高壓地球科學(xué)

內(nèi)容概要

　　《高壓地球科學(xué)》系統(tǒng)介紹了高溫高壓實(shí)驗(yàn)技術(shù)、高溫高壓原位觀測技術(shù)和不同尺度數(shù)值模擬的基礎(chǔ)知識(shí)和研究進(jìn)展。敘述了晶體化學(xué)和礦物物理性質(zhì)隨溫度壓力變化特征，高溫高壓下巖石物理性質(zhì)及其測量方法。流體在高溫高壓下的行為及其在地震孕育、地震前兆形成等地質(zhì)過程中的作用。俯沖板塊沉積巖變質(zhì)過程及變質(zhì)礦物組合。高壓對(duì)沉積有機(jī)質(zhì)和油氣演化的影響，巖石彈性波速、電導(dǎo)率隨溫壓條件的變化規(guī)律及其地質(zhì)意義，以及不同尺度模擬研究礦物和巖石內(nèi)部邊界效應(yīng)的進(jìn)展等。本書可供地球科學(xué)、材料科學(xué)等專業(yè)的科研、教學(xué)人員及研究生閱讀參考。

書籍目錄

第一章　高溫高壓實(shí)驗(yàn)裝置與技術(shù)系統(tǒng)第一節(jié)　金剛石壓腔（DAC）及其實(shí)驗(yàn)技術(shù)1.1　金剛石壓腔（DAC）1.2　金剛石壓腔的加熱方法I.3　金剛石壓腔壓力測量方法1.4　金剛石壓腔原位測量技術(shù)第二節(jié)　大腔體高壓實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)技術(shù)2.1　大腔體高壓實(shí)驗(yàn)裝置2.2　大腔體高壓實(shí)驗(yàn)技術(shù)第三節(jié)　動(dòng)高壓加壓裝置3.1　沖擊壓縮加壓裝置3.2　動(dòng)高壓系統(tǒng)測量技術(shù)第二章　多尺度數(shù)值模擬方法簡介第一節(jié)　第一性基本原理和方法1.1　絕熱近似1.2　Hohenberg-Kohn定理1.3　Kohn-Sham方程1.4　交換關(guān)聯(lián)泛函的簡化1.5　Bloch定理和平面波基集1.6　贗勢近似方法1.7　能量極小的優(yōu)化方法第二節(jié)　分子動(dòng)力學(xué)（MD）方法2.1　分子動(dòng)力學(xué)方法理論背景2.2　牛頓方程的積分算法2.3　原子間的相互作用勢2.4　分子動(dòng)力學(xué)模擬的系綜第三節(jié)　介觀模擬方法3.1　元胞自動(dòng)機(jī)（CAM）方法3.2　蒙特卡羅方法（MCM）3.3　介觀動(dòng)力學(xué)（mesodyn）3.4　耗散顆粒動(dòng)力學(xué)（DPD）第三章　礦物物理性質(zhì)第一節(jié)　晶體1.1　晶體的概念1.2　對(duì)稱型第二節(jié)　礦物晶體化學(xué)2.1　晶體的結(jié)構(gòu)參數(shù)2.2　晶體的壓縮性參數(shù)2.3　化學(xué)鍵能和晶體化學(xué)參數(shù)第三節(jié)　高溫高壓下礦物的晶體結(jié)構(gòu)3.1　地幔礦物的合成3.2　高溫高壓下合成的地幔礦物第四節(jié)　礦物的熱力學(xué)、彈性和電性特征4.1　礦物的熱力學(xué)特征4.2　礦物的彈性特征4.3　礦物的電性特征第四章　巖石物理性質(zhì)與測量方法第一節(jié)　巖石的密度1.1　巖石密度的概念1.2　巖石密度與深度、壓力的關(guān)系1.3　巖石密度的測量方法第二節(jié)　巖石的磁性2.1　巖石的磁化率2.2　巖石的磁化率測量第三節(jié)　巖石的電性3.1　物質(zhì)的導(dǎo)電和介電機(jī)理3.2　巖石的電阻率3.3　巖石介電常數(shù)3.4　巖石電性參數(shù)的測量方法第四節(jié)　巖石的彈性4.1　巖石彈性的概念4.2　礦物和巖石的波速及其影響因素4.3　巖石中波的傳播和衰減4.4　高溫高壓下巖石聲波速度測量方法第五節(jié)　巖石的力學(xué)性質(zhì)5.1　巖石的強(qiáng)度5.2　巖石的變形5.3　巖石的破裂第六節(jié)　巖石的熱學(xué)6.1　巖石的熱學(xué)性質(zhì)6.2　巖石熱學(xué)性質(zhì)的測量方法第五章　地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)第一節(jié)　地球內(nèi)部的一般物理特征1.1　應(yīng)力和應(yīng)變1.2　地震波1.3　聲發(fā)射和超聲波速度測量1.4　流變1.5　熱結(jié)構(gòu)第二節(jié)　典型的地幔礦物結(jié)構(gòu)2.1　尖晶石和畸變尖晶石結(jié)構(gòu)（γ-Sp和B-Sp相）2.2　鈦鐵礦結(jié)構(gòu)（II相）2.3　鈣鈦礦結(jié)構(gòu)（Pv相）2.4　后鈣鈦礦結(jié)構(gòu)（P—Pv）2.5　石榴子石結(jié)構(gòu)（Grt結(jié)構(gòu)）2.6　金紅石結(jié)構(gòu)2.7　石鹽結(jié)構(gòu)（NaCl結(jié)構(gòu)）第三節(jié)　地球模型3.1　PREM模型3.2　地震學(xué)模型3.3　巖石學(xué)模型3.4　對(duì)流模型第四節(jié)　中國大陸巖石圈結(jié)構(gòu)模型4.1　中國大陸地殼的速度結(jié)構(gòu)4.2　中國大陸巖石圈的巖石學(xué)結(jié)構(gòu)第六章　高溫高壓下巖石的彈性和電性特征第一節(jié)　高溫高壓下巖石的彈性波速1.1　巖石聲波速度與溫度、壓力的關(guān)系1.2　不同類型巖石的聲波波速第二節(jié)　高溫高壓下巖石的電性2.1　巖石的導(dǎo)電機(jī)制及其影響因素2.2　典型巖石的電導(dǎo)率第三節(jié)　巖石部分熔融與熔體性質(zhì)3.1　巖石部分熔融3.2　巖石熔體的電性第七章　高壓地球化學(xué)第一節(jié)　地球的化學(xué)成分第二節(jié)　地球內(nèi)部的典型化學(xué)體系2.1　SiO2體系2.2　CaCO3體系2.3　K2O-Na2O-CaO-A12O3-SiO2體系2.4　Al2O3-SiO2體系2.5　CaO-MgO-A12O3-SiO2體系2.6　Mg-FeO-SiO2體系2.7　CaSiO3-MgSiO3-A12O3體系2.8　下地幔的礦物相2.9　鐵第三節(jié)　地幔的物質(zhì)組成模型3.1　地幔的一般物質(zhì)模型3.2　下地幔礦物學(xué)模型3.3　地核第四節(jié)　高壓礦物相中的水4.1　名義上無水的礦物4.2　在NAMs中水的存在形式4.3　水對(duì)地幔礦物性質(zhì)的影響第五節(jié)　超高壓變質(zhì)巖地球化學(xué)5.1　榴輝巖及其產(chǎn)狀5.2　榴輝巖巖石化學(xué)5.3　榴輝巖同位素地球化學(xué)第八章　高溫高壓下泥質(zhì)巖的演化第一節(jié)　實(shí)驗(yàn)與計(jì)算方法1.1　泥質(zhì)巖高壓實(shí)驗(yàn)1.2　泥質(zhì)巖體系變質(zhì)過程的熱力學(xué)計(jì)算第二節(jié)　泥質(zhì)巖變質(zhì)脫水過程2.1　泥質(zhì)巖體系含水礦物的穩(wěn)定性2.2　高溫高壓下泥質(zhì)巖流體釋放第九章　高溫高壓下沉積有機(jī)質(zhì)的演化第一節(jié)　實(shí)驗(yàn)方法1.1　樣品和實(shí)驗(yàn)1.2　樣品分析第二節(jié)　高溫高壓下氣態(tài)烴的同位素地球化學(xué)2.1　氣態(tài)烴的碳同位素組成2.2　氣態(tài)烴的形成機(jī)制第三節(jié)　高溫高壓下烴類的演化3.1　氯仿瀝青“A”與族組分產(chǎn)率變化3.2　高溫高壓下飽和烴的演化特征3.3　高溫高壓下芳烴的演化特征第四節(jié)　高溫高壓下鏈烷烴的碳同位素組成4.1　正構(gòu)烷烴單體碳的同位素組成4.2　姥鮫烷和植烷碳的同位素組成第五節(jié)　高壓對(duì)有機(jī)質(zhì)成熟度的影響5.1　溫度和壓力對(duì)有機(jī)質(zhì)演化的作用5.2　超高壓的成藏過程響應(yīng)5.3　巖石圈底部溫壓條件下有機(jī)質(zhì)的保存第十章　高溫高壓下流體的物理化學(xué)行為第一節(jié)　超臨界流體1.1　超臨界流體的含義1.2　超臨界流體的結(jié)構(gòu)1.3　超臨界流體的特殊性質(zhì)1.4　超臨界流體中的化學(xué)反應(yīng)第二節(jié)　超臨界水和二氧化碳的特性2.1　超臨界水2.2　超臨界二氧化碳第三節(jié)　超臨界狀態(tài)下溶液的性質(zhì)3.1　C-H-O體系3.2　水-氯化物3.3　氣體在超臨界水中的溶解作用第十一章　高溫高壓流體的地質(zhì)作用第一節(jié)　地球深部超臨界流體第二節(jié)　超臨界流體在孕震過程中所起的作用2.1　超臨界流體對(duì)巖石強(qiáng)度的作用2.2　超臨界流體與地震孕育發(fā)生的關(guān)系第三節(jié)　超臨界流體在成礦過程中的作用3.1　超臨界流體有利于油氣形成3.2　超臨界流體有利于金屬礦床的形成第四節(jié)　水、二氧化碳與硅酸巖熔體相互作用4.1　硅酸巖熔體中水和二氧化碳的溶解度4.2　水和二氧化碳對(duì)硅酸巖熔體性質(zhì)的影響第五節(jié)　超臨界流體在環(huán)境地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用第十二章　地?zé)?、地震與流體地球化學(xué)第一節(jié)　地球深部流體與地?zé)?.1　中國地?zé)岣艣r1.2　地?zé)釒c地震帶的關(guān)系1.3　中國地?zé)崃黧w地球化學(xué)第二節(jié)　流體地球化學(xué)與地震活動(dòng)2.1　與地震有關(guān)的地球化學(xué)異常2.2　地震地球化學(xué)異常與地震的時(shí)空關(guān)系2.3　地震地球化學(xué)前兆形成機(jī)理2.4　深部流體與地震孕育第十三章　高溫高壓下礦物巖石物性的數(shù)值模擬第一節(jié)　礦物物性的第一性原理研究1.1　鈣鈦礦相鐵鎂硅酸鹽礦物1.2　橄欖石及其高壓多形相1.3?。∕g，F(xiàn)e）O1.4　高溫高壓下鐵的相變?nèi)廴谇€和彈性性質(zhì)1.5　硫化物的研究第二節(jié)　有限元數(shù)值模擬方法及其在礦物巖石物理研究中的應(yīng)用2.1　有限元數(shù)值模擬方法簡介2.2　鎂橄欖石和透輝石顆粒邊界應(yīng)力分布的三維模擬2.3　有限元方法在地震孕育過程研究中的應(yīng)用2.4　有限元方法模擬流體對(duì)巖石變形與破壞的影響參考文獻(xiàn)

編輯推薦

　　《高壓地球科學(xué)》的目的不是全面地介紹高壓地球科學(xué)發(fā)展歷史，而是結(jié)合編者們近年來的工作，闡述高壓地球科學(xué)若干方面的研究進(jìn)展?！陡邏旱厍蚩茖W(xué)》包括兩部分內(nèi)容，一是高壓地球科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)（前五章），二是若干領(lǐng)域的研究進(jìn)展（后八章）。第一章和第二章分別介紹了高壓實(shí)驗(yàn)技術(shù)和數(shù)值模擬方法。第三章和第四章介紹了礦物、巖石的物理性質(zhì)及其實(shí)驗(yàn)研究方法。第五章簡單介紹了固體地球內(nèi)部物質(zhì)構(gòu)成與結(jié)構(gòu)。第六至第十三章敘述了高溫高壓下礦物巖石的彈性、電性、相變特征及狀態(tài)方程，高壓地球化學(xué)，高溫高壓下沉積無機(jī)礦物和有機(jī)質(zhì)的演化，流體在高溫高壓下的行為及其在地震孕育發(fā)生、前兆形成等地質(zhì)過程中的作用，以及礦物顆粒邊界效應(yīng)對(duì)整體巖石物性的影響等。

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