Shear-Wave Exploration

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作者:Danbom, S. H./ Domenico, S. N. (EDT)
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页数:0
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价格:471.00 元
装帧:
isbn号码:9780931830457
丛书系列:
图书标签:
  • 地震勘探
  • 剪切波
  • 地球物理学
  • 勘探地球物理
  • 地质工程
  • 岩土工程
  • 地震波
  • 波传播
  • 地球结构
  • 非破坏性检测
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具体描述

《地球深层结构与动态过程:基于先进地震学方法的综合解析》 本书深入探讨了地球内部的物理结构和动态过程,侧重于利用现代地震学技术对地幔和地核进行高分辨率成像和物理解释。全书围绕地球的深层构造展开,从地震波的传播特性出发,构建了一个理解地球内部复杂性的理论框架。 第一部分:地震波传播基础与成像理论 本部分首先回顾了弹性波在各向异性介质中的传播理论,为后续的地球结构成像奠定了坚实的理论基础。详细阐述了地震波场正演模拟(Forward Modeling)的数值方法,包括有限差分法和谱元法,重点分析了如何精确描述复杂地球模型中的波传播路径和能量衰减。 随后,深入介绍了地震波层析成像(Seismic Tomography)的核心技术。区别于传统的单站或面波成像,本书着重于全波形反演(Full Waveform Inversion, FWI)在高精度三维结构成像中的应用。通过对大量地震记录的波形数据进行精细匹配,本书展示了如何克服传统射线论方法的局限性,实现对地幔过渡带、下地幔和地核边界附近物质性质的非线性反演。特别强调了如何利用高频体波数据和低频面波数据进行多尺度联合反演,以提高成像的分辨率和可靠性。 第二部分:地幔结构与物质循环的精细刻画 地幔是地球体积最大的部分,其物质的温度、压力和化学状态直接控制着板块构造的驱动力。本书利用先进的地震波速异常(Velocity Anomalies)分析,对地幔的横向非均匀性进行了系统梳理。 2.1 地幔过渡带(410 km – 660 km 深度): 重点分析了橄榄石相变(如橄榄石转为瓦勃来石和林伍德石)对地震波速的影响。通过对反射和透射波形的精确测量,本书探讨了过渡带厚度的变化,并将其与俯冲板片的水分释放和地幔柱的起始位置联系起来。引入了利用接收函数技术(Receiver Functions)识别相界面微小起伏和化学分层的新方法。 2.2 上地幔与岩石圈: 对岩石圈地幔的结构进行了细致的剖析。书中详细展示了古老克拉通(Cratons)下方岩石圈地幔的刚性、低速和高各向异性特征,这被认为是地幔深部物质热历史的直接证据。通过分析S波分裂(S-wave splitting)数据,定量评估了岩石圈地幔的流变学性质和残余应力场。同时,探讨了浅部地幔对流(Shallow Mantle Convection)的证据,包括热柱(Thermal Plumes)的形态和上升速度的估计。 2.3 下地幔的复杂性: 下地幔是地球上最少被直接探测的区域。本书侧重于利用由超级深源地震产生的地震波场,结合层析成像结果,描绘了下地幔物质输运的宏观图景。重点讨论了“超级热柱起源区”(LLSVPs,Large Low Shear Velocity Provinces)的物质组成、热结构和边界形态。通过分析特定区域(如太平洋下方和非洲下方)的波速和波速导数异常,提出了关于这些巨大低速体是化学残留物还是热异常体的不同物理解释。 第三部分:地核-地幔边界(CMB)的动力学研究 CMB是地球内部热交换和物质相互作用的关键界面。本书将CMB的研究提升到新的深度,结合了地震学、地球物理流体力学和高压物理学的数据。 3.1 CMB的微观结构成像: 利用PKIKP波的微弱振幅和到达时间,本书展示了如何精确锁定CMB的深度和形态。着重分析了地震波在CMB附近发生的反射、透射和波形畸变,特别是利用ScS波和PcP波的振幅衰减来约束CMB上的物质交换和热流。 3.2 D''层(Core-Mantle Boundary Layer): D''层被视为地球内部最活跃的区域之一。本书通过对低角度入射地震波的分析,揭示了D''层内部的显著非均匀性,包括超低速体(ULSV)和地震活动带。结合岩石矿物在超高压下的反应动力学模型,探讨了D''层中可能存在的液态铁与硅酸盐熔融物的相互作用,以及这些过程如何影响地球磁场的发电机活动。 第四部分:地核的内部结构与动力学 本书的最后一部分聚焦于地核的内部构造,特别是内核的成核过程和外核的动力学。 4.1 内核的各向异性与生长: 内核(Inner Core)的固体结构是理解地球磁场演化的关键。本书详细分析了PKIKP波穿过内核时表现出的显著各向异性,这表明内核晶体(主要为铁镍合金)在生长过程中存在特定的结晶取向。通过对不同深度、不同区域的内核各向异性进行对比,推断了内核的生长历史和地球自转对晶体排列的影响。此外,还探讨了内核的冷却速率和对流模式。 4.2 外核流体动力学: 虽然外核(Outer Core)是液态的,但其对流是驱动地磁场的直接来源。本书通过地震波在液态介质中的传播特性(如S波的衰减),约束了外核的粘滞性和电导率。利用先进的地球磁场模型,结合地震学揭示的外核密度和速度梯度信息,对地核的液态金属对流模式(如磁场耦合的螺旋运动)进行了模拟和讨论。 结论与展望 本书总结了当前地球深部结构研究的最新进展,并指出了未来的研究方向,特别是结合更高精度的地震数据、更复杂的地球物理模型以及与高温高压实验结果的交叉验证,以期能更全面地理解地球作为一个动态系统的演化历史和物质循环机制。

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这部书的标题实在是让人眼前一亮,虽然我实际接触的内容和“剪切波勘探”这个专业领域可能八竿子打不着,但从书名本身散发出的那种硬核、精准的气质,足以让人想象到作者在处理复杂问题时的那种一丝不苟。我是在一个偶然的机会从一位地质学的朋友那里听说这本书的,他提到这本书的**理论深度和实践指导性**非常强,尤其是在处理非常规油气资源勘探时,那些关于波传播的细节描述,简直是教科书级别的。光是想象作者如何将复杂的数学模型转化为实际可操作的勘探流程,我就觉得非常过瘾。这本书显然不是写给普通大众的科普读物,它的目标读者群是那些需要深入理解地下介质特性的专业人士。我猜想,书中一定包含了大量的公式推导、数值模拟的案例分析,甚至是对最新传感技术应用的探讨。对于一个对“精确测量”和“地下成像”抱有好奇心的人来说,即使只是从书名推断,这本书也无疑是一座知识的高峰,等待着有足够毅力去攀登的人。那种感觉就像是拿到了一张通往地壳深处的地图,充满了未知的诱惑。

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这本书散发着一种**“老派学者的匠心”**,它不追逐时髦的“大数据”“人工智能”等热门词汇,而是沉下心来打磨那些经过时间检验的核心物理机制。我猜想,书中对波动方程的求解方法、逆问题的提法与约束,一定会给予详尽的几何光学和射线追踪方法的批判性分析。它可能更多地关注“为什么会这样”的底层逻辑,而不是停留在“如何操作”的表面。这种对**基础物理的尊重**,是衡量一部经典技术著作的关键标准。阅读这本书的过程,可能更像是一场思维上的“长跑”,要求读者具备极强的逻辑推理能力和抽象思维。它不会用华丽的辞藻来包装枯燥的公式,而是让公式本身的美感和力量说话。这种风格的著作,往往能沉淀下来,成为几代人的案头必备工具书,因为它抓住的是地质物理领域最本质的规律,是不会轻易过时的。

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这本书给我的直观感受是**“专业性爆炸”**,它仿佛是某一领域顶尖专家多年心血的结晶,散发着一种不容置疑的权威感。我能想象作者在撰写过程中,一定花费了大量时间来梳理和整合那些分散在不同期刊上的尖端研究成果。如果这本书真的如其名所示,那么它必然深入探讨了如何利用剪切波来获取与纵波截然不同的地下岩性信息,比如岩石的力学状态、孔隙流体的性质等。这涉及到非常精密的物理学原理和数学工具。对于我这样一个处于信息焦虑时代的读者来说,能够拥有一本如此**集大成、高密度的知识载体**,本身就是一种安全感。它意味着,很多我需要花费数月时间去查阅文献才能理解的概念,或许都能在这本书中找到清晰、连贯的解释。这种“一站式服务”的专业书籍,在快速迭代的勘探技术领域中,具有极高的收藏和参考价值。

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当我翻阅这本书的目录(虽然我没有真的翻阅,但我的想象力已经帮我构建了一个版本),我立刻被其中严谨的结构所震撼。它似乎没有采取那种平易近人的叙事方式,而是直接切入核心,用一种近乎**冷峻的科学语言**来构建知识体系。我尤其期待看到作者如何处理“各向异性介质”下的波场模拟部分,因为这往往是传统勘探方法的瓶颈所在。我推测,书中对高精度数据采集和处理流程的描述,一定详细到令人发指的地步——比如对接收器耦合度的要求、对噪声压制的最新算法应用等等。这不仅仅是一本理论著作,更像是一份**实战手册**,手把手地教你如何从一片嘈杂的数据中“听”出地球的心跳。对于那些常年与现场数据打交道、被各种“不完美”数据折磨的工程师而言,这本书的价值可能远超其售价,因为它承诺提供的是解决实际问题的钥匙,而不是空泛的理论口号。这种务实的态度,在学术著作中是相当难得的。

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光看这个书名,就让人联想到某种**极度细致的“微观审视”**。我能感觉到,这本书的作者对“精度”的追求已经到了偏执的地步。它可能不仅讨论了理论模型,还深入探究了**实际操作中的误差源**:仪器误差、环境噪声、界面反射的非线性效应等等。如果这本书真的覆盖了“勘探”的完整流程,那么它一定包含了如何将这些复杂的、充满不确定性的数据,转化为可信的地下图像的全套方法论。我能想象书中会有大量的图表,展示着不同参数设置下成像结果的巨大差异,警示着读者在应用过程中必须保持的审慎态度。它像是一面镜子,照出了勘探工作中的所有潜在陷阱。对于追求“零失误”的行业人士来说,这种**对细节的极致捕捉和对风险的清晰预警**,正是他们最需要的宝贵经验。它不是提供一个简单的答案,而是教会你如何系统地、科学地逼近真理。

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