阴极发光技术在岩石学和矿床学中的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:地质出版社

作者:徐惠芬

出品人:

页数:78

译者:

出版时间:2006-2

价格:40.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787116047327

丛书系列:

图书标签:

• 阴极发光
• 岩石学
• 矿床学
• 矿物学
• 地球化学
• 材料科学
• 光谱学
• 地质学
• 分析技术
• 发光材料

穿越地层深处的微光：阴极发光技术在岩石学与矿床学中的前沿探索 本书籍，《阴极发光技术在岩石学和矿床学中的应用》，是一部深度聚焦于地球科学前沿探测手段的学术著作。它系统梳理并阐述了阴极发光（Cathodoluminescence, CL）这一强大的显微分析技术，在现代岩石学和矿床学研究中扮演的核心角色。本书并非仅仅是技术的介绍，更是一份详尽的指南，引领读者穿越地层深处的微光，揭示岩石和矿物在微观尺度上蕴藏的丰富信息，从而深入理解地质过程的演化与矿产资源的形成机制。 本书的结构设计严谨而全面，旨在为不同背景的地球科学研究者提供一个完整且深入的知识体系。 第一部分：理论基石与技术解析 在此部分，我们将从根本上剖析阴极发光现象的物理学原理。通过对电子-物质相互作用的详细阐述，读者将理解当高能电子束轰击矿物样品时，为何会激发不同矿物发出独特的光谱。这包括了对发光机制的深入探讨，例如电子-空穴对的产生、能量弛豫过程、以及载流子在晶格中的迁移与复合等关键环节。本书将清晰地解释不同类型的发光，如本征发光（intrinsic luminescence）和杂质发光（impurity luminescence），并详细介绍影响发光强弱、波长和寿命的关键因素，如晶格缺陷、痕量元素掺杂（特别是稀土元素和过渡金属元素）以及矿物的化学成分和结构。 紧接着，我们将全面介绍阴极发光技术的仪器配置与操作。这包括扫描电子显微镜（SEM）与阴极发光探测器（CL detector）的协同工作原理，不同类型的CL探测器（如单道探测器、多道探测器和成像探测器）的特点及其适用范围。我们还将详述样品制备的关键技术，例如导电衬底的选择、样品抛光的要求以及如何避免样品在真空环境或电子束轰击下发生不必要的化学或物理变化，以保证获得高质量的CL图像和光谱数据。对于光谱分析，本书将重点介绍如何进行定性（识别发光峰的归属）和定量（通过校准进行成分分析）的分析，以及如何解读复杂的CL光谱信号。 第二部分：岩石学中的多维度应用 在岩石学领域，阴极发光技术展现出其无与伦比的价值。本书将重点展示CL技术如何在以下几个方面革新我们对岩石的理解： 沉积岩石学： 碎屑颗粒的CL成像能够揭示其原始来源、搬运历史和成岩过程。例如，石英颗粒的CL环带可以指示其生长环境（如花岗岩、变质岩或早期沉积岩），长石的CL模式则能反映其风化和改造程度。对于碳酸盐岩，CL可以清晰地展现微小的晶体生长韵律、沉积构造（如泥砂纹层、交错层理）、以及成岩作用（如重结晶、交代作用、孔洞充填）的序列和性质。这些精细的结构和序列信息，是传统光学显微镜难以比拟的。 火成岩石学： 矿物（如斜长石、石英、锆石）的CL显微成像和光谱分析，能够精细地记录岩浆的演化历史。斜长石的CL环带通常反映了岩浆冷却速率、氧逸度变化以及微量元素的分布，可以用来追溯岩浆混合事件或分异过程。锆石的CL图像更是地质年代学和微量元素研究的宝库，其经典的生长环带结构不仅是精确测年的基础，其内部的CL异常区域还能指示锆石在形成过程中经历了哪些重要的热事件或化学环境改变。此外，CL技术还能揭示矿物微观结构中的应力、变形和缺陷，从而推断岩石经历的地质压力和温度条件。 变质岩石学： 在变质岩中，CL可以揭示矿物（如石榴石、白云母、方解石）的生长序列、交代作用以及变质过程中的化学梯度。例如，石榴石的CL环带可以记录其在不同变质阶段的生长化学环境变化，包括铁、镁、锰等元素的进出，从而重建岩石经历的P-T-t轨迹。CL还可以揭示早期岩石中矿物被后期变质矿物取代的痕迹，为理解变质反应的发生机制提供关键证据。 第三部分：矿床学中的控矿要素解析 阴极发光技术在矿床学研究中的应用，更是其价值的集中体现，本书将深入探讨这一点： 矿物成因与成矿环境： CL成像和光谱是识别矿物及其生长习性的有力工具，尤其是在复杂的矿石样品中。不同的矿物，甚至同一矿物在不同形成条件下，都会呈现出独特的CL图像和光谱特征。通过对这些特征的系统分析，我们可以识别出与特定矿床类型相关的指示性矿物，或追踪关键金属元素的沉淀过程。例如，在斑岩铜矿中，黄铜矿、黄铁矿、黝矿的CL特征可以揭示其与主岩的成因联系；在金伯利岩中，金刚石的CL特征可以区分其来源岩浆的类型。 流体-岩石相互作用与矿化过程： 矿床的形成往往伴随着复杂的流体-岩石相互作用。CL技术能够清晰地展现方解石、石英、白云石等脉体矿物中的微观结构，如生长韵律、孔隙充填、流体包裹体分布以及交代关系。通过对这些脉体矿物CL特征的分析，我们可以重建流体运移路径、流体成分变化、以及矿化作用发生的时间和空间顺序。例如，在某些金矿中，黄铁矿的CL可能显示出与金沉淀相关的氧化还原环境变化。 微量元素与成矿物质： 许多矿床的形成与微量元素的富集和沉淀密切相关。CL光谱分析能够直接探测和量化痕量元素（如稀土元素、过渡金属元素、缺陷中心）在矿物晶格中的分布和浓度。这些微量元素不仅是成矿过程的“指纹”，其存在方式（如独立相、固溶体、包裹体）对矿物的物理化学性质有重要影响。本书将详细介绍如何通过CL光谱解析稀土元素在磷灰石、锆石、氟碳铈矿等矿物中的赋存状态，以及它们如何指示流体的氧化还原性、酸碱度和稀土元素的分馏规律。 金属矿床类型指示： 通过对不同金属矿床（如斑岩型、矽卡岩型、火山岩型、沉积型）中共生矿物组合的CL特征进行系统性总结和对比，本书将为读者提供一个有效的分类和识别工具。例如，在斑岩铜矿中，钾长石、黑云母、石英的CL特征通常反映了富钾、氧化环境；而在沉积岩层中的同生矿床，则可能呈现出不同的CL表现。 第四部分：案例分析与研究前沿 本书的最后部分将精选一系列具有代表性的岩石学和矿床学案例，详细剖析如何运用阴极发光技术解决实际的地质科学问题。这些案例将涵盖不同岩石类型、矿床类型以及研究目标，旨在展示CL技术的强大应用潜力和创新性。我们将分享科学家们如何通过CL技术，例如，追溯沉积盆地的演化历史，精确定位隐伏矿体，揭示非常规油气储层的成因机制，以及研究地幔岩石的形成过程。 此外，本书还将展望阴极发光技术在地球科学领域未来的发展方向，包括高空间分辨率CL成像、多谱段CL光谱分析、与同步辐射光源的结合、以及人工智能在CL数据处理和解释中的应用等。 总结 《阴极发光技术在岩石学和矿床学中的应用》是一本集理论深度、技术广度和应用实践于一体的专著。它将带领读者进入一个微观的世界，通过肉眼无法察觉的微光，洞察岩石和矿物在漫长地质历史中留下的印记。对于致力于理解地球形成演化、探索矿产资源、以及推动地球科学前沿研究的研究者、研究生和相关领域的从业人员而言，本书无疑是一本不可或缺的参考资料和思想启迪之源。通过本书，您将掌握一种强大的工具，解锁岩石和矿物中隐藏的秘密，从而在您的研究中取得突破性的进展。

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作为一名在读的研究生，我常常感觉我们接触的很多前沿技术都是零散的，知道某个技术很厉害，但就是不知道如何系统地将其整合进自己的研究框架里。这本书的出现，彻底解决了我的这个痛点。它的结构安排非常精妙，从最基础的设备原理和样品制备，到复杂的图像处理和光谱分析，再到最终的综合地质解释，形成了一个完美的闭环学习路径。最让我感到惊喜的是，书中对“技术局限性”的讨论也毫不避讳。它诚实地指出了阴极发光在处理某些非晶质或高度复杂的共生矿物组合时可能遇到的干扰和误判，并提供了相应的规避策略。这种坦诚的态度，比那些只报喜不报忧的资料要可靠得多。我根据书中的建议，调整了我正在研究的火山岩中次生矿物胶结物的分析方法，结果发现之前被我忽略的、亮度极低的微裂隙充填物竟然具有独特的发光特征，这直接指向了研究区晚期热液活动的时间窗口，效率提升了好几个数量级。这本书真正做到了“授人以渔”，让技术成为我们思考问题的工具，而非研究的终点。

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我是一个对矿物学理论情有独钟的学者，平时最爱啃那些经典但晦涩难懂的专著。坦率地说，初次翻阅这本关于阴极发光技术的专著时，我抱着一种既期待又有些警惕的心态。期待的是它能带来新的分析工具，警惕的是怕它沦为一本技术操作手册，缺乏深厚的理论支撑。然而，这本书的撰写者显然拥有非常扎实的地球化学和晶体物理学背景。它并没有简单地罗列实验步骤，而是将阴极发光现象背后的电子跃迁机制、杂质激活物（如Mn2+、Pb2+）的能级结构，与岩石学中关键的成因判别指标紧密结合起来。例如，对于变质岩中石英的荧光异常，书中给出了多个不同温区变质成因的细致对比，这种将微观物理过程宏观地质意义相结合的论述方式，极大地提升了阅读的层次感。我特别欣赏其中对“光度衰减动力学”在示踪热液成矿过程中流体演化速率方面的探讨，这在当前的矿床学文献中是相当前沿和深入的。它迫使我重新审视以往仅仅依靠同位素或包裹体数据得出的成矿模型，增添了一个基于晶格缺陷和痕量元素敏感响应的强有力佐证。

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这本书简直是为我们这些常年在野外摸爬滚打的岩石学人量身定做的宝典！我刚拿到手还没来得及细看，光是看到封面上那个清晰的显微照片，我就知道这绝对不是那种只会纸上谈兵的教材。那些教科书里讲的矿物学知识，干巴巴的，总觉得少了点“活气”。但这本不一样，它把那些抽象的理论和我们实际工作中遇到的那些“脾气古怪”的矿物纹理、蚀变带的细微变化，用阴极发光这个独特的视角串联了起来。想象一下，在黑暗的实验室里，你调整着电压，然后突然间，一个原本在偏光镜下平平无奇的样品，在阴极射线的激发下，像变魔术一样，五彩斑斓地“开口说话”了。这本书的深度在于它没有停留在“发光现象是什么”这个层面，而是深入到“为什么是这个颜色”、“这种光是怎么揭示形成过程的”。它教你如何像个侦探一样，通过光的色彩、亮度和形态，去反推岩石和矿床形成时的温度、压力、流体活动甚至是氧化还原条件。尤其是那些关于成矿流体交代作用的案例分析，简直是教科书级别的指导，对于我们这些做找矿勘探的来说，这简直是打开了新世界的大门，能帮我们避开多少无效钻探啊！

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我必须承认，我对这种涉及高真空和电子束技术的分析方法一直有些敬而远之，总觉得它们是大型实验室的专属。然而，这本书用非常生动、甚至可以说是艺术化的语言，将“阴极发光”这个概念普及化了。它没有用那种冷冰冰的工程术语堆砌，而是用大量令人震撼的彩色图版，将岩石内部的“隐藏世界”展示出来。那些关于早期岩浆分异过程中形成的微区化学分带，通过不同颜色的光芒被清晰地勾勒出来，就像一幅幅凝固的“岩浆演化史诗”。特别是书中对“衰变带”和“光带不连续性”的讨论，让我这个侧重宏观构造的学者都深感震撼。它告诉我，即使是最微小的晶体生长过程，也记录着地球历史的重大事件。这本书的语言风格非常流畅，阅读起来毫不费力，仿佛是一位经验丰富的导师在手把手地教你如何欣赏和解读这些微观之美，而不是生硬地灌输知识。对于想要跨界学习、提升样品信息获取维度的研究人员来说，这无疑是一份极佳的引路书。

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说实话，市面上关于地球科学分析技术的书籍汗牛充栋，但真正能做到理论深度和实际应用价值完美平衡的凤毛麟角。这本关于阴极发光的专著，在我看来，就是达到了那个极高的标准。它不仅仅是关于“如何操作显微镜”的指南，更是一部关于“如何利用发光特性重建岩石成因”的深度思考录。书中对于特定矿物家族（比如锆石、方解石、萤石）在不同成矿背景下的典型发光指纹库的建立和应用，做得极其详尽和可靠。我尤其关注它在环境地球化学领域的潜在拓展，书中提到通过某些特定元素的阴极发光强度变化来追踪污染物在矿物表面的吸附或共沉淀过程，这为我们评估场地污染风险提供了全新的、非破坏性的手段。这种跨学科的视野，让这本书的价值远远超出了传统的岩石学范畴。它不仅仅是一本工具书，更像是一本激发创新思维的哲学著作，引导我们以更精细、更敏感的方式去审视我们脚下的岩石圈。

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