《地球动力学 连续介质物理在地质问题上的应用》

第一章 板块构造1

1-1 引言1

1-2 岩石圈5

1-3 增生板块边缘6

1-4 消减带9

1-5 转换断层13

1-6 大陆14

1-7 古地磁与板块运动19

1-8 三联点30

1-9 威尔逊旋回33

1-10 大陆碰撞37

1-11 火山和热流39

1-12 地震活动和岩石圈应力状态47

1-13 驱动机制50

1-14 比较行星学51

1-15 月球52

1-16 水星54

1-17 火星55

1-18 火卫1和火卫258

1-19 金星59

1-20 伽利略卫星61

第二章 固体中的应力和应变65

2-1 引言65

2-2 体力和面力65

2-3 平面应力70

2-4 三维应力74

2-5 行星深部的压力76

2-6 应力测量77

2-7 应变的基本概念79

2-8 应变测量87

第三章 弹性和弯曲94

3-1 引言94

3-2 线弹性95

3-3 单轴应力96

3-4 单轴应变98

3-5 平面应力99

3-6 平面应变100

3-7 纯剪切和简单剪切101

3-8 均匀应力102

3-9 二维弯曲或平板挠曲102

3-10 在外加力矩和垂直载荷作用下板的弯曲106

3-11 水平载荷作用下板的屈曲109

3-12 火成侵入体上覆地层的变形110

3-14 周期性载荷113

3-15 端载荷作用下地球岩石圈的稳定性114

3-16 岛链载荷作用下弹性岩石圈的弯曲115

3-17 海沟处弹性岩石圈的弯曲119

3-18 弯曲与沉积盆地的构造122

4-1 引言125

4-2 热传导的傅里叶定律125

第四章 热传递126

4-3 地球表面的热流测量126

4-4 地球的表面热流128

4-5 由放射性元素衰变而产生的热129

4-6 具有体热产生的一维稳态热传导132

4-7 地幔的传导温度剖面134

4-8 大陆地热136

4-9 球或球壳的径向热传导138

4-10 月球内的温度140

4-11 稳态二维和三维热传导141

4-12 由于表面温度和地形的周期变化引起的地下温度的变化142

4-13 和时间有关的一维热传导144

4-14 半无限半空间的周期热：地下温度和日变化和季节变化146

4-15 半无限半空间的瞬时加热或冷却149

4-16 大洋岩石圈的冷却154

4-17 斯蒂芬问题158

4-18 岩墙和岩床的固结作用162

4-19 运动介质中的热传导方程：侵蚀和沉积作用的热效应165

4-20 在无限区域中的一维非稳态热传导166

4-21 热应力169

4-22 洋底地貌172

4-23 海平面的变化174

4-24 沉积盆地的热历史和沉降历史176

4-25 由恒定表面热流加热或冷却的半无限半空间178

4-26 断层上的摩擦热：沉降板块表面上的岛孤火山作用和熔融作用179

4-27 地幔地热和绝热线181

4-28 被消减的岩石圈的热结构185

第五章 重力188

5-1 引言188

5-2 旋转畸变地球的外部重力加速度188

5-3 离心加速度和重力加速度194

5-4 引力势和大地水准面194

5-5 惯性矩200

5-6 地表重力异常203

5-7 布格重力公式206

5-8 重力资料的处理207

5-9 补偿208

5-10 周期性质量分布的地表重力场209

5-11 岩石圈弯曲引起的补偿210

5-12 均衡大地水准面异常212

5-13 补偿模型和所观察到的大地水准面异常214

第六章 流体力学220

6-1 引言220

6-2 一维槽状流220

6-3 软流圈的反向流动224

6-4 管道流226

6-5 承压含水层的水流228

6-6 通过火山管的岩流229

6-7 在二维情况下的流体守恒229

6-8 二维情况下的单元力平衡230

6-9 流函数233

6-10 冰期后回跳234

6-11 俯冲角度238

6-12 底辟作用241

6-13 褶皱作用247

6-14 斯托克斯流253

6-15 具有热补充的管道流258

6-16 热泉的含水层模式261

6-17 热对流263

6-18 底部加热液体层热对流开始的线性稳定性分析265

6-19 有限振幅热对流的边界层理论270

6-20 板块构造的驱动力276

6-21 粘性耗散引起的加热作用279

7-1 引言284

第七章 岩石流变284

7-2 弹性289

7-3 扩散蠕变293

7-4 位错蠕变302

9-2 达西定律307

7-5 具有依赖于温度和应力的流变性质的流体的剪切流动307

7-6 地幔流变315

7-7 地幔对流的流变效应319

7-8 地幔对流和地球的冷却321

7-9 地壳流变324

7-10 粘弹性327

7-11 弹性-理想塑性性质330

第八章 断裂作用338

8-1 引言338

8-2 断层的分类338

8-3 断层的摩擦341

8-4 断层作用的安德森(Anderson)理论343

8-5 冲断片和重力滑动346

8-6 粘滑和弹性回跳349

8-7 圣安德烈斯断层351

8-8 北安纳托利亚断层353

8-9 走滑断层作用的一些弹性解355

8-10 应力扩散362

8-11 断层的热活性蠕变364

第九章 流体在多孔介质中的渗透370

9-1 引言370

9-3 渗透模型372

9-4 承压含水层中的渗流373

9-5 水在非承压含水层中的渗透375

9-6 火山的几何形态386

9-7 孔隙介质中流体渗流的质量、动量和能量守恒方程388

9-8 在孔隙介质中的一维热对流389

9-9 孔隙层中的热对流391

9-10 在流体饱和的孔隙介质中的地热柱395

9-11 岩浆运移问题的孔隙渗流模型402

9-12 两相态对流406

附录1 符号与单位411

附录2 物理常数和性质415

习题答案419