Cathodoluminescence in Geosciences pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Blanc, P.

出品人:

页数:529

译者:

出版时间:2000-04

价格:USD 309.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540659877

丛书系列:

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• Cathodoluminescence
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《地质学荧光现象探秘》 本书旨在为地质学爱好者、学生及专业研究人员提供一个全面而深入的视角，探索地质材料中迷人且至关重要的荧光现象。不同于专注于阴极发光（Cathodoluminescence）这一特定技术的书籍，本书将视野拓宽至更广泛的地质荧光领域，揭示其多样化的发光机制、成因、识别方法及其在地质学研究中的广泛应用。 内容涵盖： 地质荧光的物理基础： 从原子和分子的基本结构出发，详细阐述了电子跃迁、能量吸收与释放等基本物理原理，解释了为什么某些地质材料会在受到特定波长光（紫外光、可见光）或粒子（电子束）激发时发出可见光。我们将深入探讨激发能级、发光中心（如稀土元素、过渡金属离子、缺陷态）以及发光衰减过程。 多种地质荧光发光机制： 除了阴极发光，本书还将详细介绍其他重要的地质荧光发光机制，包括： 光致发光（Photoluminescence）： 解释了当矿物吸收紫外光或可见光后，电子被激发到较高能级，然后回到较低能级时发出的可见光。我们将探讨不同矿物体系（如方解石、萤石、锆石、磷灰石）在不同波长紫外光下的典型荧光颜色和强度。 热释光（Thermoluminescence）： 介绍地质材料在加热过程中释放储存能量并发出光的过程，这与材料中捕获的电子陷阱有关。我们将讨论热释光在年代测定和辐射剂量学中的应用。 摩擦发光（Triboluminescence）： 探讨某些矿物在机械形变或断裂时产生的发光现象，例如某些石英和长石在研磨时会发出微弱的光。 化学发光（Chemiluminescence）： 简要介绍某些化学反应在地质环境中发生时产生的发光，尽管在地质学中相对少见，但在特定条件下也可能观察到。 矿物与岩石的荧光表现： 本书将系统地梳理不同矿物类别（如碳酸盐矿物、硅酸盐矿物、卤化物、硫化物、氧化物）在地质荧光方面的典型特征。我们将展示大量彩色图片，直观地呈现不同矿物在不同激发条件下的荧光颜色、强度和空间分布。重点关注那些常在地质调查中作为指示矿物的荧光矿物，例如： 碳酸盐类： 方解石、白云石，它们在紫外光下的荧光颜色变化多端，受多种微量元素影响，是鉴定和追溯成矿流体的重要指标。 卤化物： 萤石，其强烈的荧光是其得名的原因，其荧光颜色与稀土元素含量密切相关。 硅酸盐类： 磷灰石、锆石、长石、石英，它们在特定条件下也会表现出特征性的荧光，用于判断其形成环境和改造历史。 稀土元素矿物： 某些含稀土元素的矿物本身就能发出非常明亮和具有特征性的荧光，为稀土元素的勘探提供重要线索。 地质荧光成因与控制因素： 深入探讨影响地质荧光现象的多种因素，包括： 微量元素激活剂： 如稀土元素（Eu, Sm, Tb, Dy）、过渡金属离子（Fe, Mn, Cu, Ni）、主族元素（Pb, Bi）等，它们如何通过取代矿物晶格中的主原子，充当“发光中心”并决定荧光颜色和强度。 矿物晶格缺陷： 如空位、填隙原子、离位原子等，这些缺陷会产生能级，作为电子的“陷阱”或“发光中心”，对荧光性质产生重要影响。 组分变化与固溶体： 矿物成分的变化，特别是固溶现象，如何导致荧光性质的连续变化。 形成环境： 温度、压力、氧化还原条件、流体化学成分等，如何影响矿物中激活剂和缺陷的引入，从而改变其荧光特性。 后期改造： 地质作用（如蚀变、重结晶、辐射损伤）对原生矿物荧光的影响。 地质学中的荧光应用： 本书将详细阐述地质荧光在地质学研究中的实际应用，包括： 矿物鉴定与分类： 利用矿物独特的荧光特征辅助快速、无损地鉴定矿物，特别是在野外工作和教学中。 岩石学研究： 揭示岩石的形成过程、成矿环境、物质来源以及后期蚀变历史。例如，通过观察粒间胶结物、交代关系以及矿物颗粒的荧光分布，可以重建岩石的演化过程。 沉积学与层序地层学： 利用荧光追踪沉积物的搬运路径、沉积环境的变迁以及地层间的对比。例如，某些沉积岩中的生物造迹（如鱼鳞、牙齿）会表现出强烈的荧光。 石油与天然气勘探： 荧光是判断油气显示的重要手段。有机质在紫外光下会发出不同颜色的荧光，可以指示油气存在的可能性和品质。 成矿学与矿产勘查： 荧光作为一种重要的地球化学指标，可以帮助识别成矿围岩、追踪热液流体活动、指示矿化带，从而指导矿产勘查。例如，某些含矿围岩可能因微量元素的加入而表现出特殊的荧光。 环境地质学： 荧光可以用来指示污染物的存在或作为某些矿物的指示剂。 古生物学与地质年代学： 荧光性质的变化可用于区分生物化石的保存状态，或作为某些年代测定方法的辅助手段（如热释光测年）。 观察与记录地质荧光的方法： 提供实用的指南，帮助读者有效地观察、记录和解释地质荧光现象。包括： 激发光源的选择： 不同波长的紫外灯（长波、短波）、LED手电筒等。 观察条件： 黑暗环境、滤光片的使用。 荧光描述与记录： 颜色（按照标准色卡）、强度（从微弱到强）、均匀性、区域性、是否有持续性等。 荧光光谱分析： 简要介绍利用光谱仪分析荧光发射和激发谱，以获得更精确的发光机制信息。 《地质学荧光现象探秘》将通过丰富的实例、精美的图片和清晰的图解，为读者构建一个完整的地质荧光知识体系，帮助您以全新的视角发现和理解地球的奥秘。无论您是初学者还是资深地质学家，本书都将是您探索地球发光世界的宝贵指南。

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坦白说，这本书的阅读体验并不轻松，它要求读者具备扎实的矿物学基础和对物理现象的基本认知。如果你期待的是图文并茂、语言轻松的科普读物，那么你可能会感到受挫。它更像是一部浓缩了数十年研究经验的“方法论圣经”。书中大量引用的参考文献和数据表格，显示了作者在文献调研和实验验证方面的巨大投入。我特别留意了其中关于不同类型的沉积岩中，自生矿物和碎屑矿物发光特性的对比分析。在那些涉及石油和天然气储层研究的章节里，作者展示了如何利用阴极发光来区分成岩序列中不同期次的方解石胶结物，甚至能识别出与烃类流体充注相关的特定发光信号。这种实战经验的分享，对于应用地球科学领域的研究人员来说，是无价之宝。它不仅仅是告诉我们“是什么”，更重要的是教会我们“如何去验证和解释”，其中的每一个实验步骤和数据解读都充满了作者团队多年积累下来的“直觉”和“经验法则”，但这些法则都被严谨的科学逻辑所支撑。

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这本书的排版和索引系统，对于一个习惯了快速检索资料的读者来说，简直是一种享受。它的专业术语注释非常详尽，即使是跨学科背景的读者，也能迅速理解那些晦涩的物理学概念。我不是专业的电子束物理学家，更多是从矿物学和岩石学的角度来审视这项技术，但全书的组织结构非常流畅，使得我能够平滑地从基础概念过渡到应用实例。印象最深的是其中关于“缺陷工程”与发光效率控制的章节，这部分内容似乎更偏向材料科学，但作者将其巧妙地融入到对天然矿物晶格缺陷的理解中。他们没有将阴极发光仅仅视为一种表征手段，而是将其视为一种主动探究矿物结构动力学演变的工具。例如，他们如何通过改变电子束的能量，实现对不同深度的晶格层进行“无损”探测，从而重建矿物生长过程中微区成分的脉冲式变化。这种对技术工具的深入理解和批判性应用，让这本书远超了一般的教科书范畴，更像是一本“技术指南与哲学思辨集”。阅读过程中，我不断地在思考，我们过去依赖的那些宏观分析手段，在多大程度上掩盖了矿物内部的微观异质性？

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阅读完这部专著后，我最大的感受是，地球科学正在从宏观的板块构造叙事，转向对微观过程的精细刻画。这本书正是这种转变的最佳例证。它将原本抽象的“晶体缺陷”、“杂质掺杂”等概念，通过可见的光（阴极发光）具象化了。书中关于放射性同位素衰变对矿物发光影响的章节，尤其引人深思。在记录地质时间的尺度上，α、β、γ射线的轰击如何改变了矿物内部的电子结构，进而影响了其发光效率和波长分布，这提供了一种全新的、基于电子损伤记录的时间探针。这种对“时间信息编码”的挖掘，使得阴极发光技术从简单的形貌观察工具，跃升为一种多维度的地球物理化学探针。全书的结论部分非常有力地总结了这项技术在行星科学、资源勘探和环境地球化学中的潜力，预示着未来地质研究将更加依赖于这种高空间分辨率、高信息密度的分析手段。总而言之，这是一部扎实、深入、对专业领域具有引领性的著作，它需要时间和专注，但回报是巨大的知识增量和更深层次的科学洞察力。

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初读此书时，我最大的困惑在于如何将那些复杂的物理化学机制与实际的地质问题联系起来。毕竟，实验室里得到的发光曲线和地球深处形成的矿物，中间隔着巨大的尺度差异。然而，这本书巧妙地搭建了这座桥梁。它没有止步于基础的激发-复合过程理论，而是花了相当大的篇幅来探讨“地质历史中的发光记录”。举例来说，书中对石英和方解石在不同成岩环境下的发光指纹进行了详尽的对比分析，这一点对我非常有启发。我一直以为，硅酸盐矿物发光机制相对单一，但书中通过分析特定色心的形成与迁移，清晰地揭示了热液活动和流体交代作用如何“重写”了矿物的发光历史。特别是关于变质岩中矿物记录的变质温标的讨论，引用了大量来自不同地质构造单元的实例，这些案例的分析细致入微，从矿物中捕获的微量元素光谱与阴极发光的关联性，都做了深入的挖掘。我尤其欣赏作者们在讨论一些前沿应用时所持的审慎态度——他们不会轻易下结论，而是强调数据采集的规范性和解释模型的局限性，这使得全书的论述基调显得格外可靠和专业，而不是浮于表面的“高科技展示”。

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这本《Cathodoluminescence in Geosciences》的封面设计，嗯，说实话，第一眼吸引我的并不是那种色彩斑斓、充满神秘感的晶体照片，反而是一种沉稳、近乎学术报告的蓝灰色调。这让人立马意识到，这不是一本用来茶余饭后的消遣读物，它直指地质学研究的核心，那些需要高倍电子显微镜才能窥见的微观世界。我翻开目录，里面那些关于电子束与矿物相互作用的理论阐述，以及不同矿物在阴极发光下的光谱特征分析，瞬间把我拉回了大学实验室里，面对着笨重的阴极发光仪和永无止境的样品制备工作。书中对成像技术细节的描述非常到位，特别是如何通过调整加速电压和电流来优化信号采集，这对初入此道的研究生来说，简直是一本“避坑指南”。它没有过多地渲染发光现象的美学价值，而是将重点放在了如何利用这些光信号来反推矿物的晶格缺陷、微区化学成分的差异，甚至是成岩过程中的温度压力条件。这种严谨、务实的态度，让人感觉到作者团队对这项技术的掌握已臻化境，他们不是在描述现象，而是在利用现象进行可靠的定量分析，这对于需要精确测定岩石年龄和演化历史的地球化学家而言，无疑具有极高的参考价值。书中的图例大多是高分辨率的灰度或假彩色图像，虽然不如自然界的岩石那样赏心悦目，但其信息的密度和深度，却是普通光学显微镜下所无法企及的。

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