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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γD 106

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