晶体及岩石矿物学基础知识
《结晶学及矿物学》复习要点
结晶学一、基本概念：1.晶体（crystal）的概念：内部质点在三维空间周期性重复排列构成的固体物质。
这种质点在三维空间周期性地重复排列称为格子构造，所以晶体是具有格子构造的固体。
2对称型（class of symmetry）晶体宏观对称要素之组合。
（点群，point group）3.空间群：一个晶体结构中，其全部对称要素的总和。
也称费德洛夫群或圣佛利斯群。
4.单形（Simple form）：一个晶体中，彼此间能对称重复的一组晶面的组合。
即能借助于对称型之全部对称要素的作用而相互联系起来的一组晶面的组合。
5.双晶：两个以上的同种晶体，彼此间按一定的对称关系相互取向而组成的规则连生晶体。
6.平行六面体：空间格子中按一定的原则划分出来的最小重复单位称为平行六面体。
是晶体内部空间格子的最小重复单位，是由六个两两平行且相等的面网组成。
7.晶胞：能充分反映整个晶体结构特征的最小结构单元，其形状大小与对应的单位平行六面体完全一致。
8．类质同像：晶体结构中某种质点为性质相似的他种质点所替代，共同结晶成均匀的单一相的混合晶体，而能保持其键性和结构型式不变，仅晶格常数和性质略有改变。
9.同质多像：化学成分相同的物质，在不同的物理化学条件下，形成结构不同的若干种晶体的现象。
10.多型：一种元素或化合物以两种或两种以上层状结构存在的现象。
这些晶体结构的结构单元层基本上是相同的，只是它们的叠置次序有所不同。
二、晶体的6个基本性质1、均一性（homogeneity）：同一晶体的任一部位的物理和化学性质性质都是相同的。
2、自限性（property of self-confinement）：晶体在自由空间中生长时，能自发地形成封闭的凸几何多面体外形。
3. 异向性（各向异性）异向性(anisotropy)：晶体的性质随方向的不同而有所差异。
4. 对称性（property of symmetry）：晶体的相同部分（如外形上的相同晶面、晶棱或角顶，内部结构中的相同面网、行列或质点等）或性质，能够在不同的方向或位置上有规律地重复出现。
第一章1_晶体、矿物的性质讲解
摩斯 压入硬度 硬度 (kg/mm2)
1
47
2
60
3
136
4
200
5
659
6
714
7
1181
8
1648
9
2085
10 6500
研磨 硬度 0.03 1.04 3.75 4.2 5.4 30.8 100 146 833 117000
2、矿物的力学性质
（2）矿物的解理 定义: 当矿物受到外力作用后，能沿晶格 中某一或某些面网发生破裂的固有性质。 因解理而裂成的平面叫做解理面。 表示: 据解理的方向, 用相应的单形符号 来表达
卡氏双晶
（2）交生的类型
文象交生 环带交生 条纹交生
角闪石和普通辉石的交生
5. 晶体的生长习性
晶体生长习性：指单个独立晶体生长的取向。 （1）一向延长
短柱状、长柱状、针状、纤维状、条状。 （2）二向延长
板状、片状、鳞片状。 （3）三向延长
粒状。
晶体习性
三向等长 粒状
柱一 状向 ／延 棒长 状 ／ 针 状
1、晶体的概念 物质内部质点在三维空间按一定规则
呈周期性重复排列而在宏观上又具有一定 几何外形的固体物质。
（二） 晶体
2、晶体的对称性 晶体都是对称的 晶体外形上对称 晶体宏观性质上对称 是晶体的基本性质之一 是晶体科学分类的依据
2、晶体的对称性
（1）对称：物体或图形中相同部分之间有规 律地重复。 对称的基本特点：各自都必须包含或可 被划分为若干个彼此相同的部分；这些相 同部分之间在借助于某种特定的操作后， 使之能有规律地重合。
（2）对称要素和对称操作
ⅳ）旋转反伸轴：一 假想直线和此直线 上的一个定点。相 应的对称操作就是 围绕该直线旋转一 定角度，继之再以 对该直线上定点的 反伸。
矿物岩学基础知识(晶体的基础知识)
第一章晶体的基础知识第一节晶体及其基本性质一、晶体、非晶质体、准晶质体的概意晶体的分布十分广泛。
可以毫不夸张地说，人类就是生活在晶体的世界之中。
自然界的固体物质，绝大多数都是晶体。
我们日常吃的食盐、食糖，用的金属、陶瓷、在泥，一直到组成生命有机体的蛋白质等，莫不都是晶体。
那么，晶体的定义是什么呢？20世纪以前，人们把具规则几何多面体外形的固体称为)等(图1-1)。
晶晶体。
如常见的石盐、方解石、水晶(具规则几何多面体形态的石英SiO2体的这种定义，显然是不正确的。
例如，同样是一种物质石英，它既可以呈多面体形态的水晶，也可以呈外形不规则的颗粒而生成于岩石之中。
这两种形态的石英，本质是一样的。
所以规则几何多面体的外形并不是晶体的本质，而只是晶体在一定条件下的外在表现。
晶体的本质必须从它的内部去寻找。
1912年德国物理学家劳埃用X射线研究晶体，发现了晶体的根本特性：晶体内部质点(原子、离子或分子)在三维空间周期性地重复排列。
这种质点在三维空间周期性地重复排列也称格子构造。
所以晶体的正确定义是：晶体是具有格子构造的固体。
正是由于晶体内部质点是规则排列的，所以在一定的条件下，晶体能自发形成几何多面体的外形。
非晶体是指内部质点在三维空间不作周期性地重复排列，即不具格子构造的固体物质。
由于原子或离子空间分布的无规律性，所以非晶体在任何情况下都不可能自发形成几何多面体的外形，因而也被称为无定形体。
非晶体的种类远不如晶体那么繁多。
常见的有蛋白石、沥青、松香、玻璃等。
晶体与非晶体在一定条件下是可以互相转化的。
例如，蛋白石在漫长的地质年代中，其内部质点进行着很缓慢的扩散、调整，趋于规则排列，即由非晶态转化为晶态，这一过程称为晶化。
晶体也可因内部质点的规则排列遭到破坏而转化为非晶态，这个过程称为非晶化。
图1-2是晶体与玻璃的平面结构特点示意图。
由图可见，晶体的内部质点排列是规则的，具有格子构造，非晶体的内部结构是不规则的，不具格子构造。
晶体矿物与岩石
二. 聚形
晶体大多数呈聚形，属于低中级的晶体 尤其如此。由两个或两个以上的单形聚合 而成的晶形称为聚形，见图1-26中的粗线 画出的，是四方柱、四方双锥组成的聚形。
由于聚形中不同单形的晶面与对称要素 的相对位置不同，晶面大小也不同。因此， 根据聚形中不同晶面的种数，就可以知道 组成这一聚形的单形的数目。
§2-2 晶体的形态 根据外形，可将晶体分成两类，一类是晶
体理想发育时，晶体上只出现一种同形等大 的晶面，这样的晶体称为单形（图1-23）。
另一类是在晶体理想发育中出现了两种以 上不同形态的晶面，相当于两种以上单形的 聚合，这样的晶体称为聚形，见图1-26。
一. 单形 1. 单形的推导：
以图1-26为例，该聚形属于L44L25PC 对称型，属四方晶系；观察可知，该聚 形是由两种单形组成的：一种是有四个 晶面，都与L4平行；另一种有八个晶面， 都与L4交于上下各一点。
在表 1-3 的 L44L25PC 栏中查对，根据 两种单形晶面各自的特征，可确定该聚形 是由四方柱和四方双锥组成。
晶体上所有同种晶面的存在不是孤立的， 而是由对称要素密切联系着的，所以只要知 道了晶体的对称要素和单形中任一晶面的位 置时，就可以利用对称要素，通过相应的对 称操作，把该晶形的全部晶面推导出来。
如在对称型L22P中（图1-24），可推导 出五种单形，晶面与对称要素的相对位置 有七种（见图1-25）。每一个对称型中， 单形晶面与对称要素的相对位置最多只可 能有七种，因此，同一对称型中，最多能 推导出七种单形。
旋转反映轴为一根假想的直线。旋转反映轴也 只可能有LS1、LS2、LS3、LS4及LS6 。见图1-16， 也有关系，
LS1＝P＝Li2 LS2＝C＝Li1
岩石与矿物学地质学中的基础知识
岩石与矿物学地质学中的基础知识岩石与矿物学是地质学的两个重要分支，它们研究地球上的岩石和矿物的形成、组成、性质以及它们在地球演化和资源开采方面的应用。
了解岩石与矿物学的基础知识对于深入了解地球科学以及相关行业的发展具有重要意义。
一、岩石学岩石学主要研究地球上各种类型的岩石的特征、成因和分类等问题。
根据岩石的组分和成因，可以将岩石分为三大类：火成岩、沉积岩和变质岩。
火成岩是由地球深部的岩浆冷却凝固形成的岩石。
根据岩浆的不同成因以及冷却速度的不同，火成岩可以分为变质岩、侵入岩和喷发岩。
变质岩是由原有岩石受到高温、高压等外界条件的影响而发生的变质作用形成的岩石，常见的有片麻岩、绿岩和云母片岩等。
侵入岩是岩浆侵入地壳中，在地下冷却形成的岩石，如花岗岩和辉石岩等。
喷发岩是岩浆从地下喷发而出，在地表冷却凝固形成的岩石，如玄武岩和安山岩等。
沉积岩是由岩石碎屑、有机残骸等沉积物经过成岩作用而形成的岩石。
沉积岩可以进一步分为碎屑岩、化学岩和生物岩。
碎屑岩是由岩屑经过岩屑运移沉积物沉积形成的岩石，如砂岩、页岩和泥岩等。
化学岩是由水溶解的物质在水中沉积形成的岩石，如石膏、方解石和盐岩等。
生物岩是由生物成因的沉积物沉积形成的岩石，如珊瑚岩和石灰岩等。
变质岩是在地壳深部由于高温、高压等外界条件的作用下形成的岩石。
变质岩可以根据岩石所受的变质程度不同分为低、中、高三种程度，常见的有片岩、石英岩和大理岩等。
二、矿物学矿物学主要研究地球上各种矿物的性质、成因和分类等问题。
矿物是地球上构成岩石的基本单位，是由金属元素或非金属元素组成的天然晶体。
根据化学成分和物理性质的不同，矿物可以分为硅酸盐矿物、氧化物矿物、硫化物矿物、碳酸盐矿物、硝酸盐矿物、磷酸盐矿物、铝矿石矿物、钾矿石矿物和珍珠母矿物等多个类别。
硅酸盐矿物是地球上最常见的矿物类别，如石英、长石和辉石等。
氧化物矿物是由氧气和金属元素结合形成的矿物，如赤铁矿、磁铁矿和锡石等。
硫化物矿物是由硫元素和金属元素结合形成的矿物，如黄铁矿、黄铜矿和辉铜矿等。
矿物岩石学复习提纲
二、 晶面符号
晶体定向后, 晶面在空间的相对位置就 可以根据它与晶轴的关系来确定, 表示晶面 空间方位的符号就叫晶面符号,常用的是米 氏符号:晶面在三根晶轴上的截距系数的倒 数比，用小括号括起来。
依次书写； ➢ 2）若晶体中存在多个同轴次对称轴或多个对称面
时，其个数写在相应对称要素的前面。如立方体 的对称型为3L44L36L29PC、三方单锥的对称型为 L33P。 • 晶体中的对称要素的组合受对称规律的控制，因 而晶体中存在的对称型是有限的。经推导，总共 只有32种（课本19页的表2-1）。
一层面网再长相邻 的另一层面网，晶 面（晶 体最外层面 网）是平行向外推
移生长的，这就是 科塞尔理论， 也称 层生长理论。
C B
A
层生长过程
第四节 晶体的形成
不足：把晶体生长过程简单化了，仅考虑晶面生 长速度的影响，未考虑质点的性质、 质点间的键 型、结构缺陷以及生长时的温度、压力、溶液 浓 度等内部及外部环境对晶体生长过程产生影响。 另外最佳生长位置都生长完后，如果晶体还要继 续生长，就必须在这一平坦面上先生长一个质点， 由此来提供最佳生长位置。这个先生长在平坦面 上的质点就相当于一个二维核，形成这个二维核 需要较大的过饱和度，但许多晶体在过饱和度很 低的条件下也能生长，为了解决这一理论模型与 实验的差异，弗兰克(Frank)于1949年提出了螺旋 位错生长机制。
第四节 单形和聚形
由于矿物内部和外部因素的影响，不同对 称型的矿物其形态不同，同一对称型的同 种矿物由于其生长环境不同，可以形成不 同的形态。
根据晶面特征可分为两类：单形和聚形
第九章晶体及岩石矿物学基础知识
生长；
• 常见的晶体形态分单体和集合体形态（一向、二 向、三向延长）；
• 4、镜下观察到的晶体形态还与薄片制备过程中 试样的切割和磨制方向有关。[]
三、解理与解理角
• 解理：晶体受力后沿一定方向裂开的性质。 裂开的面称为解理面，解理在垂直于解理 面的切片中表现为解理纹。
影响晶体形态的因素
• 1、不同晶体具有不同的晶体对称型，因此 对称特点不同，外形不同；
• 2、同一对称型的晶体由于构成的单形不同， 外形不同；
• 3、同一晶体在不同的生长环境下生长的晶 形不同。[]
影响晶体生长 环境的因素
• 1、与晶体从熔体中析晶时的温度梯度有关； • 2、晶形与结晶的先后顺序有关，早期析出为自
第十六章 晶体及岩石矿物学 基础知识
• 16.1 晶体概念与晶体性质 • 16.2 光学基础知识 • 16.3 显微镜的调节与校正 • 16.4 显微镜下矿物性质鉴定 • 16.5 岩石、矿物分类及物理性质 • 16.6 常见岩石矿物类型 • 16.7 矿物粒径及百分含量测定 []
16.1 晶体概念与晶体性质
• 实验报告评分标准 • 实验一 偏光显微镜的构造与调节 • []
16.4 显微镜下矿物性质鉴定
• 重点考察在单偏光系统下矿物性质鉴定 • 一、装置与特点 • 光源---反光镜--平行光束---下偏光镜--具有
PP振动方向的平行光束---晶体--发生折射、 双折射---目镜。 • 二、晶形 • 晶体在单偏光系统下呈现的外部形态，有 晶体自身性质和外界影响因素决定。[]
• 1毫微米=10埃=10-3 微米=10-6毫米=10-9米[]
矿物岩石学知识点分条
矿物学1、晶体：内部质点在三维空间呈周期性平移重复排列形成的具有格子构造的固体。
2、准晶体：质点的排列符合短程有序但不体现周期平移重复，即不存在格子构造。
3、非晶体：与晶体结构相反，内部质点不作周期性的重复排列的固体，即称为非晶质体。
4、晶面发育的一般规律：（1）层生长理论模型（科塞尔理论模型）：晶体在理想情况下生长时，先长一条行列，然后长相邻的行列；在长满一层面网后，再开始长第二层面网；晶面（最外面的面网）是平行向外推移而生长的。
（2）布拉维法则：实际晶体的面网常常是由晶体格子构造中面网密度大的面网发育成的。
（3）面角守恒定律：同种物质的晶体，其对应晶面间的角度守恒。
5、3个晶族，7个晶系，32个晶类的划分：6、单形：是由对称要素联系起来的一组晶面的组合。
聚形: 两个或两个以上单形的聚合。
在任何情况下，单形的相聚必定遵循对称性一致的原则，即只有属于同一对称型的单形才能相聚!7、同质多象：同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件下，形成不同结构的晶体的现象，称为同质多象。
这样一些物质成分相同而结构不同的晶体，则称为同质多像变体。
8、类质同象：晶体结构中某种质点被它种类似的质点所代替，仅使晶格常数发生不大的变化，而结构型式不变，这种现象称为类质同象。
9、矿物的力学性质：(1)解理：矿物晶体在外力作用下，沿着一定的结晶学方向破裂成一系列光滑平面的固有性质，叫做解理。
裂成的光滑平面，叫做解理面；分为：极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、极不完全解理（2）断口：具极不完全解理的矿物，尤其是没有解理的晶质和非晶质矿物，她们受外力打击后，都会发生无一定方向的破裂，其破裂面就是断口（3）裂理：矿物受外力作用，有时可沿着一定的结晶学方向裂成平面的非固有性质，称为裂理或裂开。
岩石学1、岩石的成因分类：岩浆岩，变质岩，沉积岩。
岩浆岩——又叫火成岩，由岩浆作用形成的岩石，是地壳或者上地幔中的岩浆喷出地表或者侵入在地壳内形成的。
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调整焦距
• 显微镜的正常工作距离F.W.D：在正常观 察时，显微镜的物镜前端和载物台薄片 平面的距离。
• 在调整焦距时必须注意：用手调粗动调 焦螺旋使镜筒下移，同时必须用眼睛从 左侧面目视物镜头至物镜头与载薄片的 距离最近为止。[]
显微镜准备
• 打开实验台右下面的拉门，用钥匙打开显 微镜木盒；
• 先从木盒上面拿出显微镜镜头盒，并置于 实验台的左上方；
第十六章 晶体及岩石矿物学 基础知识
• 16.1 晶体概念与晶体性质 • 16.2 光学基础知识 • 16.3 显微镜的调节与校正 • 16.4 显微镜下矿物性质鉴定 • 16.5 岩石、矿物分类及物理性质 • 16.6 常见岩石矿物类型 • 16.7 矿物粒径及百分含量测定 []
16.1 晶体概念与晶体性质
• 1毫微米=10埃=10-3 微米=10-6毫米=10-9米[]
光的性质
• 自然光：由点光源发出的光，光的传播方向 和光的振动方向瞬息变化。
• 偏振光：自然光经偏光片后变成只有一个振 动方向的偏振光。
16.3偏光显微镜
• 一、偏光显微镜的构造 • XPT-07型偏光显微镜（扫描图片） • 镜臂：弓背形，连接作用，可倾斜 • 反光镜：有平、凹两面，可任意转动 • 下偏光镜：PP 由偏光片制成，有刻度可
质。
• 对称性：：晶体上相等的晶面、晶棱、角顶经一 定的操作后能重复出现。
• 最小内能：在相同的热力条件下，与同成分的非 晶质、液、气相相比内能最小。
• 稳定性：晶体具有固定的熔点。[]
16.2 光学基础知识
• 光和无限电波一样是一种电磁波，是一种 横波——光的振动方向垂直与传播方向。
• 可见光是电磁波谱中的一部分，其波长范 围390-770mμ，从长至短颜色为红、橙、 黄、绿、兰、青、紫。
转动 • 锁光圈：在PP上，可开合，控制进光亮 • （基本不用）[]
• 聚光镜：在载物台下，把平行光束变为锥 形光束。（基本不用）
• 载物台：可转动圆形台面，有刻度，可固 定，有一对弹簧夹和固定螺丝
• 镜筒：连接镜头，其上有粗动、微动调焦 螺旋，上装目镜，中间有勃氏镜、上偏光 镜和试板孔
• 物镜：4×、10×、25×、40×、63× • 目镜：5×、10× • 上偏光镜：AA表示 • 勃氏镜：位于目镜和上偏光镜之间[]
• 解理分四个等级： • 极完全解理、完全解理、中等解理、不完
全解理；或完全解理、中等解理、不完全 解理、极不完全解理[]
极完全解理
• 解理纹细密平直，贯穿始终，解理面光 滑，如云母。
完全解理
• 解理纹较粗、清晰，有中断现象，如辉 石、角闪石。
中等解理
• 解理纹较粗、少，沿某一方向断断续续 的排列，如橄榄石。
• 二、镜头盒（附件）
• 显微镜镜头盒中除目镜、物镜外还有附件：
• 1、测定颗粒大小及矿物百分含量：物镜微尺 和物台微尺；
• 2、测定矿片的光率体椭圆半径及光程差：石 膏试板、云母试板、石英楔。[]
一台显微镜处于良好工作状态 的条件
• 1、目镜、物镜和载物台的视准轴在一条直 线上。
• 2、上下偏光镜的振动方向为已知并且互相 垂直，并且与目镜的十字丝相平行。[]
形晶、中期析晶为半自形晶、后期为它形晶； • 3、由于缺陷和杂质的存在，又造成晶体的异常
生长；
• 常见的晶体形态分单体和集合体形态（一向、二 向、三向延长）；
• 4、镜下观察到的晶体形态还与薄片制备过程中 试样的切割和磨制方向有关。[]
三、解理与解理角
• 解理：晶体受力后沿一定方向裂开的性质。 裂开的面称为解理面，解理在垂直于解理 面的切片中表现为解理纹。
• 取出实验记录本； • 用右手拿显微镜弓背，左手托底，取出显
微镜； • 摘掉布罩； • 检查实验设备和镜头盒，填写实验记录本。
[]
实验中
• 按照实验题目和要求做实验； • 实验过程中认真记录实验结果； • 分析； • 完成实验并填写实验报告。[]
实验后
• 整理实验用显微镜，整理镜头盒； • 检查设备完好情况； • 盖上布罩； • 填写实验记录本； • 经实验教师允许方可离开。[]
• 晶体：具有格子构造的固体物质。经Xray衍射发现晶体内部指点有规则排列并 且重复出现，如食盐、砂糖，反之为非 晶体。
• 晶体具有四种性质。[]
晶体的性质
• 自形性：晶体自发的生长出规则的几何多面体形 态。
• 均一性：同一晶体各不同部分具有相同的性质。 • 异向性：同一晶体沿不同的方向有不同的物理性
102，角闪石：56、124。 • 镜下影响测定的影响因素：切片方向、矿物自
身、相临折射率差值。 • 怎样才能测得真实解理角：切面同时垂直于两
组解理的解理面。[]
矿片的制备方法
• 切割--粗磨--细磨--粘片---恒温干燥---粗 磨---分级细磨---盖薄片。[]
四、矿物的多色性与吸收性
• 颜色： • 手标本颜色：由于色素离子、原子对光
不完全解理
• 无解理，仅有不规则的断裂面，如石英。
影响解理纹清晰程度的因素
• 1、与矿物本身的性质有关 • 2、与切片方向有关 • 3、与相临两矿物的折射率差值有关，矿物与
树胶比较，差值越大，解理纹越清晰。 • 如辉石和斜长石均具有两组解理，但辉石清
楚而斜长石几乎无。[]
解理角
• 解理纹与解理纹间夹角。 • 特定矿物的解理角为定值。方解石：78、
影响晶体形态的因素
• 1、不同晶体具有不同的晶体对称型，因此 对称特点不同，外形不同；
• 2、同一对称型的晶体由于构成的单形不同， 外形不同；
• 3、同一晶体在不同的生长环境下生长的晶 形不同。[]
影响晶体生长 环境的因素
• 1、与晶体从熔体中析晶时的温度梯度有关； • 2、晶形与结晶的先后顺序有关，早期析出为自
• 实验报告评分标准 • 实验一 偏光显微镜的构造与调节 • []
16.4 显微镜下矿物性质鉴定
• 重点考察在单偏光系统下矿物性质鉴定 • 一、装置与特点 • 光源---反光镜--平行光束---下偏光镜--具有
PP振动方向的平行光束---晶体-来自发生折射、 双折射---目镜。 • 二、晶形 • 晶体在单偏光系统下呈现的外部形态，有 晶体自身性质和外界影响因素决定。[]