第九章晶体及岩石矿物学基础知识
矿石学基础课件
4）变晶 矿物在定向压力方向上溶解，而在垂 直压力方向上再结晶，因而形成一向延长或二 向延展的变质矿物，如角闪石、云母等，这样 的变质矿物称为“变晶” 5）由固态非晶质体结晶 由非晶质体向晶体的转化是自发的，是释放能 量的过程。这种由玻璃质转化为结晶质的作用 为晶化作用或脱玻化作用。与上一作用相反， 一些含放射性元素的晶体，由于受到放射性元 素发生蜕变时释放出来的能量的影响，使原晶 体的格子遭到破坏变为非晶质体，这一作用称 为变生非晶质化或玻璃化作用）。
三方双锥中级晶族单形4四方面体和菱面体复三方偏三角面体中级晶族单形6偏方面体类3高级晶族单形15种高级晶族单形立方体类及十二面体类对一个单形的描述要注意晶面的数目形状相互关系晶面与对称要素的相对位置以及单形的横切面形状等单形种晶面数目单面双面四面体单形横切面的形状四方柱六方柱开形和闭形
结晶学及矿物学
内能 = 动能 + 质点在平衡点 周围作无规则 振动的能量
势能 质点间相对 位置所产生 能量 Nhomakorabea25
► 稳定性：在相同的热力学条件下，具有相同化学成分的晶
体和非晶质体相比，晶体是稳定的，而非晶质体是不稳 定的。对于化学成分相同的物质，以不同的物理状态存 在时，其中以结晶状态最为稳定。这一性质与晶体的内 能最小是吻合的。在没有外加能量的情况下，晶体是不 会自发地向其它物理状态转变的。
晶体
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1. 由液相转变为晶体
熔体
晶体 溶液 1） 从熔体中结晶 当温度低于熔点时，晶体开始析出， 即过冷却条件下晶体才能发生。
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2）从溶液中结晶 当溶液处于过饱和时，溶质从溶液中的结 晶出来。其方式有： A．温度降低，如岩浆期后的热液，远离岩 浆源越远温度将依次降低，各种矿物晶体陆续 析出。如含有各种金属物质的热水溶液中，可 沉淀出各种金属或非金属矿物，方铅矿、闪锌 矿、萤石、方解石等。 B．水分蒸发，如天然盐湖卤水蒸发，盐类 矿物结晶出来。 C．通过化学反应，生成难溶物质。
《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。
《矿物岩石学》课程笔记
《矿物岩石学》课程笔记第一章：绪论第一节概念一、矿物岩石学的定义矿物岩石学是地球科学的一个重要分支，它涉及对地球物质的研究，特别是对构成地壳的矿物和岩石的组成、结构、性质、成因以及它们在地质历史中的演化过程的研究。
二、矿物的基本概念1. 矿物的定义：矿物是自然界中具有一定化学成分和晶体结构的均匀固体。
2. 矿物的特征：包括颜色、硬度、光泽、解理、比重等。
三、岩石的基本概念1. 岩石的定义：岩石是由一种或多种矿物组成的自然集合体。
2. 岩石的分类：根据成因，岩石可分为三大类——岩浆岩、沉积岩和变质岩。
第二节矿物岩石学的研究方法一、宏观研究方法1. 地质调查：通过野外实地考察，收集岩石和矿物的露头信息，进行地质填图和剖面测量。
2. 遥感技术：利用卫星或航空摄影获取地球表面的图像，分析岩石和矿物的分布特征。
3. 地球物理勘探：通过重力、磁法、电法等方法探测地下岩石和矿物的分布情况。
二、微观研究方法1. 显微镜观察：使用光学显微镜和电子显微镜观察矿物的形态、结构等特征。
2. X射线衍射分析：通过X射线衍射技术确定矿物的晶体结构。
3. 化学分析：采用原子吸收光谱、电感耦合等离子体质谱等方法分析矿物的化学成分。
4. 同位素分析：利用质谱仪等设备测定矿物的同位素组成，以研究矿物的来源和形成时代。
第三节矿物岩石学的发展简史一、古代矿物岩石学1. 古希腊和古罗马时期：人们对矿物和岩石有了初步的认识，如泰勒斯的水成论和普林尼的《自然史》。
2. 我国古代：古籍如《山海经》和《本草纲目》记载了丰富的矿物岩石知识。
二、近代矿物岩石学1. 17世纪：显微镜的发明使矿物学进入微观领域，矿物学家开始研究矿物的内部结构。
2. 18世纪：矿物分类学得到发展，如德国矿物学家亚伯拉罕·维尔纳提出的矿物分类体系。
3. 19世纪：地质学三大理论的建立，为矿物岩石学的发展提供了理论基础。
三、现代矿物岩石学1. 20世纪：矿物岩石学各分支学科的形成，如矿物物理学、岩石学、地球化学等。
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
结晶学与矿物学复习 要点
1.矿物：是有地质作用或宇宙作用所形成的、具有一定的化学成分和内部结构、在一定的物理化学条件相对稳定的天然结晶态的单质或化合物，他们是岩石和矿物的基本在组成单位。
2.晶体：是内部质点在三维空间周期性地重复排列构成的固体物质。
晶体是具有各自构造的固体。
3.晶格常数：XYZ3根茎轴晶方向上的行列上的结点间距分别表示为ao、bo、co称为轴长；三根晶轴正端之间夹角α、β、γ，称为轴角，轴长和轴角统称晶格常数。
4.晶体常数：从晶体宏观形态定不出轴长，只能根据对称特点定出ao、bo、co这一比例称为轴率，轴率和轴角统称晶体常数。
5.面角守恒定律：同种矿物的晶体，其对应间的角面守恒。
6.面角:是指晶面法线间的夹角，其数值等于相应晶面间实际夹角的补角7.对称面:是一假想的平面，亦称镜面，相应的对称操作作为对此平面的反映，他将图形平分为互为镜面的两个相等的部分8.对称心:是一假想的点，所对应的对称操作为反伸，通过该点做任意直线，则在此直线上距对称中心等距离的位置上必定可以找到对应点9.旋转反伸轴:是一假象直线，。
如果物体绕该直线旋转一定角度后，在对此直线上的一点进行反伸，可使相同部分重复，即所对应得操作是旋转与反伸的复合操作10.单形:是由对称要素联系起来的一组晶面的组合11.聚形:两个或两个以上单形聚合在一起的一组晶面的组合12.单位面:为过ao，bo，co的面13.轴率:从晶体宏观形态是定不出轴长的，只能根据对称特点定出aoboco这一比例称为轴率14.米氏符号:将晶面指数按顺序连写，并置于小括号内，写成（）的形式，此（）就是国际上通用的晶面符号~米氏符号15.单形符号:将晶面指数放在大括号中表示单形符号16.晶面条纹:是由于不同单形的细窄晶面反复相聚，交替生长而在晶面上出现的一系列直线状平行条纹，也称聚形条纹17.矿物颜色:是矿物对入射得白色可见光中不同波长的光波吸收后，透射和反射的各种波长的可见光的混合色18.条痕色:是矿物粉沫的颜色，通常是指矿物在白色无釉瓷板上擦划所留下的粉末颜色19.光泽:是矿物表面对可见光的反射能力20.解理:矿物的晶体受应力作用而超过弹性限度时，沿一定结晶学方向破裂成一系列光滑平面的固有特性称为解理21.硬度:是一种刻画硬度，它是以十种具有不同硬度的矿物作为标准，构成莫氏硬度计，其他矿物硬度是与莫氏硬度计中的标准矿物相比较来确定。
结晶学矿物学复习资料
结晶学矿物学复习资料结晶学与矿物学复习资料一、结晶学1、结晶学定义：结晶学是研究晶体形态、结构、性质及其变化规律的科学。
2、晶体与非晶体：晶体是指具有规则几何外形、内部原子或分子呈有序排列的固体物质；非晶体则不具备这些特征。
3、晶体的基本性质：具有规则的几何外形、固定的熔点、各向异性等。
4、晶体的结构特点：原子或分子按照一定规律在三维空间中周期性重复排列。
5、晶体的单形与多面体：单形是指同一空间点阵中，由相同数目邻接的平面围成的几何多面体；多面体是指由许多大小不同的平面围成的几何体。
6、矿物分类：矿物分为金属矿、非金属矿和能源矿三类。
二、矿物学1、矿物定义：矿物是指在地质作用中形成的有一定化学成分和物理性质的独立晶体。
2、矿物的分类：根据矿物的化学成分和晶体结构，将其分为离子型、共价型和金属型三类。
3、矿物的命名：根据矿物的化学成分或晶体结构等特点，按照一定的命名规则进行命名。
4、矿物的物理性质：包括颜色、光泽、硬度、解理等。
5、矿物的化学组成：包括主要元素、次要元素和痕量元素等。
6、常见的矿物：常见的矿物包括石英、长石、云母、辉石、橄榄石等。
三、结晶学与矿物学的关系1、结晶学是矿物学的基础：了解晶体的结构特点、形态特征和性质，是研究矿物的基础。
2、矿物学是结晶学的应用：通过研究矿物的物理性质、化学成分和晶体结构，可以更好地了解晶体的性质及其变化规律。
总之，结晶学与矿物学是相互关联的科学领域。
结晶学是研究晶体形态、结构、性质及其变化规律的科学，而矿物学则是在结晶学的基础上，研究矿物的物理性质、化学成分和晶体结构等方面的内容。
了解这两门学科的基本概念和知识，对于深入学习地质学、材料科学等相关领域具有重要意义。
矿物学复习资料一、引言矿物学是地球科学的一个分支，主要研究矿物的分类、组成、结构、性质、成因、分布以及它们在地球上的演变过程。
作为地质学的一门基础学科，矿物学涉及到岩石学、地球化学、古生物学等多个领域。
结晶学与矿物学通用课件
农业等领域。
03
盐
盐是一种非金属矿物，主要由氯化钠组成。它呈白色，具有晶体光泽。
盐是人类生活和工业生产的必需品，用于制造氯碱、纯碱、金属钠等化
学品，也用作调味品和防腐剂。
05
结晶学与矿物学的应用
结晶学在材料科学中的应用
晶体结构与性能关系
结晶学研究晶体的结构及其与性能的关系，为材料科学提供了晶 体设计、合成和优化的理论基础。
矿物加工技术 矿物学原理在矿物加工技术中得到应用，如浮选、 磁选、重选等选矿方法，以及矿石的破碎、磨矿、 筛分等工艺流程。
尾矿与废弃物资源化 矿物学研究有助于尾矿和废弃物中有用矿物的回 收和资源化利用，提高资源利用效率，减少环境 污染。
结晶学与矿物学在环境保护中的意义
环境矿物材料 结晶学与矿物学指导环境矿物材料的研制与应用，如吸附 剂、催化剂、环保陶瓷等，用于环境治理与保护。
结晶学与矿物学通用课件
CONTENTS
• 结晶学基础 • 晶体的结构与对称性 • 矿物学概述 • 常见矿物及其性质 • 结晶学与矿物学的应用 • 实验与实习指导
01
结晶学基础
结晶学定义与研究内容
定义
结晶学是研究晶体生成、结构及 其性质的科学。
研究内容
结晶学的研究内容包括晶体的生 成机理、晶体的内部结构、晶体 的物理和化学性质以及晶体的应 用等方面。
化学性质
包括与酸的反应、导电性、磁性等。
矿物的分类与命名
分类
按化学成分可分为元素矿物、硫化物矿物、氧化物和氢氧化 物矿物、卤化物矿物等；按晶体结构可分为离子晶体矿物、 原子晶体矿物、分子晶体矿物等。
命名
一般采用成分+性质/颜色/产地等方式进行命名，例如石英、 方解石、金刚石等。
结晶矿物岩石学基础
晶体化学：研究晶体的结构与化学 组成及性质之间 的学科 阐 述： 组成矿物晶体的质点本 身具有的某些特 性，进 而讨论它 们在组成晶体 结 构时相互作用和规律
1.1
化学键：
晶体中化学键的类型
离子键、共价键和金属键。
非化学性： 范德华力
金属键
共价键
范德瓦尔键
离子键 键型四面体
1.2
决定离子晶体结构的基本因素
6.4
晶体的对称分类
内部结构相似的可具有相同的对称特点。进而对晶体进 行分类。
方法： 首先：将同一个对称型归为一类，称晶类（对应—32） 进而：在32种晶类中，按对称型的特点划分为：七个晶系 然后：再按高次轴的有无和高次轴的数目，将七个晶系并为三 个晶族 即归类——划分——合并 结果：
第二章 晶体的定向和晶面符号
④平行六面体—由三条不共面的行列及与此三行列相应地平行 行列便将整个空间格子划分成一系列平行叠置的六面体。
平行六面体即是空间格子的最小单位，称为单位平行六面体。 在单位平行六面体划分出来的相应单位，称为晶胞
3.2
十四种空间格子
同一个空间点阵，划分平行六面体的方式是多种多样的。
选择平行六面体的原则：
有：离子半径 、紧密堆积（配位数）、极化性能等。
1.2.1 离子半经 作用圈为球形，其它离子不能侵入。这种作用圈的半 径称为：“离子半径”。
离子间距＝离子半径之和
离子半径的数值，可实验测定，可理论计算。
原子和离子半径变化有如下一些规律：
① 对同种元素的原子半径，共价半径总是小于金属原子半径。 ② 对同种元素的离子半径来说，阳离子的半径总是小于该元 素的原子半径，且正价愈高，半径愈小；阴离子的半径总是大 于该元素的原子半径，且负价愈高，半径愈大。 ③ 同一族元素，离子半径从上向下逐渐增大； ④ 同一周期元素，阳离子半径从左向右逐渐减小； ⑤ 周期表左上方到右下方对角线方向，阳离子半径近于相等。 减小 增 大
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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[]
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
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[]
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；
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。
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ห้องสมุดไป่ตู้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
• 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。[]
• 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
• 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。[]
• 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。
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、