Kinetics of Water-rock Interaction pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Brantley, Susan L. (EDT)/ Kubicki, James D. (EDT)/ White, Art F. (EDT)

出品人:

页数:858

译者:

出版时间:2007-11

价格:$ 213.57

装帧:

isbn号码:9780387735627

丛书系列:

图书标签:

水岩相互作用
动力学
地球化学
水文地球化学
矿物学
反应速率
界面化学
环境地球化学
同位素地球化学
水质

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具体描述

Geochemical kinetics as a topic is now of importance to a wide range of geochemists in academia, industry, and government, and all geochemists need a rudimentary knowledge of the field. This book summarizes the fundamentals of geochemical kinetics with examples drawn especially from mineral dissolution and precipitation. It also encompasses discussion of high temperature processes and global geochemical cycle modeling. Analysis of textures of rocks, sediments, and mineral surfaces are incorporated throughout and provide a sub-theme of the book.

好的，这是一本关于地球化学和水文地质学的图书简介，内容聚焦于地下水化学、水岩相互作用的动力学过程、以及这些过程对地质环境和资源的影响。 --- 《地下水化学动力学：水岩相互作用的理论与实践》图书简介本书深入探讨了地下水化学演化的核心驱动力——水岩相互作用的复杂动力学过程。在地球科学研究领域，理解地下水系统如何随时间推移而演变，对于预测水文地质响应、评估资源潜力以及管理环境风险至关重要。本书旨在提供一个全面、深入的框架，阐述控制地下水化学成分变化的物理化学机制及其时间尺度上的动力学行为。第一部分：基础理论与水化学平衡本书的开篇部分奠定了理解水岩相互作用的基础。我们首先回顾了水地球化学的基本原理，包括水溶液的酸碱平衡、氧化还原反应、离子交换以及矿物溶解与沉淀的热力学基础。重点讨论了影响水体化学性质的关键参数，如水温、压力、离子强度以及溶解性气体（如CO2、H2S）对反应平衡的影响。传统的平衡模型虽然提供了理解水文地质过程的起点，但往往无法完全捕捉真实地下水系统中的动态变化。因此，本书在热力学框架之上，引入了动力学视角，强调反应速率在控制水化学演化中的决定性作用。我们详细分析了不同矿物表面反应的机制，包括扩散控制、表面络合以及激活能障碍，这些因素决定了岩石溶解和矿物沉淀的速度。第二部分：水岩相互作用的动力学模型本卷的核心在于深入剖析水岩相互作用的动力学建模方法。我们详细介绍了描述矿物反应速率的本构方程，包括零级、一级、以及涉及表面结构和活性位点的更复杂的反应速率模型。这些模型被应用于模拟地下水与常见岩石类型（如硅酸盐岩、碳酸盐岩和蒸发岩）的反应过程。本书强调了多矿物系统中的竞争性反应和串联反应。在实际地质环境中，地下水通常与多种矿物接触，不同矿物的反应速率和溶解度差异，会共同决定水体最终的化学特征。我们探讨了如何利用反应路径分析和速率限制分析来识别控制特定水文地质系统演化的关键速率步骤。另一个重要主题是反应界面上的物质迁移。我们结合了反应速率与溶质输运（如对流、扩散）的耦合模型，构建了反应-输运模型。这些模型能够预测污染物在含水层中的迁移路径、反应产物的生成与分布，以及长期的化学侵蚀或沉积过程。第三部分：特定地质环境下的动力学过程本书将理论模型应用于具体的地球科学场景，展示水岩相互作用的实际影响。地下水演化与水文地球化学指纹：我们分析了地下水从初生地层水向受人类活动影响水体转化的动力学过程。通过追踪特定同位素和痕量元素的反应路径，可以解析地下水系统的年龄、补给来源以及水岩反应的历史。热液系统与地热能开发：在高温地热系统中，水岩相互作用的速率显著加快。本书详细讨论了高温下矿物溶解和次生矿物沉淀对地热流体流动性的影响，包括管道结垢和储层堵塞的动力学机制。地球化学老化与环境修复：针对污染场地修复，我们探讨了矿物反应在污染物固定化和迁移中的作用。例如，如何通过控制pH值和氧化还原条件，加速特定污染物（如重金属、放射性核素）的沉淀或吸附，并评估这些过程的时间尺度和长期稳定性。碳酸盐岩喀斯特化与CO2封存：在碳酸盐岩地貌和CO2地质封存（GCS）的背景下，水岩相互作用的动力学至关重要。本书分析了CO2与水和岩石反应的速率限制，评估了碳酸盐矿物溶解和二次碳酸盐沉淀对封存体稳定性的长期影响。第四部分：实验与数值模拟方法为了验证和量化理论模型，本书还涵盖了实验地球化学和数值模拟的前沿技术。实验室模拟：我们介绍了控制反应速率的关键实验技术，包括静态浸泡实验、流动池实验以及高压高温反应器。这些实验旨在分离和量化不同温度、压力和流速下的矿物反应速率系数。数值模拟工具：本书介绍了当前主流的反应输运模拟软件及其应用。重点讨论了如何参数化动力学模型，并进行长时间尺度的模拟，以预测地下水系统的未来演变趋势。总结与展望《地下水化学动力学：水岩相互作用的理论与实践》不仅是地球化学、水文地质学、环境科学和资源工程领域研究人员和专业人士的宝贵参考书，也适合作为高年级本科生和研究生深入学习水岩相互作用动力学过程的教材。本书旨在填补传统热力学描述与真实世界中动态过程理解之间的鸿沟，推动对地球深部流体循环和地质资源可持续管理的新认识。它强调了从微观尺度的表面反应到宏观尺度的地质响应之间的联系，为解决复杂的地球系统问题提供了坚实的理论和实践工具。