从结晶学看溶蚀现象
白云岩中的岩溶现象和溶蚀特征
白云岩中的岩溶现象和溶蚀特征岩溶现象是指在石灰岩、白云岩等碳酸盐岩地区，由于长期受到水的侵蚀和溶解作用，形成的溶洞、溶涧、森林盆地等地形特征。
而白云岩是一种含有大量方解石的碳酸盐岩，因此在其地貌中可以观察到丰富多样的岩溶现象。
首先，白云岩地区经过长期的风化和侵蚀作用，形成了众多的溶洞。
溶洞是指在地下水侵蚀碳酸盐岩时，洞穴形成的地下空腔。
这些洞穴的形成是由于地下水溶解方解石而导致的。
白云岩中的溶洞通常呈现出奇特的地貌景观，例如钟乳石、石笋、石柱等。
钟乳石是指在溶洞内壁上由于方解石溶解沉积而形成的柱状石块，形状各异，有如挂钟的悬垂状。
石笋则是在溶洞内壁或洞顶上形成的石柱，它们的形成需要长时间的沉积和溶解作用。
这些特殊的地下洞穴景观是白云岩地区的一大特色，吸引了众多的旅游者和研究者。
其次，白云岩地区还有许多溶涧和森林盆地。
溶涧是指白云岩地区由于水的长期侵蚀和溶解作用形成的河谷。
溶涧常常具有深谷、急流和流瀑等特点。
在溶涧的上方，往往会形成森林盆地，即溶洞和溶涧之间的凹地。
这些森林盆地通常由于地下水源的补给而形成了湖泊或湿地，吸引了大量的水生生物和鸟类栖息。
白云岩地区的溶涧和森林盆地景观丰富多样，给人们带来了许多的观赏和探险的机会。
此外，白云岩地区的岩溶现象还包括一些小型地表侵蚀特征，例如岩溶峰、岩溶坡和溶蚀沟。
岩溶峰是指白云岩地区由于地下水溶解和地表侵蚀而形成的突出的山峰。
岩溶坡则是在坡面出现了溶蚀凹陷的地形，由于岩石的溶解和崩塌积聚而形成。
溶蚀沟是在地表岩石受到水侵蚀时形成的沟壑，其侵蚀作用模式往往与大型的溶洞和溶涧有相似之处。
总之，白云岩中的岩溶现象和溶蚀特征是由于长期的水侵蚀和溶解作用而形成的特殊地貌景观。
溶洞、溶涧、森林盆地等地形特征丰富多样，给人们提供了观赏和探险的机会。
通过对白云岩中的岩溶现象和溶蚀特征的研究，不仅可以了解地球表面的地貌演变过程，还为资源开发和环境保护提供了重要的参考依据。
因此，深入研究白云岩地区的岩溶现象对于推动地学科学的发展具有重要的意义。
20_结晶现象的原理和发生步骤
溶液过饱和而欲自发旳产生晶核旳极限浓度曲线称为过饱和曲线。 饱和曲线与过饱和曲线之间旳区域为结晶旳介稳区。
2、结晶旳基本原理
介稳区
不稳区 过渡区 亚稳区
稳定区
1—饱和曲线；2—第一过饱和曲线；3 —第二过饱和曲线
A稳定区：即不饱和区。其浓度 ≦平衡浓度，在这里不可能发生结晶。
结晶现象旳原理与措施
目录
1 结晶与晶体 2 结晶旳基本原理 3 结晶旳环节 4 结晶过程影响原因分析
1、结晶与晶体
1、结晶与晶体
结晶是指固体物质以晶体状态从溶液、蒸汽或熔融物中析出旳过程。 晶体是指内部构造中质点元素（原子、离子、分子）作三维有序规则 排列排列旳固态物质。 晶体可分为三大晶族，七大晶系如下： 高级晶族：立方晶系(等轴晶系） 中级晶族：三方晶系、四方晶系、六方晶系 低档晶族：正交晶系(斜方晶系）、单斜晶系、三斜晶系。
3、结晶旳环节
4 盐析法 在溶液中，添加另一种物质使原溶质旳溶解度降低，形成过饱和 溶液而析出结晶。加入旳物质能够是能与原溶媒互溶旳另一种溶媒或 另一种溶质。 5 抗溶剂法 经过加入能降低溶解度旳抗溶剂，如碳酸钠旳抗溶剂结晶，在此 结晶体系中，乙二醇、一缩二乙二醇或者1,2-丙二醇等可加入其水溶液 中，以降低溶解度，产生过饱和度。
4、结晶过程影响原因分析
4、结晶过程影响原因分析
根据结晶原理，结晶操作旳影响原因主要考虑晶核形成速率和晶 体成长速率旳影响原因，涉及过饱和度、温度、搅拌强度、冷却速度、 杂质以及晶种等方面。 （1）过饱和度旳影响
晶核生成速率和晶体成长速率均随过饱和度旳增长而增大。在不 稳区，溶液会产生大量晶核，不利于晶体成长。
化学溶蚀作用
化学溶蚀作用化学溶蚀作用是指物质在化学反应过程中溶解的现象。
在溶蚀过程中，溶剂与溶质之间发生相互作用，导致溶质逐渐溶解于溶剂中，形成溶液。
化学溶蚀作用在生活中和工业生产中都起着重要的作用。
化学溶蚀作用广泛应用于金属加工中。
在金属加工过程中，采用化学溶蚀可以去除金属表面的氧化物、尘埃和气体等杂质，使金属表面得到清洁和平滑的效果。
同时，化学溶蚀还可以用于去除金属表面的腐蚀产物，修复金属表面的美观度和功能。
在电子行业中，化学溶蚀作用也被广泛应用。
例如，在集成电路制造过程中，化学溶蚀可以用于去除光刻胶和金属覆盖层等。
此外，化学溶蚀还可以用于制备微电子器件、光纤和太阳能电池等高精度材料。
化学溶蚀作用还在材料科学领域发挥着重要作用。
通过调控化学溶蚀条件，可以改变材料的表面形貌和物理性质。
例如，通过化学溶蚀可以制备出多孔材料，这种材料具有较大的比表面积和较好的吸附性能，可以应用于催化剂、电池、传感器等领域。
在环境保护方面，化学溶蚀作用也发挥着重要作用。
例如，在水处理过程中，化学溶蚀可以用于去除水中的重金属离子和有机物污染物。
此外，化学溶蚀还可以用于处理固体废物，将其溶解或转化为可回收的物质。
化学溶蚀作用的实现依赖于溶剂和溶质之间的相互作用。
在化学溶蚀过程中，溶剂分子与溶质分子之间发生相互作用，导致溶质分子逐渐离开固体表面，并进入溶液中。
这种相互作用可以是离子间的电荷相互吸引，也可以是分子间的氢键或范德华力等。
化学溶蚀作用的速率受到多种因素的影响。
例如，温度的升高可以加快化学溶蚀作用的速率，因为温度升高会增加溶剂分子的热运动能量，促进溶质分子的溶解。
此外，溶液的浓度、溶剂的性质以及溶质的物理性质等也会对化学溶蚀作用的速率产生影响。
化学溶蚀作用在金属加工、电子行业、材料科学和环境保护等领域都起着重要作用。
通过调控化学溶蚀条件和相互作用机制，可以实现材料表面的改性和功能化，为各个领域的发展提供了有力支持。
宝玉石的结晶学特征
第一节：晶体的基本特征
一：晶体与非晶质体 1、晶体-------具有格子状构造的固体。
气体
物质 ｛液体 晶体
固体 ｛ 非晶体 准晶体
• 格子构造---------是指晶体的内部质点(原子、离子) 作规律排列，而且这种排列可在三维空间作周期 性重复(见图1-1-1)。
•
每种宝石矿物晶体都具有其个性特征，并通
相接触，如尖晶石双晶、水晶膝状双晶(见图11-19(a)(c))。
2、聚片双晶
即一系列接触双晶，板则有相同的结 构取向，如钠长石的聚片双晶(见图1-1-19(b))。
3、穿插双晶(贯穿双晶)
由两个个体相互穿插而形成，如萤石的 立方体穿插双晶和长石卡氏双由多个个体以同 一双晶律连生，接合面相互平行，常以薄板状 产出，每个薄板与其直接相邻的薄板呈相反方 向排列，而相间的薄晶(见图1-1-19(d)(e))；穿 插双晶的接合面往往不是一个连续的平面。
• 纤维状集合体 指纤维状的矿物单体，其延长 方向相互平行密集排列所形成的集合体，如纤 维状石膏、阳起石猫眼等(见图1-1-26(b))。
• 晶簇 指以洞壁或裂隙壁作为共同基地而生 长的单晶体群所组成的集合体，如石英晶簇 (见图1-1-26(c))和方解石晶簇。
• 晶腺 指具有同心层状构造，且外形近似呈 球状的矿物集合体，如胶体成因的条带状玛瑙 (见图1-1-26(d))。
• 2）、对称要素：进行对称操作所 借助的几何要素(点、线、面)称为 对称要素，一般对称要素包括对称 面、对称轴和对称中心等
不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理
不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理金属受环境介质的化学及电化学作用而被破坏的现象即腐蚀。
化学腐蚀的环境介质是非电解质（汽油、苯、润滑油等），电化学腐蚀的环境介质是电解质（各种水溶液）。
电化学腐蚀是涉及电子转移的化学过程，该过程能否进行取决于金属能否离子化，而离子化的趋势可用金属的标准电极电位（ε0）来表示。
由于碳化物、夹杂物，以及组织、化学成分和内部应力的不均匀等的作用，将促使各部分在电解液中产生相互间的电极电位差。
电极电位差愈大，微阳极和微阴极间的电流强度愈大，钢的腐蚀速度也愈大，微阳极部分产生严重的腐蚀。
在电化学腐蚀中能够控制腐蚀反应速度的现象称为极化，极化可使阳极与阴极参与反应的速度得到减弱和减缓。
电解液中离子的缓慢移动、原子缓慢结合成气体分子或电解液中离子的缓慢溶解，都可能是极化的表现形式。
反应面积、搅拌或电解液流动、氧气、温度等因素，都将影响极化的速度。
用极化技术与临界电位可衡量金属与合金在氯化物溶液中点腐蚀与缝隙腐蚀的敏感性。
当不锈钢与异种金属接触时，需考虑电化学腐蚀。
但若不锈钢是正极，则不会产生电流腐蚀。
钝化状态金属的耐腐蚀性取决于铬含量、环境中的氯化物和氧含量以及温度。
某些元素（如氯）可以击穿钝化膜，造成钝化膜不连续处的金属被腐蚀，故使用钝化状态金属的用户应特别注意点腐蚀、应力腐蚀开裂、敏化以及贫氧腐蚀等。
为了提高不锈钢的耐腐蚀性能，其应处于钝化状态（必要条件），钝化后腐蚀电流密度要低（腐蚀速度），钝化状态的电位范围要宽（相对稳定性）。
对于含镍材料来说，腐蚀有两种主要形式：一种是均匀腐蚀，另一种是局部腐蚀。
在海洋大气中的铁锈就是一种一般或均匀腐蚀的典型例子。
此处金属在其整个表面上均匀地被腐蚀。
在这种情况下，钢表面形成疏松层，这层腐蚀产物很容易去除。
另一方面，像合金400这种耐腐蚀性较好的金属，它们在海洋大气中表现出良好的均匀抗腐蚀性。
这是由于合金400可形成一种非常薄而坚韧的保护膜。
结晶学的研究和应用
结晶学的研究和应用结晶学是一门研究晶体结构及其形成和变化规律的学科。
自从20世纪初，特别是20世纪60年代以来，结晶学得到了快速的发展和深入的研究，应用范围也越来越广泛。
一、结晶学的研究1.晶体结构的研究晶体是由分子、原子或离子等微观物质结晶生长而成的，是物质的一种具有规则三维结构的有机体。
通过X射线、电子衍射、中子衍射等方法，研究晶体的结构，从而探究相应物质的物理性质、化学性质、生物学性质等方面。
2.晶体生长的研究晶体生长是指溶液、气相或熔体中，由于溶液过饱和、温度变化或其他条件作用下，从液体中结晶生长体积增大的过程。
研究晶体生长规律，了解生长机制和影响因素，则有助于控制晶体生长，制备高品质的晶体材料。
3.相变的研究相变是物质在一定规定的温度、压力或其他条件下从一种物理状态转变为另一种物理状态的过程。
晶体的相变可以通过晶体的温度、压力、化学成分及其他状态参量的改变来实现。
研究晶体的相变规律则可以控制物质的相变，改变物质的特性。
二、结晶学的应用1. 材料制造方面的应用结晶学的一个重要应用就是用于材料的制造。
例如，纯度高、晶体完整性好、电学和热学性质稳定的晶体材料，可以用于半导体器件、电子器件、光电器件及其他高科技领域的制造。
2. 药物制造方面的应用结晶学在药物的研究和制造方面也有很大的应用价值。
通过研究药物的晶体结构，确定合适的晶型，可以使药物的生物利用度和稳定性显著提高，发挥更好的药效。
此外，还能通过研究药物的晶体生长过程，控制药物的晶型和粒度，对药物的制剂、生产、质量和效力进行优化。
3. 环境污染修复方面的应用结晶学在环境污染修复中也有用武之地。
例如，通过研究晶体的相变特性，可以掌握材料在不同物理状态下的特性变化，并通过这一特性优化材料的使用效果。
另外，还可以通过利用晶体材料的进行吸附、反应、阻隔和激励等能力，来修复土壤、水质、空气等环境问题。
总之，结晶学的研究和应用，将有助于进一步理解和掌握物质的结构、性质和变化规律，推动着科技的进步和制造业的发展，促进着社会的全面进步和发展。
《结晶学》第5章晶体生长
§5.1形成晶体的方式
晶体是在物相转变的情况下形成的。物相 有三种，即气相、液相和固相。只有晶体才是 真正的固体。由气相、液相转变成固相时形成 固体，固相之间也可以直接产生转变。
具体方式
1、气体凝华结晶：气态物质不经过液态阶段直接转变 成固体。 如:雪花就是由于水蒸气冷却直接结晶而成的晶体。
2、熔融体过冷却结晶：当温度低于熔点时，晶体开 始析出，也就是说，只有当熔体过冷却时晶体发生。
于另一些部位。
由于体系中存在某种不均匀性，如 溶液中悬浮地杂质微粒，容器壁上 凹凸不平，或人为地放入籽晶或成
核剂等。
§5.3晶体的生长
晶核形成后，将进一步成长。 下面介绍关于晶体生长的几种理论。
1．层生长理论
它是论述在晶核的光滑表而上生长一层 原子面时，质点在界面上进入晶格“座位” 的最佳位置是具有三面凹角的位置。
§5.7晶体的溶解与再生
1．晶体的溶解
把晶体置于不饱和溶液中晶体就开始溶解。由于 角顶和棱与溶剂接触的机会多，所以这些地方溶解得 快些，因而晶体可溶成近似球状。
晶面溶解时，将首先在一些薄弱地方溶解 出小凹坑，称为蚀像。
思考: 晶面的溶解与晶面的面网密度有没有关系？
不同网面密度的晶面溶解时，网面密度 大的晶面先溶解，因为网面密度大的晶面网 面间距大，容易破坏。
1、介质达到过饱和、过冷却阶段； 2、成核阶段； 3、生长阶段。
成核作用与晶核
晶核：从介质中析出，并达到某个临界大小， 从而得以继续成长的结晶相微粒。
成核作用：形成结晶相微粒的作用。
以溶液情况为例，说明成核作用的过程
设单位体积溶液本身的自由能为g液 从溶液中析出的单位体积结晶相自由能为g晶
在不饱和溶液中，g液＜g晶，不会析晶； 在饱和溶液中，g液＞g晶，会不会析晶？
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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双20，2735.85
苏266，3801.28，盒8上
3、结论
岩矿真理镜下来
敬请各位专家指正!
S12，2412，碳酸盐溶孔
桥30，4Байду номын сангаас9.26，长611，粒间溶孔
1、溶孔发育具有阶段性 3）溶孔的减少与消亡阶段：被充填
苏120，3630.02，高岭石充填溶孔
苏266，3801.28，盒8上
双20，2735.85
榆24，2808.78，
2、溶孔的识别
1）溶孔中有被溶物残骸
S12，2412，碳酸盐溶孔
方解石呈溶蚀残余
这种现象有人认为是铁方解石胶结，违背以下结晶学原理 1、自由空间生长晶体具自形性 2、不同晶核晶体光性不一致 3、晶体生长要有基底
2、溶孔的识别
重新认识鄂尔多斯盆地上古生界溶孔：前人认为粒间溶孔不发育
双20，2735.85
苏266，3801.28，盒8上
前人解释为：长石溶蚀形成高岭石，而后高岭石被铁方解石交代。
6）消亡
裂解 气中 期
消亡 阶段
伊利石充填 溶孔及粒间 孔，高岭石 伊利石化
基性斜长石
粒内溶孔
伊利石交代 长石并充填 粒间孔和溶孔 石英4级加大
石英碎屑
中性斜长石 酸性斜长石
伊利石化 高岭石
钾长石
石英加大边
高岭石充填 粒内孔
孔隙
碳酸盐胶结 高岭石胶结 和交代物 和交代物
伊利石交结 伊利石充填 粒内孔 和交代物
粒间孔 溶孔
召70，2764.8，太1下，5，石英加大，粒间溶孔
2、溶孔的识别
3）孔隙边界不规则，形态不规则，晚期可能被充填
苏137，3601.5，粒间超大溶孔 府1，2109.82，溶孔充填铁方解石
台1，2706.5，太原组，溶孔中充填自生伊利石
2、溶孔的识别
4）多出现所谓的与结晶面相交的溶蚀作用面
潜在 溶孔
方解石交代 长石、高岭石 充填粒间孔， 石英1级加大 高岭石交代 长石、方解石 充填粒间孔， 石英2级加大
半 熟
形成 与 发育 阶段
碳酸盐胶结 和交代物溶 孔，形成 超大溶孔
超大溶孔 粒间溶孔 粒内溶孔
碳酸盐交代和 胶结物溶蚀
高岭石交代 高岭石充填 粒间溶孔 长石并充填 溶孔和粒间 粒内溶孔 粒间孔和溶孔 孔，石英加 石英3级加大 大充填粒间孔
1、溶孔发育具有阶段性
1）准备阶段：易溶组份充填粒间孔，形成潜在溶孔
NP101， 1677.3m， NmⅢ②2， 无胶结无 杂基粒间 孔
方解石孔隙
式胶结并交
代石英颗粒 的边缘、使 其呈锯齿状
高32， 1667.6， 长10，浊 沸石交代 胶结
苏313，盒8，
3992.43，铁
方解交代与胶 结
1、溶孔发育具有阶段性 2）形成与发育阶段：易溶组份溶蚀
薄片教研
镜 下 多 现 象 综 合 分 析 讲 成 因
从结晶学看溶蚀现象
主
讲：杨申谷
长江大学地球科学学院 二○一六年五月
片 中 有 历 史 系 统 归 纳 写 规 律
问题的提出
这套照片能看到什么？ 1、方解石交代钙长石 2、方解石溶蚀形成溶孔 3、方解石铁方解石化 4、钠长石高岭石化 5、高岭石和石英充填溶孔 6、石英4级加大 7、高岭石粒间发育晶间孔 8、高岭石伊利石化
从结晶学上：碳酸盐呈溶蚀港湾、浑圆外形，均不是晶体 生长现象。
2、溶孔的识别
重新认识鄂尔多斯盆地上古生界溶孔：前人认为粒间溶孔不发育
双20，2735.85
苏266，3801.28，盒8上
参照溶蚀充填现象 结论：碳酸盐交代 长石，部分溶蚀后 溶孔被高岭石充填
2、溶孔的识别 2）与对应成岩阶段相符
A
陕299，3464.47，盒8上， 方解石交代岩屑后被溶蚀
陕307，3671.71，盒8下方 解石交代岩屑后被溶蚀
陕299，3438.72，盒8下， 铁方解石溶蚀残余
苏124，3628.32，盒8下，在超大溶孔边部，发育铁方解石溶蚀残余
1、溶孔发育具有阶段性 2）形成与发育阶段：易溶组份溶蚀
超大溶孔，溶孔边部发育于方解石溶蚀残余
B
图中，A处于早成岩期，是粒间孔；如处于晚成岩A期，可能是 B胶结溶蚀形成的溶孔。
2、溶孔的识别
2）与对应成岩阶段相符
鄂尔多 斯盆地 上古生 界粒间 孔发育 于加大 石英颗 粒间
粒间孔
溶孔
榆30，山2，2539， 石英加大充填残余粒间孔
榆43，2684.72，山2， 溶孔中充填石英和高岭石
粒间孔 溶孔
1、溶孔发育具有阶段性
溶孔 发育 阶段
1）准备 2）形成 3）发育 4）保持 5）减少
裂解 气早 期
减少 阶段
有机质 溶 孔 演 化 史 演化
原始 沉积
孔隙演化图
溶孔发育过程 溶孔类型
成岩现象
生 物 气
低 熟
准 备 阶 段
基性斜长石 碳酸盐化与 胶结，充填 粒间孔，发 育潜在溶孔
高岭石、石 英2级加大， 充填粒间孔， 发育晶间孔