整門課的大架構

這頁在回答：地球物質的期中範圍有兩位老師、兩種風格：吳宗叡老師的礦物學（Ch1–6、Ch8，從元素起源講到結晶學、偏光顯微鏡和熱力學），以及羅立老師的沉積岩（Ch11–13，全英文投影片）。表面上很散，其實整門課只在回答一個問題：固體地球是由什麼組成的？這些物質為什麼長這樣、在哪裡形成？

核心問題：地球由什麼組成？為什麼長這樣？

答案分三層：元素（從哪裡來、地殼裡有哪些，Ch1–2）→ 礦物（元素怎麼排成晶體、性質怎麼來、怎麼鑑定，Ch3–6）→ 岩石（礦物在什麼條件下穩定、怎麼結晶，Ch8；沉積物怎麼產生、搬運、變成岩石，Ch11–13）。

各章怎麼接起來

第一段：元素與礦物（Ch1–2）。大霹靂只做出 H、He；比較重的元素在恆星裡融合、在超新星中產生。太陽系 45.68 億年前由星雲凝結，地球吸積、分層成核、地函、地殼。地殼最常見的 8 種元素組成了以矽酸鹽為主的礦物（92 %）。什麼算礦物？五個條件：天然、無機、固體、規則原子排列、一定的化學成分。礦物種類也會「演化」：從恆星形成前十幾種到今天約六千種。

第二段：看得到的性質（Ch3）。晶癖、顏色、光澤、條痕、解理、斷口、硬度、比重、磁性、遇酸反應。每一種都可以往下追問「為什麼」：顏色是電子吸收特定波長（晶場、分子軌域、色心）；解理沿鍵結弱的面；比重看原子量和堆積密度。儀器方法（偏光顯微鏡、XRD、SEM、EPMA、TEM）把這些變成定量。

第三段：看不到的原因（Ch4–5）。Ch4 從原子尺度講：離子有多大、周圍能塞幾個鄰居（配位數）、怎麼疊（最密堆積）、Pauling 五法則決定多面體怎麼連、四種鍵結決定硬度熔點導電性、固溶體讓成分可以變。Ch5 把晶體外形的規律用對稱語言描述：四種對稱要素 → 32 晶族 → 6 晶系；加上平移 → 14 種 Bravais 晶格、230 空間群；還有 Miller 指數、赤平投影、雙晶和同質異像。

第四段：顯微鏡（Ch6）。光在礦物中變慢（折射率）；等軸晶系和玻璃各方向相同（均向性），其他晶系會把光分成兩道（雙折射）→ 正交偏光下產生干涉色。用貝克線、浮凸、干涉色、消光角、干涉圖就能鑑定礦物。

第五段：熱力學與動力學（Ch8）。熱力學回答「往哪裡走、最後停在哪」：ΔG = ΔH − TΔS ＜ 0 才會自發。相律 P + F = C + 2 和相圖告訴我們在某溫壓、某成分下會有哪些礦物、各多少（槓桿定律）。動力學回答「多快」：傳輸定律（Darcy、Fick、Fourier）、Arrhenius 方程式、放射性衰變與封存溫度。

第六段：沉積岩（Ch11–13，羅立老師）。岩石風化產生碎屑、溶解離子；碎屑依粒徑、分選、圓度被搬運和分選；水流造成層理和沉積構造（可判斷上下）；壓密、膠結、壓溶讓沉積物岩化；最後依物質來源分類：矽質碎屑岩（泥岩、砂岩、礫岩）、生物化學岩（碳酸鹽岩、燧石、煤）、化學岩（蒸發岩、磷灰岩、條帶狀鐵礦層）。

期中考與這份筆記的讀法

期中考在 11/03（第九週）。依課程大綱，範圍是第一到第七週：Ch1–6、Ch8（吳宗叡）和 Ch11–13 沉積岩（羅立）；火成岩、變質岩、經濟礦物在期末。評分：期中 35 %、學期考 35 %、平時（作業）15 %、野外 15 %。

看考古題就知道考什麼（詳見〈考古題解答〉）。2024、2025 兩年的題型固定：

每一章的結構都一樣：這章在回答與考前 30 秒 → 先認識的名詞 → 邏輯地圖 → 正文（互動圖先預測再拉）→ 例題完整解 → 每節後的自我檢測 → 容易混淆與章末綜合題。★ 是考古題出現過或老師特別強調的地方。考前一天先做〈考古題解答〉，再用〈名詞解釋〉自己遮住定義背一遍。