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谢家荣文集：石油地质学（第4卷），ISBN：9787116058026，作者：谢家荣 著
《地球深部演化与矿产资源展望》 内容简介 本书汇集了当代地球科学领域多位资深学者的最新研究成果与深刻洞察，聚焦于地球内部圈层的相互作用、动力学过程及其对地表物质循环和资源分布的控制机制。全书结构严谨，内容前沿，旨在为地质学、地球物理学、矿产资源勘探等相关领域的科研人员、工程师及高年级学生提供一个全面、深入的学术参考。 全书分为六个主要部分，共计三十章，深入探讨了从地幔深部到地壳表层，再到新生代地球系统的复杂演化历程。 第一部分：地幔动力学与地球深部过程 (Deep Mantle Dynamics and Processes) 本部分着重于地球内部最不透明也最关键的区域——地幔的物理性质、热演化历史及其对板块构造的驱动作用。 第一章：地幔对流的数值模拟前沿 详细介绍了当前最先进的、高分辨率的三维对流模型，特别是考虑了粘滞性、相变和热扩散的非线性效应。重点讨论了深部地幔柱的起源与演化，以及地幔过渡带（410 km和660 km间断面）对物质输运的影响。分析了地幔热力学参数的最新约束，特别是利用高压实验数据和地震波层析成像结果进行反演和校正的方法。 第二章：下地幔过渡层结构与物质循环 深入探讨了下地幔过渡层中常见的高压矿物相（如布里奇曼石、后布里奇曼石结构）的稳定性和动力学行为。结合全球地震波速异常数据，识别并追踪了若干重要的冷板片俯冲带和热柱的深部轨迹。讨论了俯冲板片在660 km间断面停滞或穿透的条件，以及这对地幔物质混合和热结构的长期影响。 第三章：外核-下地幔耦合机制 考察了地核与地幔之间的热交换与物质交换过程。分析了D''层的不均匀性及其与地幔热柱的潜在关联。讨论了磁场起源（地磁发电机）与地幔热通量变化之间的反馈机制，特别是古地磁记录中指示的地幔-外核边界活动的波动。 第四章：地幔捕获的古老物质追踪 运用同位素地球化学（如Hf-Nd、Sr-Pb系统）的示踪技术，重建了地球早期形成和分异过程。识别并描述了“非混合性”的地幔储库，探究其形成于地幔演化早期阶段的理论依据，并对比了不同地幔储库的地球化学特征。 第二部分：岩石圈演化与板块构造的驱动力 (Lithospheric Evolution and Plate Tectonic Drivers) 本部分将视角聚焦于地球最外层的刚性圈层——岩石圈，探讨其形成、改造过程及其与地幔运动的协同作用。 第五章：大洋岩石圈的形成与冷却历史 基于洋中脊扩张速率和热演化模型，重建了大洋岩石圈从洋中脊形成到俯冲消亡的冷却历史和厚度变化。讨论了岩石圈地幔中橄榄石晶格优于（LPO）对地震各向异性的贡献，以及深部水圈循环对洋壳和岩石圈地幔的流变学影响。 第六章：大陆岩石圈的增生与拆沉 系统阐述了大陆增生带的构造模型，包括弧-陆碰撞、增生楔的形成与迁移。重点分析了大陆地壳和岩石圈地幔在构造应力下的分离（拆沉）过程，并结合大地热流数据和波速结构，评估了中国东部和北美西部品尝岩石圈的拆沉现象。 第七章：陆内变形与走滑构造体系 研究了远离板块边界的内陆地区，如欧亚大陆内部，应力传递与变形的规律。详细解析了大型走滑断层的几何学特征、运动学模式及三维应力场分布，探讨了深部岩石圈流变学性质对陆内造山带（如青藏高原）快速隆升和侧向挤出的控制作用。 第八章：火山活动的深部源区与控制 从岩浆房动力学角度，研究了地幔物质上涌、减压熔融和壳内结晶过程。对比分析了洋岛玄武岩、大洋中脊玄武岩（MORB）和大陆溢流玄武岩（CFB）的岩浆成因，并利用地球化学示踪剂（如O/Hf比值）区分了地幔源区的特征。 第三部分：地壳结构与沉积盆地地球物理成像 (Crustal Structure and Sedimentary Basin Geophysics) 本部分侧重于利用先进的地球物理方法，高精度刻画地壳结构，并探讨沉积盆地的形成和油气资源赋存的构造背景。 第九章：主动源地震学在地壳成像中的进展 介绍了深穿透地震（DSS）和宽方位角地震数据采集的新技术。重点展示了利用高频接收函数和全波形反演（FWI）技术获得的华北克拉通、中亚造山带等地壳精细结构剖面图，揭示了壳内低速带和高速体的分布。 第十章：被动源地震学与地壳各向异性 阐释了背景噪声层析成像（NAI）技术在构建区域性地壳三维速度结构中的优势。分析了地壳内流变学过程（如走滑断裂带的剪切）如何诱导地震波速的各向异性，并利用此信息反演了潜在的构造应力场。 第十一章：沉积盆地的构造-热演化历史重建 将构造地质学与热流体包裹体、烃源岩成熟度等数据相结合，重建了大型沉积盆地（如塔里木盆地、北美盆地）的构造沉降史、剥蚀量和热演化史。讨论了地壳减薄、裂谷拉张和走滑挤压等不同构造背景下对沉积盖层的控制。 第十二章：地壳流变学与应力积累 探讨了地壳不同岩石类型在不同温度和应力条件下的流变学行为。基于流变模型，模拟了地壳尺度的应力传递路径，并解释了浅源地震的孕育机制与深部岩石圈结构的关联。 第四部分：关键矿产资源与成矿系统的地球动力学背景 (Geodynamic Setting of Critical Mineral Deposits) 本部分将地球动力学过程与经济地质学紧密结合，分析了多种关键矿产资源的形成与全球构造背景的耦合关系。 第十三章：斑岩型矿床的深部热源与流体迁移 研究了与岩浆弧和后碰撞伸展环境相关的斑岩型铜金矿床。通过分析岩浆分异和壳幔物质的相互作用，确定了高硫挥发分岩浆的成因，并追踪了热液流体从深部岩浆房向浅部地壳的迁移路径和聚焦机制。 第十四章：超大型金矿床的构造-热液控制 聚焦于大别-苏鲁造山带、北美造山带等典型的造山型金矿。阐述了俯冲带的深部脱水作用（Deep Dehydration）对金的活化与迁移的重要性，以及在构造应力再活化过程中，流体沿深大断裂带的快速上升机制。 第十五章：锂、铯、钽（LCT型）伟晶岩的岩浆起源 分析了LCT型伟晶岩的特殊岩浆演化路径，特别是与S型花岗岩和变质作用的联系。讨论了地幔物质和古老克拉通岩石圈地幔在提供挥发分和锂、铯、钽等稀有元素方面的贡献。 第十六章：俯冲带流体与铜、锌、铅矿化 探讨了俯冲板片脱水作用释放的流体如何迁移至上覆地壳，参与形成火山喷流沉积型（VHMS）或改造型的块状硫化物矿床。利用稳定同位素（如硫、氧同位素）示踪了流体的来源和反应过程。 第五部分：水圈与圈层间物质交换 (Hydrosphere and Inter-spheric Material Exchange) 本部分关注地球系统中的水循环，特别是深部水圈的规模、物质的循环模式及其对地质作用的影响。 第十七章：俯冲带脱水过程的量化模型 利用矿物脱水反应动力学模型，结合高温高压实验结果，量化了俯冲板片在不同深度（从浅部到地幔过渡带）释放水量及其化学组分。讨论了水对俯冲带地震（深源地震）和岩石圈流变学的影响。 第十八章：地幔的含水矿物与水储库 识别了地幔中主要的含水矿物（如金红石、环硅酸盐等），并评估了其存储的水量。探讨了地幔柱物质上涌过程中，水如何从矿物晶格中释放出来，并参与岩浆生成和火山喷发。 第十九章：古气候记录与深部物质响应 分析了沉积物中同位素地球化学（如氧同位素、碳同位素）记录与全球构造事件和深部热状态变化的关联性。讨论了地幔热通量变化如何通过火山作用和温室气体排放，间接影响地表气候的长期演化。 第六部分：地球演化的关键转换期与未来展望 (Key Transitions and Future Perspectives) 本部分从宏观尺度审视地球演化的重大转折点，并对未来的研究方向进行展望。 第二十章：太古代克拉通的形成与稳定机制 回顾了地球早期岩石圈增生的主要模式，重点分析了太古代地幔柱活动、地幔分异和岩石圈地幔的富集作用是如何形成现今稳定克拉通的基础。讨论了克拉通底部“冷端”的维持机制。 第二十一章：地球磁场与地幔热历史的协同演化 探讨了地磁场强度变化（如大磁场漂移事件）与地幔热演化、板块构造速率的潜在耦合关系，提出新的地球深部热演化阶段划分方案。 第二十二章：地震预报的地球物理学与流变学约束 对当前地震预报研究中的挑战进行了梳理，重点讨论了利用深部地壳流变学特性和断层带应力积累的地球物理监测手段的有效性。 第二十三章：行星地球科学的比较研究 将地球的岩石圈动力学与火星、金星的演化历史进行对比分析，特别是对缺乏板块构造的行星上热量散逸机制和岩浆活动模式进行探讨，以深化对地球独特性的认识。 展望：面向深部资源勘探的新范式 最后一部分，专家们共同探讨了未来地球科学和资源勘探的前沿方向，包括深部地热能的潜力评估、地下空间利用的构造安全性分析，以及如何利用人工智能和大数据技术处理和解释海量地球物理与地球化学数据，以构建更精准的地球三维动态模型。 本书内容涵盖了从地幔深部到地表构造、从动力学理论到资源预测的多个交叉学科前沿，是理解地球复杂系统运作的不可或缺的参考书。
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