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出版者:Springer Verlag

作者:Houlding, Simon W.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:119

装帧:HRD

isbn号码:9780387580159

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图书标签:

• 3D建模
• 地球科学
• 地质建模
• 可视化
• 数据分析
• GIS
• 地球物理
• 油气勘探
• 地质工程
• 科学计算

好的，这是一份关于《构造地质学原理与应用》的图书简介： --- 《构造地质学原理与应用》 探寻地球深部动力学与地表形变的精妙交织 引言 地球，这颗生机勃勃的蓝色星球，其壮丽的山脉、深邃的海沟以及活跃的地震与火山活动，无不铭刻着内部动力学作用的深刻烙印。构造地质学正是这样一门学科，它致力于揭示地球岩石圈的变形机制、构造单元的形成演化及其与地球内部过程的相互关联。本书《构造地质学原理与应用》旨在系统而深入地阐述构造地质学的基本理论框架、核心分析方法以及在资源勘探、工程建设和灾害预测等领域的实际应用。 本书的编写，立足于二十一世纪地球科学的最新进展，特别是对板块构造理论的深化理解和对现代形变测量技术的整合。我们力求构建一个逻辑严谨、内容详实的知识体系，引导读者从微观尺度的矿物变形，逐步过渡到宏观尺度的地壳运动，最终理解全球构造格局的形成背景。 --- 第一部分：构造地质学的基石——应力、应变与岩石响应 第1章：构造应力场的基础 本章从连续介质力学的基本概念入手，详细讨论了应力（Stress）的定义、表示方法（如柯西应力状态）及其在三维空间中的描述。重点剖析了构造地质学中最核心的三个应力状态：围压、扁平和拉伸状态，并解释了它们如何控制地壳变形的类型。通过对莫尔圆（Mohr Circle）的深入分析，读者将掌握如何从观测到的断裂或褶皱几何形态反演出形成它们所需要的古应力状态。此外，本章还引入了应力张量分解的现代方法，为后续的构造演化模拟打下坚实的数学基础。 第2章：岩石的形变与应变分析 形变是应力作用的直接结果。本章聚焦于应变（Strain）的量化描述。我们详细介绍了描述岩石形变的几何方法，包括线形、面积和体积应变。对于线形应变，重点讲解了有限应变理论，对比了旋转和非旋转变形的概念。在岩石学层面，本章探讨了从宏观到微观尺度的各种变形指标，如构造矿物定向（Fabric）的形成与测量。通过对比刚性、粘性与粘塑性变形的特征，读者将理解不同温度、压力和应变速率条件下，岩石材料表现出的差异性响应。 第3章：岩石圈的流变学与温度控制 构造活动不仅是刚性碰撞，更是一个涉及流变学行为的复杂过程。本章深入探讨了岩石在高温高压下的流变学特性，包括扩散蠕变、位错蠕变等关键机制。重点讨论了布雷克-沙佩尔（Brittle-Ductile Transition Zone, BDTZ）的概念及其对地壳厚度和构造带宽度控制的意义。结合热流模型，本章分析了地幔和下地壳的对流作用如何影响上地壳的应力状态和构造活动的时空分布。 --- 第二部分：变形构造单元的分类与识别 第4章：节理与裂隙系统 节理是构造地质学中最普遍、最直观的变形记录。本章详细分类了节理的成因（如张性节理、剪切节理、冷却节理）。核心内容聚焦于节理集（Joint Sets）的几何学分析，包括节理的产状测量、密度分析和节理系统的空间关系。本章还介绍了节理的力学模型，用以判断它们在特定应力场下形成的可能性，以及如何利用节理的几何排列来解译区域应力场。 第5章：断层几何学与运动学 断层是岩石圈发生显著位错的标志。本章系统梳理了断层的基本几何特征（倾角、走向、滑移矢量）。分类上，重点区分了正断层、逆断层和走滑断层，并探讨了它们在不同构造环境（如拉张、挤压和走滑）中的典型组合样式。运动学分析是本章的重点，通过对断层影像学（Fault Kinematic Indicators）如台阶、荷叶边、刮痕的辨识，读者将学会如何精确地重建断层运动的历史。 第6章：褶皱构造的构造几何学与力学 褶皱是地壳发生缩短形变的重要表现。本章首先定义了褶皱的基本要素（轴面、线理、倾向、波长、幅度）。分类上，详述了同宿褶皱（Concentric Folding）和同斜褶皱（Parallel Folding）的几何差异。力学部分，着重分析了褶皱的形成机制，包括压力解离（Flexural Slip）、层间滑移（Interlayer Slip）和纯剪切作用（Pure Shear）在褶皱发育中的相对贡献。 第7章：构造带与大型构造单元 本章将前述的微观和中尺度变形要素整合到区域构造背景中。详细介绍了逆冲带（Thrust Belts）、走滑断层系统（Strike-Slip Fault Systems）和裂谷盆地（Rift Basins）的构造特征。对大型构造单元的分析，涵盖了地壳增厚的机制、构造折叠与剥蚀的耦合关系，以及如何通过分析地层岩性组合来推断构造单元的性质与规模。 --- 第三部分：板块构造与构造演化 第8章：板块构造理论的现代视角 本章回顾了板块构造理论的建立，并聚焦于当前研究的前沿：如板块的驱动力（岩石圈拉伸、拖曳、俯冲带拉力）、板块运动的速率与方向测量技术（GPS、古地磁学）。重点讨论了刚性板块模型到更具流变学意义的壳幔耦合模型的转变。 第9章：地幔对流与构造活动 构造活动是地幔对流的表象。本章将构造地质学与地球物理学知识相结合，探讨了热柱（Plumes）、俯冲板块的深部形态及其对地表构造的反馈作用。分析了地幔的粘滞性变化对地壳变形幅度和速率的影响，解释了例如大洋中脊的形成和热点火山活动与板块构造的相互作用。 第10章：构造事件的年代学与时间序列 理解构造演化，必须确定事件发生的时间。本章详细介绍了用于构造事件定年的关键技术，包括放射性同位素定年（如Ar-Ar法、U-Pb法）、构造热年代学（如磷灰石裂变径迹AFT和U-Th/He）以及古地磁学在确定地层或岩体形成时间上的应用。通过案例分析，展示如何将多学科的年代学数据整合，构建区域构造事件的精确时间序列。 --- 第四部分：构造地质学的应用 第11章：油气与矿产资源勘探中的构造控制 构造构造单元的几何形状和演化历史直接控制了油气和固体矿产的聚集。本章详细论述了如何利用褶皱和断层系统预测圈闭的形态（如背斜、断块圈闭）。在矿产资源方面，着重分析了与不同构造背景相关的成矿作用，例如与伸展环境相关的沉积盆地型矿床，以及与挤压环境相关的热液脉状矿床的定位。 第12章：构造地质学在工程地质中的应用 地质灾害的风险评估高度依赖于对潜在构造活动的理解。本章讨论了区域活动断裂的识别、活动性评估及其对重大工程（如大坝、核电站）选址的影响。同时，分析了陡峭构造斜坡（如山体滑坡）的稳定性评估中，节理和断层作为潜在滑脱面的作用。 第13章：现代地壳形变监测与地震危险性评估 利用全球导航卫星系统（GNSS）和合成孔径雷达干涉测量（InSAR）等现代技术，本章阐述了如何实时监测地壳的缓慢蠕变和快速形变。最后，结合断层几何学和历史地震记录，介绍了利用构造参数来概率性地评估未来地震危险性的方法论。 --- 结语 《构造地质学原理与应用》不仅是一本教科书，更是一份深入探索地球内外部相互作用的指南。本书期望激发读者对我们脚下这片不断演化之地的深刻敬畏，并为未来的地质学家、地球物理学家以及工程技术人员提供坚实的理论基础和实用的分析工具。本书的结构旨在确保知识的连贯性，引导读者从基础力学概念出发，最终掌握复杂构造系统的解读能力。

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作为一名在油气勘探领域工作多年的专业人士，我一直在寻找一本能够弥合传统地质解释和现代计算模拟之间鸿沟的参考书。这本书恰好填补了这一空白。它对地震数据解释与三维体建模的集成方法进行了深入探讨，尤其是在不确定性量化（Uncertainty Quantification）方面的论述，展现了作者对前沿行业挑战的深刻理解。书中关于如何利用蒙特卡洛模拟来评估储层参数误差对宏观流动模拟结果影响的章节，实用性极强，为我们日常工作中的风险评估提供了坚实的理论基础和操作指导。我特别欣赏它对数据驱动模型的态度——既不盲目崇拜，也不全盘否定，而是强调模型作为一种科学假设的本质，以及与实际观测数据持续校准的重要性。这种审慎而务实的态度，对于在实际工程中部署复杂模型至关重要。它让我重新审视了我们当前工作流程中的一些潜在瓶颈，并启发了新的优化方向。

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这本书简直是为那些对地质学和计算机图形学交叉领域感到好奇的人量身定做的。我刚翻开目录就被它涵盖的广度和深度所吸引。它没有过多纠缠于那些基础到让人打瞌睡的理论，而是直接切入核心——如何将复杂的地球科学数据转化为可交互、可分析的三维模型。特别是关于地下结构可视化和参数反演的部分，作者的处理方式非常直观，仿佛有一位经验丰富的地质工程师在手把手教你。我特别欣赏它在软件应用方面的平衡性，没有偏爱某一家厂商的工具，而是提供了构建通用建模流程的思维框架。这种方法论的传授，远比单纯的操作手册来得更有价值，因为它能让人在面对未来新技术迭代时，依然保持清晰的思路。书中的案例研究非常具有说服力，它们不仅仅是展示结果，更重要的是揭示了从原始测井数据到最终高精度模型的每一步决策依据，这对于初入科研领域的研究生来说，无疑是一盏指明灯。我感觉自己不再是孤立地看待数据，而是学会了用一种更具空间感的视角去理解地球的内部运作。

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说实话，我原本以为这种类型的专业书籍都会充斥着晦涩难懂的数学公式和算法推导，读起来会像啃硬骨头一样费劲。然而，这本书的叙述风格却异常的流畅和富于洞察力。它成功地在技术严谨性和可读性之间找到了一个极佳的平衡点。例如，在讲解有限元方法（FEM）在岩土工程模拟中的应用时，作者并没有停留在枯燥的矩阵运算上，而是用非常生动的比喻将这些复杂的数学概念与实际的应力分布和变形机制联系起来。这种“软化”复杂概念的处理手法，极大地降低了非数学专业背景的读者进入该领域的门槛。我个人对其中关于地层接触面建模的章节印象深刻，它详细剖析了如何处理地质体之间非连续界面的复杂拓扑关系，这在很多其他教材中往往是一笔带过或者直接跳过的难点。这本书的价值在于，它不仅告诉你“是什么”，更深入地解释了“为什么需要这样处理”，构建了一个完整的知识体系，而不是零散的知识点堆砌。

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从一个纯粹的工程应用角度来看，这本书对高级数据结构和计算效率的关注点，令我非常满意。它没有止步于概念层面，而是深入探讨了如何优化大规模三维地质模型的构建和处理速度。书中对网格划分策略（Meshing Strategies）的讨论，涵盖了从均匀网格到非结构化网格的优缺点对比，并结合了不同计算资源下的性能考量。对于需要处理区域性乃至全球尺度地质模型的工程师来说，这些关于内存管理和并行计算的讨论提供了宝贵的实践指导。它教会我如何权衡模型的精度需求与计算成本之间的关系，而不是盲目追求更高的分辨率。总的来说，这本书更像是一本高阶工具箱，它不仅提供了工具，更传授了如何根据具体任务定制和高效使用这些工具的智慧。它真正体现了理论指导实践、实践反哺理论的良性循环。

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这本书的排版和图示设计绝对是行业内的典范。在处理三维空间数据可视化这一主题时，视觉传达的清晰度是至关重要的，而这本书在这方面做得无可挑剔。许多抽象的地下结构和复杂的流体流动路径，通过书中精心制作的全彩图例，立刻变得清晰明了。特别是那些展示不同时间步长下地质过程演化的插图，其层次感和色彩的运用都非常到位，让人在阅读时有一种沉浸式的体验。我注意到，作者在选择图例时，非常注重展示模型的**动态变化**，而非仅仅是静态截面，这对于理解构造运动或流体运移这类时变过程非常有帮助。这本书的设计者显然深知“一图胜千言”的道理，并且确保了这些“图”真正具有强大的信息承载力。这不仅提升了阅读体验，更重要的是，极大地加速了对复杂概念的理解和记忆。

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