Backscattered Scanning Electron Microscopy and Image Analysis of Sediments and Sedimentary Rocks pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Krinsley, David H.; Pye, Kenneth; Boggs, Sam, Jr.

出品人:

页数:204

译者:

出版时间:2005-9

价格:$ 91.53

装帧:

isbn号码:9780521019743

丛书系列:

图书标签:

• 扫描电子显微镜
• 背散射电子
• 沉积物
• 沉积岩
• 图像分析
• 地球科学
• 地质学
• 矿物学
• 微观结构
• 表面形貌

沉积物与沉积岩的背散射电子显微镜与图像分析 图书简介 本书深入探讨了背散射电子显微镜（BSE）技术在沉积物和沉积岩研究中的应用与理论基础，为地球科学研究人员、地质学家、工程师以及相关领域的学生提供了一套全面、详尽的操作指南和深度分析框架。全书结构严谨，内容覆盖从基础成像原理到高级定量分析的各个层面，强调理论与实践的紧密结合。 第一部分：背散射电子显微镜基础与沉积物岩石学 本部分奠定了理解BSE技术及其在沉积物岩石学中应用的基础。首先，详细阐述了扫描电子显微镜（SEM）的基本工作原理，特别是背散射电子的产生机制、信号收集效率以及其与样品原子序数的直接关系（即原子序数对比度）。深入剖析了不同BSE模式——如二次电子（SE）和不同收集器组合产生的信号——如何揭示岩石学特征，并强调了在沉积物研究中，为何BSE信号相较于SE信号在矿物定性和成分对比上更具优势。 随后，书籍对沉积物和沉积岩的矿物学多样性进行了系统梳理。重点讨论了沉积岩中常见硅酸盐矿物（如石英、长石、粘土矿物）、碳酸盐矿物（方解石、白云石）以及碎屑岩中重要的重矿物（如磁铁矿、榍石、锆石）的典型BSE图像特征。通过大量的实例图片和对比图集，读者可以快速掌握如何利用BSE图像中灰度变化识别不同矿物的相对平均原子序数。 第二部分：图像采集、校准与质量控制 实践层面是本书的另一核心。本部分详细指导读者如何优化SEM的操作参数以获得高质量的BSE图像，这对于后续的定量分析至关重要。内容包括： 1. 加速电压的选择： 讨论了加速电压对穿透深度、信号产生效率以及激发体积的影响，并给出了针对不同岩石类型和分析目标的最佳电压范围建议。 2. 样品制备的特殊考量： 沉积物和软质沉积岩的制样往往具有挑战性。本章详细介绍了从新鲜样品采集、灌封、研磨抛光到导电覆层（如碳膜或金导电层）的全部流程，特别强调了制样过程中可能引入的伪影（如机械损伤、有机物残留）及其识别方法。 3. 图像校准与标准化： 探讨了如何使用标准矿物块（如纯硅酸盐或金属）对BSE图像的灰度值进行精确校准，确保灰度值与实际的平均原子序数或质量百分比具有可比性。介绍了亮度、对比度、线性度的实时监控和后处理校正技术。 第三部分：定量图像分析方法学 本书将大量的篇幅投入到将BSE图像转化为可量化地质数据的技术细节中。这部分内容是区别于传统定性描述的关键。 1. 灰度直方图与平均原子序数估计： 详细解释了如何采集和分析BSE图像的灰度直方图分布，并通过预先建立的（或实验室标定的）灰度值与矿物平均原子序数之间的关系曲线，对混合像素点进行初步的成分推断。 2. 图像分割技术（Segmentation）： 这是实现自动化的核心步骤。本书系统介绍了多种图像分割算法在沉积岩分析中的应用： 阈值分割法（Thresholding）： 针对双峰或多峰分布的矿物组合，指导读者如何选择最佳的分割阈值，实现矿物类别的初步划分。 基于区域的分析（Region Growing）： 适用于识别纹理连续的、成分均匀的区域。 聚类分析（Clustering Algorithms）： 如K-均值聚类在处理复杂、混合相或低对比度情况下的应用，以及如何选择合适的特征空间（如灰度、标准差）。 3. 面百分比与体积百分比的计算： 阐述了如何利用分割后的像素计数，精确计算出各个矿物相的面积百分比（Area Percent），并讨论了在何种条件下（如各向同性、无孔隙、均匀厚度）面积百分比可以有效代表体积百分比（Volume Percent）。 第四部分：沉积岩结构与孔隙度分析 BSE-SEM的强大之处在于其对微观结构信息的捕获能力。本部分聚焦于沉积物和沉积岩中关键的结构参数分析： 孔隙度测量： 详细介绍了利用BSE图像分析岩石中非矿物相（通常显示为黑色或极低灰度）以精确量化孔隙度的方法。讨论了不同类型的孔隙（如粒间孔、溶孔、裂缝）在BSE图像中的表现，以及如何区分真孔隙与制样引入的伪孔隙。 粒度与粒度分布： 尽管SEM不直接测量传统意义上的沉积粒度，但通过对碎屑颗粒的轮廓提取和测量，可以推导亚微米到几十微米范围内的有效粒径分布，并评估颗粒的形态学特征（圆度、球度）。 胶结物与成岩作用评估： 分析了胶结物（如次生碳酸盐、自生石英）在BSE图像中常表现出的与碎屑颗粒的灰度差异，用于评估胶结程度、胶结物的成分和空间分布，进而推断成岩历史。 第五部分：先进的BSE定量技术与应用案例 本部分将技术提升至前沿水平，讨论了如矿物化学成像（Mineral Mapping） 和元素定量分析的整合应用。 与能谱分析（EDS/WDS）的耦合： 阐述了如何利用BSE图像的对比度信息指导EDS/WDS进行有针对性的点分析或线扫描，以实现矿物的快速初步鉴定和后续的精确化学成分测定。讨论了如何利用BSE/EDS数据对复杂混合矿物进行“去混叠”（unmixing）。 应用案例： 提供了多个实际案例研究，包括：页岩储层中的粘土矿物-有机质-孔隙关系分析；砂岩胶结物类型与渗透率的关联研究；以及变质沉积岩中重矿物的成分分选机制探讨。 全书结合大量的实测数据、流程图和操作建议，旨在为用户提供一个从理论理解到高级数据处理的完整学习路径，使读者能够熟练运用背散射电子显微镜及其图像分析技术，解决沉积学和岩石学中复杂的微观定量问题。

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就其实用价值和教学潜力而言，这本书的定位非常精准，它成功地填补了某一特定应用领域内缺乏权威、综合性教材的空白。对于地球科学、材料科学中涉及岩石学和沉积学分析的实验室技术人员和研究生来说，它几乎可以作为唯一的参考标准。我在尝试运用书中介绍的高级图像分析技术解决一个长期困扰我的沉积结构解析问题时，书中对“背散射信号强度与原子序数依赖性”的深入剖析，直接点亮了我的思路，提供了切实可行的解决方案。这本书不只是在“教你如何看”，更是在“教你如何思考”——它强迫读者在观察到的形貌特征背后，去追溯驱动这些特征形成的物理化学动力学过程，这种从观察到认知的跨越，是任何优秀的学术著作都应具备的最高品质。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴，那种厚重而又不失典雅的气质，让人一上手就觉得这不是一本普通的工具书。封面那深邃的靛蓝色背景，搭配着教科书级别但又极具艺术感的字体排版，仿佛在预示着读者即将进入一个微观世界的奇妙旅程。我尤其欣赏作者在细节处理上的匠心独运，内页纸张的选择既保证了高分辨率图像的清晰度，又提供了极佳的书写触感——这对于需要频繁在书边做笔记的研究人员来说，简直是福音。装订工艺也相当扎实，即便是经常翻阅到核心章节，书脊也没有丝毫松动的迹象。这本书的实体书拿在手中，沉甸甸的，透露出一种专业和可靠感，让人愿意花时间静下心来，沉浸在它所构建的学术氛围中。它不仅仅是一本知识载体，更像是一件值得收藏的桌面艺术品，完美融合了学术的严谨性与阅读的愉悦性，极大地提升了阅读体验，让人对即将展开的研读充满了期待。

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阅读这本书的过程，就像是接受了一场由顶尖专家亲自指导的、关于微观形貌学的深度工作坊。它的叙事风格兼具了科学论文的精准性和科普读物的可读性。作者在解释那些复杂的物理现象和电子束-物质相互作用机制时，采用了极其精炼但又不失生动的语言，辅以大量精心绘制的示意图，成功地将原本晦涩难懂的概念变得直观易懂。我特别赞赏作者在方法论部分的严谨态度，对于每一个参数设置、每一个图像采集流程，都给出了详尽的操作指导和背后的科学依据，这对于实际操作人员至关重要。书中对数据解释的深度挖掘，远超出了简单的“描述性分析”，而是引导读者思考地质过程与微观结构之间的深层因果关系，这种启发式的教学方法，远比死记硬背公式有效得多。

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初次翻阅这本书的目录时，我被其结构布局的逻辑性和系统性深深折服。作者似乎花费了大量心血来构建一个循序渐进的学习路径，从基础的光学原理到复杂的图像处理算法，过渡得极为自然流畅，没有丝毫的生硬或跳跃感。特别是针对“沉积物与沉积岩”这一核心主题的聚焦，使得内容具有极强的针对性和实用价值，避免了泛泛而谈的弊病。书中对不同矿物组合在背散射电子显微镜下的特征图像的分类和解析，详略得当，图例丰富，清晰地展示了如何从二维图像中反演出三维的物质构成和形成过程。对于初学者而言，这种清晰的框架能迅速建立起知识体系；对于资深研究者来说，书中对一些前沿分析方法的深入探讨，也提供了宝贵的参考和启发，是那种可以放在案头随时查阅的“百科全书”式著作。

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这本书在图文排版的细节处理上，展现出一种近乎苛刻的专业态度。每一个插图和电镜照片都经过了精心的挑选和优化，分辨率高到足以辨识出纳米级别的结构特征，色彩还原真实且对比度适中，这对于依赖视觉信息的学科来说是至关重要的。更令人称道的是，图注的详尽程度几乎可以独立成篇，清晰地标注了放大倍数、加速电压、以及图像所揭示的核心科学问题。此外，书中引用的文献和参考资料部分，构建了一个极具权威性的知识网络，覆盖了该领域内自经典理论到最新进展的脉络，这使得这本书的价值不仅仅停留在当前的知识传授上，更是一把通往更广阔学术领域的钥匙。

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