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出版者:

作者:International Geological Congress

出品人:

页数:298

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价格:$ 154.81

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isbn号码:9789067640190

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• 矿物学
• 地质学
• 地球科学
• 岩石学
• 晶体学
• 地球物理学
• 材料科学
• 化学
• 自然科学
• 科学

晶体王国：岩石与矿物的精密构造 作者： 艾莉森·里德 (Alison Reid) 出版社： 地质之眼出版公司 (Geological Eye Press) 字数： 约 1500 字 --- 内容简介： 《晶体王国：岩石与矿物的精密构造》是一部深度聚焦于地球固体物质——岩石和矿物——的结构、形成机制及其在地质历史中扮演角色的综合性著作。本书旨在为地质学专业学生、地球科学研究人员以及对地球深层构造抱有浓厚兴趣的专业人士，提供一个全面而精细的认识框架，深入探索物质世界的最基本构建单元。 本书的叙事脉络清晰，从物质的微观层面——原子排列和化学键合——出发，逐步过渡到宏观地质现象的理解。我们相信，只有深入理解矿物晶体的形成过程及其独特的物理化学性质，才能真正解读地球的演化史。 第一部分：物质的基石——矿物的定义与结构 (The Foundation: Definition and Structure of Minerals) 本部分奠定了全书的理论基础，详尽阐述了“矿物”这一核心概念的严格定义，包括其天然性、化学组分、晶体结构和物理性质的内在联系。 1.1 晶体学的基本原理与对称性： 我们将深入探讨晶体学的核心概念，如晶胞、晶系和点群。通过详尽的图示和三维模型解析，读者将掌握理解矿物外形与内部原子排列之间的桥梁。重点讲解了矿物的对称性，从高对称性到低对称性的过渡，及其对矿物光学和力学性质的决定性影响。我们采用了最新的晶体结构图示技术，清晰展示了常见的晶格类型，如立方系、四方系和单斜系。 1.2 化学键合与晶体化学： 矿物的化学性质由其内部的原子间作用力决定。本章细致分析了离子键、共价键、范德华力和金属键在不同矿物族群中的主导地位。特别是对离子半径规则（Goldshmidt’s Rules）的深入讨论，解释了元素如何在晶体结构中进行类质同象替代，这是理解矿物化学成分多变性的关键。本书引入了电荷平衡的概念，用于解释复杂硅酸盐中不同阳离子配位数的形成机制。 1.3 矿物的物理性质： 详述了鉴定矿物所需的经典物理参数，包括硬度（莫氏标尺的精确应用与局限性）、比重（以及比重测定的精确技术）、颜色、条痕、光泽和解理。特别辟出一章讨论了矿物的光学性质，这是岩石学鉴定中不可或缺的一环。通过偏光显微镜下的特征，如双折射率、光轴角和消光角，我们将引导读者建立起从宏观观察到微观结构推断的能力。 第二部分：硅酸盐的复杂世界——地球的骨架 (The Complex World of Silicates: Earth's Skeleton) 硅酸盐矿物构成了地壳和地幔的绝大部分，它们结构的多样性反映了地球内部动力学的复杂性。 2.1 硅氧四面体的变形与聚合： 详细分类和解析了所有主要的硅酸盐亚族：岛状（如橄榄石）、链状（如辉石和角闪石）、片状（如云母和绿泥石）、环状（如电气石）和架状（如长石和石英）。我们着重分析了硅氧四面体如何通过共享氧原子形成不同的聚合结构，以及这些结构如何决定了岩石的解理方向和熔点范围。 2.2 长石系列与地壳演化： 长石是地壳中最丰富的矿物。本书对斜长石系列（钙钠质的连续固溶体）的结构演变进行了细致的示踪，结合了实验岩石学的数据，解释了长石的有序-无序转变如何记录了岩浆冷却的历史。 2.3 粘土矿物的微观形貌： 深入探讨了地表过程中的重要产物——粘土矿物（如高岭石、蒙脱石）。通过透射电子显微镜（TEM）图像，揭示了它们的层状结构和极高的比表面积，及其在风化、沉积和地球化学循环中的重要作用。 第三部分：非硅酸盐矿物的多样性与成因 (Diversity and Genesis of Non-Silicate Minerals) 虽然硅酸盐占据主体，但非硅酸盐矿物在地球的化学循环和经济意义上具有不可替代的地位。 3.1 氧化物与氢氧化物： 重点研究了铁、铝、钛的氧化物，如刚玉（氧化铝）和金红石（二氧化钛）。分析了这些矿物在高温高压下，特别是在变质作用和岩浆分异中的富集机制。对水合氧化物（如针铁矿和水褐铁矿）的形成过程及其在土壤化学中的作用进行了阐述。 3.2 硫化物与地球化学循环： 硫化物矿物（如黄铁矿、方铅矿）是地球深部热液活动和火山作用的直接产物。本章讨论了硫化物晶体中常见的缺陷结构（如非化学计量性），以及它们作为指示地球深部硫、铜、铅等金属元素迁移路径的关键载体。 3.3 碳酸盐与古气候学： 集中分析了方解石和白云石的晶体化学。重点在于解释钙镁离子在碳酸盐晶格中的替代机制，并展示了稳定同位素在地质年代学和古海洋温度重建中，如何通过分析碳酸盐矿物的成分来实现。 第四部分：矿物成因与物质迁移 (Mineral Genesis and Material Transport) 本部分将视角从矿物的静态结构转向动态过程，探讨矿物在地球内部熔融、结晶、变质和风化等过程中的行为。 4.1 岩浆结晶与分异作用： 基于鲍恩反应系列（Bowen’s Reaction Series），详细解析了岩浆从早期到晚期结晶的矿物序列。利用相图理论，解释了晶体如何从熔体中分离，导致岩浆成分的逐步变化，从而形成不同类型的火成岩。本书提供了多个实际案例的矿物学分析，对比了侵入岩和火山岩中矿物组合的差异。 4.2 变质作用与相律： 变质矿物学是理解板块构造驱动力的关键。我们依据矿物的稳定区（即相图），解析了绿泥石岩相、角闪岩相和麻粒岩相的标志性矿物组合（如石榴石、蓝晶石、紫苏云母）。通过对变质梯度（温度与压力）的精确描绘，读者可以重建地壳深处岩石经历的地质历程。 4.3 矿物在风化与成矿作用中的角色： 探讨了水和大气对矿物表面的化学侵蚀过程，如水解和氧化，解释了土壤的形成。最后，本书将矿物学知识应用于经济地质学，分析了热液成矿作用中，特定矿物（如黄铜矿、闪锌矿）在流体温度、压力和pH值梯度下如何选择性沉淀，形成可开采的矿床。 --- 《晶体王国》不仅是工具书，更是一部带领读者穿越地球深层结构的探险指南。通过对原子尺度的精细观测与宏大构造的完美结合，本书为理解地球作为一个动态、演化的系统提供了坚实的物质基础。

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这本书真是让人爱不释手，作者的叙述方式太引人入胜了。我原本以为矿物学是一门枯燥的学科，充满了晦涩难懂的术语和复杂的晶体结构图，但这本书完全颠覆了我的认知。它没有过多纠缠于那些学院派的理论细节，而是更注重于将矿物的形成过程、它们在自然界中的角色，以及人类如何利用它们的故事娓娓道来。读起来就像是在听一位经验丰富的地质学家在篝火旁讲述他一生的探险经历。特别是关于宝石形成的那几章，描绘了地下深处极端环境如何将简单的化学元素转化为闪耀的艺术品，那种史诗般的场景感让人仿佛亲身经历了亿万年的地质变迁。书中对不同矿物家族的介绍，也摆脱了传统教科书那种机械的罗列，而是充满了对这些“地球的骨骼”的敬畏与赞美。对于任何对自然世界怀有好奇心的人来说，这本书都是一次非凡的精神之旅。

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尽管这本书的篇幅相当可观，但其行文风格却出乎意料地保持了一种亲切和鼓励的基调。作者仿佛是一位耐心的导师，总是假设读者是从零开始，用最清晰、最不具威胁性的语言来引导我们进入复杂的领域。我尤其欣赏书中对于那些“疑难杂症”的处理方式——比如如何区分相似矿物、如何辨别合成品——作者没有给出冷冰冰的流程图，而是分享了许多实战经验和“小窍门”。这些细节的分享，让这本书不仅仅是纸上的知识，更像是口袋里的实战指南。对于自学者而言，这种无微不至的关怀感非常重要，它大大减少了钻研深层知识时的挫败感。读完后，我不仅获得了系统的知识框架，更重要的是，我获得了探索自然界、用自己的眼睛去解读地球语言的自信心和工具。

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这本书的叙事节奏掌握得非常高明，它避免了科学著作常见的“平铺直叙”，而是采用了多线索并进的方式来构建知识体系。一方面，它详尽地介绍了矿物的基本物理和化学性质，这部分内容扎实可靠，足以作为参考书使用；另一方面，作者又穿插了大量历史轶事，比如某个著名矿物是如何被发现的，围绕它产生了哪些文化传说，或者某个矿物在古代冶金史中扮演了怎样的角色。这种将科学事实与人文故事巧妙结合的手法，使得书本内容既有深度又不失趣味性。每当我感到对某个概念有些吃力时，随后的历史典故总能适时地将我的注意力重新拉回来，提供了一个更贴近生活的理解角度。这让整本书读起来像是探险小说与百科全书的完美结合体。

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我不得不说，这本书的排版和插图质量简直是业界标杆。市面上很多科普读物，要么图文分离，要么印刷粗糙，让人阅读体验大打折扣。然而《Mineralogy》在这方面做到了极致的平衡。那些全彩的岩石和矿物照片，细节清晰到仿佛能触摸到矿物的表面纹理，光线的折射和色彩的渐变都被捕捉得淋漓尽致。更妙的是，作者将一些复杂的晶格结构，用非常直观的、近乎艺术化的三维模型呈现出来，即便是没有深厚的化学背景，也能大致理解其内部的排列逻辑。这种视觉上的享受，极大地降低了学习的门槛，让我这个业余爱好者也能轻松地跟上作者的思路。可以说，光是翻阅这些精美的图册，就已经是一种享受，更不用提那些穿插在文字间的精妙注释了。

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阅读完这本书，我最大的感受是，它极大地拓宽了我对“物质世界”的理解边界。作者似乎并不满足于仅仅停留在“这是什么矿物”的层面，而是深入探讨了“为什么是它”以及“它如何影响了我们”。比如，书中对硅酸盐矿物的讨论，不仅仅是描述了石英或长石的结构，而是追溯了地球岩石圈的演化历史，解释了板块构造如何通过这些基本单元的相互转化来塑造我们脚下的世界。这种宏大的、跨尺度的思考方式，让我开始以一种全新的视角去看待身边的沙子、泥土乃至建筑材料。它不再是静止不变的背景，而是一部正在缓缓书写的、由时间与压力共同谱写的史诗。这本书成功地将原本属于小众领域的知识，转化成了一种普世的、关于地球生命力的哲学启示。

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