量分布如何影响地幔粘度，进而控制了主要的对流模式（如分层对流或全地幔对流）。我们利用热年代学（如（$ ext{U-Th}$）/$ ext{He}$ 测年法）来约束地幔物质的冷却历史。第六章：地核-地幔边界（CMB）的化学相互作用本书最后聚焦于地球内部的最深处，即地核与地幔的界面。 1. CMB 的物质传递：探讨了在极高温度和压力下，地幔物质（特别是富含硅酸盐的物质）可能渗透进入外核，或外核物质（如硫、碳、硅）渗入地幔的可能性。这些物质迁移对地核化学成分和地球发电机（Geodynamo）的影响。 2. D''层：地幔的“垃圾场”与“熔炉”：详细分析了 D''层（位于地核-地幔边界之上约 200 km 区域）的独特化学和物理特性，包括其低速区、热柱的形成以及可能存在的局部熔融带。通过对深源捕获物中超高温矿物相的分析，重建了物质在 CMB 附近的化学分异历史。结论：本书构建了一个连接地表水圈、沉积圈与地幔深部热力学的动态模型。地球的化学景观并非静态的，而是在数亿年的时间尺度上，通过板块构造、岩浆活动和放射性衰变驱动的元素重新分配不断重塑的过程。理解这些深层过程，是预测地球未来演化和理解类地行星构造活动的关键。