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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Nickel, Ernest H./ Nichols, Monte C.

出品人:

页数:255

译者:

出版时间:1991-1

价格:$ 111.87

装帧:Pap

isbn号码:9780412078118

丛书系列:

图书标签:

• 矿物学
• 地质学
• 矿物识别
• 岩石学
• 地球科学
• 宝石学
• 矿物标本
• 地质参考
• 矿物图谱
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岩石学与矿物学导论：地球深处物质的探索 本书旨在为地质学、材料科学、地球物理学以及相关工程领域的研究人员、学生和专业人士提供一本全面且深入的岩石学与矿物学基础教材。 本书避开了专注于特定矿物手册或宝石学指南的传统叙事，转而聚焦于岩石圈物质的形成机制、结构演化、物理化学性质及其在地球系统中的作用。 本书的核心目标是构建一个坚实的理论框架，使用户不仅能够识别和分类矿物，更重要的是，能够理解矿物和岩石在不同压力、温度和化学环境下如何相互作用，并驱动地球表层和深部的地质过程。 --- 第一部分：晶体化学与矿物结构基础 本部分奠定了理解所有岩石和矿物的基础——原子结构与化学键合。我们深入探讨晶体学的基本原理，包括布拉维点阵、晶体学符号（如欧拉角和密勒指数）的应用，以及如何利用X射线衍射（XRD）技术确定晶体结构参数。 1.1 矿物化学键合的能谱分析： 详细解析离子键、共价键、金属键和范德华力在形成不同矿物结构中的相对贡献。通过计算键合能和电负性差异，解释为什么某些元素倾向于形成有限的配位数和晶体结构，例如硅氧四面体的高度稳定性。 1.2 晶体缺陷与非化学计量学： 重点讨论矿物在自然界中并非完美晶体的现象。我们将分析点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）如何显著影响矿物的力学性能、导电性、扩散速率以及高温高压下的稳定性区间。这一点对于理解地幔物质的流变学行为至关重要。 1.3 矿物分类与命名法的逻辑： 依据国际矿物学协会（IMA）的最新建议，系统梳理矿物的十大主要类别（硅酸盐、氧化物、硫化物、碳酸盐等），着重阐述硅酸盐矿物（地球化学的主导者）的结构多样性——从岛状、链状到层状和骨架状结构，并探讨这些结构如何控制岩石的整体物理性质。 --- 第二部分：岩石学：从微观到宏观的演化过程 本部分将晶体化学知识应用于岩石的形成、变质和风化过程，着重于相图热力学与动力学控制。 2.1 火成岩成因与结晶动力学： 深入分析岩浆的起源（地幔熔融机制：减压熔融、含水熔融、增温熔融），以及岩浆冷却过程中的分异作用。重点介绍鲍文反应序列的深度解析，区分其在不同压力环境下的适用性。此外，探讨成岩速率对矿物相大小、界限清晰度的影响，解释为什么快速冷却的岩浆会形成微晶结构而非平衡晶体集合体。 2.2 变质岩石学与面相分析： 这是本书的重点之一。我们利用多相区热力学原理，解释变质作用（接触、区域、动力变质）如何将原始岩石转化为新的稳定相。详尽分析相图（P-T-X空间）在变质岩研究中的应用，包括： 等温线和等压线的绘制与解释。 反应线（Graben Lines）的计算与意义，如石榴石-云母片岩中的关键反应。 面相组合（Assemblages）的识别，以及如何通过这些组合（如蓝晶石、硅线石、安达卢石的共存）来精确限定变质条件的P-T路径（路径历史学）。 2.3 沉积岩与地球表层过程： 关注碎屑物质的来源、搬运、沉积和成岩作用。重点解析化学沉积（如蒸发岩和碳酸盐岩）的地球化学过程，以及孔隙水化学对成岩矿物（如伊利石向高岭石的转化）的控制作用。介绍地层学中对沉积环境的重建，如何通过分析岩石的磨圆度、分选度和沉积构造（如交错层理）来推断水动力学条件。 --- 第三部分：地球物理与行星科学中的应用矿物学 本部分将视野扩展到地球深部和行星尺度的物质行为，强调矿物的弹性、粘滞性和电学性质。 3.1 高压矿物物理学： 探讨地幔和地核的极端条件对晶体结构的影响。介绍后尖晶石结构（Post-Perovskite）的形成，以及富含铁镁的硅酸盐在地下410公里和660公里深度相变如何影响地震波速度的突变。通过晶格动力学模型，预测不同压力下矿物的体积模量和剪切模量变化。 3.2 矿物的流变学与地幔塑性： 将矿物学与构造地质学连接起来。分析橄榄石（地幔主要矿物）在高温下如何通过扩散蠕变、位错蠕变和弱边界滑移来体现塑性流动。解释晶粒边界扩散和晶内位错滑移平面（滑移系统）的选择如何决定岩石圈的刚度和地壳的应力传递能力。 3.3 矿物与流体相互作用的地球化学： 深入研究水（H₂O）和二氧化碳（CO₂）在高温高压下对岩石稳定性的影响。例如，讨论俯冲带中脱水作用如何引发火山活动，以及热液流体在矿物溶解-沉淀过程（如金属矿床的形成）中的作用。 --- 结语：跨学科整合的视角 本书避免了单纯的矿物图谱罗列，而是强调“过程驱动的矿物学”。每一章的讨论都旨在回答：“这个矿物/岩石是如何形成的？它在当前地球系统压力-温度-化学环境下处于何种不平衡状态？它将如何演化？” 通过这种整合性的方法，读者将能掌握分析任何未知地质样品时所需的理论工具和实验思维，为解决资源勘探、地质灾害评估及行星演化等复杂科学问题打下坚实基础。本书配备了大量精选的扫描电子显微镜（SEM）背散射图像、透射电子显微镜（TEM）衍射图样以及大型P-T相图示例，以强化理论与实测数据的对应关系。

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**第一段评价：** 说实话，我是在一个非常偶然的机会下接触到这本书的，当时我正在为一个复杂的岩石学项目寻找可靠的参考资料，跑遍了当地的图书馆和专业书店，都没能找到一本真正能让我眼前一亮的“权威”之作。直到我看到了这本号称“手册”的书籍，我带着将信将疑的心态翻开了它。首先吸引我的是它的装帧设计，那种沉稳的深色调和扎实的纸张，一看就知道不是那种追求花哨的快餐读物。翻开内页，我立刻被其详尽的图表和严谨的文字排版所折服。它不像某些教科书那样冗长乏味，而是以一种极其系统化的方式组织了大量的矿物学信息。我尤其欣赏它在描述晶体结构和光学性质时所采用的精确术语，这对于需要进行深入分析的专业人士来说，是极其宝贵的。虽然初看起来信息量巨大，但其逻辑清晰的章节划分，使得即便是面对一个陌生的矿物族群，我也能迅速找到切入点进行研究。这本书给我的第一印象是：这是真正为解决实际问题而生的工具书，而不是为了凑学术论文字数而堆砌的文字。它更像是一位经验丰富的地质学家在你身边，随时准备提供最精准的数据支持。

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**第五段评价：** 从一个纯粹的“资料管理”角度来看，这本书的索引系统简直是教科书级别的典范。在工作中，时间就是金钱，尤其是在需要快速核对一个紧急样本的特定属性时，模糊的或冗余的索引会浪费大量宝贵时间。这本《手册》的索引设计得极其细致，它不仅按照标准的化学分类进行了收录，还提供了按“光学性质特征”（比如“高双折射率的单斜晶系矿物”）和“常见产地/伴生物种”来交叉索引的选项。这使得检索过程变得异常高效。此外，虽然我主要依赖电子资源，但我发现纸质版的参考手册在某些环境下（比如没有网络信号的野外工作站）仍然无可替代。这本书的排版清晰，即使在光线不佳的环境下，其图例和表格的对比度也足够优秀，确保了长时间查阅下的阅读舒适度。总而言之，它在“可读性”和“可检索性”这两个实战维度上，得分远超同类作品。

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**第四段评价：** 我更偏向于从矿物形成的地球化学背景角度去理解它们。我一直认为，脱离了形成环境去孤立地讨论矿物结构，就像只看一张照片而不知道事件的来龙去脉。这本书在这一点上做得非常出色，它将矿物学知识与区域变质作用、火成岩演化过程紧密地结合起来。每一类重要矿物（比如石榴石族或辉石族）的介绍，都不是简单罗列其化学式和晶系，而是会详尽地描述其在温度、压力梯度下的稳定域和相变行为。我尤其欣赏其中关于“矿物微区分析”的讨论部分，它不仅提到了能谱（EDS）和波谱（WDS）的基本原理，还深入探讨了如何通过元素替代和微量元素捕获来反推岩浆房或热液流体的历史。对于研究矿床学或岩石学的人来说，这本书提供的不仅仅是“这是什么矿”，更是“这个矿是如何、以及为什么在这里形成的”的深刻见解。它极大地拓宽了我对矿物学与地球动力学之间联系的认知。

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**第二段评价：** 我是一个业余爱好者，对矿物学的兴趣主要来源于户外徒步时对奇特晶体的收集和识别。坦白讲，市面上大部分针对大众读者的书籍，要么过于简化，使得对细节的描述流于表面，要么就是充斥着大量我根本不需要的数学公式和复杂的晶体学几何，让人望而却步。然而，当我开始阅读这本《手册》时，我发现它找到了一个近乎完美的平衡点。它的描述既保留了科学的严谨性，确保了信息源的可靠，又巧妙地避免了过度专业化的晦涩。例如，在介绍常见造岩矿物的变质反应序列时，作者使用了非常直观的流程图来辅助说明，这对于我这种视觉学习者来说，简直是醍醐灌顶。我记得有一次，我在野外发现了一块难以辨认的绿色矿物，回到家后，我根据书中提供的颜色、硬度、光泽以及最重要的——显微镜下的双折射率等关键信息，最终确定了它的身份。这本书的价值就在于，它没有为了迎合初学者而牺牲专业度，也没有为了炫耀深度而让普通读者感到挫败，它精准地卡在了“可操作的专业知识”这个甜蜜点上。

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**第三段评价：** 作为一名在矿物鉴定实验室工作了十多年的技术员，我对参考资料的要求极高，主要关注点在于数据库的覆盖面和检索效率。坦白讲，许多出版时间较早的经典著作，虽然理论基础扎实，但在面对新兴的合成材料或罕见的地质产出时，信息更新明显不足。这本书的优势在于其极强的“时效性”和“广度”。我特别注意到，它在收录常见硅酸盐、氧化物的同时，还花了大量篇幅去解析一些复杂结构如架状硅酸盐和层状硅酸盐的微观差异，这在实际的矿物分离和分析中至关重要。更令人印象深刻的是，这本书在提供标准物理属性数据（如密度、比重）的同时，还穿插了大量的“异常值”和“常见干扰项”的说明。这种近乎“反向工程”式的编写思路，极大地提高了诊断的准确性，它教会你如何识别那些最容易让人混淆的“孪生兄弟”矿物。对我来说，这本书与其说是一本参考书，不如说是一套经过精心优化的诊断流程图，每一次翻阅都能找到新的验证点。

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