矿物岩石学问题及答案

第一节1.晶体的概念:晶体是具有格子构造的固体（内部质点在三维空间作周期性的重复排列的固体）。

2.晶体的基本性质：自限性，均一性和异向性，对称性，固定的熔点，最小内能和稳定性。

自限性：晶体在生长过程中，如果环境适宜且有足够的自由空间，能自发地形成规则的几何多面体形态。

均一性：同一晶体的各个部分物理性质和化学性质完全相同。

异向性：晶体的性质随方向不同有所差异。

对称性：格子构造中结点的周期性重复排列，导致晶体中相同的晶面、晶棱和角顶重复出现。

固定的熔点：同一个晶体的各个部分质点排列相同，破坏其不同部分所需温度是一样的，所以有固定的熔点。

最小内能和稳定性：在相同的热力学条件下，晶体与同种物质的气体、液体和非晶质相比，其内能最小，晶体也处于最稳定状态。

1.晶体和非晶体的根本区别是什么？各列举出若干生活中常见的晶体和非晶体。

答：晶体是具有格子构造的固体，如石盐，水晶；非晶体是不具有格子构造的固态物质。

如玻璃、松香、琥珀、蛋白石。

2.什么是空间格子，包括哪些要素？答：空间格子：表示晶体内部质点重复规律的几何图形。

结点，行列，面网，平行六面体。

3.空间格子的分类方法。

答：分类依据：平行六面体的形状和大小。

立方格子，四方格子，六方格子，三方格子，斜方格子，单斜格子，三斜格子。

分类依据：结点的分布情况。

原始格子，底心格子，体心格子，面心格子4.晶体的基本性质有哪些？请详细解释之。

答：同上25.非晶体为什么能够自发地转变为晶体？答：P19最下面第二节及余下内容1.对称的概念及晶体对称的特点：物体可分为若干彼此相同的部分。

这些相同部分之间可通过某些操作发生有规律的重复。

特点：1.所有的晶体都是对称的。

2.晶体的对称受格子构造严格控制，因此晶体的对称是有限的。

3.晶体的对称不仅表现在外形上，还表现在物理化学性质和微观结构方面。

2.晶体的对称操作和对称要素有哪些？答：对称操作：使对称图形中相同部分重复的操作。

反伸，旋转，反映。

对称要素：在晶体对称的研究中，使晶体上相等部分有规律的重复所凭借的几何图形。

包括：对称面，对称中心，对称轴，旋转反伸轴。

3.什么是晶体对称定律？如何解释？答：晶体对称定律：受格子构造规律的制约，晶体中可能存在的对称轴的轴次并不是任意的，只能是1、2、3、4、6，与轴次相对应的对称轴也只能是L1、L2、L3 、L4、L6。

解释：4.晶体对称分类的原则是什么（晶族，晶系，晶类）？答：晶体中对称要素的组合受对称规律的控制，存在的对称型是有限的。

经推导，总共只有32种。

对称型的分类：3个晶族，划分依据：高次轴的个数。

7个晶系，划分依据：对称特点32个晶类，划分依据：是否属于同一对称型5.晶体可分为哪三个晶族？哪七个晶系？答：低级晶族（无高次轴3）中级晶族（只有一个高次轴3）高级晶族（有数个高次轴1）；三斜晶系，单斜晶系，斜方晶系，四方晶系，三方晶系，六方晶系，等轴晶系。

6.单形和聚形的概念。

答：单形：由等大同形的一种晶面组成。

聚形：由两种或两种以上的单形聚合而成。

7.什么是开形/闭形？答：开形和闭形：开形：单形晶面不能围成一个封闭空间，为开形，如平行双面、各种柱类单形。

闭形：单形晶面可以围成封闭空间者为闭形，如四方双锥、立方体、八面体等。

8.认识47种几何单形。

自己看吧第三章1.元素的离子类型有几种？答：分类依据：离子的最外层电子结构1.惰性气体型离子，离子的最外层电子结构与惰性气体原子相似，具有2个或8个电子。

共有25种。

离子半径一般较大，而极化性较小，易与O结合成以离子键为主的氧化物或含氧盐，特别是硅酸盐，构成地壳中大部分造岩矿物。

又称为造岩元素或亲氧元素。

2.铜型离子，失去电子成为阳离子时，最外层电子层有18（或18+2）个电子，与Cu+相似。

外层电子结构较稳定，除个别离子外，一般情况下不变价，或只在18和18+2两种构型间变化（如Pb4+、Pb2+）；离子半径小，外层电子多，极化性能很强，易与半径较大，易被极化的S2-结合生成以共价键为主的化合物，形成主要的金属矿物。

又称为造矿元素或亲硫元素。

3.过渡型离子，失去电子成为阳离子时，最外层电子层为具有8-18个电子的过渡型结构离子的结合性质受环境的影响。

如Fe在还原条件下，多与S结合，生成黄铁矿或白铁矿FeS2 ；当O的浓度很高时，便与O结合生成赤铁矿Fe2O3 、磁铁矿Fe3O4 、菱铁矿FeCO3 。

2.什么是类质同象？可分为哪些类型？请举例说明。

答：类质同象：矿物晶体在结晶过程中，结晶格子中的某种质点（原子、离子和分子）的位置，部分被介质中性质相似的他种质点所取代共同结晶形成均匀的单一相的混合晶体，取代前后除晶格常数略有变化外，键性和晶体结构型式不发生本质改变的现象。

分类依据：晶格中相互替代的离子的电价是否相等，分为：等价类质同象：相互替代的离子的电价相等（橄榄石中，Fe2+对Mg2+的替代）异价类质同象：相互替代的离子的电价不等。

（斜长石(Ca[Al2Si2O8])中，Ca2+ 和Na+之间的替代，同时还有Al3+ 和Si4+之间的替代。

）3.影响类质同象的主要因素有哪些？答：内因：相似的原子或离子半径1.相互替换的离子的总电价应相等2.离子类型和键性必须相同3.代替后有较多能量放出4.晶体结构特征外因：1.温度2.组分浓度3.压力4.矿物中的水有哪几种形式？各自的特点是什么？请举例说明。

答：分类依据：水在矿物中的存在形式及在矿物晶体结构中所起的作用。

吸附水，特点：不参加组成矿物晶格；随环境温度、湿度和压力变化而改变。

例子：包裹在粘土矿物颗粒表面的薄膜水及充填在矿物粒间孔隙内的毛细管水。

结晶水，特点：参与构成矿物晶体结构；数量固定，遵守定比定律。

例子：石膏 Ca[SO4].2H2O结构水，特点：参与构成矿物晶体结构，有确定的含量比。

例子：高岭石 Al4[Si4O10](OH)8沸石水，特点：介于吸附水和结晶水之间；在晶体结构中占据确定的位置；含量有一上限；随环境温度增高或湿度减小，沸石水通过结构通道逸失，但不引起晶体结构变化；部分脱水的沸石，在潮湿环境中又可从外界吸收水分。

例子：钠沸石。

层间水，特点：介于结晶水和吸附水之间，含量不定；当温度和压力升高时，层间水逐渐逸失。

例子：蒙脱石。

5.三层球体的最紧密堆积有哪几种形式？答：第一种：第三层球堆积在第二层上未贯穿两层球体的空隙上，即第三层球的空间位置与第一层球重复。

第二种：第三层球堆积在第二层上贯穿两层的空隙上，其位置与第一、第二层都不重复。

6.什么是配位数？什么是配位多面体？答：配位数：在晶体结构中，原子或离子总是以某种方式与周围的原子或离子相互结合，每个原子或离子周围与它直接相邻的原子或异号离子的数目。

配位多面体：以一个原子或离子为中心，将其周围与之成配位关系的原子或离子中心连接起来，所构成的多面体。

7.四种晶格类型中，哪些类型的结构中质点趋向于最紧密堆积，哪些类型不作紧密堆积？原因何在？答：离子晶格（正、负离子尽量相间分布，排列作最紧密堆积，配位数高）。

原子晶格（非最紧密堆积，配位数低）。

金属晶格（常作等大球体最紧密堆积，配位数较高）。

分子晶格（作为结构单元的分子不呈球形，结构单位的堆积形式多样）。

8.何谓同质多像？请举例说明。

9.什么是结晶习性？请举例说明。

答：同质多象：化学成分相同的物质，在不同的热力学条件下，形成晶体结构、形态和物理性质上互不相同的晶体的现象。

由此形成的相同物质成分的不同矿物称为同质多象变体。

C-石墨和金刚石，TiO2-金红石、锐钛矿和板钛矿，CaCO3-方解石和文石，SiO2- α-石英和β-石英10.分泌体和结核体在成因上有哪些不同答：分泌体：球状或不规则形状空洞中由胶体或晶质自洞壁逐渐向中心沉淀充填而成。

结核体：物质围绕某一中心自内向外生长而成的一呈球状、透镜状、瘤状等形态的矿物集合体。

1.颜色、条痕、透明度、光泽的概念，及它们之间的相互关系。

答：1.颜色是对光选择性吸收的结果。

（过渡金属元素的内部电子跃迁激发，能带间电子跃迁转移，原子或离子间的电荷转移，色心呈色）。

分类依据：颜色产生的原因及颜色的稳定程度：自色：由矿物固有的化学成分和结构等内部因素而使矿物具有的颜色。

孔雀石的翠绿色，如黄铜矿的铜黄色，赤铁矿的红色他色：由于矿物中带色的机械混入物（固体、气体和液体包裹体等杂质）引起的颜色。

刚玉Al2O3，纯净时无色，当含微量元素铬Cr时，形成红色（红宝石），当含微量元素铁Fe、钛Ti时形成蓝色（蓝宝石)。

假色：由于某种物理原因（如光的内反射、内散射、干涉、衍射等）及氧化作用而引起的颜色。

2.条痕：矿物在白色素烧瓷板上擦划后所留下的矿物粉末的颜色。

条痕可以消除假色、减弱他色的影响，比矿物的颜色更稳定，是鉴定矿物的重要标志之一。

块状赤铁矿的条痕------樱红色。

透明矿物的条痕都是浅灰色或白色，因此对于透明矿物之间的区别，条痕的实际意义不大。

条痕对不透明矿物的鉴定具有极重要的意义，因为这些矿物的条痕色调多样而明朗。

3.光泽：矿物晶体平整表面对可见光的反射能力，光泽的强弱用反射率R来表示。

金属光泽黄铁矿、方铅矿；半金属光泽磁铁矿；油脂光泽如石英、石榴石的断口，丝绢光泽如纤维状石膏、石棉，珍珠光泽如白云母、方解石的解理面，土状光泽如隐晶质高岭石。

具金属键的矿物一般呈金属光泽或半金属光泽；具共价键的矿物一般呈金刚光泽或玻璃光泽；具离子键或分子键的矿物，对光的吸收程度小，反光很弱，光泽即弱。

4.透明度：矿物晶体允许可见光透过的程度。

透明度和光泽是互补的两种属性。

肉眼观察矿物的透明度：通常隔着矿物薄片或碎块的刃边观察光亮处的近物，并根据所见物体的清晰程度进行分类。

透明矿物如白云母、石英、长石，半透明矿物如辰砂、闪锌矿，不透明矿物如磁铁矿、黄铁矿。

2.颜色可分为自色、他色和假色，它们是由哪些因素引起的，请举例说明。

答案见上题3.摩氏硬度如何分级？答：1滑石，2石膏，3方解石，4萤石，5磷灰石，6正长石，7石英，8黄玉，9刚玉，10金刚石4.硬度、解理及断口的概念，及它们之间的联系和区别。

答：硬度：矿物抵抗外力机械作用的强度。

分类依据：机械力性质不同：刻划硬度，压力硬度，研磨硬度。

解理：矿物晶体受力作用后，沿一定方向裂开形成一系列光滑平面的性质。

极完全解理：如白云母、黑云母。

完全解理：如方解石。

中等解理：如普通辉石。

不完全解理：如磷灰石。

极不完全解理（无解理）：如石英。

断口：矿物受外力作用发生破裂，如果破裂面不平整、不光滑、无确定的结晶方向而随机分布。

分类依据：断口的形态特征：贝壳状断口如α-石英，锯齿状断口如自然铜。

参差状断口如磷灰石、红柱石，土状断口如高岭石块体。

联系和区别自己发挥吧5.什么是萤光性？什么是磷光性？答：萤光性：矿物在受外界能量激发时发光，激发停止(10-8秒)发光立即停止。