A Breviary of Seismic Tomography pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Nolet, Guust

出品人:

页数:360

译者:

出版时间:2008-11

价格:$ 90.40

装帧:

isbn号码:9780521882446

丛书系列:

图书标签:

a
地震层析成像
地球物理学
地球内部结构
地震学
地球动力学
数值方法
数据处理
地球物理勘探
地壳
地幔

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具体描述

This is the first textbook to cover the essential aspects of the topic at a level accessible to students. While focusing on applications in solid earth geophysics, the book also includes excursions into helioseismology, thereby highlighting the strong affinity between the two fields. The book provides a comprehensive introduction to seismic tomography, including the basic theory of wave propagation, the ray and Born approximations required for interpretation of amplitudes, and travel times and phases. It considers observational features while also providing practical recommendations for implementing numerical models. Written by one of the leaders in the field, and containing numerous student exercises, this textbook is appropriate for advanced undergraduate and graduate courses. It is also an invaluable guide for seismology research practitioners in geophysics and astronomy. Solutions to the exercises and accompanying tomographic software and documentation can be accessed online from www.cambridge.org/9780521882446.

地质构造的秘密：地球深处的声音一卷穿越时空、探究地壳奥秘的宏大史诗本书并非对既有地球物理学理论的简单复述，而是一次深入地球内部，对构造活动、岩石圈演化与地幔动力学进行全新审视的学术旅程。我们聚焦于如何通过对地震波在地球内部传播过程中产生的复杂变化进行精细解析，重建一个动态、多相、充满未解之谜的地下世界。本书的视角立足于对地球物质结构及其随时间推移所经历的巨大形变过程的深入理解。我们摒弃了传统地质学中相对静态的板块构造描述，转而采用一种强调“过程”与“速率”的视角，探讨构造应力如何积累、释放，并最终塑造出我们今日所见的宏伟地貌。第一部分：波动的语言——地震波场的解析艺术本部分是理解地球深部结构的基石，它摒弃了对“模型”的盲目依赖，转而强调观测数据本身所蕴含的丰富信息。我们将详尽介绍如何从复杂的地震记录中“提取”出对深部介质性质敏感的参数。 1. 散射与衰减的精微分析：地球内部并非均匀的晶体结构，而是充满了不连续面、熔融体包裹体、以及由高压相变引起的复杂界面。传统的地震波速层析成像（Tomography）侧重于平均速度场的重建，但本书更关注非线性散射现象和波的品质因子（Q值）的衰减特性。高频散射的意义：探讨高频地震波（如接收函数分析中的短周期成分）如何揭示岩石圈底部或地幔转换带中是否存在颗粒细化（Fabrication）或局部熔融现象。我们分析了不同频率段的波能量损失谱，并将其与岩石的黏滞性和损伤程度进行耦合分析。 Q值成像的局限与突破：传统Q值成像常受制于慢速体的分辨率。本书提出了一种基于多接收站、多事件联合反演的约束方法，用于分离由温度变化导致的Q值降低和由流体（如脱水作用）引起的瞬态衰减，特别是在俯冲带的深部。 2. 接收函数的深度解读：本书对地震接收函数（Receiver Functions）的应用进行了大幅拓展，超越了简单的莫霍面探测。我们着重探讨了多重反射与转换波（Pds, Pss等）的精细识别，用以描绘岩石圈地幔的复杂层理结构。 “阴影区”的揭示：分析了地幔柱上升区和地幔过渡带中因物质密度梯度剧烈变化而产生的接收函数“阴影区”现象，这直接关联到物质的对流模式和相变行为。各向异性的三维反演：详细阐述了如何利用接收函数中剪切波分裂（Splitting）的方位角和延迟时间，构建出岩石圈和软流圈中岩石（如橄榄石）的应力诱导排列结构（Fabric），这直接反映了过去的或正在发生的侧向拉伸或挤压应变历史。第二部分：构造驱动力——从深源到地表变形的耦合构造活动并非孤立的板块运动，而是深部地幔对流、岩石圈断裂和地表侵蚀作用的复杂反馈循环。本部分旨在构建一个统一的框架，连接地幔深处的物质输运与地表应力场的演变。 3. 地幔对流的“粘性”边界条件：地幔的对流模式直接决定了板块的驱动力。本书引入了更具物理意义的边界条件来约束层析成像中的速度异常。 “粘滞耦合”的再定义：传统上，板块底部被视为一个刚性边界。我们根据热力学模型和岩石流变学实验数据，提出了一种“有限粘滞厚度”模型，用以解释俯冲板块在特定深度（如660公里间断面附近）的停滞或穿透现象。这需要精确的反演深部横波速度梯度。深层岩石圈的“断裂”：探讨了古老克拉通（Cratons）根部的慢速异常。这些异常可能并非单纯的高温物质，而是由于长时间的冷却和拉伸作用导致的地幔物质结构性弱化（即“矿物学各向异性”的丧失），使得这些古老地块在现代构造应力下更容易发生根部断裂。 4. 俯冲带的“三维雕塑”：俯冲带是地球上最活跃的构造环境，其复杂性远超二维剖面图所能描述。水循环与地震活动的关联：关注俯冲板片中脱水过程对地幔楔（Mantle Wedge）流变性质的影响。通过高精度地震事件定位，我们可以识别出与脱水引起的流体迁移相关的低速、低Q值区域，这些区域往往是深源地震的孕育场所。板片弯曲与应力集中：分析俯冲板块的非均匀弯曲形态如何导致板片内部产生巨大的张力和压缩应力。本书利用波速各向异性数据来映射出弯曲应力所诱导的岩石变形结构，这对于理解深部慢滑移事件至关重要。第三部分：超越成像——地质记录与未来前瞻本书的最后一部分将视野从纯粹的地球物理反演拓展到对地质历史的解释和对未来研究方向的指引。 5. 构造事件的“时间序列”重建：地球内部的构造过程是渐进的，而非瞬时的。我们需要将空间上的速度和衰减异常，转化为对地质时间尺度的约束。 “热历史”的约束：探讨如何利用特定的岩石圈物质（如高波速但低Q值的区域）来推断该区域的地幔物质经历的冷却速率和加热历史。这要求我们将地震学参数与热力学演化模型进行迭代耦合。 “构造迁移”的追踪：分析地幔中异常物质（如残留的下地壳物质或地幔柱的“烟羽”）的迁移轨迹。通过对比不同地质时期形成的构造带的地震学特征，我们可以追踪地幔物质的输运路径，并据此反推驱动这些迁移的应力场。 6. 新一代观测系统的潜力：未来的地球深部研究将依赖于空前密集的观测网络和计算能力的提升。分布式光纤传感（DAS）的应用潜力：探讨如何利用城市或油气管道中的分布式光纤作为超高密度的地震仪，捕获地壳浅层和中深层极高频波的细微变化，从而揭示断层带内部的微观破裂过程。全波形反演的挑战与机遇：详细分析全波形反演（Full Waveform Inversion, FWI）在处理地球深部复杂介质时的数值计算瓶颈，以及如何利用机器学习方法对大规模波场数据进行预处理和特征提取，以期在未来实现对地幔速度场和弹性参数的亚公里级分辨率成像。本书致力于提供一个全面、深入且具有前瞻性的地球内部结构解析框架，它要求读者不仅精通地震波的物理原理，更要具备将复杂数据转化为深刻地质意义的洞察力。这不是一本易于消化的入门读物，而是一部为致力于探索地球动力学前沿的科研人员和高级研究生量身定制的、强调深度解析与创新方法的工具书。