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目录1

序1

前言1

绪论1

第一节地球深部物质科学发展简史1

第二节地球深部物质科学的学科特点和研究内容2

第三节国外地球深部物质科学发展概况3

第四节我国地球深部物质科学的研究现状和发展前景5

主要参考文献7

上篇 应用于地球深部物质研究的静态超高压实验技术11

第一章静态超高压实验装置和实验技术综述11

第一节静态超高压实验技术的形成、发展及应用于地球科学研究的简单经过11

第二节静态超高压实验装置的一般原理与主要类型13

第三节传压介质与密封垫的使用及材料选择17

第四节静态超高压的测量方法18

主要参考文献23

第一节金刚石压腔装置与实验技术的形成和发展25

第二章金刚石压腔装置与实验技术25

第二节金刚石压腔的结构及调准方法26

第三节金刚石压腔的加热装置和温度、压力测量28

第四节 用于100GPa级压力实验和低温实验的金刚石压腔与实验技术32

第五节用于超高压X射线衍射测量的金刚石压腔装置34

第六节用于高压电导率测量的金刚石压腔与实验技术35

第七节用于高压谱学研究的金刚石压腔装置与实验技术37

主要参考文献40

第一节静态超高压大腔体实验技术的特点及现状42

第三章静态超高压大腔体实验方法与实验技术42

第二节YJ-3000吨压力机的紧装式六面顶超高压装置43

第三节高温下高压腔体压力标定方法44

第四节高压腔体温度测量45

第五节微电脑温压程序控制系统47

第六节高压腔体内温度的分布与加热器的选择50

第七节传压介质的选择及预处理51

第八节样品组装与高压腔体中水的作用51

主要参考文献53

第一节大腔体高压装置中进行矿物、岩石物性测量的意义54

第四章静态超高压大腔体高压装置中矿物、岩石物性测量实验技术54

第二节大腔体高压装置中进行的高温高压下岩石、矿物的弹性波速测量概述55

第三节活塞－圆筒高压装置中进行高温高压弹性波速测量的装置和实验方法57

第四节六面顶高压装置中进行高温高压下弹性波速测量的实验装置和实验方法59

第五节大腔体高压装置中进行高温超高压下矿物、岩石电导率测量的目的和基本原理62

第六节活塞－圆筒高压装置中进行高温高压电导率测量装置和实验方法63

第七节 在六面顶高压装置中进行高温高压电导率测量的实验装置和实验方法64

第八节 大腔体高压装置中进行矿物、岩石高温高压热学性质测量的主要内容66

第九节Yukutake和6himada等进行高温高压下热导率测量的实验装置和实验方法67

第十节谢鸿森等在六面顶高压装置中进行高压差热分析的实验装置和实验方法69

主要参考文献70

下篇地球深部物质研究75

第五章地球总论75

第一节新的地球观75

第二节地球内部层圈结构77

第三节地球的物质成分81

主要参考文献83

第一节地球内部密度、重力和压力的分配模式85

第六章地球的物理模式85

第二节介质中弹性波的传播速度、密度和弹性常数91

第三节状态方程92

第四节热学参数与弹性模量的关系——格里乃森参数104

第五节晶体的热学性质与弹性的关系——模式格里乃森参数γi、德拜温度？和德拜－格里乃森参数γD106

第六节地球内部德拜温度（？）和格里乃森参数（γ）的分配模式109

第七节地球内部温度分配模式的计算110

第八节地球内部的热导分布114

主要参考文献116

第七章地幔矿物合成与地幔矿物、岩石的物性特征117

第一节地幔矿物合成的意义117

第二节常压下地幔矿物单晶的生长方法117

第三节高温高压下地幔矿物的合成119

第四节高压合成橄榄石、斜方辉石、石榴子石固溶体系列的X射线衍射和红外光谱研究121

第五节地幔矿物、岩石在常温常压下的弹性特征126

第六节高温高压下地幔矿物、岩石的弹性参数130

第七节高温高压下地幔矿物、岩石电学性质的研究134

第八节高温高压下地幔矿物的热学及其它物性的研究139

主要参考文献140

第八章地幔矿物高压相变和地幔矿物学模型143

第一节有关的几个晶体化学参数143

第二节地幔矿物高压相的主要结构类型145

第三节SiO2、(Mg,Fe)O、Al2O3、尖晶石（MgAl2O4）等氧化物矿物的高压相变147

第四节MgO-FeO-SiO2体系中橄榄石和辉石的高压相变149

第五节 富CaO、Al2O3、Na2O辉石的高压相变153

第六节地幔矿物学模型155

主要参考文献156

第九章地幔的成分：元素、矿物和岩石157

第一节有关元素分类和丰度的几个概念157

第二节有关同位素比值的一些知识159

第三节地幔的总体化学成分164

第四节地幔的矿物组成和主要矿物种类169

第五节幔源岩石类型171

第六节玄武岩的主要种类及分布171

第七节超镁铁岩的主要种类及分布174

第八节金伯利岩及其超镁铁岩包体176

第九节造山带的高压变质岩178

主要参考文献179

第十章上地幔化学181

第一节地幔的化学不均一性181

第二节地幔与地壳的物质交换185

第三节岩石圈演化的主要化学特征187

主要参考文献192

第一节熔融热力学194

第十一章熔融作用与岩浆熔体194

第二节理论熔融模型196

第三节硅酸盐熔体结构202

第四节岩浆不混溶作用207

第五节岩浆熔体结构与岩浆粘度209

主要参考文献212

第十二章地球深部的超临界流体215

第一节超临界流体的一般特点215

第二节超临界（纯）水218

第三节超临界水溶液的性质221

第四节开展地球深部超临界流体研究的意义225

第五节赋存于地幔矿物中的水226

第六节岩浆熔体中的超临界水230

第七节地球深部含水相的分布231

第八节超临界水对地球深部物理化学环境的影响232

第九节地球深部的二氧化碳235

第十节地球动力学过程中的超临界流体问题238

主要参考文献242

第一节地幔对流假说的科学依据245

第十三章地幔对流和地幔动力学245

第二节地幔物质发生对流的物理背景247

第三节地幔对流模式的基本物理法则248

第四节外部力驱动下的地幔物质流动251

第五节地幔对流的结构模型253

第六节地球物理观测及地幔对流258

第七节地幔对流在地球动力学研究中的意义264

主要参考文献271

第一节下地幔的成分模型275

第十四章下地幔和核幔边界区物质的成分和状态275

第二节壳幔物质交换和相互作用的主要过程——板块俯冲带物质的运动277

特征277

第三节核幔物质交换和反应的壳幔表征——热点的分布和地幔热柱假说281

第四节核幔边界区D″层的物性和成分特征282

主要参考文献284

第十五章地核物质的成分和状态285

第一节外核中轻元素成分的天体化学依据285

第二节Fe-FeS和Fe-Ni-S体系的高压实验研究286

第三节 15GPa压力下Fe-Ni-O-S体系的实验研究287

第四节氧化铁的高压相变实验研究288

第五节高压下熔融铁中硅和氧的溶解以及铁－氢反应的实验研究289

第六节外核物质的运动状态289

第七节内核的物质成分290

第八节内核物质的状态291

主要参考文献292

第十六章结语：地球物质演化的基本轮廓——目标和问题294

主要参考文献297