地球的環(huán)境、自然災(zāi)害和大地構(gòu)造動(dòng)力學(xué)

前言

《地球科學(xué)進(jìn)展與評(píng)論》（Advances in Earth Sciences）是中國(guó)地球科學(xué)促進(jìn)會(huì)在國(guó)內(nèi)出版的每一個(gè)中文系列叢書。該學(xué)會(huì)于1999年成立，其成員為在國(guó)外地學(xué)界任教和從事研究工作的華人學(xué)者。學(xué)會(huì)的宗旨是交流國(guó)際上地球科學(xué)發(fā)展的最新進(jìn)展和成果，協(xié)助中國(guó)地學(xué)界與國(guó)外的合作和促進(jìn)中國(guó)地學(xué)的發(fā)展。我們希望通過國(guó)內(nèi)外華人學(xué)者的努力，進(jìn)一步振興中國(guó)地球科學(xué)事業(yè)，使中國(guó)能盡快成為世界地學(xué)強(qiáng)國(guó)。學(xué)會(huì)的活動(dòng)包括在國(guó)內(nèi)舉辦地球科學(xué)年度講座，出版中文書籍介紹世界地學(xué)界的新領(lǐng)域和新進(jìn)展，與國(guó)內(nèi)學(xué)者共同舉辦學(xué)術(shù)會(huì)議，與國(guó)內(nèi)學(xué)者進(jìn)行科研合作，協(xié)助在國(guó)內(nèi)創(chuàng)辦世界一流的地學(xué)研究所，協(xié)助并參與國(guó)內(nèi)地學(xué)研究的運(yùn)作，如幫助國(guó)內(nèi)雜志審稿和編輯以及科技咨詢等等。《地球科學(xué)進(jìn)展與評(píng)論》的目的是向國(guó)內(nèi)讀者介紹世界地球科學(xué)發(fā)展的前沿。我們希望本叢書能幫助眾多讀者了解國(guó)際地學(xué)界研究動(dòng)態(tài)，很快進(jìn)入新的研究領(lǐng)域并找到新的研究課題。為了適應(yīng)更多的讀者，每個(gè)課題的介紹盡量深入淺出，起點(diǎn)都比較低，基本原理的解釋比較詳細(xì)，但終點(diǎn)都達(dá)到該課題的最新成就并包括作者對(duì)未來的展望。每篇文章都附有大量參考文獻(xiàn)，以便讀者追根溯源。

內(nèi)容概要

本書介紹了地球的環(huán)境、自然災(zāi)害和大地構(gòu)造動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的一些前沿研究方向和進(jìn)展。主要內(nèi)容包括：季節(jié)性積雪區(qū)融雪的同位素演化及其對(duì)水文化學(xué)研究的意義；地殼與上地幔內(nèi)粘彈性應(yīng)力變化在地震觸發(fā)中的作用；爆發(fā)式火山噴發(fā)和湖泊噴發(fā)的機(jī)理和動(dòng)力學(xué)：亞洲新生代大陸構(gòu)造演化史的初步綜合回顧；印度一亞歐板塊碰撞是否引起了亞洲大陸下的地幔橫向擠出？利用全球地震層析成像研究熱點(diǎn)和地幔熱柱的深部結(jié)構(gòu)及起源；俯沖帶成因的全新解釋和探討，尤其對(duì)由在巖石圈中存在的橫向密度差異產(chǎn)生的浮力效應(yīng)進(jìn)行深入討論；海洋地殼熱結(jié)構(gòu)和生成機(jī)制的回顧；從地?zé)岷鸵簤嘿Y料推斷年輕海洋地殼具有高滲透率。為適用眾多的讀者，作者對(duì)每個(gè)課題的介紹盡量深入淺出，既包含詳細(xì)的基本原理介紹，又包括該課題的最新進(jìn)展并注入了作者對(duì)未來的展望。    本書可供地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、勘探、地理、海洋、環(huán)境、自然資源等學(xué)科領(lǐng)域的研究人員和工作人員閱讀參考，也可供高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)師生用作教學(xué)參考書，還適用于對(duì)地球和行星科學(xué)感興趣的讀者。

作者簡(jiǎn)介

陳永順,1956年生。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球物理專業(yè)畢業(yè)（1982）。美國(guó)普林斯頓大學(xué)碩士（1985）、博士（1989）?，F(xiàn)任北京大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院地球物理系“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授。2001年度國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者。2001年回國(guó)前任美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)海洋研究院副教授。主要研究方向?yàn)槿虬鍓K構(gòu)造理論、地球動(dòng)力學(xué)、海洋地球物理、大陸構(gòu)造與動(dòng)力學(xué)。在美國(guó)工作期間，曾主持多項(xiàng)美國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)的研究課題，在國(guó)際SCI刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文27篇，其中獨(dú)立作者論文12篇、第一作者論文18篇，論文被引用540次。1996-1999年任，ournal of Geophysical Research（Solid Earth）編委；2001年迄今，任國(guó)際大洋鉆探計(jì)劃臨時(shí)科學(xué)指導(dǎo)和評(píng)估委員會(huì)委員；2003年迄今，分別任中國(guó)綜合大洋鉆探計(jì)劃專家委員會(huì)委員和國(guó)際大洋中脊協(xié)會(huì)中國(guó)執(zhí)委會(huì)主席；2004年迄今，任Marine Geophysical Researches主編。

書籍目錄

第一章　季節(jié)性積雪區(qū)融雪的同位素演化及其對(duì)水文化學(xué)研究的意義　1.1　引言　1.2　觀測(cè)　1.3　一維物理模型　　1.3.1　基本方程　　1.1.2　無量綱方程　　1.3.3　初始條件和邊界條件　1.4　冷凍室融雪實(shí)驗(yàn)　　1.4.1　實(shí)驗(yàn)方法　　1.4.2　融雪的同位素組成　　1.4.3　模擬結(jié)果　1.5　意義　　1.5.1　水文過程線分解　　1.5.2　融雪同位素組成對(duì)流域水文化學(xué)研究的意義　1.6　結(jié)論　參考文獻(xiàn)第二章　地殼與上地幔內(nèi)粘彈性應(yīng)力變化在地震觸發(fā)中的作用　2.1　庫(kù)侖應(yīng)力的概念　2.2　地殼與地幔的粘彈性質(zhì)及斷層的幾何模型　2.3　1992年Landers地震產(chǎn)生的同震應(yīng)力變化　2.4　1999年Hector Mine震源地區(qū)的粘彈性應(yīng)力變化　2.5　Hector Mine地震產(chǎn)生的同震應(yīng)力變化　2.6　對(duì)圣安德列斯斷層的影響　2.7　對(duì)南加州其他斷層的影響　2.8　結(jié)論　參考文獻(xiàn)第三章　爆發(fā)式火山噴發(fā)和湖泊噴發(fā)的機(jī)理和動(dòng)力　3.1　氣驅(qū)噴發(fā)簡(jiǎn)介　　3.1.1　氣驅(qū)火山噴發(fā)　　3.1.2　湖泊噴發(fā)　　3.1.3　海洋噴發(fā)的可能性　　3.1.4　火山噴發(fā)對(duì)環(huán)境的影響　3.2　爆發(fā)式火山噴發(fā)的機(jī)理和過程概述　3.3　巖漿中的水　3.4　爆發(fā)式火山噴發(fā)和湖泊噴發(fā)的能量學(xué)　　3.4.1　能量學(xué)和動(dòng)力可逆度　　3.4.2　動(dòng)力可逆過程的能量學(xué)　3.5　爆發(fā)式火山噴發(fā)的動(dòng)力學(xué)　　3.5.1　巖漿中的氣泡生長(zhǎng)　　3.5.2　火山頸內(nèi)巖漿破裂前含氣泡的巖漿流動(dòng)　　3.5.3　巖漿破裂　　3.5.4　火山頸內(nèi)巖漿破裂后含巖漿顆粒的氣體流動(dòng)　　3.5.5　火山噴發(fā)氣流的動(dòng)力學(xué)　　　3.5.5.1　火山噴發(fā)柱的動(dòng)力學(xué)　　　3.5.5.2　火山碎屑流的動(dòng)力學(xué)　3.6　湖泊噴發(fā)的機(jī)理和動(dòng)力學(xué)　　3.6.1　水下氣泡流　　　3.6.1.1　水下氣泡流的能量學(xué)　　　3.6.1.2　水下氣泡流的動(dòng)力學(xué)　　3.6.2　噴出水面后二氧化碳?xì)饬鞯膭?dòng)力學(xué)　　3.6.3　湖泊的人工去氣　3.7　展望　參考文獻(xiàn)第四章　亞洲新生代大陸構(gòu)造演化史的初步綜合回顧　4.1　引言　4.2　新生代東亞大陸構(gòu)造演化史　　4.2.1　喜馬拉雅一青藏高原造山運(yùn)動(dòng)　　4.2.2　扎格羅斯一伊朗造山帶　　4.2.3　亞洲中部地區(qū)　　4.2.4　中國(guó)北部地區(qū)　　4.2.5　亞洲東部邊緣地區(qū)　4.3　新生代巖漿作用　　4.3.1　空間分布和變形作用的關(guān)系　　4.3.2　地球化學(xué)　4.4　重建新生代亞洲大陸構(gòu)造演化史的初步嘗試　4.5　新生代火山作用和晚第三紀(jì)板塊內(nèi)部東一西向伸展作用發(fā)生的可能機(jī)制　　4.5.1　新生代亞洲大陸構(gòu)造演化史的基本特征　　4.5.2　新生代板塊內(nèi)部的火山作用的起源　　4.5.3　晚第三紀(jì)東一西向伸展作用的起源……第五章  印度-亞歐板塊碰撞是否引起了亞洲大陸下的地幔橫向擠出？第六章  全球地震層析成像：熱點(diǎn)和地幔熱柱的深部結(jié)構(gòu)及起源第七章  俯沖帶成因的全新解釋及其對(duì)全球大地構(gòu)造的意義第八章  海洋地殼熱結(jié)構(gòu)和生成機(jī)制的回顧第九章  年輕洋殼的高滲透率：從地?zé)岷鸵簤嘿Y料做出的推斷索引

章節(jié)摘錄

7．6．2蛇綠巖定位、玻安巖的產(chǎn)生以及前弧英云閃長(zhǎng)巖一奧長(zhǎng)花崗巖一花崗巖（TTG）的成因蛇綠巖最早被認(rèn)為是代表洋中脊產(chǎn)生的正常大洋巖石圈。即洋殼及地幔頂部分熔殘余。然而使比重遠(yuǎn)大于大陸地殼／巖石圈的大洋巖石圈仰沖到大陸地殼之上從物理角度來解釋顯然非常困難。后來的研究表明，大部分蛇綠巖套中火山巖具有標(biāo)準(zhǔn)島弧巖漿地球化學(xué)特征（見Bloomer等，1995述評(píng)）。圖7-3d顯示出這些與俯沖帶有關(guān)的蛇綠巖可能代表俯沖帶形成早期海臺(tái)邊緣島弧巖漿組合。圖7-4f顯示了形成在大洋海臺(tái)邊緣的正常洋殼裂片可作為稀少的真正洋中脊蛇綠巖在俯沖帶開始時(shí)歸并到前弧位置，因而無須尋求本來就不存在的逆重力仰沖。與此相關(guān)，因俯沖板塊脫水而引起高度虧損的斜方桿欄巖（即早已存在的海臺(tái)或大陸根地幔巖）的分熔而產(chǎn)生玻安巖是完全可能的。湯加玻安巖不相容元素的極度虧損及同位素相對(duì)富集的特征（Ewart等，1998）完全支持這一推論。脫水引起的海臺(tái)地殼分熔無疑可產(chǎn)生英云閃長(zhǎng)巖一奧長(zhǎng)花崗巖一花崗巖組合（即TTG，以及相關(guān)的火山巖，如所謂的“埃達(dá)可巖”）。這些在斐濟(jì)海臺(tái)和湯加一可爾馬代科前弧地區(qū)均很普遍（Robin等，1993；Worthington等，1999）。

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