岩石物性块体及其地质应用

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isbn号码:9787116039865
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  • 岩石物性
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具体描述

《地质变迁中的沉积记录:河流、湖泊与海洋体系的动力学研究》 作者: 李明 教授,张伟 博士 出版社: 科学出版社 ISBN: 978-7-03-060288-6 页码/篇幅: 约 750 页(含图表、数据索引) --- 内容概述 本书聚焦于地质历史长河中,沉积物如何记录和反映地球表层系统的动态变化。它系统性地探讨了河流、湖泊和海洋三大主要沉积环境中的物质来源、搬运机制、沉积构造的形成,以及这些记录如何被用来重建古环境、古气候和构造事件。全书以沉积学和地球化学的交叉视角为指导,强调从微观的岩石学特征到宏观的地貌演化过程的综合分析方法。 本书旨在为地质学、沉积学、环境科学及资源勘探领域的研究人员、研究生以及相关行业的工程师提供一本深入、前沿且具有实践指导意义的参考著作。 --- 详细章节结构与核心内容 第一部分:沉积学基础与体系构建(第 1 – 3 章) 本部分为全书的理论基石,着重于描述构成沉积记录的基本要素和分析框架。 第1章:沉积过程的物质基础与能量转换 本章深入分析了风化、侵蚀、搬运和沉积的驱动力——能量(水流、风力、重力)。详细阐述了不同尺度的水动力学参数(如剪切应力、流速、湍流强度)如何控制颗粒的起动、悬移和沉积速率。引入了沉积物粒度分析的统计学基础,特别是矩量统计(均一性、偏度和尖峭度的地质意义)。同时,讨论了碎屑物质的物源区特征与地球化学标记物的初步关联。 第2章:沉积构造与环境指示 重点解析了沉积物在沉积过程中形成的各种构造,并将其作为古环境分析的关键工具。内容涵盖层理(交错层理、平行层理的成因机制)、交错层理的形态学分类(如雪堆状、波浪状)与水流方向重建。此外,详细讨论了侵蚀性构造(如冲刷面、导流构造)和软沉积物变形构造(如滑塌、液化构造)在地质应力与沉积速率变化中的作用。 第3章:沉积岩分类与沉积相概念的深化 基于岩性、沉积构造和化石组合,对碎屑岩、碳酸盐岩和硅质岩的现代分类体系进行了梳理。特别强调了“沉积相”这一核心概念,不仅是岩石的堆积特征,更是特定地球物理化学条件的记录。引入了相序(Facies Succession)的概念,用于描述相带在垂直和水平方向上的演化规律。 --- 第二部分:河流沉积体系的动力学(第 4 – 6 章) 本部分集中讨论水动力最活跃、物质传输效率最高的河流廊道系统。 第4章:河流系统形态学与水力学 系统研究了河流的形成、演化及其与构造背景的相互作用。详细区分了辫状河、曲流河和蜿蜒河的动力学差异,包括河道迁移速率、侧向侵蚀与堆积的平衡。探讨了洪水事件对河床地貌的重塑作用,以及牛轭湖、泛滥平等洪泛地貌的形成机制。 第5章:河流阶地与侵蚀/沉积的长期记录 河流阶地的形成被视为构造抬升、气候变化和海平面波动综合作用的结果。本章利用同位素定年技术(如$^{10} ext{Be}, ^{26} ext{Al}$)对阶地物质进行定年,重建了区域地质历史上的隆升速率和气候旋回。详细解析了河流砂体(如河道砂、堤坝砂、泛滥平原泥)在油气勘探中的储层潜力评估方法。 第6章:河流三角洲的沉积物分配与形态控制 三角洲被视为河流与海洋(或湖泊)相互作用的前沿。重点分析了河流主导型、波浪主导型和潮汐主导型三角洲的形态特征与内部沉积结构。讨论了河流改道(Avulsion)事件如何驱动三角洲的快速堆积和沉积模式的突变,以及地层地貌对三角洲沉积的控制作用。 --- 第三部分:湖泊与内陆水系沉积记录(第 7 – 8 章) 本部分关注相对封闭或半封闭水体中的沉积过程,侧重于高分辨率的环境信息保存。 第7章:湖泊沉积物序列的精细化分析 探讨了湖泊中湖底浊积流、底流以及岸边波浪作用的沉积模式。湖泊沉积物通常具有较高的有机质保存率,因此本章详细阐述了湖相沉积物中生物标志物、碳氧同位素($delta^{13} ext{C}, delta^{18} ext{O}$)在重建古水深、氧化还原条件和初级生产力方面的应用。对比了构造裂谷湖与构造沉降湖的沉积物地球化学特征差异。 第8章:冰水沉积与季节性记录(冰碛物与冰水湖) 专门讨论了与冰川活动相关的沉积记录。冰碛物的成分、构造(如冰垫、冰颤构造)是识别冰期和间冰期循环的直接证据。深入分析了冰川融水形成的冰水湖中,由冰川融水挟带的“冰川粉”(Glacial Flour)如何影响水体光学性质和生物地球化学循环。 --- 第四部分:海洋沉积体系的广域性记录(第 9 – 11 章) 本部分将研究范围扩展到全球性的海洋环境,关注大洋环流、海平面变化和生物地球化学循环的记录。 第9章:海平面变化与浅海相沉积序列地层学 基于 Vail 旋回地层学的框架,本书结合最新的构造速率和海平面数据,分析了受构造和冰期气候控制的沉积体系响应。重点解析了不同海进/海退阶段形成的层序地层单元(体系域、层序界限)的识别标准,以及浅海碳酸盐岩台地沉积的演化模型。 第10章:深海沉积:重力流与浊积扇的动力学 深海是全球沉积物的最终汇集地。本章详述了浊积流的流变学特性,包括颗粒浓度对流速和沉积物分选的影响。通过对大型浊积扇的沉积相划分(如谢尔德-菲茨杰拉德模型),研究了深海水道的迁移和堵塞机制,以及这些大型储集体的岩石学特征。 第11章:海洋地球化学记录与古气候重建 本书将化学分析提升到重要地位。讨论了海洋沉积物中微量元素(如 $ ext{Ba}, ext{Mn}, ext{Fe}$ 的氧化还原敏感性指标)和稳定同位素(特别是浮游有孔虫的氧同位素)在重建中新生代全球气候变化中的关键作用。分析了海洋缺氧事件(OAEs)的沉积地球化学签名及其与火山活动和碳循环的关系。 --- 特色与创新 1. 多尺度集成方法: 首次将微区电子探针分析(用于矿物化学)与区域构造模型(用于沉积盆地分析)在同一体系框架内进行整合。 2. 现代过程约束(Process-Based Modeling): 大量引入了最新的数值模拟结果,用以约束古环境重建中的不确定性,特别是关于水动力过程的模拟。 3. 资源与环境双重导向: 不仅关注基础理论,还提供了沉积学在油气储层预测、地下水系统评估以及古环境灾害(如海啸沉积、古滑坡)研究中的实际应用案例。 --- 适用读者 地质学、沉积学、地球科学专业本科高年级学生、研究生,以及在能源、环境和工程地质领域工作的专业人士。 ---

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作为一名长期在野外工作的地质工程师,我一直在寻找一本能够将岩石的微观性质与宏观岩体行为之间建立起有效桥梁的书籍,《岩石物性块体及其地质应用》无疑是我的首选。书中对“块体”这一概念的引入,让我豁然开朗。以往在进行地质勘察时,我们往往侧重于岩石的岩性、结构面等宏观参数,而对组成岩体的基本单元——“块体”——的细致研究稍显不足。本书的作者正是抓住了这一点,系统地阐述了岩石物性块体的定义、分类、几何特征以及力学性质。书中对块体几何参数的量化描述,例如块体尺寸分布、形状指数、界面粗糙度等,为后续的数值模拟和稳定性分析提供了可靠的输入参数。我尤其对书中关于块体力学性质的讨论印象深刻。作者没有简单地套用均质各向同性材料的力学模型,而是深入分析了块体内部的微观结构、裂隙发育情况以及块体之间的接触状态对整体力学行为的影响。例如,书中详细介绍了块体内部的应力集中现象,以及不同块体在剪切作用下可能发生的滑动机制,这对于理解断层活动、边坡失稳等过程具有极高的参考价值。此外,本书在“地质应用”部分的内容也极为丰富,作者通过大量的实际工程案例,生动地展示了如何运用岩石物性块体理论来解决工程实践中的难题。从隧道围岩稳定性分析到地下水文地质勘察,从岩质边坡的评价到地质灾害的预警,书中都提供了详细的理论依据和方法指导。这些案例的地域分布广泛,地质条件多样,涵盖了各种复杂的地质环境,为读者提供了极具借鉴意义的实践经验。这本书不仅是一本理论著作,更是一本实践指南,它为我这样的野外工作者提供了一种全新的思维方式和分析工具,能够更准确、更有效地理解和处理地质问题。

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这本书的出现,犹如为我打开了理解岩石世界的一扇新窗户。《岩石物性块体及其地质应用》并非一本枯燥的岩石物性描述手册,而是以一种更具象、更贴近实际地质体的视角,深入探讨了岩石“块体”的概念及其在地质科学中的应用。作者首先对“块体”这一核心概念进行了清晰的定义和分类,区分了不同地质营力(如构造应力、风化作用、冰冻融胀等)所形成的块体的形态特征和物质性质。书中大量的实测数据和图示,让我得以直观地理解这些块体在地下空间中的实际形态,以及它们如何受到地质环境的影响而发生演化。我尤其对书中关于块体之间相互作用的分析感到震撼。它不再仅仅关注单个岩石的力学性能,而是强调了组成岩体的无数个块体之间复杂的应力传递、变形协调以及潜在的滑动机制。通过对这些相互作用的深入研究,我们能够更准确地预测岩体在外部荷载作用下的行为。例如,在边坡稳定性分析中,书中详细阐述了如何通过识别关键块体、分析其滑动面以及评估块体之间的咬合力,来预测边坡的潜在失稳模式。书中提供的这些分析方法,对于地质工程师来说,无疑是极具价值的实践指导。此外,本书还广泛地将岩石物性块体理论应用于解决实际的地质工程问题,包括但不限于隧道工程、地下水勘察、地热开发等。每一个案例都充分展示了“块体”理论在解决复杂地质问题中的强大生命力,让我对岩石的理解,从微观的物质性质,上升到了宏观的结构和动力学行为。

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《岩石物性块体及其地质应用》这本书,彻底改变了我对岩石力学的传统认知。以往,我总觉得岩石力学似乎总是围绕着岩石试样在实验室中的测试结果展开,而对于实际工程中遇到的复杂岩体,总感觉难以找到一个恰当的分析框架。这本书提出的“块体”概念,恰恰弥补了这一不足。它不再将岩体视为一个均匀的整体,而是将其分解为具有独立边界和性质的“块体”,并在此基础上深入分析块体之间的相互作用。我尤其对书中关于块体几何特征对岩体整体力学性质影响的讨论印象深刻。例如,块体尺寸的分布、块体形状的差异、块体棱角的圆钝程度,以及块体边界(如节理、裂缝)的性质,都会对岩体的强度、变形以及破坏模式产生至关重要的影响。书中配以大量的图表和实测数据,清晰地展示了这些几何参数如何量化,以及它们在工程地质评价中的应用。更让我赞赏的是,本书并没有止步于理论的阐述,而是将“块体”理论深入地应用于解决实际的地质工程问题。从隧道掘进的围岩稳定性分析,到高边坡的失稳机制研究,再到地下水资源的勘探与开发,书中都提供了基于块体理论的具体解决方案。例如,在分析隧道围岩稳定性时,书中详细阐述了如何识别关键块体、分析块体之间的相互作用以及评估块体的滑动可能性,为隧道的支护设计提供了科学依据。这种将理论模型与工程实践紧密结合的做法,使得这本书具有极高的实用价值。它不仅仅是一本学术专著,更是一本能够指导工程实践的宝贵工具书,让我对岩石力学的理解从实验室的微观世界,拓展到了工程现场的宏观实践。

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不得不说,《岩石物性块体及其地质应用》这本书,让我对岩石的认识进入了一个全新的维度。过去,我更多地关注岩石的矿物成分、岩石类型,以及宏观的地质构造,但这本书将我的目光聚焦于构成岩体的基本单元——“块体”。作者以严谨的科学态度,系统地阐述了“块体”的定义、特征及其在地质体中的分布规律。书中对块体几何参数的量化分析,如块体尺寸、形状、角砾度等,以及这些参数与岩体整体力学行为之间的关系,让我对岩体的空间结构有了更直观的理解。我特别欣赏书中关于块体之间相互作用的深入探讨。一块岩体的强度,很大程度上取决于构成它的无数个块体之间的联系方式,以及这些块体所承受的应力状态。书中通过大量的案例分析,阐释了节理、断层等结构面对块体分割、约束以及块体滑动的影响,让我认识到,不能孤立地看待岩石的性质,而必须将其置于岩体这样一个由许多块体组成的复杂体系中进行研究。这种“块体”视角,在解释诸如隧道围岩失稳、滑坡等地质现象时,显得尤为重要。此外,本书在“地质应用”部分的内容也极具启发性。作者将岩石物性块体理论应用于工程地质勘察、边坡工程、地下水动力学等多个领域,并给出了具体的分析方法和实践建议。例如,在进行地下水数值模拟时,书中详细介绍了如何根据块体结构和连通性来构建水流模型,这对于理解和预测地下水资源开发利用中的潜在问题至关重要。这本书不仅仅是理论的堆砌,更是将理论与实践紧密结合的典范,它为我提供了一种更加系统、更加深入地理解和解决地质问题的科学方法。

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阅读《岩石物性块体及其地质应用》的过程中,我最大的感受是这本书提供了一个颠覆性的视角来看待岩石。过去,我们更多地是将岩石视为由矿物组成的材料,关注其宏观的性质,如抗压强度、弹性模量等。然而,这本书却将“块体”这一概念引入,将岩体视作由无数个尺寸、形状、性质各异的块体所组成的复杂集合体。作者首先系统地阐述了“块体”的定义、分类,以及不同地质作用(如构造运动、风化作用、水力作用)对块体形成和演化的影响。书中大量的实例分析,让我得以直观地理解这些不同类型的块体在地下的分布形态和特征。接着,本书深入探讨了块体的力学性质,这不仅仅是单个块体的性质,更是块体之间相互作用的综合体现。我尤其对书中关于块体滑动机制的分析印象深刻。它揭示了岩体失稳,往往并非是岩石本身强度不足,而是由于块体之间的连接被破坏,导致块体发生滑动。作者通过数值模拟和物理试验,清晰地展示了不同类型的块体滑动模式,以及它们对岩体整体稳定性的影响。这种对块体间相互作用的精细刻画,为理解诸如滑坡、崩塌等灾害的发生机理提供了关键线索。在“地质应用”方面,本书的贡献同样卓著。它将岩石物性块体理论应用于隧道工程、边坡工程、基础工程等多个领域,并提供了具体的分析方法和设计原则。例如,在进行边坡稳定性分析时,书中详细介绍了如何通过识别关键块体、分析块体间的接触性质以及评估块体的滑动面,来预测边坡的潜在破坏模式。这本书不仅在理论上具有高度的创新性,在实践应用上也具有极强的指导意义,它为我解决实际地质问题提供了全新的思路和工具。

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《岩石物性块体及其地质应用》这本书,让我对岩体结构有了前所未有的认识。在此之前,我可能更多地关注岩石的类型、裂隙发育情况,但这本书将“块体”作为一个基本单元,对岩体进行了更为细致的划分和分析。作者系统地梳理了块体的定义、分类,以及它们在地质体中的形成机制和空间分布特征。书中配以丰富的地质图像和示意图,让我能够直观地理解不同成因的块体(如构造块体、风化块体、剥蚀块体)的形态差异。我特别喜欢书中关于块体几何参数与岩体宏观力学性质之间关系的论述。例如,块体尺寸的分布、形状的复杂程度、棱角的圆钝性,以及块体边界(裂缝、节理)的性质,都对岩体的整体强度和变形行为有着决定性的影响。书中通过量化分析,为我们提供了一种评价岩体性质的更精细的方法。更重要的是,本书将“块体”理论巧妙地应用于解决实际地质工程问题。从隧道开挖的围岩稳定性评估,到高边坡的变形破坏机制研究,再到地下水流动的模拟,书中都提供了基于块体理论的分析框架和解决方案。例如,在进行隧道围岩稳定性评价时,书中详细阐述了如何识别关键块体,分析块体之间的相互作用,以及评估块体失稳的可能性,这为隧道的支护设计提供了重要的理论依据。这本书不仅在学术上具有重要价值,更在实践中能够指导工程设计和施工,为解决复杂的地质工程难题提供了有力的工具。

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这本书的出现,着实让我这个地质爱好者眼前一亮。一直以来,在阅读关于岩石力学、工程地质的书籍时,总觉得在“宏观”的岩体描述和“微观”的岩石矿物性质之间,存在着一个抽象但至关重要的环节,而《岩石物性块体及其地质应用》恰好填补了这个空白。它不仅仅是简单地罗列岩石的物理性质,而是将这些性质置于“块体”这个更贴近实际地质体形态的概念框架下进行探讨。我印象最深刻的是书中对“块体”这一概念的定义和分类,它并非一成不变,而是与岩体的形成过程、构造应力、风化剥蚀等多种地质因素紧密相关。比如,书中对不同成因的块体(如构造块体、风化块体、剥蚀块体)的形态学特征进行了详尽的描述,配以大量的实测剖面图和示意图,让读者能够直观地理解这些不同类型的块体在地下的分布和形态。更重要的是,作者并没有停留在形态学的描述,而是深入分析了不同块体在力学响应上的差异。例如,对节理发育的块体,书中详细探讨了节理面的粗糙度、充填物、连通性等对块体整体强度和变形特性的影响,这对于理解边坡稳定性、地下开挖支护等工程问题具有极其重要的指导意义。我尤其欣赏书中将这些理论知识与实际工程案例相结合的做法。通过对实际工程项目(如隧道开挖、大坝基础、边坡支护等)的案例分析,读者可以看到岩石物性块体理论是如何被应用于解决现实世界中的工程难题的。这些案例涵盖了不同地质环境、不同岩性条件下的问题,为不同领域的工程技术人员提供了宝贵的参考。可以说,这本书提供了一个全新的视角来审视岩石的性质,从“块体”的视角出发,将微观的性质与宏观的岩体行为有机地连接起来,为理解和预测复杂地质体的行为提供了坚实的理论基础和实用的分析工具。

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读罢《岩石物性块体及其地质应用》,我深感这本书的价值远超我对一本岩石学专著的预期。它并非仅仅停留在对岩石物理性质的静态描述,而是将岩石视为一个动态的、具有一定空间形态的“块体”,并深入挖掘了这些块体在不同地质环境下表现出的复杂行为。书中对“块体”的定义和分类,让我认识到,我们通常理解的岩体,实际上是由无数个不同尺寸、不同形状、不同性质的块体所组成的集合体。作者通过对块体几何参数(如尺寸、形状、边界条件)及其力学性质(如抗拉强度、抗压强度、剪切强度、弹性模量等)的系统性梳理,构建了一个相对完整的“块体”分析框架。我特别喜欢书中关于块体之间相互作用的讨论。一块岩石的力学性质,并不能简单地等同于其宏观岩体的力学性质,因为块体之间的接触、摩擦、咬合以及节理的贯通与闭合,都在很大程度上影响着岩体的整体响应。书中通过数值模拟和物理试验相结合的方式,详细阐释了块体相互作用对岩体变形、破坏模式的影响,这对于进行岩体稳定性评价、地下空间开发等至关重要。此外,书中对不同地质营力(如构造运动、风化侵蚀、水力作用)如何影响岩石物性块体的演化过程也进行了深入的探讨。例如,构造应力如何导致岩体破碎形成不同尺寸的块体,风化作用如何改变块体的边界性质和内部结构,水力作用如何通过节理缝隙渗透而影响块体的力学行为等等。这些内容让我对岩石的“生命周期”有了更深刻的理解,也认识到在进行地质分析时,必须考虑岩石物性块体的时变性。这本书的语言清晰,逻辑严谨,图文并茂,即使是复杂的地质概念,也能被作者解释得通俗易懂,这对于非专业背景的读者也十分友好。

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《岩石物性块体及其地质应用》这本书,让我深刻地认识到,对岩石的理解,不能仅仅停留在其微观的物质组成,而必须将其置于一个具有实际空间形态和边界条件的“块体”框架下进行研究。作者系统地阐述了“块体”的定义、分类,以及不同地质过程(如构造运动、风化作用、水力作用)如何塑造和影响着这些块体。我尤其对书中关于块体几何参数量化的讨论印象深刻。块体的尺寸、形状、棱角度,以及块体边界(如节理、裂缝)的性质,这些看似细微的因素,却对岩体的整体力学行为起着至关重要的作用。书中通过大量数据和图表,清晰地展示了这些几何参数如何影响岩体的强度、变形以及破坏模式。更让我赞赏的是,本书在“地质应用”方面的内容非常丰富和实用。作者将岩石物性块体理论巧妙地应用于解决隧道工程、边坡工程、地下水动力学等多个领域中的实际问题。例如,在进行隧道围岩稳定性分析时,书中详细介绍了如何识别关键块体,分析块体间的相互作用,并评估块体的滑动可能性,这为隧道支护设计提供了重要的理论依据。这种将抽象的理论概念与具体的工程实践紧密结合的做法,使得这本书具有极高的价值。它不仅为我提供了全新的理论知识,更教会了我如何运用这些知识去解决现实世界中的地质难题,让我对岩石的认识上升到了一个全新的高度。

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《岩石物性块体及其地质应用》这本书,给我的地质知识体系带来了革新性的冲击。在此之前,我习惯于将岩石理解为一种均匀的物质,或者关注其宏观的构造特征,但本书提出的“块体”概念,将我的视野引向了一个更精细、更具象的层面。作者并非简单地介绍岩石的物理化学性质,而是将这些性质置于一个具有特定空间形态和边界条件的“块体”框架下进行研究。书中对块体形态的分类和描述,结合了大量的地质图像资料,让我得以直观地理解不同成因(如构造应力、风化作用、冰冻融胀等)所形成的块体在尺寸、形状、棱角等方面存在的差异。更重要的是,书中深入分析了这些块体的力学性质是如何受到其自身物质组成、内部微裂隙发育程度以及块体边界条件(如节理面、接触界面的性质)的影响。我特别被书中关于块体之间相互作用的论述所吸引,它揭示了岩体整体的力学行为,并非是构成它的无数个块体简单叠加的结果,而是这些块体之间复杂的应力传递、变形协调以及潜在的滑动失稳过程的综合体现。通过书中提供的数值模拟和有限元分析案例,我得以理解不同块体组合方式如何影响岩体的整体承载能力和变形模式。这对于进行复杂地下工程的设计,如核废料储存库、大型地下开挖等,具有不可估量的价值。此外,本书还将“块体”理论巧妙地应用于解决各种地质问题。从地应力场的重构到地下水运移的模拟,从地质灾害的风险评估到工程地质勘察的优化,书中都提供了基于块体理论的创新性解决方案。例如,在评价边坡稳定性时,书中详细阐述了如何通过识别和分析关键块体及其滑动机制,来预测边坡的潜在失稳模式。这本书的理论深度和应用广度都给我留下了深刻的印象,它不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的老地质家在与你分享他对岩石世界最深刻的洞察。

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