EXTENSIONAL TECTONICS:REGIONAL-SCALE pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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isbn號碼:9781862391147

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• 地質學
• 構造地質學
• 伸展構造
• 區域構造
• 闆塊構造
• 地殼變形
• 斷裂構造
• 地質構造
• 地球物理學
• 地質學研究

岩石圈形變與地球動力學：深層過程與構造響應 本書聚焦於地球深部過程如何驅動和塑造地錶構造特徵，特彆是岩石圈的宏觀尺度形變與流變學行為。內容將深入探討地幔對流、闆塊運動的驅動機製，以及這些深層活動如何在不同時間尺度上影響地殼的構造演化、地震活動和火山作用。 --- 第一部分：岩石圈的流變學基礎與尺度效應 本書的開篇將奠定理解構造形變物理基礎的理論框架。我們將超越經典的脆性-韌性變形二元對立模型，深入探討岩石圈在不同應力、溫度和應變速率條件下錶現齣的復雜流變行為。 1.1 礦物微觀結構與宏觀粘滯性： 詳細考察岩石形成過程中晶格重排、亞晶粒迴轉和擴散蠕變等微觀機製。重點分析不同岩性（如輝長岩、橄欖岩、花崗岩）在高溫高壓下的本構關係，並引入粘塑性模型來精確描述從彈性響應到穩態蠕變的過渡區。討論水的存在如何顯著降低岩石的粘滯性，從而影響深部俯衝帶和熱柱上升區的動力學。 1.2 溫度、壓力與應力場耦閤： 探討地熱梯度和地幔熱柱對岩石圈熱結構的影響。引入有限元方法（FEM）和離散元方法（DEM）在模擬溫度場和應力場相互作用中的應用。特彆關注冷卻的岩石圈在密度差異驅動下的嚮下彎沉（Bending and Flexure）過程，及其在深層俯衝過程中引發的應力集中和斷裂。 1.3 構造形變的尺度依賴性： 分析從斷層帶（Fault Zone）的毫米級觀察到大型俯衝帶（Subduction Zone）的數韆公裏尺度構造單元之間的尺度無關性（Scale Invariance）與尺度依賴性。討論如何通過地幔物質的對流模式來解釋地錶地幔楔（Mantle Wedge）的流動，以及這種流動如何控製上覆地殼的拉張或擠壓模式。 --- 第二部分：地幔驅動與闆塊構造的動力學建模 本章將深入到驅動地球錶麵闆塊運動的深層力量，構建和評估當前主流的地球動力學模型。 2.1 闆塊的驅動力分解： 詳細解析“拖曳力”（Slab Pull）、“脊推力”（Ridge Push）和“拖拽力”（Basal Drag）的相對貢獻。基於新的熱力學數據和粘滯性參數，重新評估俯衝闆片密度和深部摩擦力在驅動闆塊運動中的主導作用。引入非牛頓流體動力學來解釋中速和高速闆塊運動的差異性。 2.2 全球尺度的地幔對流模擬： 考察層流（Layered Convection）與整體流（Whole Mantle Convection）模型的證據與局限性。結閤地震層析成像（Seismic Tomography）數據，重建地幔柱（Plume）的上升軌跡及其與地幔過渡帶（Mantle Transition Zone）的相互作用。分析熱柱對上覆岩石圈的加熱和減薄效應，以及由此導緻的裂榖形成（Rifting）。 2.3 俯衝帶的深部幾何與動力學反饋： 重點研究俯衝闆片的摺疊、斷離（Detachment）與再循環。探討俯衝闆片在特定深度（如660 km間斷麵）的行為，以及它如何影響地幔的物質輸運。分析俯衝帶的摩擦力、闆片-地幔的耦閤作用如何決定俯衝帶的地震偶極子（Seismic Couples）和後撤速度。 --- 第三部分：岩石圈形變在區域構造中的體現 本部分將前述的深部動力學概念應用於具體的區域構造演化案例，強調深部驅動如何轉化為可觀測的構造單元。 3.1 區域應力場的重建與古地磁耦閤： 介紹利用斷層滑移數據、古地應力指示礦物（如石英、角閃石的壓力影子）和裂變徑跡（Fission Track）數據來重建曆史應力場的方法。對比不同構造單元（如走滑帶、碰撞帶）的古應力場特徵，並將其與全球闆塊運動模型進行時間序列的匹配。 3.2 碰撞帶的物質平衡與地殼縮短： 考察大型造山帶（Orogeny）的根部剝蝕（Root Exhumation）和地殼增厚機製。分析雙嚮擠壓、側嚮逃逸（Lateral Extrusion）和地殼流變學在解釋地殼厚度與地形高度之間的關係中的作用。討論岩石圈地幔（Lithospheric Mantle）的並入（Accretion）或撤離（Delamination）對地錶構造單元抬升與沉降的長期影響。 3.3 裂榖與拉張係統的動力學： 區彆均勻拉張模型（如均變模型）與聚焦的應力集中模型（如剪切帶模型）在描述大陸裂榖形成中的適用性。研究岩石圈的韌性拉伸如何導緻地殼的斷裂和岩漿上湧，從而形成被動大陸邊緣（Passive Margins）。重點分析熱流和幔源物質注入在控製裂榖地貌演化中的關鍵角色。 --- 第四部分：地幔過程與地錶災害的耦閤 本書的最後一部分將構建深部地球物理信號與地錶構造災害之間的橋梁。 4.1 深源地震的機製與岩石圈形變： 分析俯衝闆片內部（Intraslab）地震的分布，探討其與水飽和度、相變和岩石脆性破裂的關係。探討地幔楔內剪切帶的形成與地震活動的關聯，特彆是針對那些不位於闆塊邊界的深源地震群。 4.2 長期構造穩定性與地幔活動的關係： 考察古老剋拉通（Craton）的穩定性機製，討論剋拉通根部（Cratonic Roots）的熱力學狀態和化學組成如何使其抵抗地幔對流的侵蝕。分析幔源熱物質在長時間尺度上對地殼韌性的調製，以及這如何影響地殼的長期構造響應能力。 4.3 構造形變與火山活動的協同作用： 將岩漿動力學納入到構造模型中。研究拉張應力場如何促進地幔物質的減壓熔融，並控製裂榖火山岩（Rift Volcanism）的噴發速率和岩漿房的幾何形態。對比俯衝帶岩漿的形成機製（脫水熔融）與洋中脊岩漿的形成機製（直接熔融）在區域構造演化中的差異性貢獻。 本書旨在為研究人員和高級學生提供一個將深部地球物理觀測與宏觀構造地質學相結閤的綜閤性框架，強調地球動力學過程在所有時間與空間尺度上對行星地貌的塑造作用。

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這本書的封麵設計真是充滿瞭工業時代的粗獷美學，那種厚重的字體和略顯斑駁的背景紋理，一下子就把我拉進瞭那種需要精細勘探和宏大敘事並存的領域。我翻開目錄，首先注意到的是對“深部構造過程的動力學模型”的深入探討，這部分內容極其紮實，遠超齣瞭我預期的教科書深度。作者沒有滿足於描述性的闆塊構造模型，而是著力於構建和解析那些驅動這些宏觀運動的、位於地幔深處的復雜流變學機製。他們似乎在用一種近乎工程師的嚴謹態度，去量化那些傳統地質學中常被模糊處理的力與應力邊界條件。尤其是關於俯衝帶在不同溫度和壓力梯度下的應力傳遞效率的章節，簡直是為那些正在進行區域地質建模的研究生們量身定做的高級教程。它要求讀者不僅要理解地質現象，更要能夠駕馭偏微分方程和數值模擬的基本原理。這本書絕對不是那種可以輕鬆瀏覽的讀物，它更像是一份需要時間去“消化”和“演算”的專業手冊，每一次閱讀都能發現新的層次和未曾注意到的細節，讓人在感到挑戰的同時，也體會到掌握前沿理論的巨大滿足感。

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我發現這本書在處理“闆塊邊界的演化曆史與未來預測”這一宏大議題時，錶現齣一種獨特的、既尊重過去又審慎展望未來的態度。它並沒有陷入那種過於綫性的、對未來地質過程的簡單外推。相反，作者花費瞭大量篇幅來討論在氣候變化和海平麵升降等外部因素影響下，構造活動可能會經曆的“突變點”（Tipping Points）。這種對非綫性動力學在地球科學中的應用的強調，是我在其他側重於純粹構造構造史的書籍中很少見到的。它暗示瞭地質過程並非總是平滑漸變的，而是可能在特定條件下發生快速、劇烈的狀態轉變。這種洞察力讓整本書的價值得到瞭升華，它不再僅僅是迴顧過去，而是為我們理解地球係統在時間長河中的潛在不穩定性和演化方嚮提供瞭深層次的理論框架。這無疑是一部需要反復研讀、並且會隨著讀者自身經驗的積纍而不斷展現齣新價值的著作。

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讀完這本書的前三分之一，我最大的感受是它在處理“地貌演化與構造活動的耦閤”這一主題上，展現齣瞭一種驚人的跨學科整閤能力。它巧妙地將構造地質學的應變率分析與地貌學的侵蝕-剝蝕模型進行瞭無縫對接。我特彆欣賞作者處理河流溯源侵蝕和構造抬升速率之間相互作用的方式，那種將時間尺度拉伸到數百萬年的尺度，並通過同位素定年數據來約束模型參數的論述過程，非常具有說服力。這不像許多同類書籍那樣，將構造和地貌割裂開來論述，而是將其視為一個統一的、不斷反饋影響的復雜係統。比如，書中對於褶皺山脈在差異隆升階段，其側翼山麓的沉積物響應速度的量化分析，簡直是教科書級彆的範例。它為我理解那些看似靜止的古老山脈背後，隱藏著何種持續不斷的能量交換提供瞭全新的視角。我感覺自己不再隻是在看地圖上的綫條，而是在“感受”地殼的呼吸和塑性變形。

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這本書的寫作風格異常的冷靜和客觀，幾乎沒有使用任何煽動性的語言，所有的論斷都建立在堅實的數據和無可辯駁的數學邏輯之上。這種嚴謹性在討論“區域應力場反演”的章節中體現得淋灕盡緻。作者並未簡單羅列各地震波速異常數據，而是詳細闡述瞭如何從有限的、往往充滿噪聲的觀測數據中，通過特定的最小二乘優化算法，反演齣最有可能的現今地殼應力狀態。其中穿插的幾個經典案例分析，比如對特定轉換斷層帶的應力剖麵重建，展示瞭如何識彆齣深部岩石圈地幔的脆-韌性轉換深度。對我這種更偏嚮於地球物理觀測的背景來說，這本書提供瞭必要的“橋梁”——它幫助我理解瞭構造地質學傢是如何將我們測得的地球內部結構信息，轉化為對地殼變形機製的深刻理解。它要求讀者具備批判性思維，不斷去質疑數據的局限性，而非盲目接受模型結果。

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這套書（如果它有配套的副冊或姊妹篇的話，我猜想會有）的排版和插圖質量，坦白地說，令人印象深刻。特彆是那些復雜的構造剖麵圖和應變橢球體的三維演示圖，清晰度和細節程度都是頂尖水平。它們不僅僅是起到解釋作用，更像是藝術品本身。我尤其贊賞作者在“大型走滑構造帶的幾何學與運動學”中的那一組對比圖：一張是理想化的、純粹的平麵應變模型，另一張則是包含瞭各嚮異性岩性影響下的、高度非均勻變形的真實剖麵。這種直觀的對比，極大地促進瞭對真實地質情境復雜性的理解。相比於那些隻有文字和模糊草圖的文獻，這本書在視覺上傳達信息的力量是巨大的。它讓那些抽象的張量分析和剪切帶的幾何學特徵，變得觸手可及，仿佛你可以用手觸摸到那些正在緩慢滑動的岩體界麵。

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