矿物学学习笔记
矿物学学习笔记
第1章矿物及矿物学
矿物学：以矿物晶体为研究对象，研究各具体矿物晶体的形态、成分、结构、物性、成因。研究的是具体矿物晶体的个性及归纳分类。
特点：经验性、感性、具体性、归纳分类性、个性。与前面学过的结晶学的：空间性、抽象性、逻辑性、共性完全不同。
矿物的概念
地质作用或宇宙作用形成的，（强调非人工合成）具有一定化学成分与内部晶体结构，且在一定物理化学条件下相对稳定的化合物或单质，(由此可区分不同矿物种)
岩石和矿石的基本组成单位。（最基本的物相）
例如：石英（SiO2), 黄铁矿（FeS2），钠长石（Na[AlSiO4]）
此外还有：宇宙矿物、人工矿物（合成矿物）等；
准矿物（强调非晶态）：因为非晶态的物质不具有稳定的结构，不符合上述第二条，所以不能算是矿物。准矿物有自发转变为矿物的趋势，所以自然界准矿物是很少的。
矿物学的概念
以矿物为研究对象，
研究矿物的成分、结构、形态、物性、成因、产状、用途，以其它们的内在联系，
研究矿物的成分、结构、形态、物性等的演化规律，（矿物的成分、结构在一定条件范围内是可变的）
研究矿物的空间分布规律与时间演化规律。
矿物学发展简况
更早于结晶学，始于远古的石器时代。人类早期对天然矿物晶体的描述、应用（器具、装饰、药用）是矿物学发展的初期。即：对天然晶体形态的理论研究发展成结晶学（如面角守恒定律）；对天然矿物晶体的实际应用发展成矿物学。
19世纪后，光学显微镜、X射线、各种光谱学、电子探针、透射电镜……，深入研究矿物的化学成分、内部晶体结构……，并且向微区、微量、精细方向发展。
矿物学与其他科学的关系
第2章矿物的化学成分
地壳中化学元素丰度对矿物化学成分的影响
一、地壳中化学元素的丰度
1元素在地壳中的平均含量的百分数，叫克拉克值（美国学者克拉克（F. W. Clark）最先提出），可分为：质量克拉克值，原子克拉克值。
2地壳中元素丰度极不均匀，最多的氧（O）与最少的氡（Rn）含量相差1018倍。
3地壳中最常见的元素为：O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg 这8种，占地壳总质量的99％。
常见8种元素的克拉克值
可以形象地比喻：整个地壳是由O离子作最紧密堆积，阳离子充填在空隙中。
克拉克值对矿物化学成分的影响:
克拉克值高的元素组成的矿物种含量也高，地壳上的矿物种主要是由前述8种元素组成的硅酸盐（占地壳总质量的3/4）和氧化物（占地壳总质量的1/5）；
但是，地壳上的矿物种除了受克拉克值影响外，还要受到元素的地球化学性质的影响，有的元素含量低，但它能够形成独立矿物种，而有的元素尽管含量多，却不能够形成独立矿物种。这就涉及元素是趋于“聚集”或“分散”的地球化学性质。
聚集元素：Au、Ag、Bi、Sb等，尽管克拉克值很低，但它们的地球化学性质是趋于聚集的，所以能够形成独立的矿物种，甚至富集成矿；
分散元素：Ru、Cs、Ga、In等，尽管克拉克值较高，但它们的地球化学性质是趋于分散的，所以不能够形成独立的矿物种，往往以微量元素混入物（如类质同象形式）赋存于其他矿物种中。
二、元素的离子类型与矿物种类的关系
惰性气体型离子：外层电子8或2
铜型离子：外层电子18或18＋2
过渡型离子：外层电子9～17，有未满的d电子。
外层电子构型直接影响到离子的化学键性质。
惰性气体型离子：易失去电子，与氧形成离子键，形成氧化物、含氧盐矿物，故称为亲氧元素或亲石元素；
铜型离子：电离势高，不易失去电子，与硫形成共价键，形成硫化物，故称为亲硫元素或亲
铜元素；
过渡型离子：性质介于上述两类离子之间，可形成氧化物、含氧盐，也可形成硫化物，取决于元素在周期表中的位置(靠近惰性气体型离子还是靠近铜型离子)，也取决于外部氧化－还原条件。
但是，元素的离子类型与矿物种的关系不是绝对的，在极端外部条件下，也可改变，如：Cu+在氧化环境下也可形成氧化物：赤铜矿Cu2O.
三、矿物化学成分变化的影响因素
类质同象：引起矿物化学成分变化的主要因素。特点：离子之间取代，占据晶格位置，可引起结构、物性等规律性的变化；
胶体吸附与脱水：引起胶体矿物（非晶态，准矿物）和含水矿物化学成分变化的主要因素。非化学计量性：某些含变价元素的矿物，由于离子价态变化而引起部分离子缺席造成矿物化学成分变化。如：Fe1-X S，其中x=0~0.125；
机械混入：包裹体等。
矿物化学成分的变化可以反映矿物形成时的物理化学条件，因而可作为标型特征。
关于胶体矿物：
胶体的概念：细分散体系，含分散相（胶粒，一般小于100 nm）和分散媒（相当于溶剂，一般是水），与真溶液是不同的。
当胶粒含量小于分散媒时，形成的是胶溶体，反之，形成的是胶凝体（固态）。
胶粒的特点：比表面积极大，带电荷，具有选择性吸附。
胶体矿物：以水为分散媒的胶凝体，特点：非晶质或超显微隐晶质，具有选择吸附性，水含量不固定。这就导致了胶体矿物的化学成分极不稳定。
例如：蛋白石，由许多许多的非常细的SiO2胶粒及水组成。单个SiO2胶粒可能有晶体结构，但太小了；许多胶粒组合是杂乱的，因此，整体不显晶态特征而是非晶态或超显微隐晶态。
胶粒堆积形成胶体矿物示意图
但是，胶体矿物不稳定，随着时间的推移，会慢慢转化为晶态，这就是胶体的晶化作用，也称胶体老化。为什么？
胶体晶化后形成的一般是纤维状的细小晶体集合体，不可能形成一个大单晶。为什么？
四、矿物中的水
水是矿物中的一种特殊的化学成分。分3种基本类型及2种过渡类型：
吸附水：H2O，被吸附在矿物微粒（胶粒）表面、裂隙中等，不参加晶格，含量不固定，易脱水（100~125°C），如：蛋白石SiO2nH2O
结晶水：H2O，参加晶格，一般在晶体结构中的大空隙中，含量固定，较不易脱水（200－500°C），脱水后结构改变，如：石膏Ca[SO4] 2H2O。
结构水：OH-，H+，H3O+，以离子的形式存在于晶体结构中，位置、含量固定，非常稳定，极不易脱水（600～1000°C ），脱水后结构完全改变，如：高岭石Al4[Si4O10](OH)8
另外还有两种过渡型水：
层间水：H2O，存在于层状结构矿物中的层间大空隙中，与层状结构有一定的键合作用（分子键），但很微弱，脱水后层状结构基本不改变。稳定性介于吸附水与结晶水之间。
沸石水：H2O，存在于沸石族矿物晶体结构中的大空隙或通道中，脱水后结构基本不改变。稳定性介于吸附水与结晶水之间。
五、矿物的化学式及其计算
实验式：白云母：K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 或：H2KAl3Si3O12仅仅表示各组分的含量比。
晶体化学式(※)：白云母：K{Al2[(Si3Al)O10](OH)2}
络阴离子团
结构单元层
不仅表示各组分的含量比，同时还表达了晶体结构信息。
晶体化学式的书写原则：
1）阳离子在前，阴离子在后；
2）多个阳离子时，按碱性强→弱排序，按价态低→高排序；互为类质同象关系的阳离子用圆括号括起来，按含量多少排序；
3）络阴离子团用方括号括起来，更大一级的结构单元用花括号括起来；一般附加阴离子写在所有阴离子的最后，中性水分子写在整个化学式最后，并用“?”分开。
例如：白云母K{Al2[(Si3Al)O10](OH)2}
白云石CaMg[CO3]2镁方解石（Ca，Mg）[CO3]
铁闪锌矿(Zn,Fe)S
蛋白石SiO2?n H2O
请读懂上述晶体化学式的含义。
晶体化学式计算：以矿物化学分析所得到的元素或氧化物质量％，换算成该矿物中各原子、离子系数比例，再结合晶体化学知识判断是否为类质同象关系、是否组成阴离子团等，写出晶体化学式。
具体做法是：
元素或氧化物质量％→原子个数分子个数（换算成原子个数）→以某个原子在该矿物晶体化
学式的原子个数为准，换算出其他原子在晶体化学式中的系数（即：要求已知该矿物的晶体化学通式）→结合晶体化学知识将各原子进行分配
举例说明：已知单斜辉石晶体化学通式：XY[Z2O6]
以上举例为阴离子法，即以氧原子数为准计算，（即：在辉石XY[Z2O6]中是以氧原子数=6来计算的）。
也可以以阳离子总数为准计算，称阳离子法，计算的思路是一样的。（即：在辉石XY[Z2O6]中以Z=2，或者Y=1，X=1来计算。）
但是，不能以某个阳离子（如：Mg，Fe，Si）为准计算，为什么？某个阳离子数目不固定本章重点总结：
克拉克值、元素地球化学性质、离子类型与矿物种类的关系；
矿物化学成分变化因素（类质同象、胶体吸附、非化学计量）；
矿物中水的5种形式及其特点；
读懂晶体化学式并会计算。（20节完）
第3章矿物的形态
矿物的形态分为三类：
1.单晶体形态
理想规则的单晶体形态－－单形与聚形在结晶学中学过了，这里涉及的是实际矿物单晶体形态的内容。
2. 显晶集合体形态
理想规则的晶体集合形态－－平行连晶、双晶也在结晶学中学过了，这里涉及的是实际矿物非规则聚集体。
3. 隐晶及胶态集合体形态
指非晶态的形态。这类形态在结晶学中没有涉及。
单晶体形态：
晶体形态：晶体生长形成的单形及其聚形。
歪晶：由于形成条件、环境等因素，实际晶体形态往往偏离理想形态而发育成“歪晶”。“歪晶”中，同一单形的晶面不一定同形等大，这就给我们判断晶体形态上的单形名称与对称性造成困难。
但是，通过晶体测量与投影，在投影图中各晶面的投影点及其在空间的分布规律，以此可以分析实际晶体形态上单形名称与对称性等等。
晶体习性（晶习）：某种矿物晶体习惯性的、常见的形态特点。
描述晶体习性有两种方法：
1）描述晶体形态大致轮廓（因为实际矿物晶体形态一般很少见单形），
2）如果某种矿物晶体特别“顽固”地发育某个单形，也可以用这个单形来描述这个矿物的晶习。
大致轮廓的描述方法：
一向延长：柱状、针状、纤维状；
二向延展：板状、片状、鳞片状；
三向等长：粒状或等轴状。
如果某晶体顽强发育某种单形，则用单形名称描述其晶习。如：石榴子石的晶习为四角三八面体。
影响晶习的因素：
主要受内部晶体结构与成分的影响：结构中键强分布均匀，成分简单，则发育为粒状；结构中有强键形成的链，则发育为柱状，有强键形成的层，则发育为片状。
晶体习性与晶胞参数还有一个简单的关系：沿短轴延伸成柱状，沿长轴压扁成片状。
思考：为什么？这是符合布拉维法则的。
外部形成条件对晶习的影响是次要的，外部条件能影响晶体的具体形态细节，但很少能影响一种晶体固定形态的大致轮廓（晶习），如：橄榄石、石榴子石总是粒状的，云母、石墨总是片状的，基本不因外部条件改变。
但也有例外，如：方解石、锆石的形态可在粒状和柱状、甚至片状之间变化。这只能说明，这两种矿物的晶习非常不稳定。或者说，这两种矿物的形态具有标型性。
晶体形态与晶体习性（晶习）这两个概念的区别：
晶体习性是某种矿物晶体固有的、常见的形态特征，它可以作为鉴定矿物的一种形态特征，它往往与形成条件关系不大，例如：石榴子石基本上在任何条件下都是粒状的、都是四角三八面体或（和）菱形十二面体，所以，这就是它的晶习，与外部条件关系不大。
晶体形态主要描述的是这个晶体上发育那些单形细节等，它也与内部的成分、结构有关，但它受外部条件影响较大，这种单形细节的形态特点是随外部条件而敏感地变化的。这也就是我们通常说的形态标型。
晶面花纹：
晶面条纹（聚形纹）：
聚形纹是两个单形的晶面在交替生长
过程中形成的一系列非常细小的晶棱在某个晶面上留下的痕迹。
晶面台阶（多边形，螺旋形）：
生长丘（多边形凸像）：（与晶面结构有关，属于很小的台阶）
蚀像（多边形凹像）：（如风化后溶解形成的，形态固定的）
所有的晶面花纹，如果是规则的多边形，都能够反映晶面的对称性，进而反映整个晶体的对称性。相对来说，蚀像的多边形更规则一些，因此，通常用蚀像来反映晶体、晶面的对称性。
思考：同一单形的晶面，晶面花纹具有什么特点？不同单形的晶面呢？
相同的；不同
显晶集合体形态：
显晶，肉眼或借助于放大镜能分辨单晶体轮廓。根据单晶体晶习（粒状、片状、柱状）和集合方式（放射状、束状、簇状等）来描述。
隐晶及胶态集合体形态：
肉眼或借助于放大镜不能分辨单晶体轮廓。只能根据总体外貌，以及形成方式来进行分类和描述。有：
分泌体（杏仁体）：从外向里层层沉淀充填形成。
结核：从里向外层层沉淀形成。
鲕状、肾状：从里向外层层沉淀、包裹形成的小结核体聚集在一起。成因上与结核体相似。
钟乳状：从岩石裂隙处渗出的溶液或胶体，附在岩石上从里向外层层沉淀形成。根据具体形状还可以分为：葡萄状、肾状、石笋、石柱，等等。成因上与结核体相似。
实际上，结核、鲕状、豆状、钟乳状、葡萄状、肾状、石笋、石柱在成因上没有本质区别，仅仅是外在形态不同。
所以，隐晶或胶态集合体形态总体上分两类：分泌体（由外向里沉淀）和结核、鲕状、豆状、钟乳状、葡萄状、肾状等（由里向外沉淀）。
注意：这里是“沉淀”，不是“生长”。沉淀与生长有本质的区别，生长能够形成单晶体，而沉淀只能形成隐晶或胶体。
讨论：沉淀与生长有什么区别？
所有隐晶或胶态矿物，最后都可能晶化，形成放射状晶体集合体，但要注意：放射状晶体是后期晶化形成，并不是生长形成的。
讨论：为什么会发生晶化？
此外，对于没有具体形状的，还可以描述为：块状、土状、粉末状、被膜状等等。
总之，肉眼区分隐晶与显晶是一个难点！有的隐晶致密块状很像是一个单晶体的一块。注意：描述显晶形态与隐晶及胶态形态所用的名词术语完全不同，不能混淆：粒状、片状、柱状、针状、放射状等是描述显晶形态的，而分泌体、杏仁状、结核体、鲕状、肾状、豆状、钟乳状等都是描述隐晶及胶态矿物集合体的。
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第4章矿物的物理性质
矿物的物理性质取决于矿物成分与结构
矿物晶体的物理性质符合晶体的基本性质：均一性、异向性、对称性
矿物的物理性质是鉴定矿物的主要依据
矿物的物理性质可以应用于国民经济
矿物的物理性质可随形成环境变化，因此可反映矿物成因信息
矿物的光学性质：颜色、条痕、透明度、光泽、发光性
矿物的力学性质：解理、裂开、断口、硬度、弹性和挠性、脆性和延展性
矿物的其他性质：相对密度（比重）、磁性、电性
1.矿物的光学性质
矿物的颜色：
自色：矿物成分与结构决定的矿物本身固有的颜色
他色：矿物因含某种杂质而引起的颜色
假色：由某种物理效应（干涉、衍射、散射）而引起的颜色，包括：
锖（一声qiang）色：矿物表面氧化薄膜使光发生散射、折射与干涉形成的彩色
晕色：矿物内部的裂隙使光发生散射、折射与干涉形成的彩色
变彩：矿物中含一些定向包裹体或溶液，对光发生干涉、衍射使颜色随方向而变化
乳光：矿物中含有一些细小包裹体或出溶体对光发生漫反射而成
自色是矿物固有的，是鉴定矿物的主要依据，他色不能鉴定矿物，但能帮助判断矿物成分的变化，假色也不能鉴定矿物，但能产生很好的光学效果，因此可以应用
方解石晕色欧泊蛋白石变彩
矿物自色的呈色机理：矿物对可见光吸收后，透射和反射光的混合色，即：吸收光的补色对透明矿物：透过光的颜色，即吸收光的补色
对不透明矿物：反射光的颜色，即光全部被吸收后，其中部分吸收的光再被反射回来的颜色（也是吸收光的补色）
互补色（对角线颜色）（1节完）
灰色：各色光都吸收一点黑色：把光吸收了
矿物的颜色：
为什么会对可见光产生吸收？
矿物内部的电子吸收可见光的能量发生跃迁。这是矿物能呈色的最根本的原因。
可见光的能量是很小的，所以，矿物晶体结构中必须要有能级差很小的电子轨道，电子才能吸收可见光的能量发生跃迁。
1.过渡型离子内部电子跃迁，有未满的低轨道，有5个，原本能级相当，在晶体中会发生能级分裂，比如分成两组，低、高能级，这种能级差很小，能级差大小决定吸收哪一种光，含有过渡型离子的矿物一般都会呈色，所以把这些离子叫色素离子，常见的铁、铬、锰、钛、镍离子等
2. （吸收可见光后电价离子之间发生电子转移）变价离子间电荷转移：矿物晶体结构中如果存在Fe3+-Fe2+，Ti4+、Ti3+等，则在光能作用下可发生电荷转移，即从一个离子转移到另一个离子，这就使电子吸收光能发生跃迁。
3.能带间电子跃迁：晶体结构中的许多离子、原子，其电子轨道要发生“干涉、交叉”，形成一个非常复杂的能级结构，称为能带。如果能带之间有小能级差且有空能级的，就可以使电子吸收光能而发生跃迁
4.（晶体结构中有缺陷，会捕获电子）
在具体描述矿物颜色时，可以用三种方法：
1）标准色谱法：红色、蓝色、黄色等
2）二色法：黄绿色、褐黑色、灰绿色等
3）类比法：金光色、铅灰色、桔黄色等
对于金属矿物，一般都是用与某种金属相似的类比法描述：金黄色、铅灰色、铜黄色、锡白色、古铜色等。一般不用标准色谱法和二色法来描述；对于非金属矿物则上述三种方法都可用。
矿物的条痕：矿物粉末的颜色。通常在白色无釉瓷板上刻画所得
用处：矿物的条痕能消除假色、减弱他色、突出自色，所以，它在鉴定矿物上比矿物颗粒的颜色更稳定、更有效。例如：不同成因赤铁矿的颜色可在钢灰-红褐色之间变化，但是它的条痕呈一种特征的且较稳定的颜色：红棕色（樱桃红）。另外，条痕还可以帮助确定矿物的光泽、透明度等级，因此条痕在鉴定矿物过程中非常有用
矿物条痕与矿物颗粒颜色关系：矿物条痕的颜色可以与矿物颗粒的颜色相同，也可以不同，一般来说，对于透明矿物，两者基本一致，对于不透明矿物，一般不一致，如：铜黄色、铅灰色的矿物条痕都为黑色。为什么？（因为不透明矿物为反射光的颜色，但条痕已经变为粉末，已经不反光了，全都吸收了，所以为黑色）
条痕帮助判断矿物的光泽、透明度等级：条痕是白色的、浅色的（发一点点红黄）矿物是透明的，光泽是很弱的；如果条痕是黑色的或深彩色的，矿物是不透明的，光泽很强的
透过光的程度叫透明度，划分三个等级，透明、半透明、不透明，严格来说是在显微镜下以0.03mm薄片为标准，但在标本上肉眼看，以矿物碎片边缘看透不透明，不容易看，如高岭石，是透明矿物，标本上个感觉不透明，标本上用条痕判断准确一些（白>透明，黑>不透明）光泽：矿物的光泽是指矿物反光的能力，也划分出等级，四个级别，也是根据条痕判断。最强级别：金属光泽，条痕黑色，半金属光泽，反光较强，条痕深彩色，金刚光泽，半透明到透明的，条痕彩色；玻璃光泽，反光很弱，基本上全部透过，条痕无色或白色，
条痕是判断光泽的重要手段，经验性很强
实例
方铅矿：金属光泽
半金属光泽
金刚光泽、玻璃光泽是非金属光泽
透明矿物都是玻璃光泽
一些名词（特殊光泽、变异光泽，不是等级，是比喻）：树脂光泽、沥青光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、土状光泽
沥青光泽对应金刚光泽
树脂光泽、珍珠光泽对应金刚光泽
其余对应玻璃光泽
特殊光泽是矿物集合体产生的，例如丝绢光泽，纤维状晶体集合体，土状光泽> 晶体本身是土状集合体；还有是不平坦的断口产生的光泽，如油脂光泽，如石英晶面是玻璃光泽，断口是油脂光泽（级别还是玻璃光泽）；珍珠光泽是在极完全的解理面上产生的，如云母的珍珠光泽
矿物的发光性
含义：在外加能量的激发下，矿物发出可见光，吸收能量，以可见光的形式将能量释放出来外加能量有多种形式，如高能辐射X射线、紫外光，加热、摩擦等
外加能量一定高于可见光
机制：电子吸收高能量后发生跃迁，又由激发态到过渡态，以可见光形式释放能量，再由过渡态到基态，也是以可见光形式释放能量
矿物的发光性分类：
磷光：外能停止后还持续一段时间发光；
荧光：外能停止后发光即停止
晶体的发光性研究是晶体材料学里一个非常重要的研究领域，并且广泛应用国民经济中
课程涉及的发光性仅仅作为矿物的一个鉴定特征，例如，白钨矿在紫外线下发浅蓝色荧光小结：
1.矿物光学性质机理，白光入射，透过光的颜色，就成为透明矿物的颜色，透过光的强度就成为透明矿物的透明度；不透光，反射光形成不透明矿物的颜色，反射光的多少，形成不透明矿物的光泽
2.矿物各种光学性质的关系，条痕无色白色矿物透明的，玻璃光泽；条痕彩色，矿物也可能是透明的，金刚光泽，条很是深彩色的，是半透明的，半金属光泽，条痕是黑色的，不透明矿物，金属光泽
矿物的力学性质
矿物的解理、裂开、断口（受外力作用发生破裂产生的一系列现象）
解理：在外力作用下，沿着一定结晶学方向破裂形成一系列光滑的平面的性质。破裂面叫解理面。
1）与结晶结构有关，沿化学键弱的面网裂开；
2）可以有多个方向的解理并且分布具有对称性，因为晶体结构是对称的；
3）可以用单形符号来描述解理的结晶学方向性，因为单形描述的是性质相同的一组晶面，而解理是性质相同的一组面网产生的。
具体情况有以下四种：
1）沿面网间距大的方向裂开（主要针对原子晶格：晶体结构都是共价键）
2）沿电性中和面裂开（主要针对离子晶格）。如NaCl晶体
3）沿同号离子相邻的面网裂开（主要针对离子晶格）
4）对于多键型晶格，一般沿分子键裂开；如石墨：
5）对于金属键晶格，一般无解理，因为金属键各向键性均匀
解理的表示方法：用单形符号可以表示出解理的方向性与组数（同一方向的解理为一组解理），还可以反映出解里面夹角。
例如：石盐、方铅矿有{100}解理，在已知是等轴晶系前提下，可知：解理面垂直3个晶轴，有3组解理，解理面夹角为90°；
闪锌矿有{110}解理，在已知是等轴晶系的前提下，可知：解里面在两晶轴之间，有6组解理，解理面夹角120°和90°；
请思考：
1）石墨{0001}解理有几组？方向怎样？
三方或六方，0001垂直Z轴顶面上，单形是平行双面或者单面，所以只有一组解理
2）金红石（四方晶系）{110}解理有几组？方向怎样？
有两组，在XY轴中间，四方晶系110是个四方柱，所以有两组
3）正长石（单斜晶系）{001}、{010}解理有几组？方向怎样？
001顶面上，单斜晶系X轴朝下，001面（平行xy轴，和z轴相交）朝下，这样的面有一组，010在垂直Y轴的位置，单斜晶系最多有个二次轴，一个对称面，一个二次轴，一个平行双面，有一组解理
解理组数与夹角还可以根据矿物晶体标本上的解理纹来判断：
解理块
（4节完）解理块：破碎后从晶体上掉落的块体
a：立方体，正前方有两组解理纹，总共3组解理纹
b：八面体，实际很少这么规则，四组解理面
c:6组解理纹（菱形十二面体，6组，俩俩面平行）
d：方解石解理块，是菱面体，三方晶系，三组解理
e：重晶石，3组解理纹
f：一组解理纹，云母或者石墨
解理除了组数和夹角外还要划分等级，划分5个等级，我们只划分4个等级：
1、极完全解理：破裂成薄片，平整而光滑，例如云母、石墨
2、完全解理：破裂成板块，较平整而光滑，如方解石、方铅矿；
3、中等解理：破裂成不太平整的面，但在较小范围内隐约可见平面，如白钨矿
4、不完全解理：基本上见不到解理面，但隐约可见断断续续的面，如磷灰石；
5、极不完全解理：无解理面，如石英
对不完全解理和极不完全解理，肉眼见不到解理面，以后都以无解理或者解理不发育描述
关于解理面的观察，要注意一下几点：
解理面的观察一定要在单晶体的内部观察，对集合体，要首先划分出单颗粒范围，再观察；对隐晶集合体无解理可言
解理等级的划分是比较难的，要凭经验
解理面与晶面区别：解理面是破裂面，相互平行可产生无穷多的解理面，而晶面只是在表面，解理面上有解理阶梯，是相互平行的解理面上的表现，晶面上有生长花纹，聚形纹、生长阶梯（多边形，螺旋形）、生长丘、蚀像等。
生长阶梯和解理阶梯区别：前者非常微观，表面看很平滑，显微镜下看到纹。解理阶梯高差可以非常大
裂开：由于某些非晶体结构的原因，在晶体受外力作用下，沿着一定的结晶学方向破开的性质。
裂开和解理在现象上很像，但成因不同，裂开是非晶体结构的原因，而解理是晶体结构的某个薄弱环节，解理是晶体结构原因产生的。
裂开的非晶体结构的原因指的是在晶体里面，有一些定向的包裹体，或者出溶体，在晶体结构里面沿着某个面网的方向形成了夹层，导致面网化学键破坏，沿着面网容易破开
裂开也是沿着某个结晶学方向产生的，也可以用单形符号表示，例如磁铁矿常有111裂开，因为原来的固溶体钛磁铁矿（钛铁矿磁铁矿混合体）温度下降时析出钛铁矿，钛铁矿0001面网与磁铁矿111面相似，使得钛铁矿沿着磁铁矿111面生长，形成了夹层，从而产生破裂面。
钛铁矿0001，三六方晶系，磁铁矿等轴晶系，111面网对称型是，四个111，是三次轴的对称要素，磁铁矿111是三方对称的，垂直它的是个三次轴，（等轴晶系的四个l3，在体对
角线（是111方向），垂直它的就是111面，八面体面，每个面是三角形的，三方对称）钛铁矿0001是三方对称的，磁铁矿111也是三方对称的，导致两者面网结构非常相似，所以只在111面网上附着生长，导致磁铁矿有111裂开（交生）
磁铁矿的{111}裂开，从现象上还是与解理有些区别：没有解理面密集。
（裂开还是解理肉眼无法判别）
断口：与解理正好相反，晶体在外力作用下不裂开为平面，而是不平整的，就叫断口。
断口的发育恰好与解理成反相关，完全解理则无断口，不完全解理则发育的就是断口，所以没有必要对断口划分等级。对断口的描述仅仅是根据形状，如：
贝壳状断口、锯齿状断口、参差状断口、土状断口等。
与解理不同的是，断口也针对隐晶集合体，如土状断口是土状集合体矿物表现出来的一种断口形状。
矿物的硬度
抵抗外来机械力的能力
矿物硬度直接与矿物内部化学键的强度、结构紧密度有关
对于化学键，原子晶格共价键为主的矿物硬度最大，其次是离子晶格，硬度最小的是金属键、分子键、氢键
对于结构紧密度来说，等型等键结构，与离子或者原子半径有关，半径越小的硬度越大，例如碳酸镁（方镁石），碳酸钙（方解石），结构相同，但镁半径比钙半径小一些，所以方镁石硬度大一些，同化学成分的矿物，结构紧密的、配位数越高的硬度大，如CaCO3，方解石里Ca的配位数是6，文石里Ca的配位数是9，配位数越大意味着结构越紧，所以文石的硬度比方解石的硬度稍微大一点。（6节完）
矿物硬度的分级：
摩斯硬度计
用这十种矿物刻划所测矿物，就可测出矿物的硬度。
但在野外我们一般分3级：
硬度大：小刀刻不动，硬度>5.5
硬度中等：小刀能刻动，但指甲刻不动，5.5 >硬度> 2.5
硬度小：指甲能刻动，硬度<2.5
矿物硬度的异向性：同一晶体不同方向上，硬度可能不同，如蓝晶石，也叫二硬石。
注意：硬度是随方向变化，而不是随部位变化
精确地测量出各种不同方向上的硬度，还可以绘出硬度等值曲线：以中心点为原点，曲线离原点越远，硬度越大，各个方向硬度都可以画出来
矿物的弹性：在外力作用下发生弯曲，外力撤销后，在弹性限度内能够自行恢复原状的性质。例如云母片。
矿物的挠性：在外力作用下发生弯曲，外力撤销后不能够自行恢复原状的性质。例如石墨片。弹性和挠性主要还是针对层状或链状的矿物，若在层间或链间有离子键（强），就表现弹性，如果是分子键（弱），则为挠性。
矿物的脆性：在外力作用下容易发生碎裂的性质。但要与矿物的硬度区分：有脆性的矿物并不是硬度小。大多数非金属矿物具有脆性（原子间、离子键）
矿物的延展性：在外力作用下易成细丝的性质为延性，在外力碾压下易成薄片的性质为展性，统称为延展性。金属键矿物一般都具有延展性。
脆性矿物一般化学键性较强，不易发生晶格滑动，外力较强时发生晶格破裂，不能重新成键；而延展性一般都是金属键，化学键较弱，破坏后容易重新成键，所以在晶格滑动后又重新建立化学键，使变形后的晶格同样稳定。
矿物的力学性质都与化学键强度有关，异向性与化学键分布的异向性有关
（※）要熟练应用单形符号表示解理的异向性或者对称性的方法
矿物的其他物理性质
密度
相对密度：矿物的密度与水（4摄氏度，密度为1）的密度的比值关系，没有单位，数值与密度相同，简称比重
鉴定矿物时，通常将矿物相对密度（比重）分三级：
轻的：相对密度小于2.5，如石墨、石盐、石膏
中等的：相对密度在2.5-4间，如大多数非金属矿物：石英，萤石等；
重的：相对密度大于4，如大多数金属矿物：黄铁矿、自然金；也有部分非金属矿物：重晶石等。
很显然，矿物的相对密度与组成矿物的元素的原子量有关。
矿物的磁性：在外磁场作用下被磁化的性质。
在鉴定矿物时，一般以磁铁矿来测试矿物的磁性，分3级：
强磁性：矿物块体能被磁铁矿吸引，如磁铁矿；
弱磁性：矿物粉末能被磁铁吸引，如铬铁矿；
无磁性：矿物粉末也不能被吸引，如黄铁矿。
矿物磁性是由矿物内部结构中未成对电子的自旋磁矩产生的，这些未成对电子自旋磁矩（微观的）在外磁场下发生定向排列，产生了宏观磁性。
所以，产生磁性的先决条件是有未成对电子，而过渡金属离子一般有未成对电子，所以，有未成对电子的过渡金属离子一般具有磁性。
矿物的电学性质：
导电性：是指矿物对电流的传导能力，它与矿物内部电子的能级结构有关。金属键的能级差很小，电子容易在各能级间运动，所以导电；非金属键（特别是离子键）的能级一般较大，所以不导电。
有的能级介于中间，在外部条件下（如升温）可以导电，称为半导体。半导体矿物还会产生热电效应；当矿物处于温差场时，在冷、热两端会产生电动势（温差电动势）。
介电性：是指不导电矿物或导电性很弱的矿物在外电场下被极化产生感应电荷的性质。可以利用矿物的不同介电性大小来分离矿物。
压电性：是指晶体在定向的压-伸作用下，垂直应力的两侧表面产生等量异号电荷的性质。应力方向相反时，电荷也相反。当在压-伸作用下不断交替时，则会产生交流电场，称为压电效应；当晶体置于交变电场时，会产生机械伸缩，称电致伸缩（反压电效应）。
压电性产生的机理：晶体中存在极轴（两端不对称的方向）（晶体中的轴，顶端和底端通过任何对称要素的操作都不能重复），外应力沿极轴方向压－伸，会导致晶体内部的正－负电荷重心不再重合，使晶体产生电性。例如石英的压电性产生机理：
所以，压电性要求晶体一定要有极轴。
热释电性：是指在加热-冷却时，在一定的结晶学方向上两端产生相反电荷的性质。
热释电性产生机理：源于晶体自发极化，即晶体本身电极矩不为0，在无外界条件下，这种电极矩非常小，但在外界加热－冷却条件下，电极矩也发生热胀冷缩，使晶体产生电性。
自发极化要求：晶体具有单向极轴（唯一极轴）。所以，热释电性要求晶体具有唯一极轴。例如：具3m（3：Z轴方向有个3次轴，m：垂直XYZ都有一个对称面，应该是L33P）对称的电气石具有热释电性，L3是其唯一极轴。
如果多个极轴，极轴上的电极性相互中和了，使晶体本身电极矩为0，没有自发极化，就没有热释电性了。如石英，存在3个极轴，3个极轴的电极性中和了，所以石英虽有压电性，但无热释电性。
思考：压电晶体一定是热释电晶体？热释电晶体一定是压电晶体？
不一定，一定
第五章矿物的成因
一、形成矿物的地质作用
内生作用：
地球内部热能所导致的各种地质作用，包括：岩浆作用、伟晶作用、热液作用、火山作用等。
1.岩浆作用：岩浆冷却结晶形成矿物的作用。
岩浆：是在地下深处形成的、以硅酸盐为主要成分、含挥发分的高温高压熔融体。沿断裂上升时由于温压降低而冷却结晶形成矿物。
岩浆结晶分异作用：岩浆结晶不是等成分结晶的，有成分分异现象，一般先结晶富Fe、Mg 的、后结晶富Si的。
早晚
橄榄石－辉石－角闪石－黑云母－微斜长石－石英；
基性斜长石－中性斜长石－酸性斜长石
岩浆作用所形成的矿床：
金属矿床：Pt族、铬铁矿、磁铁矿、Cu-Ni硫化物等。
非金属矿床：橄榄石、石榴子石、各种石材等。
2.伟晶作用：富含挥发分的（较稀）岩浆在地下较深部的高温高压条件下结晶大矿物晶体的作用。
与岩浆作用的区别：更富含挥发分、形成深度较浅、结晶环境封闭、结晶作用缓慢、形成的矿物晶体粗大。
一般来说，岩浆作用后期，岩浆将更富含挥发分与硅质，进入伟晶作用阶段。
伟晶作用形成的主要矿物：富Si、K、Na、OH、F、Cl、稀土元素等矿物，并且颗粒粗大：石英、长石、白云母、电气石、黄玉、绿柱石等。
伟晶作用所形成的矿床：大晶体、宝玉石矿床（即利用的是其大晶体本身，并不是提炼其化学成分）。
3.热液作用：不是岩浆，而是水液－气液形成矿物的作用。
热液的来源：岩浆期后热液、火山热液、变质热液、地下水热液。如果是岩浆期后热液，则是由岩浆作用演化而来：
岩浆作用－伟晶作用－热液作用
温压降低、深度变浅、挥发分富集
热液作用形成的主要矿物及矿床：
高温热液：W、Sn、Bi、Mo的氧化物、硫化物；
中温热液：Cu、Pb、Zn硫化物；
低温热液：As、Sb、Hg、Ag硫化物。
到热液阶段，硅酸盐矿物有：石英、长石、白云母、绿柱石、电气石、黄玉等。
4.火山作用：岩浆沿地壳脆弱带直接上侵至地面或喷出地表，迅速冷凝结晶形成矿物的作用。火山作用形成的矿物特点：颗粒细小，甚至形成非晶质的火山玻璃，有斑状构造，斑晶为在地下深处早期结晶的矿物。火山作用过程形成的矿物有些是高温低压相。
火山作用可以将地下深处高温高压形成的矿物，如金刚石，带至地表，使其在常温常压下准稳定下来。这种高温高压矿物如果不是被火山作用迅速带至地表，则在温压缓慢降低的过程中失去稳定性而不能够在地表稳定。
所以，金刚石矿床都与深成的火山岩（金伯利岩）有关。
外生作用：
地表或近地表处由于太阳能、水、大气和生物作用参与的形成矿物的地质作用，包括：
风化作用、沉积作用。
1.风化作用：原先形成的矿物、岩石在太阳能、水、大气和生物等作用下发生机械破碎、化学分解，被溶解、粉碎的成分被流水带走，留下的成分重新组合、改造成新的矿物、岩石。不同矿物抗风化能力不同：硫化物最易被风化，氧化物、硅酸盐较稳定。
硫化物风化后形成氧化物、氢氧化物、碳酸盐等。如黄铜矿CuFeS2风化形成赤铜矿Cu2O和孔雀石Cu2[CO3](OH)2，黄铁矿FeS2风化形成褐铁矿（FeOOH）。
风化带：
土壤层机械风化+化学风化+生物风化地表
残积层机械风化+化学风化
半风化层机械风化
原岩地下
2.沉积作用：风化产物（被溶解、粉碎的成分）被流水、冰川、生物狭带，搬运至适当的环境下沉积下来，形成新的矿物、岩石。
机械沉积：风化中被粉碎的难溶物质因流水减速等因素而沉积。如：砂岩。
化学沉积（含胶体沉积）：风化中被溶解的成分形成真溶液或胶体溶液，因化学环境改变、干旱蒸发过饱和等因素而沉积下来。如：石盐、石膏、鲕状赤铁矿、锰结核等。
生物沉积：生物体直接沉积、或生物作用导致化学环境改变而使其他物质沉积。如：硅藻土、磷灰石。
变质作用：在地下深处的已形成的矿物，由于温压条件改变及岩浆活动等因素，使其在基本保持固态的情况下发生成分、结构的变化而形成新的矿物。
1.接触变质：岩浆与围岩的接触带上发生的变质作用。包括：
热变质作用－－岩浆与围岩之间只有热能交换，基本上无物质交换，围岩一般受热能影响而发生重结晶（如灰岩变质为大理岩），也可形成新矿物（如泥岩变质为红柱石）.
接触交代变质－－岩浆与围岩有物质交换，在交代作用的基础上形成一系列新矿物，最典型的代表是酸性岩浆（[SiO4],K,Na）与碳酸盐围岩(Ca[CO3], Mg[CO3]…) 之间的接触交代变质，形成夕卡岩，因为这两种岩石成分反差大，交代作用的化学活力也大，交代作用明显。
思考：夕卡岩里应该有哪些矿物？
《结晶学与矿物学》思考题
《结晶学与矿物学》思考题 绪论 1、什么是矿物？矿物与岩石、矿石的区别？ 2、什么是晶体？晶体与非晶体有何本质区别？ 3、判别下列物质中哪些是晶体，哪些是非晶体？哪些是矿物，哪些不是矿物？ 冰糖金刚石沥青水晶 玻璃水空气方解石 4、为什么要学习矿物学？ 第一篇 第一章 1、网面密度大的面网，其面网间距也大，这种说法对不对？试画简图加以定性的说明。 2、为什么晶体被面网密度较大的晶面所包围？ 3、为什么形态各异的同种晶体，其对应晶面夹角恒等? 4、为什么晶体具有均一性和异向性？ 5、为什么晶体具有一定的熔点？试举例说明之 6、从能量的角度说明晶体的稳定性 7、晶体与非晶体在内部结构和基本性质上的主要区别是什么？ 8、什么是晶体构造中的相当点？下图是石墨（C）晶体构造中的碳原子层，黑圆点代表碳 原子的中心位置。找出点m的所有相当点，并画出平行四边形（二维格子——面网）的形状。再找出点A的相当点，用另外的颜色画出平行四边形的形状。比较两次画出的平行四边形的形状和大小是否相同。 第二章 1、对称的概念？晶体的对称与其他物体的对称有何本质区别？ 2、什么是对称面、对称中心、对称轴及旋转反伸轴？ 3、为什么晶体上不可能存在L5及高于六次的对称轴？ 4、怎样划分晶族与晶系？下列对称型各属何晶族与晶系？ L2PC 3L23PC L44L25PC L66L27PC C 3L44L36L29PC L33L2L33L23PC 3L24L33PC
5、中级晶族的晶体上，若有L2与高次轴并存，一定是彼此垂直而不能斜交，为什么？ 第三章 1、为什么在实际晶体上，同一单形的各个晶面性质相同？在理想发育的晶体上同一单形的 各个晶面同形等大？ 2、怎样区别八面体、四方双锥、斜方双锥？ 3、五角十二面体和菱形十二面体与三根彼此垂直的L4（或L2）的空间交截关系有何异同？ 4、四角三八面体与三根彼此垂直的L4（或L2）相交的特点？ 5、菱面体与三方双锥都是六个晶面，他们之间的区别何在？ 6、在四十七种几何单形中，下列单形能否相聚 八面体与四方柱六方柱与菱面体五角十二面体与平行双面三方双锥与六方柱斜方柱与四方柱三方单锥与单面 第四章 1、晶体定向的定义？ 2、晶体定向的原则，各晶系晶体定向的方法及晶体常数特点？ 3、何谓晶面的米氏符号？某晶面与X、Y、Z轴上的截距系数分别为2、2、4，请写出此晶 面的米氏符号。 4、在某等轴晶系的晶体上，某晶面与X、Y、Z轴上的截距分别为2.5mm，5mm，∞，试 写出此晶面的米氏符号 5、为什么四方晶系及三、六方晶系晶体的轴单位具有a=b≠c的特征？ 6、下列晶面，哪些属于[001]晶带，哪些属于[010]晶带，哪些晶面为[001]与[010]二晶带共 有？ （100）、（010）、（001）、（001）、（100）、（010）、（110）、（110）、（011）、（011）、（101）、（101）、（110）、（110）、（101）、（101）、（011）、（011） 7、{111}在等轴、四方、斜方、单斜（L2PC对称型）和三斜晶系中分别代表什么单形？ 8、判断晶面与晶面、晶面与晶棱，晶棱与晶棱之间的空间关系（平行、垂直或斜交） （1）等轴晶系、四方晶系及斜方晶系： （001）与[001]；（010）与[001]；[001]与[110]；（110）与（010）。 （2）单斜晶系晶体 （001）与[001]；（001）与（100）；[100]与[001]；（100）与（010）。 （3）三、六方晶系晶体 （1010）与（0001）；（1010）与（1120）；（1010）与（1011）；（0001）与（1120）。 9、写出各晶系常见单形及形号，并总结、归纳以下形号在各晶系中各代表什么单形？ {100}、{110}、{111}、{1011} {1010} {1120} {1121} 第五章 1、双晶的定义。 2、双晶与平行连生的区别？ 3、双晶面、双晶轴、接合面的涵义及其空间方位的表示方法？ 4、双晶面为什么不能平行晶体的对称面？ 5、双晶轴为什么不能平行晶体的偶次对称轴？ 6、斜长石（C）可以有卡式律双晶和钠长石律双晶，为什么正长石（L2PC）只有卡式律双 晶，而没有钠长石律双晶？ 第二篇 第一章
工艺矿物学
工艺矿物学知识在有效使用铁矿石方面的应用随着钢铁生产行业的不断发展，地球上的矿石资源越来越少，易选铁矿石日益减少，难选矿石慢慢会成为选矿石的主要研究对象。工艺矿物学与选矿工艺有着密切的联系，矿石的矿物成分、元素的分布和赋存状态、矿物嵌布特征、粒度大小等是选择合理选矿工艺流程预计选别指标的重要依据。因此，选矿试验前，必须进行详细的工艺矿物学研究，查清各种元素的状态，才能对症下药，选择合理的工艺流程。 工艺矿物学作为地质、选矿、冶金的一门边缘学科来说，它的任务及其应用范围是比较广泛的，可分为选矿工艺矿物学和冶金工艺矿物学。 对铁矿矿石工艺矿物学的研究涉及的内容有：矿石的化学组成和有益、有害元素的赋存状态和分布；有用矿物和脉石或杂志矿物的嵌布粒度、存在形态，在碎磨过程的解离特性以及矿石或矿物的物化性质等。综合这些方面的研究，一般能从工艺矿物学角度提出对磨矿细度的选择和工艺流程的制定、合理指标的确定等有指导作用的建议。 含铁矿物种类繁多，目前已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种，其中常见的有170余种。但在当前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。其中褐铁矿、菱铁矿等弱磁性含铁矿石为较难选别的铁矿石。 工艺矿物学分析是指导矿物加工试验研究和工业生产的一项基础性工作，对于矿物加工工艺方法的选择、工艺故障的分析和资源综合利用评级等方面具有重要意义。 采用的方法，有透射偏光、反射偏光显微镜鉴定，化学多元素分析、化学物相分析、重力分析、磁力分析、热差分析、红外光谱分析、X衍射结构分析；用电子探针或离子探针进行矿石的微屈化学成分分析；用扫描电子显微镜分析矿物之间的嵌镶关系；用电子显微镜观察超微细矿物的赋存状态并研究其分布规律；用穆斯堡尔仪研究铁的存在形式、价态、占位化学键性质；用中子衍射法进行矿物磁畴结构的测定；用俄歇电子能谱进行矿物表面状态分析以及用图象分析进行矿物粒度的测定等。下面简单介绍几种工艺矿物学的分析方法的应用。 （1）光谱分析
工艺矿物学在矿物加工中的应用及发展趋势 冯晟
工艺矿物学在矿物加工中的应用及发展趋势冯晟 发表时间：2019-12-18T10:11:40.813Z 来源：《基层建设》2019年第26期作者：冯晟 [导读] 摘要：进入二十一世纪以来，我国在经济发展上取得了可喜的成绩，在此背景下，我国加强对矿物加工技术的研究，也取得了一定的成就。 安徽太平矿业有限公司安徽淮北 235000 摘要：进入二十一世纪以来，我国在经济发展上取得了可喜的成绩，在此背景下，我国加强对矿物加工技术的研究，也取得了一定的成就。但到了现阶段，我国对于矿物加工的质量要求更高，为了能够提高矿物加工质量，矿物加工也改变了工作的重心，逐步提高对于应用工艺矿物学的研究。根据资料显示，从十九世纪开始，矿物加工的重要性就逐渐凸显出来，到了上个世纪矿物加工更是从采矿体系中分离出来，成为一个独立的技术． 关键词：工艺矿物学；矿物加工；应用；发展 引言 选矿工艺矿物学在矿产资源合理化开发过程中发挥了极其重要作用。随着现代科学技术和社会经济的快速发展，工艺矿物学正在经历从传统向现代工艺矿物学的转变。因此，本篇文章选择研究工艺矿物学在矿物加工中应用及发展趋势具有现实意义。 1工艺矿物学研究现状 在矿产资源开发趋向于贫?细?杂?新的大背景下，工艺矿物学研究与选矿工艺研究生产实践相结合得愈加紧密，并在矿产资源开发过程中的重要作用得到了广泛的认可。此外，由于激光剥蚀等离子质谱仪（LA-ICP-MS）的应用，加深了对微量元素赋存状态的认识。下面简单介绍我国选矿工艺矿物学近5年的主要研究成果。 贫?细?杂矿多是我国金属矿产资源分布的特点，如何合理开发是我国目前矿业领域研究的重点。通过对低品位矿进行系统的工艺矿物学研究，查明矿石的矿物组成?有价元素的赋存状态?目的矿物的嵌布特征和粒度分布；根据矿石性质的特点推荐合适的磨矿制度和选矿原则流程方案，并取得了较好的回收指标。共伴生多金属矿矿石性质复杂，利用光学显微镜?矿物自动分析仪（MLA?AMICS）?扫描电子显微镜-X射线能谱分析等手段对矿石中共伴生元素的赋存状态和有用矿物的分布特征进行系统研究，在保证主回收金属的选矿指标的前提下，合理兼顾伴生有价元素的综合回收，提高矿石的综合利用价值。有些矿石由于有价元素以分散形式存在，而且载体矿物本身含量又高，致使有价元素在回收的时候富集比低；此外，有用矿物的嵌布粒度细也是造成矿石难选的主要原因。目前矿业开发趋向于规模化生产，因此在生产实践中，可能由于矿石性质的变化或其他因素造成选矿生产指标的不稳定或不理想。通过研究选矿厂生产过程的原矿?精矿?尾矿?中间产品的矿物组成及其工艺特性，分析存在的技术问题，为其生产流程的优化提供依据并指明方向，对提高企业经济效益具有积极作用。 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）具有原位?实时?检测限低（10-6）等特点，能实现矿物微区痕量元素分析，在元素赋存状态的研究中得到了应用，加深了对元素赋存特征的认识。白云鄂博稀土矿尾矿中Sc的品位为0.012%，钪主要以类质同象的形式分布于含铁矿物中。矿石中的锡?铍除了一般以独立矿物存在外，还会以类质同象的形式赋存在铝硅酸盐矿物中。会泽铅锌矿Ge?Cd?Ga主要富集在闪锌矿中，其中Cd主要以类质同象替换Zn的形式存在于闪锌矿中，而Ge和Ga可能以固溶体形式分布于闪锌矿中。铜镍硫化物矿床中磁黄铁矿一般都含有Co和Ni，通过研究发现磁黄铁矿中的Co和Ni以类质同象形式替换Fe。磷矿中伴生的稀土元素主要富集在胶磷矿中而且主要是以类质同像形式存在。卡林型金矿床中的金究竟是以独立矿物形式存在还是以晶格金形式存在，一直存在争议；通过LA-ICP-MS载金矿物含砷黄铁矿进行分析，推断Au主要以亚微米至纳米级的金矿物存在于黄铁矿中。 2矿物加工应用工艺矿物学的现状 2.1辅助作用 在实际的矿物加工过程中，我们经常会遇到不知道如何选取矿石的问题，加强对于工艺矿物学的重视，我们可以知道为什么难以选择出合适的矿石，进而解决目前存在的选矿指标不合格的问题。我们通过大量的研究发现，有用的矿物分布众多，有的是存在于易磨晶间，还有的是和无用矿物混杂在一起。所以，在对矿物进行加工的时候，我们要重点关注磨矿细度，采取相关的技术让有用矿物和无用矿物可以分开，尽力提供更为全面有效的技术，这样就可以帮助建立相关选矿标准。 每一个矿产品中拥有的有用的矿物数量有多有少，而且还会随着环境的变化而变化，为了能够检测数量和变化，了解该矿产品中矿物的组成，最后提高每一个矿产品的利用效率，我们必须继续研究工艺矿物学选矿过程及产品。就比如，在进行矿物加工之前，相关的工作人员用化学分析该块原矿的元素组成，并选出适合加工的原矿。可是往往事与愿违，工作人员选出的产品有时候并不能符合加工的标志，没有加工的价值。这时候如果可以进行工艺矿物学的研究，我们就可以发现该原矿产晶税度小或原矿内有用矿物成分存在于非金属矿物内。这样可以弥补目前选矿模式中存在的问题，双管齐下选择出合适加工的原矿。 2.2指导作用 目前的理论上的选矿标准存在着不明确的地方，有时候利用选矿标准却不能选出合适的原矿，为此可以以工艺矿物学为依托，分析每一块原矿中的具体的物质组成，了解该原矿是否有可选性，这可以为选矿指标从理论走向实际提供技术支持。 3矿物加工应用工艺矿物学的发展趋势 3.1图像处理 目前，我国的工艺矿物学的理论体系已经较为完善，关于研究主体?目的和手段都有完善的规定。在此背景下，工艺矿物学的研究取得了很大的进步，例如，现在的工艺矿物学已经脱离了人工，实现了自动检测，可以用机器分析原矿的组成部分，而且准确性也得到了很大的提高。同时，随着科学技术的进步，我国对于原矿的利用效率也得到了提高，在目前开采过度的背景下，可以供人们加工的原矿越来越少，我国矿产杂乱?贫瘠等问题逐渐显现出来。如何能够提高原矿利用效率是我们现在面临的主要问题。例如：对于那些很小的铁矿，目前的设备不能使得他们成像，而且工作效率也低，准确性低。 为了能够解决这些问题，在实践中，工作人员必须着力研究工艺矿物学，改变原来那种老旧落后的工作理念和工作方法。把矿物加工技术和计算机技术联系到一起，提高效率和质量。例如：为了解决目前光学显微镜的成像问题，我们可以利用计算机技术，将显微镜所呈现出的图片生成专门光学图片，然后传输到电脑中去，利用电脑中的相关软件处理图片，识别不同的颜色，从而了解原矿的组成部分。这
结晶学与矿物学 顺口溜三首
结晶学与矿物学顺口溜三首 氧化物硅酸盐杂盐矿物要诀 李胜荣 2008年1月10日星期四 其一 氧化物矿物要诀 惰气离子最喜氧1）， 四大家族硬比钢2）。 色素改性无常理3）， 大球堆起三四方4）。 1）氧化物中金属阳离子主要为惰性气体型和近惰气型的过渡型离子。 2）氧化物最重要矿物有四个族，即，石英族、刚玉族、金红石族、尖晶石族。其次为黑钨矿族。硬度大于小钢刀是氧化物最重要鉴定特征。 3）氧化物中阳离子若为色素离子（过渡型），其颜色、光泽、透明度等性质均不同于由惰气型阳离子与氧组成的氧化物。氧化物解理多不发育，但有的矿物常见裂理，如刚玉之{0001}、磁铁矿之{111}等。 4）氧化物结构主要由大的氧构成紧密堆积，阳离子充填其空隙，以三方、四方、立方（等轴）对称为主。 其二
硅酸盐矿物要诀 岛环链层架如骨1）， 铝硅同长非莫属2）； 诸般酷若氧化物3）， 个性张扬成粘土4）。 1）指硅氧四面体构成的岛状、环状、链状、层状、架状硅氧骨干。 5）指从岛状、环状、链状、层状到架状硅酸盐，四配位铝的量与硅同步增长，至架状硅酸盐时，则非有铝不称其为硅酸盐。 6）硅酸盐的阳离子组成、多种性质及其变化规律与氧化物十分相似。 7）层状硅酸盐一组解理极完全，极易裂开成薄片状（张），粒度细小时则成粘土矿物，与氧化物颇不相同。其他许多硅酸盐蚀变后也易形成粘土矿物，如镁橄榄石蚀变为滑石、蛇纹石，辉石、角闪石蚀变为绿泥石，长石蚀变为叶蜡石、伊利石、高岭石等。 其三 杂盐矿物要诀 杂盐元素类最杂1）， 均将离子筑晶格2）； 玻璃软件常有理3）， 水中成就水为煞4）。 1）杂盐中金属阳离子既有惰性气体型及过渡型，又有铜型。
结晶学与矿物学习题及答案[宝典]
结晶学与矿物学习题及答案[宝典] 习题1 一. 名词解释: 晶体 矿物 解理、断口 矿物的脆性与韧性 结构水 结核体 条痕 解理、断口 岛状硅酸盐 矿物的脆性与韧性 硅氧骨干 结晶习性 晶体常数和晶胞参数 对称型 晶面符号 类质同象 配位数与配位多面体 同质多象 单形与聚形 二. 填空题:
1. 晶体分类体系中，低级晶族包括晶系，中级晶族包括 晶系，高级晶族包括晶系。 2. 六方晶系晶体常数特点是，。 3(某晶体中的一个晶面在X，Y，U(负端)，Z轴的截距系数分别为2、2、1、0，该晶面符号为，该晶面与Z轴的位置关系为。 4(等轴晶系晶体定向时，选择晶轴的原则是。 5. 两个以上单形可以形成聚形，但是单形的聚合不是任意的，必须是属于的单形才能相聚。 6.晶体的基本性质有、、、、、。 7. 当配位数是6时，配位多面体的形状是。当配位数是8时，配位多面体的形状是。 8. 从布拉维法则可知，晶体常常被面网密度的晶面所包围。 9( 和是等大球最紧密堆积方式中最常见的两种堆积方式。 10(常见的特殊光泽有、、、。 12(可作宝石的氧化物类矿物、、。 13(硅酸盐类矿物的晶体结构可以看作是和组成，其他阳离子把这些联系在一起，形成一定的结构型。 14(普通辉石和普通角闪石的主要区别 是，、、。 15(橄榄石的晶体化学式为。 16(用简易刻划法测定矿物硬度时，指甲硬度为 ;小刀的硬度为 ;玻璃的硬度为。 17.红柱石的集合体形态常为。 18(一般来说，矿物的光泽分、、、。 19(可作宝石的硅酸盐类矿物有、、、。 20(黄铜矿和黄铁矿的主要区别是、。 21(刚玉和水晶的晶体化学式分别为、。 22(石英和方解石的主要区别
结晶学及矿物学试题及答案
考试课程名称：结晶学学时： 40学时 考试方式：开卷、闭卷、笔试、口试、其它 考试内容： 一、填空题（每空分，共10分） 1.晶体的对称不仅体现在上，同时也体现在上。 2.中级晶族中，L2与高次轴的关系为。 3.下面的对称型国际符号对应晶系分别为：23为晶系，32为晶系，mm2为晶系，6mm为晶系。 4.金刚石晶体的空间群国际符号为Fd3m，其中F表示，d表示，根据其空间群符号可知金刚石属于晶系，其宏观对称型的全面符号为。 5.正长石通常发育双晶，斜长石发育双晶。 6.晶体中的化学键可以分为、、、和等五种。 7.最紧密堆积原理适用于晶格和晶格的晶体。 二、选择题（每题1分，共10分，前4题为单选） 1.对于同一种晶体而言，一般说来大晶体的晶面数与小晶体的晶面数，哪个更多（） A、大晶体的 B、小晶体的 C、一样多 D、以上均错误 2. 类质同象中，决定对角线法则的最主要因素是：（） A、离子类型和键型 B、原子或离子半径 C、温度 D、压力 3. 具有L i 4和L i 6的晶体的共同点是：（） A、有L2 B、无P C、无C D、有垂直的P 4.关于布拉维法则说法不正确的是：（） A、实际晶体的晶面往往平行于面网密度大的面网 B、面网密度越大，与之平行的晶面越重要
C、面网密度越大，与之平行的晶面生长越快 D、面网密度越大，与之平行的晶面生长越慢 5.可以与四面体相聚的单形有（） A、四面体 B、立方体 C、八面体 D、四方柱 E、斜方双锥 6.黄铁矿晶体通常自发地生长成为立方体外形，这种现象说明晶体具有（）性质： A、自限性 B、均一性 C、异向性 D、对称性 7.下面说法中正确的有：（） A、准晶体具有近程规律 B、非晶体具有远程规律 C、准晶体具有远程规律 D、非晶体具有近程规律 8.某晶面在X、Y、Z轴上截距相等，该晶面可能的晶面符号有（） A、（hhl） B、（hkl） C、（1011） D、（hh h2l） 9.同一晶带的晶面的极射赤平投影点可能出现的位置有（） A、基圆上 B、直径上 C、大圆弧上 D、小圆弧上 10.关于有序-无序现象说法正确的有（） A、有序-无序是一种特殊的类质同象 B、形成的温度越高晶体越有序 C、形成的温度越高晶体越无序 D、有序-无序是一种特殊的同质多象 三、名词解释（5个，每个2分，共10分） 1.平行六面体 2.晶体对称定律 3.空间群 4.双晶律 5.多型 四、问答题（29分） 1.石盐（NaCl）晶体的空间群为Fm3m，请在石盐晶体结构平面示意图（下图a，b）中分别以氯离子和钠离子为研究对象，画出各自的平面格子的最小重复单元。它们的形态相同吗为什么（6分）
结晶矿物学宝石答案
姓名 班级 学号 05/06学年第二学期《结晶矿物学》试卷答案乙 使用班级：宝石0531、0532班闭卷课程编号：010******* 一、名词解释：（每题2分，共20分） 1、非晶质体： 答：内部质点不作有规律重复排列的固体。 2、对称面： 答：是一个假想的平面，通过它将晶体平分为互呈镜象反映的相等的两部分。 3、单形： 答：由对称要素联系起来的一组晶面的总和。 4、整数定律： 答：晶面在晶轴上的截距系数之比为简单的整数比。 5、双晶： 答：是两个或两个以上的同种晶体按一定的对称规律形成的规则连生。 6、同类多象： 答：化学成分相同，在不同的物理化学条环境中，形成内部构造、晶体形态、物理性质不同的矿物的现象。 共 7 页第 1 页
7、矿物的光泽： 答：是指矿物表面对可见光的反射能力。 8、面角恒等定律： 答：晶体对应的相邻晶面的面角恒等。 9、配位体： 答：在晶体结构中，原子或离子周围所邻近的同种原子或异号离子的中心相连所构成的多面体为配位体。 10、对称型： 答：结晶多面中，全部对称要素的组合。 二、填空题（19分，每4个空1分）： 1、空间格子要素包括▁结点▁、▁行列▁、▁面网▁、▁平行六面体▁，同一晶面单位面积面积内质点的个数称为▁面网密度▁。 2、晶体的形成方式主要有▁由气体直接形成晶体▁、▁从液体中结晶析出晶体▁、▁由固体转化为晶体▁三种方式。 3、如果有一个P包含L n，则必然有▁n▁个▁P▁同时包含▁L n▁，当n=4时， →▁L44P▁。 则为可写为L4+P ‖ 4、自然界的晶体按其对称特点可归纳为▁32▁晶类，▁等轴晶系▁、▁六方晶系▁、▁四方晶系▁、▁三方晶系▁、▁斜方晶系▁、▁单斜晶系▁、▁三斜晶系▁七大晶系，▁高级晶族▁▁▁▁、▁中级晶族▁▁▁▁、▁低级晶族▁▁▁▁三大晶族。 共 7 页第 2 页
工艺矿物学研究内容与规范
工艺矿物学研究内容与规范 国土资源部成都矿产资源监督检测中心 四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心 二零一五年四月八日
一、采集试验样品 （1）规范：DZ/T0130—200X《地质矿产实验室测试质量管理规范》。 （2）样品采集要求：试样必须具有代表性，试样的主要化学成分（主要有用组分及伴生有益、有害组分）的品位应与所代表的矿体（矿床）基本一致；试样的矿石类型、矿物组分、结构构造、有用矿物粒度和嵌布特性应与所代表的矿体（矿床）基本一致。 （3）采样设计：由地质勘查专业人员和设计人员对地质勘查资料进行认真研究，并到矿区实地调查和踏勘，协同委托单位共同商定采样方法和方案，编制采样设计和采样说明书。 （4）样品采取：根据采样设计研究内容和深度并考虑施工和运输等具体情况确定采样点及数量数目，采样点位置根据矿床的空间变化特征合理布置，样品采集由委托方负责。 （5）样品包装、运输 根据采样设计，分别采取各采样点、各类型（矿层）、各品级的矿石和近矿围岩夹石，进行分别编号包装、运输。 二、矿石工艺矿物学研究 （一）工艺矿物学研究内容 1、矿石（岩石）类型、结构构造、矿物组成、物质组分、矿物粒度、嵌布关系及选矿工艺特征等 1）矿石中主要矿物工艺粒度特征
2）有用元素的赋存状态及迁移特征 3）目的矿物的嵌布特征 4）选矿试验过程中各阶段工艺路线及指标评估。 5）选矿方法及工艺指标评估 2、冶烁工艺的工艺矿物学研究内容 1）矿物的相变 2）元素的迁移及分布规律 3）人造矿物的定性定名 4）人造矿物的物化性质测定 5）人造矿物的嵌布特性和关联度 3、工艺矿物学在材料制造中的应用 1）材料物化性质测定硬度、轫度、化学组成 2）材料表面组织及浸蚀后内部组织的鉴定 3）材料内部形状鉴定（主要是非金属材料） （二）工艺矿物学研究方法与手段 （1）试验工作按DZ/T 0130-200X《地质矿产实验室测试质量管理规范》标准要求进行。 （2）工艺矿物学研究方法与手段： 1）化学分析； 2）光学显微镜（偏光、透光、体视显微镜）； 3）单矿物分离及分析； 4）X荧光光谱分析（XRF）；
《冶金工艺矿物学》
《冶金工艺矿物学》课程教学大纲 开课单位：冶金工程教研室 课程负责人：万新 适用于本科冶金工程专业 教学学时：32学时 一、课程概况 《冶金工艺矿物学》课程是冶金工程专业的一门专业任选课。本课程的任务是以冶金固体原料和产物的矿物学特征和生产时的组成性状为研究目标，主要讲授冶金固体原料与产物中的矿物组成和分布，了解其在矿产资源评估、选冶加工、产品质量分析与控制中的实际应用。 本课程的先修课程主要有《冶金原理》、《冶金传输原理》、《金属学及热处理》等。 本课程的后续课程主要有《铁冶金学》、《钢冶金学》、《炼铁原料》等。 二、教学基本要求 1．了解矿物学的基本知识； 2．理解矿物晶体结构和晶体光学的基本原理； 3．掌握用光学显微镜等仪器对冶金原料和产物进行岩相和矿相分析； 4．掌握冶金产品生产条件对冶金原料和产物显微结构的影响，并掌握利用显微分析结果处理生产工艺中的实际问题； 三、教学内容及要求 (一)概论 主要内容：矿物学基础、冶金工艺矿物的研究内容、取样及误差控制。 重点：工艺矿物的研究内容；取样。 难点：取样及误差控制。 基本要求：了解矿物学的基本知识，掌握取样和误差控制方法。 (二)矿物的偏光显微镜鉴定 主要内容：晶体光学基本知识、偏光显微镜构造、透明矿物在单偏光镜下的光学性质、透明矿物在正交偏光镜下的光学性质、透明矿物在锥光镜下的光学性质、油浸法测定折射率、常见透明矿物鉴定表。 重点：晶体的分类；光率体；偏光显微镜构造；透明矿物在单偏光镜下的光学性质；常见透明矿物鉴定表（相关冶金矿物特性学习）。 难点：光率体的概念及应用；透明矿物在单偏光镜下光学性质。 基本要求：了解晶体光学的基本知识，理解光率体的概念及在透明矿物鉴定中的应用，掌握透明矿物在单偏光镜下的系统鉴定方法。 (三)反光显微镜下的矿物鉴定 主要内容：光片、反光显微镜构造、矿物的反射率与鹤双反射、矿物的反射色与和反射多色性、矿物的内反射、矿物的均质性与非均质性、矿物的偏光图、矿物的硬度、矿物的结构、矿物的浸蚀鉴定、矿物的其他鉴定特征、矿物鉴定表。 重点：光片的磨制方法；反光显微镜的构造；矿物在反光显微镜下的系统鉴定光学性质；矿物鉴定表。 难点：反光显微镜的构造；矿物在反光显微镜下的光学性质。 基本要求：了解反光显微镜工作的基本原理；理解光率体在矿物的反光显微镜鉴定中的应用；掌握矿物反光显微镜下系统鉴定方法。 (四)矿物研究的其他常用测试技术 主要内容：电子与固体物质的相互作用、X射线衍射分析、投射电子显微镜、扫描电子显微镜、
宝石级绿泥石玉的矿物学特征
宝石级绿泥石玉的矿物学特征 摘要：采用偏光显微镜，测试了绿泥石玉偏光镜下的矿物学特征；应用现代测试技术手段对绿泥石玉进行了系统的测试，通过使用电子探针、红外光谱的观察，对绿泥石玉的化学成分、矿物组成、结构和构造进行了较为详细的研究。 关键词：绿泥石玉矿物学特征 绿泥石玉，是以绿泥石为主要成分的一种玉石，产出较少，主要产于俄罗斯东西伯利亚贝加尔湖附近。绿泥石玉常呈动感的深绿色，肉眼观察可见到闪烁变化的亮光。由于产地产量限制，属于少见的宝石品种。加之人们对其认识不够，对其宝石学研究也就达不到其他常见宝石的研究程度。基于前人的研究基础上，本文首先采用偏光显微镜，测试了绿泥石玉偏光镜下的矿物学特征，为大型仪器测试提供基础资料；其次应用现代测试技术手段对绿泥石玉进行了系统的测试，通过使用电子探针、红外光谱的观察，对绿泥石玉的化学成分、矿物组成、结构和构造进行了较为详细的研究。 1 偏光显微镜下观察矿物特征 无色—浅绿色，多色性弱。具一组完全解理。可见晶体呈规则的定向排列，整体呈纤维状排列。 无色—浅绿色，多色性弱，两组纤维状晶体集合体成束状交叉和放射状排列。 大片纤维状晶体见“柏林蓝”异常干涉色。
两组交叉的绿泥石晶体集合体显示波状消光（a）。 两组交叉的绿泥石晶体集合体显示波状消光（b）。 两组交叉的绿泥石晶体集合体显示波状消光（c）。 2 大型仪器测试 2.1 电子探针分析 电子探针（epma）又称x射线显微分析仪，利用集束后的高能电子束轰击宝石样品表面，并在一个微米级的有限深度和侧向扩展的微区体积内激发，并产生特征x射线、二次电子、背散射电子、阴极荧光等。现代的电子探针多配有x射线能谱仪，根据不同x射线的分析方法（波谱仪或能谱仪），可定量或定性地分析物质的组成元素的化学成分、表面形貌及结构特征，为一种有效、无损的宝石化学分析方法。 2.1.1 制样方法及实验仪器条件 制样方法：制为电子探针片 主要测试仪器及编号：电子探针仪jcxa—733 rp120089384 实验条件：加速电压：15kv；电流：19.6ma 测试环境：温度：22℃；湿度：55% 2.1.2 测试结果 绿泥石类矿物是一种含(oh)的mg,fe,al的层状硅酸盐。化学成分复杂，种属较多，各亚类矿物的准确鉴别，往往需要借助其它手段，如x射线粉晶衍射等。对于绿泥石族的分类方案很多，奥比
工艺矿物学
Gongyikuangwuxue (proeess mineralogy) 的一个分支。它是一门以研究处理和矿物原料加工为主要内容的。在方面，工艺矿物学主要研究的成分，，矿石的和及其物理、化学性质和矿物在选矿过程的，为途释选矿、制定选矿工艺方案和实现选矿过程提供矿物学依据。简史1830年问世，人们即借此进行岩矿，为早期的选矿工艺提供了某些矿石性质的资料。20世纪初，结合选矿研究低铁、的矿物组成、特性和选矿的，为选矿提供半定量和定量。1939年，. Gaudin)所著《选矿》，总结了岩矿鉴定在选矿学科中的应用与。1940年，高登及桃崎顺二郎等应用和原理，研究矿物晶格与浮游度的，研究和与矿物性的关系，为理提供论据。中国于1919年开始应用光学显微镜方法为提供的岩矿鉴定资料。1960年由一般的岩矿鉴定过渡到对矿石物质组成的研究。70年代以后，随着现代技术的迅猛发展，近代物理、化学的、配位场理论、、以及各种谱学手段、微束、计算等引人了矿石物质组成研究领域，使对矿石的化学成分、矿物组成、矿物嵌布粒度、矿物理化性质及矿物解离等的得到新的发展，从而能够为的综合利用和选冶工艺提供深入的矿物学资料，并发展成为一门独立的工艺矿物学学科。1979年，选矿学术委员会成立工艺矿物学学组，并于1980年举行首届全国工艺矿物学学术会议，1981年首次《工艺矿物学论文集》。也是在1979年美国成立了隶属、冶金和工程师协会(TMS一AIME)的工艺矿物学委员会，举行了首届工艺矿物学学术研讨会，并于1981年出版《工艺矿物学论文集》。1991年，中国的《选矿》中，专门列入“工艺矿物学”篇。这些工作均促进了工艺矿物学研究成果的，推动着该学科的发展。 研究内容工艺矿物学的基本研究内容为: (l)矿石和矿物的化学、与选矿工艺的关系; (2)矿物表面性质和工艺特性;(3)矿石化学成分、矿物组成、及其的研究，选矿理论;(4)矿石结构和构造、组成及;(5)矿物在选矿过程中的行为和选矿产品的矿物学分析;(6)工艺矿物学的研究方法。应用在中，工艺矿物学的主要研究是针对不同层位、不同矿石类型、不同品级的各类矿石，在充分查明矿石化学成分、矿物组成及可选性的上，确定有用矿物的及编制矿物工艺图。在查明矿石
石煤钒矿工艺矿物学讲解
原矿工艺矿物学研究 2.2.1 化学成分及化学物相分析 原矿的X荧光光谱半定量分析结果列于表2-1，多元素化学成分分析结果见表2-2，钒的价态和化学物相分析结果分别见表2-3、2-4，碳的化学物相分析结果见表2-5。 敏度范围，未能检出。
由表2-1~2-5可以看出： （1）矿石中可供选冶回收的主要组分V2O5含量仅为0.65%，铜、铅、锌等其他有价金属元素含量都很低，综合回收的意义不大。（2）钒的价态以四价为主，其次是三价，而五价钒为痕量。钒主要分布在碳质物中，分布率占72.31％；其次是分布在云母中，占21.54%。与价态相关联，碳质物中钒的分布比例与四价钒相当。 （3）矿石中主要成分为SiO2，其次是C、CaO、Al2O3和K2O等，并有较高的烧失量（Ig）。 （4）碳主要以游离碳形式存在，分布率占79.15％，这类碳即为镜下所见的大量碳质物。其次是以碳酸盐形式存在，分布率为20％。 综合化学成分特点，可以认为区内矿石属单一的含钒碳质页岩或板岩。 2.2.2 矿物组成及含量 样品为破碎颗粒样，质地较为坚硬，未见明显风化现象。颗粒呈黑色，但污手现象不严重，这可能与矿床产生的地质变质作用有关。镜下可见部分颗粒中矿物平行定向分布特点较为明显，在部分颗粒中
为无定向混杂分布。经镜下鉴定、X射线衍射分析和扫描电镜分析综合研究表明，矿样中主要矿物为石英、方解石、伊利云母和碳质物，其次有高岭石、蒙脱石、磷灰石、重晶石、钡解石、长石、榍石等。金属硫化物主要为黄铁矿，其次为闪锌矿。金属氧化物含量很少，见有褐铁矿和金红石（或锐钛矿）。 矿石的X射线衍射矿物相分析见图2-2，图谱中反映了矿石中含量较高，结晶较好的矿物相；由于碳质物为非晶质物或结晶程度差，在图谱中未能出现峰值。 图2-2 原矿的X射线衍射矿物相分析图谱 经综合鉴定，结合化学成分分析，将矿石中主要矿物的重量含量列于表2-6。 表2-6 矿石中主要矿物的含量（%）
工艺矿物学重点
工艺矿物学——娱作仅供参考 1.1何谓工艺矿物学？它的基本任务是什么？ 答：工艺矿物学，即是以工业固体原料与其产物的矿物学特征和加工时组成矿物性状为研究目标的边缘性学科。 ①研究工业固体原料与其产物的矿物组成及其分布；②对影响或制约生产工艺运行质量的矿物性状进行分析，这些性状包括几何、物理、化学等方面的表现与特征。 1.3简要勒出工艺矿物学的10项研究内容，并指出其中哪几项属于学科的基础知识、基本理论与基本技能。 答：①原料与产物中的矿物组成；②原料与产物中的矿物粒度分析；③原料与产物中的元素赋存状态；④矿物在工艺加工进程中的性状；⑤矿物工艺性质改变的可能性和机理；⑥判明尾矿和废渣综合利用的可能性；⑦矿物的工艺性质与元素组成和结构的关系；⑧查明矿石的工艺类型空间分布规律，编制矿物工艺图——工艺地质填图；⑨研究工业固体原料加工前的表生变化；⑩分析矿物工艺性质的生成条件；其中矿物组成、粒度分析、元素赋存状态和矿物加工时的性状等内容，在学科中具有基础知识、基本理论和基本技能的性质 1.4取样和误差控制应当遵循的基本原则是什么？ 对样品要求：要有充分的代表性。样品的基本特征为：①代表该矿床主金属(或伴生有益组分)各品级储量；②代表该矿床各类型矿石的平均品位，其中包括高、中低3种品位；③代表矿石的矿物组成及其化学成分；④代表围岩、夹层、脉石的种类、性质及含量；⑤代表有用矿物粒度特征及矿石结构、构造特征。取样方式：两种——①从分选产品及试验用样中抽取；②在工艺加工取样点上采取地质标本样。 试样观测方法：是在显微镜下对矿石中的主要有用有害组分的含量、存在状态、矿物粒度、嵌镶关系以及矿石在破碎过程中的连生、解离状况迅速做出可靠结论。 观测一定数量的矿物颗粒，观测点数：经验的作法是取1000～1500个观测点；另一种办法是根据数理统计原理求取一个合理的试样观测值。 3.1反光显微镜与普通偏光显微镜又什么区别？ 答：反光显微镜与偏光显微镜相比，增加了光源和垂直照明器。 3.2反光显微镜的反射器有哪两种主要类型？他们各有什么优缺点？ ①．玻片式，优点是光线可以通过物镜的全孔径，视域亮度均匀，分辨率较强，可以进行全孔径偏光图的观察。缩小孔径光圈可使光线近于垂直入射和反射，在矿物光学性质测定时可以得到较正确的结果。缺点是光线损失大，因第二次反射产生耀光影响物质的清晰度。 ②．棱镜式，优点有效光线大、光线损失小。缺点是反射器挡住光路一半，降低物镜的分辨率，偏光图也只有一半，易发生明显的椭圆偏振化和椭圆长轴的旋转，影响某些光学性质的测定。 3.4影响矿物反射色的因素有哪些？ 答：影响反射色观察的因素：①光源，光源的强度与色调，当光源较弱时，反射色会变黄，为了滤去光源中多余的黄光，显微镜上配备有蓝色滤色片。（要求白光中不带黄或蓝的色调，常以方铅矿为白色标准来调节光源色调）、②光片，光片的磨光质量要高，安装必须正确。当光片表面存在氧化膜时会出现各种色彩，故光片必须保持新鲜和清洁的表面。③周围环境、矿物的影响（视觉的色变效应）。 3.5反射色描述：色调、色调浓度、亮度 5.1矿物定量的目的、意义是什么？ 答：矿物定量——指确定矿石（或流程产物）中各组成矿物相对含量的工作。 通过对选矿生产流程中各产物组成矿物的定量，可以从矿物学角度详细分析各选矿作业的效率，有助于分析目的矿物和有害矿物在流程中的走向及其行为规律，对于分析选矿流程结构及工艺条件的合理性、指导选矿流程的优化等具有重要意义。 基本方式主要是：分离矿物定量、目估定量、镜下矿物定量、化学元素分析矿物定量、仪器定量 5.2分离矿物定量法基本原理是是什么？主要有哪几种方法？ 利用待测矿物与原料中其它矿物性质的差异，将待测矿物从原料中分离出来而进行的一种方法 主要方法：重力分离法、磁力分离法、介电分离、选择性溶解、高压静电分离。 5.3对于结晶粒度粗大的磁铁矿矿石中磁铁矿的定量可采用哪些方法？ 主要是分离矿物定量法 5.4矿物镜下定量方法：计点法、直线法、面积法 5.5矿物定量校核结果方程式：矿石中某矿物的定量统计值×该矿物中校核元素的含量≈矿石中该校核元素的化验分析值（两者相对误差值小于10％即认可合格） 6.1元素赋存状态研究有何意义和作用？ 答：研究元素在矿石矿物中的赋存状态，不但对矿产资源勘查具有重要意义，而且对矿山生产、矿山建设过程中矿石的选冶试验与生产更具有重要的指导意义。元素赋存特性直接和矿山企业的经济效益挂钩，弄清赋存特征，可以有目的地指导采矿和选矿工作。 其目的是查明化学元素在矿物原料中的存在形式和分布规律。为矿物加工和冶金工艺方法的选择和最优指标的控制提供基础资料和理论基础。 6.2元素在矿物中组要与哪几种存在形式，这些存在形式的主要特征是什么？又哪些研究方法？ 答：①.独立矿物：一种是肉眼或双筒显微镜下可以挑选的矿物；一种是以微细包裹体形式存在于其他矿物中。 ②.类质同像：是很普遍的一种现象。对类质同像的研究，构成了地质领域的一个重要方面。 ③.离子吸附：是指元素呈吸附状态存在于某种矿物中。根据吸附性质可分物理吸附、化学吸附和交换吸附三种。 主要研究方法有：重砂法、选择性溶解法、电渗析法、电子探针法、激光显微镜光谱法、数理统计法 6.3重砂法能否用于研究呈类质同象状态的元素？
结晶学与矿物学笔记
结晶学与矿物学笔记 一．【结晶学及其发展史】（第一章） 1．结晶学：结晶学也称为晶体学，是以晶体为研究对象、以晶体的对称规律为主要研究内容的一门基础性的自然学科。 2．简史：1669年，斯丹诺;面角守恒定律。1784.阿羽伊；整数定律。1809、魏斯；晶体的对称定律。1830、赫赛尔；32种对称型（点群）。1855、布拉维；14种布拉维格子。1867、加多林；32种对称型（点群）。1899、费德洛夫和圣夫利斯；230种空间群。1895、X射线。1909、劳埃；X射线对晶体的衍射及结构规律研究。1960~、布拉格父子；测定了大量晶体结构。1956~1960、用电子显微镜观察晶体结构的晶格像。1984、肖特曼等；发现准晶体，由此，“准晶体学”分支学科形成。 3.学科分支：晶体化学、晶体物理学、晶体结构学、晶体生长学。 4.意义：结晶学是矿物学、材料学、生命科学等许多学科的基础，而矿物学是整个地球科的基础，材料学是人类赖以进步的基石。故曰，结晶学是一门对科学的发展、技术的进步以及社会的文明起着基础作用的重要学科。 二．【晶体的定义及相关概念】 1.晶体：内部质点在三维空间上周期性平移重复排列（也称格子构造）构成的固体物质。或晶体是具有格子构造的固体。 2.格子构造：晶体内部结构最基本的特征是内部质点在三维空间内周期性平移重复排列，即格子构造。 3.空间格子：表示晶体内部结构中质点周期性重复排列规律的几图形。 4.相当点：满足（1）.点的内容相同，（2）.点的周围环境相同的条件的点。 5.空间格子三要素：（1）结点，空间格子中的点，代表晶体结构中的相当点（2）行列.结点在直线上的排列即构成行列，空间格子中的任意两个结点联接起来就一条行列的方向行列中相邻结点间的距离称该行列的结点间距。(3).面网，结点在平面上的分布即构成面网，空间格子中任意两个相交的行列决定一个面网。一个面网上的结点分布定可以连接成一个一个的平行四边形。面网上单位面积内结点的密度称为面网密度。相互平行的面网，其密度必相同，且任意两个相邻面网间的垂直距离———面网间距也必相等。面网密度与面网间距成正比，即面网密度大的面网其面网间距亦大，反之亦然。 6.平行六面体：在三维空间上，空间格子可以划出的最小重复单位。在实际晶体结构中所划出的最小重复单位称晶包，其形状与大小取决于它的三条彼此相交的棱的长度. 7．近远程归规律：局部有序称为进程规律，整个结构范围内的有序称为远程规律。晶体两者兼备，非晶体只有近程规律，液体结构与非晶体相似，也只有近程规律，气体两者都无。 8．晶化与非晶化：由非晶体转化为晶体称晶化（脱玻化）。相反，晶体内部质点的规律排列遭破坏，而转化为非晶体的过程称非晶化。 9.准晶体：内部质点排列具有近程规律和远程规律，但没有平移周期，也不具有格子构造，介于晶体与非晶体中间的状态。 三．【晶体的性质】 1.自限性：指晶体在适当条件下可以自发的形成几何多面体外形的性质。晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的直接反映。 2.均一性：在同一晶体的不同部分，质点的分布一样，故其各个部分的物理性质和化学性质相同，即晶体的均一性。非晶体也具有均一性，但非晶体不具有格子构造，其均一性是统计的、平均近似的均一，称统计均一性，而晶体具有格子构造，称结晶均一性。 3.异向性：同一格子构造中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，故晶体的性质也随方向的同而有所差异，此则晶体的异向性。晶体多面的形态也是其异向性的一种表现。 4.对称性：在晶体外形上常有相等的晶面、晶棱和顶角重复出现，这种相同的性质在不同的方向或位置上有规律的重复就是对称性。对称性是晶体极其重要的性质，是晶体分类的基础。 5.最小内能性:在相同的热力学条件下，晶体与同种物质的非晶体、液体、气体相比较，其内能最小这就是
结晶学与矿物学名词解释
2、矿物：指地质作用中形成的天然单质和化合物，具有相对固定的化学成分和内部结构，稳定于一定的物理化学条件，是构成岩石和矿石的基本单元 3、矿物学：是研究矿物的化学成分、内部结构、外表形态、物理性质及其相互关系，并阐明地壳中矿物的形成和变化历史，探讨其时间和空间分布规律及其实际用途的科学 4、相当点（晶体结构中的相当点）：晶体结构中性质相同、环境相同的几何点。 5、空间格子：由相当点构成的几何图形。 6、网面密度：面网上单位面积的结点数目。 7、网面间距：互相平行的相邻两网面之间的垂直距离。 8、晶格的均一性和异向性：同一晶体的各个部分质点的分布相同，故性质相同是晶体的均一性；同一晶体的不同方向上质点的排列一般不同，故晶体的性质也随方向的不同而有所差异就是晶格的异向性。 9、科塞尔原理：晶体生长过程中，晶面（晶体的最外层面网）是平行向外推移生长的。 10、布拉维法则：实际晶体的晶面是那些网面密度大的晶面。 11、面角恒等定律：成分和结构相同的晶体，其对应晶面间夹角恒等。 12、歪晶：晶体生长时，受外界条件影响而不能按其格子状构造生长，从而形成的偏离理想形态的晶形。 13、晶体的带状构造：晶体的断面上有时可见到的因成分和物理性质差异而表现出来的互相平行的条带，它是晶体生长的科塞尔原理的证据。 14、生长锥：晶体由小长大，许多晶面向外平行推移的轨迹所形成的以晶体中心为顶点的锥状体。 15、非晶质体：内部质点不作格子状排列的物质。 16、晶胞与平行六面体：由三对平行而且相等的面构成的多面体称为平行六面体，它是空间格子的最小单位。而在实际晶体结构中这样划分出来的最小单位就是晶胞。 17、面角：指晶面法线之间的夹角。 18、晶面的极距角（ρ）和晶面的方位角（φ）：它们是在晶体的球面投影中，确定晶面的球面投影点（极点）位置的球面坐标。投影轴与晶面法线之间的夹角，即极点与北极N 之间的弧角称为晶面的极距角（ρ），而包含该晶面法线的子午面与零度子午面之间的夹角则称为晶面的方位角（φ）。 19、基圆：投影球与投影面（通过球心的水平面）相交的大圆，它相当于地球的赤道。 20、对称：指物体相同部分有规律的重复。 21、对称要素与对称操作：欲使晶体相同部分有规律的重复所进行的操作称为对称操作，在进行对称操作时所应用的辅助几何要素则称为对称要素。 22、对称面（P）：是通过晶体中心的一个假想的平面，它将晶体平分为互为镜像的两个相等部分，相应的对称操作为对此平面的反映。 23、对称轴（Ln）：是通过晶体中心的一根假想的直线，当晶体围绕此直线旋转一定的角度后，可使相等部分重复，旋转一周重复的次数称为轴次（n），重复时所旋转的最小角度称为基转角（α），二者之间关系为n=360°/α 24、对称中心（C）：对称中心是一个假想的的点，通过此点作任意直线，在此直线上距对称中心等距离的两端有对应的点。 25、旋转反伸轴（Lin）：围绕一假想直线，旋转一定角度后，再对此直线上的一个点进行反伸，可使相等部分重复，则此直线为旋转反伸轴。旋转反伸轴常用的是Li4和Li6。 26、晶体对称定律：晶体中没有五次对称轴及高于六次的对称轴。 27、晶体常数：轴率a:b:c和轴角α、β、γ合称为晶体常数。 28、对称型：一个结晶多面体中全部对称要素的总合。